專利名稱：可變跨導電路的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及差動放大電路，尤其涉及在半導體集成電路上形成的可變跨導電路，和將該可變跨導電路設置在信號處理路徑上的光盤裝置。
背景技術(shù)：
作為以往技術(shù)，使用圖15說明在日本特開平11-68477號公報上所記載的跨導電路。
MOS晶體管M50、M51構(gòu)成被電流Io偏置的輸入差動對。在輸入了電壓信號Vi時，MOS晶體管M56、M57分別驅(qū)動MOS晶體管M52、M53的柵極電壓，使得其柵極-源極之間的電壓變得穩(wěn)定。此時，輸入電壓信號Vi被連接在MOS晶體管M50、M51的源極之間的電阻R轉(zhuǎn)換為電流ΔI1，在MOS晶體管M52、M53中流動。這一關(guān)系由式1表示，電流ΔI1從MOS晶體管M54、M55的漏極輸出。
ΔI1=ViR---(1)]]>上述輸出電流ΔI1，輸入到MOS晶體管M58、M59的漏極，該MOS晶體管M58、M59，其柵極-漏極經(jīng)由電阻Rg連接并且柵極進行了公共連接。此時，在MOS晶體管M58、M59中流動的電流相等，因此，式1的電流ΔI1在電阻Rg中流動，在其兩端產(chǎn)生電壓(V+-V-)，通過該電壓(V+-V-)驅(qū)動MOS晶體管M60、M61的柵極。此時，MOS晶體管M60、M61的漏極電流差ΔI2如式2所示。
ΔI2=kβ[(V+-Vth)2-(V--Vth)2]]]>=4kβ·Io·Rg·ΔI1]]>=4kβ·Io·RgR·Vi---(2)]]>此處，設定為β＝電子遷移率×柵極氧化膜電容/2k＝(MOS晶體管M60、M61的晶體管尺寸)/(MOS晶體管M58、M59的晶體管尺寸)Vth＝晶體管的閾值電壓根據(jù)式2，跨導(以下稱作“gm”)成為gm=4kβ·Io·RgR---(3)]]>可以通過使Io變化來使gm連續(xù)地發(fā)生變化。
根據(jù)式3，gm與Io的平方根成比例，因此，例如要使gm變化10倍就需要使Io變化100倍。一般來說，MOS晶體管的柵極-源極間電壓Vgs與工作電流Io處于(Vgs-Vth)∞Io的關(guān)系，如果使Io變?yōu)?00倍，則Vgs-Vth變?yōu)?0倍。而且，為了使MOS晶體管在飽和區(qū)域進行工作，Vgs-Vth最低也需要達到0.2V左右，因此，Vgs-Vth最大為2V，不僅難以實現(xiàn)低電源電壓工作，而且100倍的電流變化將導致電流消耗的增大，較大范圍的gm變化與低功耗處于折衷(trade off)關(guān)系為了解決這個問題，在日本特開2001-292051號公報中，將多個晶體管并聯(lián)連接，從而能夠進行較大范圍的gm變化和低電源電壓動作，但依然存在電流消耗和安裝電路面積方面的問題。
專利文獻1日本特開平11-68477號公報專利文獻2日本特開2001-292051號公報專利文獻3日本特開平11-102407號公報專利文獻4日本特開2003-179447號公報

發(fā)明內(nèi)容
例如，在DVD等光盤裝置中，為了適合多種介質(zhì)、多倍速記錄/再現(xiàn)，用于信號處理的濾波器電路需要應對從最低速信號至約為最低速信號100倍的高速信號的較大的信號范圍。而且，用于將介質(zhì)、光拾取器的信號振幅的離差標準化而進行信號處理的可變增益放大器，也被要求具有最小增益的10倍至20倍的較大范圍的可變增益。為了實現(xiàn)這些濾波器電路和可變增益放大器，可變gm電路成為重要的構(gòu)成要素，但是，使用3V左右的低電源電壓，在以往技術(shù)的可變gm電路中，用1個電路只能確保gm最低值的5倍左右的可變范圍，因此通過并聯(lián)或者串聯(lián)連接多個可變gm電路來實現(xiàn)上述要求，但是，由此功耗、安裝電路面積的增大成為了一個很大的問題。
