CN102474231A - 可变增益放大器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可变增益放大器，其具备：一端被赋予输入信号的直流阻断电容(1)；对直流阻断电容(1)的另一端的输出进行放大的可变晶体管尺寸的可变放大部(4)；与可变放大部(4)的输出连接的负载阻抗部(3)；一端与直流阻断电容(1)的另一端连接的偏压电阻(2)；向偏压电阻(2)的另一端施加可变偏压的可变偏压生成部(5)；和增益控制部(9)，其在进行增大可变放大部(4)的实质的晶体管尺寸的控制时，进行降低可变偏压的控制，在进行减小可变放大部(4)的实质的晶体管尺寸的控制时，进行提高可变偏压的控制。

Description

可变增益放大器

技术领域

本发明涉及可变增益放大器，特别是涉及适合于无线通信装置等的低失真且可变增益范围宽的可变增益放大器。

背景技术

随着近几年的CMOS工艺技术的发展，MOS晶体管的性能飞速提高。伴随于此，之前在高频特性方面出色的SiGe双极性晶体管等构成的无线通信装置的接收部可通过MOS晶体管实现。通过使接收部CMOS化，能够在一个芯片上实现接收部和由CMOS构成的数字解调部，可实现无线通信装置的低成本化、小型化、低功耗化。因此，在各种无线通信装置的开发中，正积极研究接收部的CMOS化。

但是，虽然长时间研究了在无线通信装置中需要比较多的电视调谐器的CMOS化，但却没有什么进展。其理由在于，电视广播信号是宽频、多信道结构，要求高的灵敏度特性和耐干扰波特性，因此很难通过只使用低电源电压的CMOS工艺满足该规格。例如，是面向日本的地面波数字电视广播(ISDB-T)的电视调谐器的情况下，输入信号由每1信道的信号频带为6MHz、且从13信道(473.143MHz)至62信道(767.143MHz)的50个信道构成。并且，一方面在各接收信道中要求-84dBm左右的灵敏度特性，另一方面在干扰信道输入电平为-8dBm的条件下要求45dBc至60dBc左右的耐干扰波特性。

为了实现这些接收特性，处理由天线刚刚接收的信号的可变增益放大器(低噪声放大器)的设计特别重要。也就是说，如何在维持规定的噪声特性的同时实现宽的可变增益范围和低增益设定时的低失真特性，决定了能否实现调谐器，这种说法并不为过。但是，在只能使用低电源电压的CMOS工艺中，在所要求的规格中特别是满足失真规格是极其困难的。

为了具体表示该情况，说明一般的CMOS放大器的失真特性。图16表示一般的源极接地放大器的电路结构。信号Vin经由直流阻断电容1，被输入到通过偏压生成部100和偏压电阻2偏置后的放大晶体管41的栅极端子，并且该信号Vin被转换成电流信号。进而，由负载阻抗部3对该电流信号进行电压变换之后成为信号Vout。

一般，已知通过提高从偏压生成部100提供的偏压来提高放大器的失真特性。以下，使用数学式来定量表示该情况。

在图16的放大器中，若将输入设为x、将输出设为y，则将输入输出特性近似为3次非线性项时如下式所示。

[数学式1]

y＝α1·x+α2·x²+α3·x³                …(1)

可通过下式来表示作为失真特性的指标的IIP3(例如参照非专利文献1)。其中，gm是放大晶体管41的跨导、gm”是gm的二阶微分。

[数学式2]

$\mathrm{IIP}3=\sqrt{\frac{4}{3}\left|\frac{\mathrm{\α}1}{\mathrm{\α}3}\right|}\≈\sqrt{8\frac{\mathrm{gm}}{{\mathrm{gm}}^{\′\′}}}\·\·\·\left(2\right)$

另一方面，已知可通过下式给出考虑了载流子的速度饱和的MOS晶体管的漏极电流Ids。其中，μ₀是移动度、C_OX是氧化膜电容、W是沟道宽度、L是沟道长度、V_gs是栅极-源极间电压、V_th是阈值电压、ξ是系数。此外，为了简化数学式，设V_eff＝V_gs-V_th。

