抵抗領域で動作するMOSFETを用いた低電源電圧?高線形電圧増幅回路におけるバイアス回路とオフセット補償

摘要

信号を電位の時間変化として表現する種々のアナログ信号処理回路には、演算増幅器を用いた設計手法が広く知られている。一方、CMOS集積回路における演算増幅器の設計は、CMOSプロセスの微細化に伴う電源電圧の低下によって、より困難になっている。電源電圧がしきい電圧の2倍程度まで低下しているプロセスでは、演算増幅器に限らず、従来のカスコード構成を用いた回路の多くに、ダイナミックレンジが十分に確保できない、あるいは直流動作点が設定不可能になるという問題が生じる。低い電源電圧において大きなダイナミックレンジを確保する手法には、MOSFETを含む回路の非線形な大信号待性を線形化する手法が知られている。小信号特性を用いた設計は、能動素子の非線形特性によって高調波が生じるため、電源電圧による信号電圧範囲の制限にその高調波による影響が加わり、SFDR(スプリアスフリーダイナミックレンジ)が小さい。