為了解決上述課題，本發(fā)明的可變跨導電路，其特征在于具有電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，輸出相對于輸入電壓信號(Vi)為線性的電流信號；第1MOS晶體管和第2MOS晶體管(M1、M2)，接收上述電流信號，轉(zhuǎn)換成進行了平方根壓縮的電壓信號；以及第3MOS晶體管和第4MOS晶體管(M3、M4)，將上述進行了平方根壓縮的電壓信號轉(zhuǎn)換成線性電流信號，分別使上述第1MOS晶體管和第2MOS晶體管(M1、M2)的偏置電流(Ia)與上述第3和第4MOS晶體管(M3、M4)的偏置電流(Ib)發(fā)生變化來控制跨導。通過這樣將控制參數(shù)設定為2個(Ia、Ib)，可以實現(xiàn)大范圍的可變gm，例如，在1個電路中能夠使用3V左右的低電源電壓實現(xiàn)20倍左右的可變gm。
優(yōu)選在上述可變跨導電路中，上述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，包括被輸入上述輸入電壓信號(Vi)的2個運算放大器、和插入到上述2個運算放大器的輸出之間的電阻(R)；上述2個運算放大器的輸出級的每一個，是由第1電流源(1)或者第2電流源(2)所偏置的源隨器(source follower)，從上述源隨器的漏極取出電流信號；上述第1MOS晶體管和第2MOS晶體管(M1、M2)的柵極通過預定的偏壓而被接地，源極分別被輸入來自上述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路的輸出電流信號；上述第3MOS晶體管和第4MOS晶體管(M3、M4)的源極公共連接，第3電流源(3)與該公共連接的源極連接，上述第3MOS晶體管(M3)的柵極與第1MOS晶體管和第2MOS晶體管(M1、M2)的一者的源極連接，上述第4MOS晶體管(M4)的柵極與上述第1MOS晶體管和第2MOS晶體管(M1、M2)的另一者的源極連接；上述可變跨導電路，將上述第3MOS晶體管和第4MOS晶體管(M3、M4)的漏極作為電流輸出，分別使上述第1電流源和第2電流源(1、2)的電流(Ia)與上述第3電流源(3)的電流(Ib)發(fā)生變化來控制跨導。
優(yōu)選在上述可變跨導電路中，上述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，包括構(gòu)成輸入上述輸入電壓信號(Vi)的輸入差動對的第MOS晶體管5和第6MOS晶體管(M5、M6)、和插入到上述第5MOS晶體管和第6MOS晶體管(M5、M6)的源極之間的電阻(R)；上述第5MOS晶體管和第6MOS晶體管(M5、M6)的每一個，由與漏極相連接的第1電流源(1)或者第2電流源(2)所偏置；上述第1MOS晶體管和第2MOS晶體管(M1、M2)的一者的漏極與上述第5MOS晶體管(M5)的源極連接，上述第1MOS晶體管和第2MOS晶體管(M1、M2)的另一者的漏極與上述第6MOS晶體管(M6)的源極連接；上述第1MOS晶體管和上述第2MOS晶體管(M1、M2)的每一個的柵極電壓由與漏極相連接的上述第5MOS晶體管(M5)或者第6MOS晶體管(M6)的漏極電壓所驅(qū)動；上述第3MOS晶體管和第4MOS晶體管(M3、M4)的源極公共連接，第3電流源(3)與該公共連接的源極連接，上述第3MOS晶體管(M3)的柵極電壓由上述第5MOS晶體管和第6MOS晶體管(M5、M6)的一者的漏極電壓所驅(qū)動，上述第4MOS晶體管(M4)的柵極電壓由上述第5MOS晶體管和第6MOS晶體管(M5、M6)的另一者的漏極電壓所驅(qū)動；上述可變跨導電路，將上述第3MOS晶體管和第4MOS晶體管(M3、M4)的漏極作為電流輸出，分別使上述第1電流源和上述第2電流源(1、2)的電流(Ia)與上述第3電流源(3)的電流(Ib)發(fā)生變化來控制跨導。