[数学式3]

$\mathrm{Ids}=\frac{{\mathrm{\μ}}_0\·C_{\mathrm{ox}}}{2}\left(\frac{W}{L}\right)\frac{{(V_{\mathrm{gs}}-V_{\mathrm{th}})}^2}{1+\mathrm{\ξ}\·(V_{\mathrm{gs}}-V_{\mathrm{th}})}=\frac{{\mathrm{\μ}}_0\·C_{\mathrm{ox}}}{2}\left(\frac{W}{L}\right)\frac{{V_{\mathrm{eff}}}^2}{1+\mathrm{\ξ}\·V_{\mathrm{eff}}}\·\·\·\left(3\right)$

gm、gm”分别等于以V_eff对Ids进行了1阶微分、3阶微分的结果，可通过下式来表示。

[数学式4]

$\mathrm{gm}=\frac{\mathrm{dIds}}{{\mathrm{dV}}_{\mathrm{eff}}}=\frac{{\mathrm{\μ}}_0\·C_{\mathrm{ox}}}{2}\left(\frac{W}{L}\right)\frac{2\·V_{\mathrm{eff}}+\mathrm{\ξ}\·{V_{\mathrm{eff}}}^2}{{(1+\mathrm{\ξ}\·V_{\mathrm{eff}})}^2}\·\·\·\left(4\right)$

[数学式5]

${\mathrm{gm}}^{\′\′}=\frac{d^3\mathrm{Ids}}{{{\mathrm{dV}}_{\mathrm{eff}}}^3}=-3\·\mathrm{\ξ}\·{\mathrm{\μ}}_0\·C_{\mathrm{ox}}\left(\frac{W}{L}\right)\frac{1}{{(1+\mathrm{\ξ}\·V_{\mathrm{eff}})}^4}\·\·\·\left(5\right)$

若将数学式(4)、(5)代入数学式(2)，则可通过下式来表示IIP3。

[数学式6]

$\mathrm{IIP}3=\sqrt{\frac{4V_{\mathrm{eff}}\·(2+\mathrm{\ξ}\·V_{\mathrm{eff}}){(1+\mathrm{\ξ}\·V_{\mathrm{eff}})}^2}{3\mathrm{\ξ}}}\·\·\·\left(6\right)$

数学式(6)意味着通过增大V_eff来提高失真特性。即，在图16的放大器中，通过增大从偏压生成部100提供的偏压，能够提高失真特性(参照图17)。

但是，通过增大V_eff来改善IIP3是有限的。若过度增大V_eff，则会因为电源电压的限制而导致放大晶体管41不能在饱和区域工作，因此包括失真特性在内会显著降低作为放大器的功能。即，对于V_eff而言，存在使IIP3最大的最佳值，电源电压越低该最佳值也越低。因此，利用低电源电压很难实现低失真特性。

接着，说明可变增益放大器。图18表示一般的可变增益放大器的电路结构。通过可变偏压生成部101根据增益控制部102的控制来调整提供给放大晶体管41的偏压，从而实现可变增益。

但是，若在低增益设定时降低偏压，则失真特性的劣化程度较大(参照图17)。为了避免这种现象，近几年，使用了如下的可变增益放大器，即：利用MOS晶体管的开关特性，通过控制实质的放大晶体管尺寸，在不降低偏压的情况下就能够控制增益。例如，可以代替放大晶体管41而设置可变晶体管尺寸的可变放大部，通过在使偏压恒定的情况下改变可变放大部的晶体管尺寸来使增益可变(例如参照专利文献1)。此外，还可以代替放大晶体管41而设置可变晶体管尺寸的可变放大部，通过在使偏置电流恒定的情况下变更可变放大部的晶体管尺寸来使增益可变(例如参照非专利文献1)。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第6657498号说明书(第3(a)图)

