CN1155152C - 放大器 - Google Patents

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CN1155152C CNB998010057A CN99801005A CN1155152C CN 1155152 C CN1155152 C CN 1155152C CN B998010057 A CNB998010057 A CN B998010057A CN 99801005 A CN99801005 A CN 99801005A CN 1155152 C CN1155152 C CN 1155152C
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Abstract

在携带终端发送部的高频部中,为了在70dB以上的大范围内线性地(平直度±1dB)进行对一个控制电压的增益控制,用至少由两个以上的串联的可变电阻51、52构成的信号线51连接信号输入部34和信号输出部35,将并联连接的可变电阻53、54分别连接在信号输入部34和接地线57之间、以及信号输出部35和接地线57之间,将增益控制线56连接在可变电阻51、52、53、54上,将基准电压施加部23、27、31、33连接在各个可变电阻51、52、53、54上,将增益控制电压施加部19通过增益控制线56连接在各个可变电阻51、52、53、54上。

Description

放大器
技术领域
本发明涉及放大高频信号、而且能利用控制电压改变增益的放大器,特别是涉及作为移动通信终端的发送部的高频部中使用的被集成电路化了的半导体装置的放大器。
背景技术
最近,在移动通信领域中,作为存取手段,CDMA方式正成为国际标准之一。在这样的通信方式中,伴随携带终端和基站的距离的减小,相邻信道的干扰增大,因此误码率增大、通话质量下降成为大问题。
为了克服这样的问题,有必要调整与携带终端和基站的距离对应的输出信号。具体地说,需要根据基站负担的单元范围的大小,在携带终端发送部中需要进行增益控制幅度在70dB以上的大范围内的增益控制。而且,作为CDMA方式的特征,是在至基站的某一定的距离内进行精度极高的增益控制。因此,必须是平直度为±1dB的线性好的增益控制。
另外,在携带终端发送部中如果进行增益的衰减,则噪声指数劣化,所以在用载波信号电平低的500MHz左右以下的中频部在70dB以上的大范围内进行增益的衰减的情况下,难以识别载波信号电平及其以外的噪声信号电平,通话质量下降。因此为了解决这样的问题,需要用载波信号电平高的500MHz左右以上的高频部进行增益控制,该高频部能容易地识别载波信号电平及其以外的噪声信号电平。
为了在携带终端发送部中,在上述的增益控制幅度为70dB以上、平直度为±1dB的范围内进行线性好的增益控制,以往的方法是:单独地生产第一半导体装置和第二半导体装置这样两种进行增益控制的半导体装置,上述第一半导体装置在高频部中用大的增益变化点进行台阶式控制,上述第二半导体装置在中频部中用线性增益变化范围进行连续控制,用外部电路将上述第一半导体装置和第二半导体装置连接组合起来。在携带终端,利用内部安装了微机·逻辑部的单独的半导体装置进行这样的增益控制。
之所以进行两种增益控制,是因为难以用构成高频部的一个半导体装置在例如增益控制幅度为70dB以上、平直度为±1dB的大范围内进行具有良好的线性的增益控制。
以下,说明在现有的移动通信终端发送部中进行增益控制的作为具有代表性的半导体装置的放大器。
图19是表示在现有的移动通信终端发送部的高频部中进行台阶式增益控制的放大器(半导体装置)的结构的电路图。利用这样的放大器,用大的增益变化点进行增益的台阶式控制。
如图19所示,该放大器有连接作为信号输入部的输入端子14和作为信号输出部的输出端子15的由串联的可变电阻71构成的信号线74,在输入端子14和接地线76之间、以及在输出端子15和接地线76之间分别连接着并联的可变电阻72、73。接地线76连接在作为基本电位部的地GND上。增益控制线75连接在可变电阻71、72、73上。在该放大器中,构成增益控制电压施加部的增益控制电压施加端子4通过增益控制线75分别连接在可变电阻71、72、73上。