優(yōu)選在上述可變跨導電路中，由并聯(lián)連接的多個MOS晶體管構(gòu)成上述第1MOS晶體管和第2MOS晶體管(M1、M2)、或者上述第3MOS晶體管和第4MOS晶體管(M3、M4)，并通過切換來控制跨導。由此，能夠進一步實現(xiàn)更大范圍的可變跨導(例如達到最小gm的100倍左右)。
優(yōu)選在上述可變跨導電路中，還包括生成上述偏置電流(Ia、Ib)的跨導控制電路，上述跨導控制電路，包括乘方運算電路(20)，該乘方運算電路(20)包括跨導線性環(huán)路電路和供給裝置，上述跨導線性環(huán)路電路，包括柵極和漏極相連接，并進行了級聯(lián)連接的第7MOS晶體管和第8MOS晶體管(M101、M102)；柵極與上述第8MOS晶體管(M102)的柵極相連接的第9MOS晶體管(M103)；以及柵極與上述第9MOS晶體管(M103)的源極相連接的第10MOS晶體管(M104)，上述供給裝置，使分別在上述第9MOS晶體管(M103)和上述第10MOS晶體管(M104)中流動的電流變?yōu)閿?shù)倍，供給到上述第7MOS晶體管和第8MOS晶體管(M101、M102)，上述乘方運算電路(20)，將上述第8MOS晶體管(M102)的漏極作為電流輸入，將上述第9MOS晶體管和上述第10MOS晶體管(M103、M104)的一者與第4電流源(13)連接，將在上述第9MOS晶體管和上述第10MOS晶體管(M103、M104)的另一者中流動的電流進行電流鏡輸出，上述電流鏡輸出成為上述偏置電流(Ia或者Ib)。由此，就能夠?qū)崿F(xiàn)遵循線性或者指數(shù)函數(shù)的跨導控制。
優(yōu)選在上述可變跨導電路中，上述供給裝置，包括使在上述第9MOS晶體管和第10MOS晶體管(M103、M104)中流動的電流變?yōu)閿?shù)倍，供給上述第7MOS晶體管和第8MOS晶體管(M101、M102)的電流鏡。
優(yōu)選在上述可變跨導電路中，上述電流鏡輸出的鏡比是可變的。由此，就能夠?qū)崿F(xiàn)遵循所希望的線性或者指數(shù)函數(shù)的跨導控制。
優(yōu)選在上述可變跨導電路中，上述第4電流源(13)的電流值是可變的。由此，就能夠?qū)崿F(xiàn)遵循所希望的線性或者指數(shù)函數(shù)的跨導控制。
本發(fā)明的光盤裝置，其特征在于在信號處理路徑上設置了由上述可變跨導電路與電容元件形成的濾波器、或者由上述可變跨導電路與電阻元件形成的可變增益放大器。
將本發(fā)明的可變gm的效果簡單地歸納如下。
第1效果在于，能夠以低電源電壓在小規(guī)模實現(xiàn)大范圍的可變gm電路，這是因為能夠使可變gm所需要的電流變化量變小，在1個電路中實現(xiàn)大范圍的可變gm的緣故。
第2效果在于，能夠以低功耗實現(xiàn)高gm，這是因為能夠以電流比確定gm的緣故。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式的可變跨導電路的圖。
圖2是表示本發(fā)明的第2實施方式的可變跨導電路的圖。
圖3是表示本發(fā)明的第3實施方式的可變跨導電路的圖。
圖4是表示圖3所示的運算放大器的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖5是表示圖1～圖3所示的平方根擴展部(square root expansionsection)11的變形例的圖。
圖6A、圖6B是表示在圖1～圖3所示的可變跨導電路設置了跨導控制電路的例子的圖。