非专利文献

非专利文献1：飯塚邦彦、第17回シリコンアナログRF研究会招待講演資料「テレビ放送受信用R F回路の集積化動向」、第31頁、2008年9月29日

发明内容

(发明所要解决的技术问题)

在第1现有例中，若偏压过大，则在高增益设定时也就是将可变放大部的晶体管尺寸设定得较大时，可变放大部中会流过较大的偏置电流。其结果，功耗会增大。此外，由于负载阻抗部3的电压降变大，因此不能确保用于使构成可变放大部的各晶体管在饱和区域内工作的电压，失真特性有可能会很大程度地劣化。即，在第1现有例中，为了抑制高增益设定时的消耗电流和确保工作点，偏压的上限受限制，因此不太能提高失真特性。

在第2现有例中，由于流过可变放大部的偏置电流不依赖于增益设定，是恒定值，因此很难确保从低增益设定到高增益设定的可变放大部的工作点，并且很难确保宽的可变增益范围。此外，即使在原本能够抑制功耗的低增益设定时，功耗也与高增益设定时的功耗相同，因此功耗变大。

鉴于上述问题，本发明的课题在于针对可变增益放大器在宽的可变增益范围内实现低失真特性和低功耗。

(用于解决课题的手段)

一个例子中的可变增益放大器具备：一端被赋予输入信号的直流阻断电容；对所述直流阻断电容的另一端的输出进行放大的可变晶体管尺寸的可变放大部；与所述可变放大部的输出连接的负载阻抗部；一端与所述直流阻断电容的另一端连接的偏压电阻；向所述偏压电阻的另一端施加可变偏压的可变偏压生成部；和增益控制部，其在进行使所述可变放大部的实质的晶体管尺寸增大的控制时，进行降低所述可变偏压的控制，在进行使所述可变放大部的实质的晶体管尺寸减小的控制时，进行提高所述可变偏压的控制。

其中，“可变放大部的实质的晶体管尺寸”是指可变放大部中被偏置成可呈现放大作用的晶体管的总尺寸，可变放大部的放大率根据可变放大部的实质的晶体管尺寸而变化。也就是说，可变放大部的实质的晶体管尺寸越大，可变放大部的放大率越大。

此外，另一个例子中的可变增益放大器具备：一端被共同赋予输入信号的多个直流阻断电容；可变放大部，其具有对所述多个直流阻断电容的各自的另一端的输出进行放大的多个放大晶体管；与所述多个放大部的输出共同连接的负载阻抗部；一端与所述多个直流阻断电容的各自的另一端连接的多个偏压电阻；可变偏压生成部，其具有串联连接的恒流源和参考晶体管，且具有向所述多个偏压电阻的各自的另一端施加偏压的多个偏压生成电路；和增益控制部，其对所述可变放大部和可变偏压生成部的任一方的多个输出分别相互独立地进行控制。

根据该结构，在可变放大部的实质的晶体管尺寸小的低增益模式下，流过可变放大部的偏置电流密度变大。由此，可改善低增益模式下的IIP3。此外，在可变放大部的实质的晶体管尺寸大的高增益模式下，流过可变放大部的偏置电流密度变小。由此，能够抑制功耗增大。

(发明效果)