上述的可变电阻71、72、73是分别将电阻7、5、13连接在场效应晶体管6、1、9的栅极上构成的。构成可变电阻71的场效应晶体管6的漏极连接在输入端子14上,源极连接在输出端子15上。另外,构成可变电阻72的场效应晶体管1的漏极通过电容器2连接在输入端子14上,源极通过电容器3及接地线76连接在地GND上。另外,构成可变电阻73的场效应晶体管9的漏极通过电容器10连接在输出端子15上,源极通过电容器11及接地线76连接在地GND上。
另外,构成可变电阻71的场效应晶体管6的栅极通过电阻7及增益控制线75连接在增益控制电压施加端子4上,构成可变电阻72的场效应晶体管1的源极通过增益控制线75连接在增益控制电压施加端子4上,构成可变电阻73的场效应晶体管9的源极通过增益控制线75连接在增益控制电压施加端子4上。另外,从锂电池等供给的电源电压VDD(3V左右的电池电压)加在构成可变电阻71的场效应晶体管6的源极上,GND电位通过电阻5、13被供给分别构成可变电阻72、73的场效应晶体管1、9的栅极。
这里,各电容器2、3、10、11具有阻止直流电压施加的作用,各电阻7、5、14具有阻止高频信号进入的作用。
另外,在该放大器中,以调整衰减量的形式进行增益的调整,图中省略了提高增益用的本来的放大功能部。只就图19所示的电路而言,具有衰减器的功能。
图20是表示在图19所示的放大器中,各场效应晶体管6、1、9的阈值电压Vth为-1.0V时的增益控制的形态的特性曲线图。图20(a)表示构成可变电阻71的场效应晶体管(串联FET)6的增益控制电压Vc-增益(衰减量)特性曲线。另外,图20(b)表示构成并联的可变电阻72、73的场效应晶体管(分流FET)1、9的增益控制电压Vc-增益(衰减量)特性曲线,实线是两个场效应晶体管的特性,虚线是一个场效应晶体管的特性。图20(c)表示将图20(a)、(b)所示的特性合成后的图19所示的放大器的增益控制电压Vc-增益(衰减量)特性曲线。
如上所述,在各场效应晶体管6、1、9的阈值电压Vth为-1.0V的情况下,就并联的可变电阻72、73的场效应晶体管1、9来说,在增益控制电压Vc为0.7V~1.0V的范围内,增益(衰减量)以46dB/V大小的斜率、在14dB的范围内,与增益控制电压Vc的变化成正比地变化,就串联的可变电阻71的场效应晶体管6来说,在增益控制电压Vc为2.0V~2.3V的范围内,增益(衰减量)以50dB/V大小的斜率、在15dB的范围内,与增益控制电压Vc的变化成正比地变化,在增益控制电压Vc为1.0V~2.0V的范围内,不进行增益控制,增益(衰减量)与增益控制电压Vc的变化无关而保持一定的值。就是说,不进行增益控制的增益控制电压区间ΔV的大小为1.0V。
图21是表示在图19所示的放大器中,各场效应晶体管6、1、9的阈值电压Vth为-2.0V时的增益控制的形态的特性曲线图。图21(a)表示构成可变电阻71的场效应晶体管(串联FET)6的增益控制电压Vc-增益(衰减量)特性曲线。另外,图21(b)表示构成并联的可变电阻72、73的场效应晶体管(分流FET)1、9的增益控制电压Vc-增益(衰减量)特性曲线,实线是两个场效应晶体管的特性,虚线是一个场效应晶体管的特性。图21(a)、(b)与图20(a)、(b)相同。图21(c)表示将图21(a)、(b)所示的特性合成后的图19所示的放大器的增益控制电压Vc-增益(衰减量)特性曲线。
如上所述,在各场效应晶体管6、1、9的阈值电压Vth为-2.0V的情况下,就串联的可变电阻71的场效应晶体管6来说,在增益控制电压Vc为1.0V~1.3V的范围内,增益(衰减量)以50dB/V大小的斜率、在15dB的范围内,与增益控制电压Vc的变化成正比地变化,就并联的可变电阻72、73的场效应晶体管1、9来说,在增益控制电压Vc为1.7V~2.0V的范围内,增益(衰减量)以46dB/V大小的斜率、在14dB的范围内,与增益控制电压Vc的变化成正比地变化,在增益控制电压Vc为1.3V~1.7V的范围内,不进行增益控制,增益(衰减量)与增益控制电压Vc的变化无关而保持一定的值。就是说,不进行增益控制的增益控制电压区间ΔV的大小为0.4V。