圖7是表示包含在圖6B的跨導控制電路中的乘方運算電路的結(jié)構(gòu)例1的圖。
圖8是表示包含在圖6B的跨導控制電路中的乘方運算電路的結(jié)構(gòu)例2的圖。
圖9是表示跨導控制特性的圖。
圖10是表示圖2的可變跨導電路與乘方運算電路的連接例的圖。
圖11是表示跨導控制特性的近似誤差的圖。
圖12是表示光盤裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖13是表示圖12的數(shù)據(jù)信號生成電路的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖14A和圖14B是表示使用了本發(fā)明的可變跨導電路的可變增益放大器和低通濾波器的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖15是表示以往技術(shù)的可變跨導電路的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明，另外，在附圖中，對于相同或等效的部分標以相同的參考標號。
(第1實施方式)圖1是第1實施方式的可變跨導電路。線性電壓電流轉(zhuǎn)換部為以往技術(shù)中所記載的電壓電流轉(zhuǎn)換部，輸入電壓信號Vi通過處于MOS晶體管M5、M6的源極之間的電阻R轉(zhuǎn)換成電流，成為MOS晶體管M1、M2各自的漏極電流。此時，MOS晶體管M1、M2的柵極電壓差如式4所示。
ΔVg=(Ia+ViRk1·β-Ia-ViRk1·β)---(4)]]>此處，設k1為MOS晶體管M1、M2的柵極寬度/柵極長度、并設β＝電子遷移率×柵極氧化膜電容/2。
MOS晶體管M1、M2的柵極電壓，由構(gòu)成源隨器(source follower)的MOS晶體管M7、M8的源極驅(qū)動，如果忽略MOS晶體管M7、M8的基板偏置(bias)效應，則上述ΔVg成為MOS晶體管M7、M8的柵極、即MOS晶體管M5、M6的漏極的電壓差。將該MOS晶體管M5、M6的漏極電壓輸入到MOS晶體管M4、M3的柵極。供給電流Ib的電流源3與MOS晶體管M3、M4所公共連接的源極相連接，柵極進行了公共連接的MOS晶體管M9、M10分別與MOS晶體管M3、M4的漏極連接。在輸入了ΔVg時，從MOS晶體管M3、M4的漏極輸出的電流ΔIout如式5所示。
ΔIout=k2·β·ΔVg·2·Ibk2·β-ΔVg2---(5)]]>
此處，k2為MOS晶體管M3、M4的柵極寬度/柵極長度。
將式4代入式5整理后得到式6。
ΔIout=2·k3·(Ia+ViR-Ia-ViR)·Ibk3-Ia+Ia2-(ViR)2]]> 其中，設定k3＝k2/k1。根據(jù)以上所述，gm可以用式7表示。
gm=1R2·k3·IbIa---(7)]]>可以得知，在上式中，假若例如分別使Ia、Ib變化10倍(Ia×1/10、Ib×10)，就能使gm變?yōu)樽钚≈档?0倍，能夠以少于在式3中說明的以往技術(shù)的電流變化、即低電源電壓使gm在較大范圍內(nèi)發(fā)生變化。而且，由于能夠以電流比確定gm，因此，存在能夠以更少的工作電流實現(xiàn)高gm的優(yōu)點。
(第2實施方式)圖2是第2實施方式的可變跨導電路。在圖1的可變跨導電路中，由于MOS晶體管M4、M3的柵極電壓，分別由MOS晶體管M1與M7、MOS晶體管M2與M8的柵極-源極間的電壓自動地確定，因此，為了使MOS晶體管M3、M4在飽和區(qū)域工作而自動地確定輸出動態(tài)范圍，設計自由度受到制約。為了解決這一問題，在圖2中，將MOS晶體管M1的柵極與MOS晶體管M4的柵極之間、以及MOS晶體管M2的柵極與MOS晶體管M3的柵極之間，各自通過電平移動(level shift)電路4而進行連接。通過適當?shù)卦O定該電平移動電路4的DC電平移動量來提高輸出動態(tài)范圍的設計自由度。只要輸入阻抗足夠高，電平移動電路4也可以分別插入到圖1的MOS晶體管M5的漏極與MOS晶體管M4的柵極之間、以及MOS晶體管M6的漏極與MOS晶體管M3的柵極之間。