根据本发明，能够在实现低功耗化的同时在从低增益至高增益的宽范围内抑制失真特性。

附图说明

图1是第1实施方式所涉及的可变增益放大器的电路结构图。

图2是表示可变偏压生成部的变形例的图。

图3是表示第1实施方式所涉及的可变增益放大器的效果的表。

图4是表示第1实施方式所涉及的可变增益放大器的增益和IIP3特性的关系的图表。

图5是第2实施方式所涉及的可变增益放大器的电路结构图。

图6是表示第2实施方式所涉及的可变增益放大器的效果的表。

图7是表示第2实施方式所涉及的可变增益放大器的增益和IIP3特性的关系的图表。

图8是第3实施方式所涉及的可变增益放大器的电路结构图。

图9是表示可变偏压生成部的变形例的图。

图10是表示第3实施方式所涉及的可变增益放大器的效果的表。

图11是表示第3实施方式所涉及的可变增益放大器的增益和IIP3特性的关系的图表。

图12是第4实施方式所涉及的可变增益放大器的电路结构图。

图13是第4实施方式的变形例所涉及的可变偏压生成部的电路结构图。

图14是表示第4实施方式所涉及的可变增益放大器的效果的表。

图15是表示第4实施方式所涉及的可变增益放大器的增益和IIP3特性的关系的图表。

图16是一般的源极接地放大器的电路结构图。

图17是表示偏压和失真特性之间的关系的图表。

图18是一般的可变增益放大器的电路结构图。

具体实施方式

(第1实施方式)

图1表示第1实施方式所涉及的可变增益放大器的电路结构。经由直流阻断电容1向可变放大部4输入信号Vin，将该信号Vin转换为电流信号。之后，该电流信号被负载阻抗部3进行电压变换后成为信号Vout。利用经由偏压电阻2从可变偏压生成部5提供的可变偏压，使可变放大部4的输入偏置。

可变放大部4由并联连接了n级共发共基电路(cascode circuits)的电路构成，该共发共基电路通过以共发共基形式连接共发共基晶体管41_i(1≤i≤n)和放大晶体管42_i而构成。可变偏压生成部5由可变电流源6和参考晶体管52构成。可变电流源6由将串联连接恒流源51_i和开关61_i而成的电流源电路并联连接了n级的电路、和与该电路并联连接的恒流源51构成。也可以省略恒流源51。由参考晶体管52和放大晶体管42_i构成电流镜像电路，相对于从可变电流源6提供的参考电流，向可变放大部4提供与其晶体管尺寸比相对应的偏置电流。

另外，可变电流源6也可以提供反向电流来作为参考电流。该情况下，如图2所示，通过电流镜像电路使从可变电流源6提供的反向电流镜像后提供给参考晶体管52即可。

回到图1，增益控制部9在进行使可变放大部4的实质的晶体管尺寸增大的控制时，进行降低可变偏压的控制，在进行使可变放大部4的实质的晶体管尺寸减小的控制时，进行提高可变偏压的控制。具体而言，增益控制部9输出控制码Ti和该码的反相码Tib，分别控制共发共基晶体管41_i和开关61_i。即，控制为：共发共基晶体管41_i导通时，开关61_i处于断开状态，共发共基晶体管41_i截止时，开关61_i处于接通状态。

图3是表示本实施方式所涉及的可变增益放大器的效果的表。其中，将控制位数设为7，将放大晶体管42_i设为以2的幂加权的尺寸(1μm、2μm、4μm、8μm、16μm、32μm、64μm)，将参考晶体管52的尺寸设为1μm。此外，设可变电流源6可在20μA至30μA的范围内进行控制，将电流源51的电流设为20μA、将电流源51_i的总电流设为10μA。将电流源51_i也设为以2的幂加权的电流(0.08μA、0.16μA、0.32μA、0.64μA、1.28μA、2.56μA、5.12μA)。该表中表示了将负载阻抗部3设为100Ω的电阻时的增益模式1、8、32、64、127中的控制码、实质的放大晶体管尺寸、流过参考晶体管52的参考电流、流过放大晶体管42_i的偏置电流的电流密度、消耗电流、增益及IIP3。IIP3的评价条件是同时输入600MHz和610MHz的正弦波，并根据600MHz的输出功率和作为3次失真的590MHz的输出功率计算出的。与本实施方式进行比较的现有技术是专利文献1公开的技术。

从该表可知，在本实施方式所涉及的可变增益放大器中，越降低增益则参考电流越变大，即，电流密度越变大。由此，与现有技术相比，可改善低增益模式下的IIP3。从图4的图表可知，在本实施方式中，增益越低则IIP3的改善效果越大，最大能够产生8dB左右的改善效果。

