專利名稱：濾波器電路以及包括該濾波器電路的光盤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濾波器電路，尤其涉及由場效應(yīng)晶體管構(gòu)成的電流模式濾波器電路與將該電流模式濾波器電路設(shè)置在信號(hào)處理路徑中的光盤裝置。
背景技術(shù)：
濾波器電路是構(gòu)成各種信號(hào)處理系統(tǒng)的必需功能模塊，特別是，模擬濾波器電路在模擬/數(shù)字混裝的LSI中，承擔(dān)著模擬-數(shù)字變換前的信號(hào)波形整形和用于防止假頻 (alias)的高頻噪聲去除等重要作用。特別是，在從數(shù)十MHz到數(shù)百M(fèi)Hz的信號(hào)頻帶中，一般采用由跨導(dǎo)(transconductance)電路(以下稱為Gm電路)與電容元件構(gòu)成的Gm-C濾波器。但是，Gm-C濾波器如非專利文獻(xiàn)1和非專利文獻(xiàn)2所述的那樣，1、構(gòu)成濾波器的Gm電路所具有的寄生極與濾波器的電極接近，因此尤其難以實(shí)現(xiàn)高頻域中的正確的頻率特性。2、在近年來的細(xì)微化的低電壓動(dòng)作的數(shù)字CMOS工藝中，存在著在以電壓模式動(dòng)作的Gm-C濾波器中難以確保較寬的動(dòng)態(tài)范圍和線形性的問題。為了解決這些問題，在非專利文獻(xiàn)1和非專利文獻(xiàn)2中，提出了以電流模式動(dòng)作的濾波器電路。在非專利文獻(xiàn)1中，如該文獻(xiàn)中的圖2(a)所示那樣，用反饋輸出電流的方法實(shí)現(xiàn)，而在非專利文獻(xiàn)2中，如該文獻(xiàn)中的圖8所示那樣，通過在柵極接地鏡像電路中附加電容元件來實(shí)現(xiàn)濾波器電路，與非專利文獻(xiàn)1相比用較少的元件數(shù)實(shí)現(xiàn)電路。此處，對(duì)與本發(fā)明的結(jié)構(gòu)相近的非專利文獻(xiàn)2所述的濾波器電路，詳細(xì)地進(jìn)行說明。

圖15中示出非專利文獻(xiàn)2所述的電流模式濾波器的結(jié)構(gòu)。在圖15的電流模式濾波器中，N溝道晶體管M200、 M203構(gòu)成電流鏡對(duì)，分別由來自電流源的偏置電流IbO驅(qū)動(dòng)。另外，柵極由定電壓VbO固定的作為柵極接地電路起作用并且由偏置電流IcO驅(qū)動(dòng)的P溝道晶體管M201的源極連接到 N溝道晶體管M200的漏極，P溝道晶體管M201的漏極連接到N溝道晶體管M200的柵極，據(jù)此N溝道晶體管M200與P溝道晶體管M201構(gòu)成負(fù)反饋環(huán)路。進(jìn)而，電容元件Ci、Cg分別連接到N溝道晶體管M200的漏極與柵極。此時(shí)，假設(shè)N溝道晶體管M200、M203以及P溝道晶體管M201在飽和區(qū)域中動(dòng)作，則其跨導(dǎo)(以下稱為gm)能夠用下式近似。[數(shù)學(xué)式1]g_: = ■ fin ■ IhO........(式 ι)[數(shù)學(xué)式2]gmp -=........(式 2)此處，gmn表示N溝道晶體管M200、M203的gm，gmp表示P溝道晶體管M201的gm， β η表示N溝道晶體管的跨導(dǎo)參數(shù)，β ρ表示P溝道晶體管的跨導(dǎo)參數(shù)。此處，將N溝道晶體管Μ200的漏極作為電流輸入(Ii)端子，將N溝道晶體管Μ203的漏極作為電流輸出(Io) 端子時(shí)的輸入輸出傳遞函數(shù)用下式表示。
[數(shù)學(xué)式3]
權(quán)利要求