(第3實施方式)在圖1、圖2的結(jié)構(gòu)中，MOS晶體管M1、M5、M7或者MOS晶體管M2、M6、M8形成負反饋環(huán)路，其單位增益頻率f0與Ia處于式8的關(guān)系，電路的頻率特性隨著gm的變化而變化。
f0∝Ia---(8)]]>圖3是第3實施方式的可變跨導電路，這是為了解決上述問題而設計的。MOS晶體管M5與電流源1、MOS晶體管M6與電流源2分別形成運算放大器的輸出源隨器，在各自的輸出之間連接有電阻R。在輸入了電壓信號Vi時，在電阻R的兩端也產(chǎn)生電位差Vi，流過信號電流Vi/R。該信號電流從MOS晶體管M5、M6的漏極輸出，被輸入到柵極通過Biasl進行了接地的MOS晶體管M1、M2。此時的MOS晶體管M1、M2的柵極-源極電壓差如式4所示，圖3的電路，與在第1實施方式中說明的電路動作同樣地，能夠獲得式7所示的跨導。
圖4表示圖3所示的運算放大器的結(jié)構(gòu)例。此時，運算放大器的單位增益頻率f0如式9所示，只要由MOS晶體管M5和電流源1構(gòu)成的源隨器的頻帶相對于f0足夠高，即使圖3的跨導電路使gm發(fā)生變化，頻率特性也不會發(fā)生變化。
f0∝Id---(9)]]>在圖1、圖2、圖3中，記載了輸入晶體管為Nch的情況，當然，也可以將各晶體管的Nch/Pch反過來構(gòu)成。
而且，在圖1、圖2、圖3中，只需將電阻R置換為在線性區(qū)域工作的MOS晶體管，使其柵極電壓隨同Ia、Ib一起變化，就能實現(xiàn)更大范圍的可變gm。
(第4實施方式)圖5是圖1～圖3所示的平方根擴展部11的變形例。圖1～圖3的可變跨導電路的gm，如式7所示，取決于MOS晶體管M1、M2與MOS晶體管M3、M4的晶體管尺寸比率k3。在圖5中，代替MOS晶體管M3、M4，并聯(lián)連接多個MOS晶體管，通過控制信號φ1～φ3進行切換。由此能夠使k3發(fā)生變化，因此，能使gm成為可變的。另外，在圖5中，將MOS晶體管M3、M4置換為并聯(lián)連接的MOS晶體管，但也可以將MOS晶體管M1、M2置換為并聯(lián)連接的MOS晶體管。
(第5實施方式)圖6A、圖6B表示在圖1～圖3所示的可變跨導電路111設置了跨導控制電路16的例子。此處，首先，參照圖7對包含在圖6B所示的跨導控制電流16中的乘方運算電路(square circuis)20的動作進行說明。
在圖7中，Iin為電流輸入，cnt為乘方電流輸出。Nch晶體管M101～M104構(gòu)成跨導線性環(huán)路(translinear loop)電路，由Pch晶體管M107～M110構(gòu)成的電流鏡電路，與由電流源13驅(qū)動的MOS晶體管M103和源極進行了接地的MOS晶體管M104的漏極連接，將在MOS晶體管M103、M104中流動的電流分別乘以了k1、k2倍并相加后提供給MOS晶體管M101、M102。MOS晶體管M105，構(gòu)成將MOS晶體管107的電流乘以a倍之后輸出的電流鏡電路。在將以MOS晶體管M101的晶體管尺寸為基準的MOS晶體管M102、M103、M104各自的晶體管尺寸比取為n2、n3、n4時，在圖7所示的電流I0、I1、I2之間，式10成立。
I0+I0n2=I1n3+I2n4---(10)]]>將該計算式的兩邊取平方，代入I0＝Iin+k1·I1+K2·I2，就得到式11。
(1+1n2)2(Iin+k1·I1+k2·I2)=I1n3+I2n4+2I1·I2n3·n4---(11)]]>此處，作為