另外，也可以设置不同个数的共发共基晶体管41_i和开关61_i。只要按照以下方式构成可变放大部4和可变电流源6即可，即：若使可变放大部4的实质的晶体管尺寸增大，则可变偏压降低，若使可变放大部4的实质的晶体管尺寸减小，则可变偏压上升。

(第2实施方式)

图5表示第2实施方式所涉及的可变增益放大器的电路结构。以下，说明与第1实施方式的不同点。

可变偏压生成部5由恒流源51和可变参考晶体管电路7构成。可变参考晶体管电路7由将参考晶体管52_i和开关71_i串联连接而成的参考晶体管电路并联连接了n级的电路、和与该电路并联连接的参考晶体管52构成。也可以省略参考晶体管52。由可变参考晶体管电路7和放大晶体管42_i构成电流镜像电路，针对从恒流源51提供的参考电流，向可变放大部4提供与其晶体管尺寸比相对应的偏置电流。

增益控制部9按照以下方式进行控制，即：在进行使可变放大部4的实质的晶体管尺寸增大的控制时，进行降低可变偏压的控制，在进行使可变放大部4的实质的晶体管尺寸减小的控制时，进行提高可变偏压的控制。具体而言，增益控制部9输出控制码Ti，控制共发共基晶体管41_i和开关61_i。即，控制为：在共发共基晶体管41_i导通时，开关71_i也处于接通状态，共发共基晶体管41_i截止时，开关71_i也处于断开状态。

图6是表示本实施方式所涉及的可变增益放大器的效果的表。其中，将控制位数设为7，将放大晶体管42_i设为以2的幂加权的尺寸(1μm、2μm、4μm、8μm、16μm、32μm、64μm)。此外，将参考晶体管52的尺寸设为10μm，将参考晶体管52_i也设为以2的幂加权的尺寸(0.04μm、0.08μm、0.16μm、0.32μm、0.64μm、1.28μm、2.56μm)，设可变参考晶体管电路7的晶体管尺寸在10μm至15μm的范围内可变。此外，将恒流源52的电流设为300μA。该表中表示了将负载阻抗部3设为100Ω的电阻时的增益模式1、8、32、64、127中的控制码、实质的放大晶体管尺寸、可变参考晶体管电路7的晶体管尺寸、流过放大晶体管42_i的偏置电流的电流密度、消耗电流、增益以及IIP3。IIP3的评价条件是同时输入600MHz和610MHz的正弦波，并根据600MHz的输出功率和作为3次失真的590MHz的输出功率计算出的。与本实施方式进行对比的现有技术是专利文献1公开的技术。

从该表可知，在本实施方式所涉及的可变增益放大器中，越降低增益，则镜像比越增大，因此电流密度越变大。由此，与现有技术相比，可改善低增益模式下的IIP3。从图7的图表可知，在本实施方式中，增益越低，则IIP3的改善效果越大，最大能够产生6dB左右的改善效果。

另外，也可以设置不同个数的共发共基晶体管41_i和开关71_i。只要按照如下方式构成可变放大部4和可变参考晶体管电路7即可，即：若使可变放大部4的实质的晶体管尺寸增大，则可变偏压下降，若使可变放大部4的实质的晶体管尺寸减小，则可变偏压上升。

(第3实施方式)

图8表示第3实施方式所涉及的可变增益放大器的电路结构。以下，说明与第1实施方式的不同点。

可变偏压生成部5由恒压源53和可变分压电路8构成。可变分压电路8由将电阻81_i和开关82_i串联连接而成的电阻电路并联连接了n级的电路、和与该电路串联连接的电阻83构成。将利用电阻81_i和电阻83对从恒压源53提供的电压进行分压的电压作为可变偏压来提供。另外，也可以在可变分压电路8中将电阻81_i全部串联连接。此时，如图9所示，只要将由控制信号Si控制的开关82_i的一端作为偏压输出端即可。