具有上述特性的放大器在进行台阶式控制的情况下,台阶式地切换增益控制电压Vc,每隔一定的值台阶式地切换增益(衰减量),与中频的连续增益控制相组合,在例如增益控制幅度为70dB以上的范围内实现线性(±1dB以下)的增益控制。
图22表示用高频部进行增益控制的上述那种放大器的台阶式控制特性曲线图之一例。通常设定增益的台阶数为2~10个台阶左右,在图22中,将30dB的增益控制幅度从增益低的开始,按顺序每隔15dB设定成这样三个台阶:低、中、高各种方式。符号VCL、VCM、VCH是对应于各方式的增益控制电压,符号POUT表示输出信号的大小。另外,在图20、图21中,虽然增益控制幅度为29dB,但为了简化计算,进位成30dB后进行图示。
另一方面,作为与进行图19所示的台阶式的增益控制的放大器(高频放大器)组合使用、用中频部连续地进行增益控制的放大器(中频放大器),虽然省略了具体的电路图,但主要是使用硅双极型晶体管。
在使用双极型晶体管进行增益控制的放大器的情况下,根据其电路结构的特征,在信号电平小时,能进行范围较大、而且线性好的增益控制。因此,在用中频部进行增益控制的放大器中,利用增益呈线性变化的关系,进行连续控制。
图23是用中频部进行增益控制的放大器的连续控制特性曲线图。如图23所示,电平信号小时,能进行增益控制幅度为40dB、平直度为±1dB、范围较大、而且线性好的增益控制,对应于用高频部的台阶式控制的各种方式,用中频部进行连续控制。符号VCFINE是各方式时的微调增益控制电压,符号POUT表示输出信号的大小
另外,图24是将台阶式控制和连续控制组合起来的移动通信终端发送部的增益控制特性曲线图。通过将图22中的台阶式控制的各种方式和图23中的连续控制分别组合起来,在移动通信终端发送部中能进行增益控制幅度为70dB、平直度为±1dB的范围较大、而且线性好的增益控制。
如上所述,迄今在移动通信终端发送部中,为了进行增益控制幅度为70dB、平直度为±1dB的范围较大、而且线性好的增益控制,单独地生产用高频部进行台阶式控制的装置和用中频部进行连续控制的装置,再用外部电路将安装了这些半导体芯片的两种放大器(半导体装置)连接组合起来。
而且,其理由是因为在上述现有的结构中,在输入端子14和输出端子15之间只连接一段由场效应晶体管6构成的串联的可变电阻71,在15~18dB左右大范围内不能取得对应于控制电压的增益控制量的直线部分,增益控制幅度也窄,为30dB,所以用一个放大器难以只用移动通信终端发送部的高频部进行增益控制幅度为70dB以上、平直度为±1dB的范围大、而且线性好的增益控制。
可是,如上所述,在使两种独立的放大器(半导体装置)进行单独的增益控制的情况下,存在下述的问题。
第一个问题是:如果将由高频部进行增益控制的放大器用于台阶式控制,则在串联的可变电阻71进行线性增益控制工作的增益控制电压范围和并联的可变电阻72、73进行线性增益控制工作的增益控制电压范围之间,存在不进行增益控制的非增益控制电压区间ΔV,所以在通过台阶式地切换增益控制电压Vc、台阶式地切换增益(衰减量)的情况下,即使对应于增益(衰减量),高精度地切换增益控制电压Vc,也难以进行高精度的增益控制。换句话说,为了高精度地切换增益(衰减量),存在增益控制电压Vc的选择变得复杂的问题。
第二个问题是:如果并用单独的增益控制(台阶式控制、连续控制),即,如果用两种单独的放大器(半导体装置)进行单独的增益控制(台阶式控制、连续控制),则从图24中的增益控制特性曲线可知,在进行台阶式控制的各种方式的切换时,由于连续控制还同时变更增益控制电压Vc的设定,所以在方式切换的前后发生增益差异,不能实现所希望的平直特性,增益控制的高精度化变得困难了。另外,微机·逻辑部的控制电压必须设定成两种,变得复杂了。另外,存在移动通信终端的电路结构变得复杂、占用空间大的问题。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种在进行台阶式控制的情况下,能进行高精度的增益控制、或容易选择控制电压的放大器。