k1=1n3·(1+1n2)2]]>k2=1n4·(1+1n2)2---(12)]]>整理之后成為式13，I2對于輸入電流Iin具有平方特性。
I2=n3·n44·I1(1+1n2)2Iin2---(13)]]>將此乘以a倍之后成為輸出電流，最終獲得式14。
Iout1＝Iout2＝E·Iin2E=a·n3·n44·I1(1+1n2)4---(14)]]>根據(jù)該式，圖7的電路不包含器件參數(shù)β，由相對精度的參數(shù)a、n2、n3、n4和電流I1確定乘方特性，因此，具有不易受制造離差影響的優(yōu)點。
電流輸出也可以根據(jù)需要的輸出電流的極性而如圖8那樣輸出電流。此外，在圖7、圖8的實施例中，也可以將晶體管M104作為恒定電流驅(qū)動，對電流I1進行電流鏡輸出。在想要使圖7、8的乘方運算電路的乘方特性發(fā)生變化時，能夠通過使晶體管尺寸比a或者電流I1變化來實現(xiàn)。
接著，針對跨導的控制，參照圖6A、圖6B來說明跨導通過指數(shù)函數(shù)使控制信號發(fā)生變化的電路。
在圖6A中，在變換控制信號x使得在函數(shù)發(fā)生器15中變成Ia∞1+x、Ib∞1-x時，根據(jù)式7，跨導變成gm∝1-x1+x---(15)]]>
能夠如圖9所示那樣在特定的x的范圍中，近似為gm∞ex，能夠通過指數(shù)函數(shù)使跨導發(fā)生變化。
但是，如果為了擴大gm的可變范圍而擴大x的范圍，近似精度將變差。為了解決這個問題，在圖6B中，在跨導控制電路16中內(nèi)置有乘方運算電路20。將與采用了圖2的可變跨導電路111時的乘方運算電路20的連接例表示為圖10。在變換控制信號x使得在函數(shù)發(fā)生器15中變成Iin1∞1+x、Iin2∞1-x時，Ia∞(1+x)2、Ib∞(1-x)2，根據(jù)式7，跨導變成gm∝1-x1+x---(16)]]>能夠如圖9所示那樣在特定的x的范圍中，近似為gm∞e2x。圖11將式15與式16的指數(shù)函數(shù)近似誤差進行了圖示，通過設置乘方運算電路20，即使為了擴大gm的可變范圍而擴大x的范圍，也能夠使近似精度提高。
(第5實施方式)圖12表示基于第5實施方式的光盤裝置。該光盤裝置，具有主軸電機(spindle motor)101、光拾取器(optical pickup)102、地址信號生成電路103、地址解碼器104、伺服控制器105、伺服誤差(error)信號生成電路106、數(shù)據(jù)信號生成電路107、解碼器108、CPU109、以及激光能量控制電路110。
此處，作為本發(fā)明的可變gm電路的1個應用例，說明了將本發(fā)明的可變gm應用于圖12中的數(shù)據(jù)信號生成電路107的例子，當然，也可以將本發(fā)明的可變gm電路適用于地址信號生成電路103、伺服誤差信號生成電路106、激光功率控制電路110。將數(shù)據(jù)信號生成電路107的內(nèi)部結(jié)構(gòu)表示為圖13。
從光盤100獲得的數(shù)據(jù)信號，需要進行振幅的標準化并除去噪聲，提高其可讀性。為此，在信號處理路徑上如圖13那樣設置可變增益放大器1071和低通濾波器1072?？勺冊鲆娣糯笃?071，根據(jù)由讀出信道電路1073檢測出的信號振幅值，通過增益控制電路1074切換增益而將信號振幅標準化。此外，低通濾波器1072，通過通帶控制電路1075，使低通濾波器1072的截止頻率發(fā)生變化，其中，該通帶控制電路1075，使得能夠根據(jù)光盤100的介質(zhì)、倍速始終進行最佳的噪聲除去。用本發(fā)明的可變gm電路構(gòu)成了該可變增益放大器1071和低通濾波器1072的例子為圖14A、圖14B。在作為可變增益放大器1071使用時，如圖14A所示那樣，將可變gm電路111與電阻連接，增益由Gm×R確定。此外，在作為低通濾波器1072使用時，如圖14B所示那樣，將可變gm電路111與電容連接，截止頻率Fc由Gm/C確定。圖14B的低通濾波器1072為了表述的簡潔記載為1次結(jié)構(gòu)，而在實際的光盤裝置中構(gòu)成5次至7次的低通濾波器。