回到图8，增益控制部9按照如下方式进行控制，即：在进行使可变放大部4的实质的晶体管尺寸增大的控制时，进行降低可变偏压的控制，在进行使可变放大部4的实质的晶体管尺寸减小的控制时，进行提高可变偏压的控制。具体而言，增益控制部9输出控制码Ti，控制共发共基晶体管41_i和开关82_i。即，控制为：共发共基晶体管41_i导通时，开关82_i也处于接通状态，共发共基晶体管41_i截止时，开关82_i也处于断开状态。

图10是表示本实施方式所涉及的可变增益放大器的效果的表。其中，将控制位数设为7，将放大晶体管42_i设为以2的幂加权的尺寸(1μm、2μm、4μm、8μm、16μm、32μm、64μm)。此外，将电阻83设为100Ω，将电阻81_i设为以2^-1的幂加权的值(192kΩ、96kΩ、48kΩ、24kΩ、12kΩ、6kΩ、3kΩ)，设分压比在0.938至0.999的范围内可变。此外，将恒压源53的电压设为594mV，设可变偏压在557mV至593mV的范围内可变。该表中表示了将负载阻抗部3设为100Ω的电阻时的增益模式1、8、32、64、127中的控制码、实质的放大晶体管尺寸、可变偏压、流过放大晶体管42_i的偏置电流的电流密度、消耗电流、增益以及IIP3。IIP3的评价条件是同时输入600MHz和610MHz的正弦波，并根据600MHz的输出功率、和作为3次失真的590MHz的输出功率计算出的。与本实施方式进行对比的现有技术是专利文献1公开的技术。

从该表可知，在本实施方式所涉及的可变增益放大器中，越降低增益，则偏压越增大，电流密度越变大。由此，与现有技术相比，可改善低增益模式下的IIP3。从图11的图表可知，在本实施方式中，增益越低，则IIP3的改善效果越大，最大能够产生6dB左右的改善效果。

另外，也可以设置不同个数的共发共基晶体管41_i和开关82_i。只要按照以下方式构成可变放大部4和可变分压电路8即可，即：若使可变放大部4的实质的晶体管尺寸增大，则可变偏压降低，若使可变放大部4的实质的晶体管尺寸减小，则可变偏压上升。此外，通过电阻83和电阻82_i的电阻值的设定，这些电阻起到偏压电阻的作用，因此也可以省略偏压电阻2。

虽然上述各实施方式所涉及的可变增益放大器的低增益模式时的消耗电流比现有技术中大，但是在消耗电流的绝对值大的高增益模式下消耗电流几乎与现有技术相同，因此不会特别成问题。换言之，在现有技术的可变增益放大器中，为了改善失真特性，需要增大消耗电流，但是在上述各实施方式所涉及的可变增益放大器中，能够在抑制消耗电流的增大的同时改善失真特性。

(第4实施方式)

图12表示第4实施方式所涉及的可变增益放大器的电路结构。经由直流阻断电容1_i向可变放大部4输入信号Vin，并将该信号Vin转换成电流信号。之后，由负载阻抗部3对该电流信号进行电压变换后成为信号Vout。利用经由偏压电阻2_i从可变偏压生成部5提供的可变偏压，使可变放大部4的输入偏置。

可变放大部4由n个放大晶体管42_i构成。可变偏压生成部5由n个偏压生成电路构成。各偏压生成电路由串联连接的恒流源51i、参考晶体管52_i、开关61_i、以及连接在偏压电阻2_i和地之间的开关62_i构成。增益控制部9对可变偏压生成部5的多个输出分别相互独立地进行控制。具体而言，增益控制部9输出控制码Ti和该控制码的反相码Tib，分别控制开关61_i和62_i。即，控制为：开关61_i接通时，开关62_i处于断开状态，开关61_i断开时，开关62_i处于接通状态。

也可以代替可变偏压生成部5的多个输出，而对可变放大部4的多个输出分别相互独立地进行控制。图13表示本实施方式的变形例所涉及的可变增益放大器的电路结构。可变放大部4具备n个共发共基电路，该共发共基电路由以共发共基方式连接的共发共基晶体管41_i和放大晶体管42_i构成。可变偏压生成部5具备n个由恒流源51_i和参考晶体管52_i构成的偏压生成电路。增益控制部9对可变放大部4的多个输出分别相互独立地进行控制。具体而言，增益控制部9输出控制码Ti，控制共发共基晶体管41_i。