1.一種濾波器電路，其特征在于該濾波器電路是由場效應(yīng)晶體管構(gòu)成的電流鏡電路， 構(gòu)成為包括溝道極性全部相同的第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管(M1、M2、M3)， 所述第一晶體管的漏極連接到作為柵極接地電路起作用的第二晶體管的源極， 所述第二晶體管的漏極連接到所述第一晶體管的柵極與所述第三晶體管的柵極， 第一電容元件(Cl)與第二電容元件(C2)分別連接到所述第一晶體管的柵極以及漏極，所述濾波器電路包括分別對(duì)所述第一晶體管及第二晶體管供應(yīng)偏置電流的偏置電流供應(yīng)單元(7)，將所述第一晶體管的漏極或柵極中的任一者或兩者作為輸入端子，由所述第三晶體管的漏極電流取出輸出信號(hào)。
2.一種濾波器電路，其特征在于該濾波器電路是由場效應(yīng)晶體管構(gòu)成的電流鏡電路， 構(gòu)成為包括溝道極性全部相同的第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管(Ml、M2、 M3、M52)，所述第四晶體管作為將輸入電流信號(hào)變換為電壓信號(hào)的ΙΛ變換器動(dòng)作， 所述第一晶體管的漏極連接到作為以所述ΙΛ變換器輸出為輸入的源極跟隨器起作用的第二晶體管的源極，所述第二晶體管的漏極連接到所述第一晶體管的柵極與所述第三晶體管的柵極， 第一電容元件(Cl)與第二電容元件(C2)分別連接到所述第一晶體管的柵極以及漏極，所述濾波器電路包括分別對(duì)所述第一晶體管及第二晶體管供應(yīng)偏置電流的偏置電流供應(yīng)單元(7)，以及對(duì)所述第四晶體管供應(yīng)偏置電流的偏置電流供應(yīng)單元(53)，將所述第一晶體管的漏極以及所述第四晶體管的漏極中的任一者或兩者作為輸入端子，由所述第三晶體管的漏極電流取出輸出信號(hào)。
3.一種濾波器電路，其特征在于該濾波器電路是由場效應(yīng)晶體管構(gòu)成的電流鏡電路， 構(gòu)成為包括溝道極性全部相同的第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管(M1、M2、M3)， 所述第一晶體管的漏極連接到作為源極跟隨器起作用的第二晶體管的柵極， 所述第二晶體管的源極連接到所述第一晶體管的柵極與所述第三晶體管的柵極， 第一電容元件(Cl)與第二電容元件(C2)分別連接到所述第一晶體管的漏極以及柵極，所述濾波器電路包括分別對(duì)所述第一晶體管及第二晶體管供應(yīng)偏置電流的偏置電流供應(yīng)單元(7)，將所述第一晶體管的漏極或柵極中的任一者或兩者作為輸入端子，由所述第三晶體管的漏極電流取出輸出信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的濾波器電路，其特征在于還包括 具有從漏極到柵極的反饋環(huán)路的第四晶體管(M13)，以及對(duì)所述第四晶體管供應(yīng)偏置電流的偏置電流供應(yīng)單元(14)，所述第一電容元件連接在所述第四晶體管的柵極與所述第一晶體管的漏極之間，將所述第四晶體管的柵極作為輸入端子，由所述第三晶體管的漏極電流取出輸出信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的濾波器電路，其特征在于還包括 具有從漏極到柵極的反饋環(huán)路的第四晶體管(M13)，以及對(duì)所述第四晶體管供應(yīng)偏置電流的偏置電流供應(yīng)單元(14)，所述第二電容元件連接在所述第四晶體管的柵極與所述第一晶體管的柵極之間， 將所述第四晶體管的柵極作為輸入端子，由所述第三晶體管的漏極電流取出輸出信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的濾波器電路，其特征在于分別對(duì)所述第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管以及所述第四晶體管供應(yīng)的偏置電流是可變的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的濾波器電路，其特征在于 所述可變偏置電流由跨導(dǎo)調(diào)整電路(29)供應(yīng)，所述跨導(dǎo)調(diào)整電路包括源極共同連接的第九晶體管、第十晶體管(M106、M107)； 