工業(yè)上的可利用性本發(fā)明的可變跨導電路，可以適用于例如DVD等光盤裝置中的濾波器電路、可變增益放大器。
權(quán)利要求
1.一種可變跨導電路，其特征在于包括電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，輸出相對于輸入電壓信號為線性的電流信號；第1MOS晶體管和第2MOS晶體管，接收上述電流信號，轉(zhuǎn)換成進行了平方根壓縮的電壓信號；以及第3MOS晶體管和第4MOS晶體管，將上述進行了平方根壓縮的電壓信號轉(zhuǎn)換成線性電流信號，分別使上述第1MOS晶體管和第2MOS晶體管的偏置電流與上述第3MOS晶體管和第4MOS晶體管的偏置電流發(fā)生變化來控制跨導。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變跨導電路，其特征在于上述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，包括被輸入上述輸入電壓信號的2個運算放大器、和插入到上述2個運算放大器的輸出之間的電阻；上述2個運算放大器的輸出級的每一個，是由第1電流源或者第2電流源所偏置的源隨器，從上述源隨器的漏極取出電流信號；上述第1MOS晶體管和第2MOS晶體管的柵極通過預定的偏壓而被接地，其源極分別被輸入來自上述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路的輸出電流信號；上述第3MOS晶體管和第4MOS晶體管的源極公共連接，第3電流源與該公共連接的源極連接，上述第3MOS晶體管的柵極與上述第1MOS晶體管和第2MOS晶體管的一者的源極連接，上述第4MOS晶體管的柵極與上述第1MOS晶體管和第2MOS晶體管的另一者的源極連接；上述可變跨導電路，將上述第3MOS晶體管和第4MOS晶體管的漏極作為電流輸出，分別使上述第1電流源和上述第2電流源的電流與上述第3電流源的電流發(fā)生變化來控制跨導。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變跨導電路，其特征在于上述電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，包括構(gòu)成被輸入上述輸入電壓信號的輸入差動對的第5MOS晶體管和第6MOS晶體管、和插入到上述第5MOS晶體管和第6MOS晶體管的源極之間的電阻；上述第5MOS晶體管和第6MOS晶體管的每一個，由與漏極相連接的第1電流源或者第2電流源所偏置；上述第1MOS晶體管和第2MOS晶體管的一者的漏極與上述第5MOS晶體管的源極連接，上述第1和第2MOS晶體管的另一者的漏極與上述第6MOS晶體管的源極連接；上述第1MOS晶體管和第2MOS晶體管的每一個的柵極電壓，由與漏極相連接的上述第5MOS晶體管或者上述第6MOS晶體管的漏極電壓所驅(qū)動；上述第3MOS晶體管和第4MOS晶體管的源極公共連接，第3電流源與該公共連接的源極連接，上述第3MOS晶體管的柵極電壓由上述第5MOS晶體管和第6MOS晶體管的一者的漏極電壓所驅(qū)動，上述第4MOS晶體管的柵極電壓由上述第5MOS晶體管和第6MOS晶體管的另一者的漏極電壓所驅(qū)動；上述可變跨導電路，將上述第3MOS晶體管和第4MOS晶體管的漏極作為電流輸出，分別使上述第1電流源和上述第2電流源的電流與上述第3電流源的電流發(fā)生變化來控制跨導。