图14是表示本实施方式所涉及的可变增益放大器的效果的表。其中，将控制位数设为7，将放大晶体管42_i设为以2的幂加权的尺寸(1μm、2μm、4μm、8μm、16μm、32μm、64μm)，将参考晶体管52_i也设为以2的幂加权的尺寸(1μm、2μm、4μm、8μm、16μm、32μm、64μm)。此外，恒流源51_i设为对应的放大晶体管52_i在线性区域内工作的电流值(30μA、29.8μA、29.5μA、28.8μA、27.6μA、25.1μA、20μA)。该表中表示了将负载阻抗部3设为100Ω的电阻时的增益模式1、7、31、63、127中的控制码、实质的放大晶体管尺寸、消耗电流、增益以及IIP3。IIP3的评价条件是同时输入600MHz和610MHz的正弦波，并根据600MHz的输出功率、和作为3次失真的590MHz的输出功率计算出的。与本实施方式进行对比的现有技术是非专利文献1所公开的技术。

从该表可知，在本实施方式所涉及的可变增益放大器中，由于独立地向放大晶体管42_i提供使其线性工作的偏置电流，因此即使降低增益，IIP3也不会劣化。从图15的图表可知，除了一部分增益设定外，本实施方式的IIP3的改善效果较大。在现有的可变增益放大器中，由于偏置电流是不依赖于放大晶体管尺寸的恒定值，因此在低增益模式下，不能维持作为放大器的工作点，增益特性和失真特性会在很大程度上劣化。即，由于不能在低增益模式下使用，因此不能取较宽的可变增益范围。相对于此，在本实施方式所涉及的可变增益放大器中，虽然高增益模式下的消耗电流比现有技术中大，但是所有增益模式的平均消耗电流几乎没有差异。换言之，在本实施方式所涉及的可变增益放大器中，能够在抑制消耗电流的增大的同时改善失真特性。

另外，在面向高频的可变增益放大器的情况下，也可以在上述各实施方式中代替偏压电阻2而设置偏压电感器。此外，也可以将上述各实施方式所涉及的可变增益放大器的一部分或全部的晶体管设为双极性晶体管。

(产业上的可利用性)

本发明所涉及的可变增益放大器由于能够在宽的可变增益范围内实现低失真特性和低功耗，因此作为电视调谐器等低噪声放大器有用。

符号说明

1      直流阻断电容

1i     直流阻断电容

2      偏压电阻

2i     偏压电阻

3      负载阻抗部

4      可变放大部

41i    共发共基晶体管(第1晶体管)

42i    放大晶体管(第2晶体管)

5      可变偏压生成部

51     恒流源

51i    恒流源

52     参考晶体管

52i    参考晶体管

53     恒压源

6      可变电流源

61i    开关

7      可变参考晶体管电路

71_i    开关

8      可变分压电路

81_i    电阻

82_i    开关

83     电阻

9      增益控制部

Claims (11)

1.一种可变增益放大器，其特征在于，具备：

一端被赋予输入信号的直流阻断电容；

对所述直流阻断电容的另一端的输出进行放大的可变晶体管尺寸的可变放大部；

与所述可变放大部的输出连接的负载阻抗部；

一端与所述直流阻断电容的另一端连接的偏压电阻；

向所述偏压电阻的另一端施加可变偏压的可变偏压生成部；和

增益控制部，其在进行使所述可变放大部的实质的晶体管尺寸增大的控制时，进行降低所述可变偏压的控制，在进行使所述可变放大部的实质的晶体管尺寸减小的控制时，进行提高所述可变偏压的控制。

