分圧モニターを用いた直列均等分圧回路の分圧不均等の補正

摘要

近年，高速·高集積化目的のトランジスタの微細化が進み，トランジスタの耐圧が低下し，光ファイバ通信で用いる光変調器や，可視光通信で用いるLEDなど高速·高出力が求められるドライバの設計が困難になりつつある．この問題を解決するために直列均等分圧回路の検討が行われている．直列均等分圧回路はトランジスタを縦積みすることにより，トランジスタ段数倍の振幅を得ることができる．しかし，CMOSプロセスを用いた直列均等分圧回路を設計すると基板バイアス効果により上段のトランジスタしきい値が変化し，各トランジスタの振幅の均等性が崩れてしまう．本研究では，予めキャリブレーションした分圧モニターを用いた直列均等分圧回路の均等分圧化の手法を提案する．2段構成の直列均等分圧回路の下段トランジスタのドレインに高抵抗を介してモニター端子を付け，モニター端子とドレイン端子の電圧比をあらかじめ校正しておくことにより，モニター端子における電圧波形から，ドレイン端子の電圧波形を観測することができる．このモニターを用いて，下段トランジスタのドレイン電圧が直列均等分圧回路の出力端子の電圧の半分となるように上段トランジスタのグート·ソース間電圧を調整することにより，ドライバの出力電圧が下段トランジスタと上段トランジスタにより均等に分圧されることを実験的に示す．