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中任一項所述的可變跨導電路，其特征在于由并聯(lián)連接的多個MOS晶體管構(gòu)成上述第1MOS晶體管和第2MOS晶體管、或上述第3MOS晶體管和第4MOS晶體管，并通過切換來控制跨導。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變跨導電路，其特征在于還包括生成上述偏置電流的跨導控制電路，上述跨導控制電路包括乘方運算電路，該乘方運算電路包括跨導線性環(huán)路電路和供給裝置，上述跨導線性環(huán)路電路包括柵極和漏極相連接，并進行了級聯(lián)連接的第7MOS晶體管和第8MOS晶體管；柵極與上述第8MOS晶體管的柵極相連接的第9MOS晶體管；以及柵極與上述第9MOS晶體管的源極相連接的第10MOS晶體管，上述供給裝置，使分別在上述第9MOS晶體管和上述第10MOS晶體管中流動的電流變?yōu)閿?shù)倍，供給到上述第7MOS晶體管和第8MOS晶體管，上述乘方運算電路，將上述第8MOS晶體管的漏極作為電流輸入，將上述第9MOS晶體管和上述第10MOS晶體管的一者與第4電流源連接，將在上述第9MOS晶體管和上述第10MOS晶體管的另一者中流動的電流進行電流鏡輸出，上述電流鏡輸出成為上述偏置電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變跨導電路，其特征在于上述供給裝置，包括使在上述第9MOS晶體管和第10MOS晶體管中流動的電流變?yōu)閿?shù)倍，供給到上述第7MOS晶體管和第8MOS晶體管的電流鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變跨導電路，其特征在于上述電流鏡輸出的鏡比是可變的。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變跨導電路，其特征在于上述第4電流源的電流值是可變的。
9.一種光盤裝置，其特征在于在信號處理路徑上設置了由權(quán)利要求1至權(quán)利要求8中任一項所述的可變跨導電路與電容元件形成的濾波器、或者由權(quán)利要求1至權(quán)利要求8中任一項所述的可變跨導電路與電阻元件形成的可變增益放大器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可變跨導電路。所述可變跨導裝置，包括電壓－電流轉(zhuǎn)換電路，輸出相對于輸入電壓信號(Vi)為線性的電流信號；第1MOS晶體管和第2MOS晶體管(M1、M2)，輸入上述電流信號，轉(zhuǎn)換成進行了平方根壓縮的電壓信號；以及第3MOS晶體管和第4MOS晶體管(M3、M4)，將上述進行了平方根壓縮的電壓信號轉(zhuǎn)換成線性電流信號，通過分別使第1MOS晶體管和第2MOS晶體管(M1、M2)的偏置電流(Ia)、與第3MOS晶體管和第4MOS晶體管(M3、M4)的偏置電流(Ib)發(fā)生變化來控制gm，能夠在1個電路中以3V左右的低電源電壓實現(xiàn)20倍左右的可變gm，并能夠解決功耗、安裝電路面積的增大的問題。
文檔編號G11B7/09GK1893262SQ200610101729
公開日2007年1月10日 申請日期2006年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月7日
發(fā)明者森川浩安, 片田真三康, 西中麻里繪 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社