2.根据权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，

所述可变放大部通过并联连接多个共发共基电路而构成，所述共发共基电路通过以共发共基方式连接2个晶体管而构成，

所述多个共发共基电路的各自的第1晶体管被所述增益控制部相互独立地进行开关控制，第2晶体管的栅极与所述直流阻断电容的另一端连接，

所述可变偏压生成部具备：

由所述增益控制部控制供给电流量的可变电流源；和

将从所述可变电流源提供的电流转换为所述可变偏压的参考晶体管。

3.根据权利要求2所述的可变增益放大器，其特征在于，

所述可变电流源通过并联连接多个电流源电路而构成，所述电流源电路通过将恒流源和开关串联连接而构成，

所述多个电流源电路的各自的开关被所述增益控制部相互独立地进行开关控制。

4.根据权利要求3所述的可变增益放大器，其特征在于，

所述可变电流源具备与所述多个电流源电路并联连接的恒流源，

所述共发共基电路和电流源电路的个数相同，

所述增益控制部对具有对应关系的所述共发共基电路和电流源电路中的所述第1晶体管和开关进行相互相反的开关控制。

5.根据权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，

所述可变放大部通过并联连接多个共发共基电路而构成，所述共发共基电路通过以共发共基方式连接2个晶体管而构成，

所述多个共发共基电路的各自的第1晶体管被所述增益控制部相互独立地进行开关控制，第2晶体管的栅极与所述直流阻断电容的另一端连接，

所述可变偏压生成部具备：

恒流源；和

由所述增益控制部控制晶体管尺寸，且将从所述恒流源提供的电流转换成所述可变偏压的可变参考晶体管电路。

6.根据权利要求5所述的可变增益放大器，其特征在于，

所述可变参考晶体管电路通过并联连接多个参考晶体管电路而构成，所述参考晶体管电路通过将参考晶体管和开关串联连接而构成，

所述多个参考晶体管电路的各自的开关被所述增益控制部相互独立地进行开关控制。

7.根据权利要求6所述的可变增益放大器，其特征在于，

所述可变参考晶体管电路具备与所述多个参考晶体管电路并联连接的参考晶体管，

所述共发共基电路和参考晶体管电路的个数相同，

所述增益控制部对具有对应关系的所述共发共基电路和参考晶体管电路中的所述第1晶体管和开关进行相同的开关控制。

8.根据权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，

所述可变放大部通过并联连接多个共发共基电路而构成，所述共发共基电路通过以共发共基方式连接2个晶体管而构成，

所述多个共发共基电路的各自的第1晶体管被所述增益控制部相互独立地进行开关控制，第2晶体管的栅极与所述直流阻断电容的另一端连接，

所述可变偏压生成部具备：

恒压源；和

被所述增益控制部控制分压比，且将从所述恒压源提供的电压进行分压来生成所述可变偏压的可变分压电路。

9.根据权利要求8所述的可变增益放大器，其特征在于，

所述可变分压电路具备：

一端与所述恒压源连接的电阻；和

多个电阻电路，分别由与所述电阻的另一端串联连接的电阻和开关构成，且所述多个电阻电路相互并联连接，

所述多个电阻电路的各自的开关被所述增益控制部相互独立地进行开关控制。

10.根据权利要求9所述的可变增益放大器，其特征在于，

所述共发共基电路和电阻电路的个数相同，

所述增益控制部对具有对应关系的所述共发共基电路和电阻电路中的所述第1晶体管和开关进行相同的开关控制。

11.一种可变增益放大器，其特征在于，具备：

一端被共同赋予输入信号的多个直流阻断电容；

可变放大部，其具有对所述多个直流阻断电容的各自的另一端的输出进行放大的多个放大晶体管；

与所述多个放大部的输出共同连接的负载阻抗部；

一端与所述多个直流阻断电容的各自的另一端连接的多个偏压电阻；

可变偏压生成部，其具有串联连接的恒流源和参考晶体管，且具有向所述多个偏压电阻的各自的另一端施加偏压的多个偏压生成电路；和

增益控制部，其对所述可变放大部和可变偏压生成部的任一方的多个输出分别相互独立地进行控制。

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