使所述第九晶體管、第十晶體管的柵極產(chǎn)生電位差的電位差產(chǎn)生電路(21)； 輸出所述第九晶體管、第十晶體管的漏極電流的差的差電流生成電路(22)； 生成控制電壓以使所述差電流生成電路的輸出電流值與基準(zhǔn)電流源(24)的輸出電流值一致，并將該控制電壓反饋至所述第九晶體管、第十晶體管的柵極的反饋單元(31)；以及對(duì)所述反饋電壓進(jìn)行電壓_電流變換的電壓_電流變換器(25)， 分別對(duì)所述第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管以及所述第四晶體管供應(yīng)的偏置電流作為所述電壓_電流變換器的輸出的電流鏡輸出被供應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的濾波器電路，其特征在于 所述可變偏置電流由跨導(dǎo)調(diào)整電路(29)供應(yīng)，所述跨導(dǎo)調(diào)整電路包括由第五晶體管、第六晶體管、第七晶體管、以及第八晶體管(M101、M102、M103、M104)構(gòu)成的跨導(dǎo)線性環(huán)電路(32)；將分別流至所述第七晶體管與所述第八晶體管的電流變?yōu)閿?shù)倍并供應(yīng)給所述第五晶體管及第六晶體管的放大單元(26)；以及供應(yīng)所述第七晶體管的偏置電流的電流源電路(33)，以流至所述第八晶體管的電流的電流鏡輸出成為所述第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管以及所述第四晶體管的偏置電流的方式進(jìn)行連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的濾波器電路，其特征在于 供應(yīng)所述第七晶體管的偏置電流的電流源電路(33)包括 源極共同連接的第九晶體管、第十晶體管(M106、M107)；以使所述第九晶體管、第十晶體管的柵極產(chǎn)生電位差，所述第九晶體管、第十晶體管的柵極電壓的平均電壓施加到第十一晶體管(M105)的柵極的方式連接的電位差產(chǎn)生電路 (21)；對(duì)分別流至所述第九晶體管、第十晶體管的漏極電流進(jìn)行相加的加法單元(34)；以及將流至所述第十一晶體管的漏極電流變?yōu)?倍的放大單元(28)， 從所述第九晶體管、第十晶體管的漏極電流的相加值中減去將流至所述第十一晶體管的漏極電流變?yōu)?倍的電流后的電流成為所述第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管以及所述第四晶體管的偏置電流。
10. 一種光盤裝置，其特征在于將權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的濾波器電路包括在信號(hào)處理路徑中。
全文摘要
在電流模式濾波器中，包括溝道極性全部相同的第一、第二、第三晶體管(M1、M2、M3)。所述第一晶體管(M1)的漏極連接到作為柵極接地電路起作用的所述第二晶體管(M2)的源極。所述第二晶體管(M2)的漏極連接到所述第一晶體管(M1)與所述第三晶體管(M3)的柵極。第一電容元件(C1)與第二電容元件(C2)分別連接到所述第一晶體管(M1)的柵極以及漏極。電流源(7)對(duì)所述第一、第二晶體管(M1、M2)的每個(gè)供應(yīng)偏置電流。將所述第一晶體管(M1)的漏極作為輸入端子(9)，輸出信號(hào)(Io)從所述第三晶體管(M3)的漏極電流中取出。因此，跨導(dǎo)調(diào)整電路使用一個(gè)即可。
文檔編號(hào)H03F3/08GK102474240SQ20108003060
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月8日
發(fā)明者森川浩安 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社