本发明的第二个目的是提供一种能在大范围内线性地进行一种控制电压的增益控制的放大器。
为了达到第一个目的,本发明的放大器备有:连接信号输入部和信号输出部的例如由场效应晶体管形成的可变电阻构成的信号线;分别连接在信号输入部与接地线之间、以及信号输出部与接地线之间的并联可变电阻;连接在各可变电阻上的增益控制线;连接在各可变电阻上的基准电压施加部;以及通过增益控制线连接在各可变电阻上的增益控制电压施加部。
如果采用该结构,则通过适当地设定供给各可变电阻的基准电压,供给串联的可变电阻和并联的可变电阻通用的增益控制电压,进行增益控制时,能缩小串联的可变电阻进行线性增益控制工作的增益控制电压范围和并联的可变电阻进行线性增益控制工作的增益控制电压范围之间的不进行增益控制的增益控制电压区间,在进行台阶式控制的情况下,能进行高精度的增益控制,另外容易选择控制电压。
在构成上述串联的可变电阻及并联的可变电阻的场效应晶体管全部为单栅型的情况下,通过设定构成串联的可变电阻及并联的可变电阻的场效应晶体管的栅宽相等,能使串联的可变电阻及并联的可变电阻的增益控制特性相同。
另外,如果使构成串联的可变电阻的场效应晶体管为多栅型的,则能增大增益控制宽度,同时能谋求低失真化。
另外,如果使串联的可变电阻进行线性增益控制工作的增益控制电压范围和并联的可变电阻进行线性增益控制工作的增益控制电压范围之间的不进行增益控制的增益控制电压区间小于0.15V,则在进行台阶式控制的情况下,能进行高精度的增益控制,另外容易选择控制电压。
另外,通过设定基准电压施加部加在并联的可变电阻上的电压值,以便在可变电阻进行线性增益控制工作的增益控制电压范围内,使并联的可变电阻进行线性增益控制工作的增益控制电压范围平滑地连续,在进行台阶式控制的情况下,能进行高精度的增益控制,或者容易选择控制电压。
另外,公用的基准电压也可以通过电阻施加在并联的可变电阻的各个场效应晶体管的栅极上,在此情况下,能减少基准电压源的个数。
为了达到第二个目的,本发明的放大器是在上述放大器的结构中,使连接信号输入部和信号输出部的由例如场效应晶体管形成的可变电阻至少为两个以上的多级结构。有时将电容器插在构成多个串联的可变电阻的各场效应晶体管之间。
如果采用该结构,则由于使多级连接的至少由两个以上的场效应晶体管构成的串联的可变电阻的工作只移动线性增益控制工作范围部分,分别补足串联的可变电阻的线性工作范围,只用一个增益控制电压进行各方式的切换,所以没有增益的差异,能以极高的精度对控制电压进行线性增益控制工作。
使多级连接的至少由两个以上的场效应晶体管构成的串联的可变电阻的增益控制工作只移动线性增益控制工作范围部分,将不同的基准电压加在串联连接的至少两个以上的场效应晶体管的各源极上。在这样的结构中,由于用一个增益控制电压进行增益控制,所以能进行精度极高的增益控制。另外,可以自由地变更增益控制工作电压的设定。
作为另一种结构,是将不同的电压加在串联连接的至少两个以上的场效应晶体管的各栅极上。在这样的结构中,由于将相同的基准电压加在串联的可变电阻用的至少两个以上的场效应晶体管的各源极上,所以即使基准电压变化,也能进行精度良好的增益控制。另外,能自由地变更增益控制工作电压的设定。
作为另一种结构,是采用使串联连接的至少两个以上的场效应晶体管具有不同的阈值电压的场效应晶体管的结构。在这样的结构中,由于用一个增益控制电压进行增益控制,所以能进行精度极高的增益控制。另外,由于将相同的基准电压加在串联的可变电阻用的至少两个以上的场效应晶体管的各源极上,所以即使基准电压变化,也能进行精度良好的增益控制。另外,由于能减少电压的施加,所以能简化电路结构。
在构成上述串联的可变电阻及并联的可变电阻的场效应晶体管全部为单栅型的情况下,通过设定构成串联的可变电阻及并联的可变电阻的场效应晶体管的栅宽相等,能使串联的可变电阻及并联的可变电阻的增益控制特性相同。
另外,如果使构成串联的可变电阻的场效应晶体管为多栅型的,则能增大增益控制宽度,同时能谋求低失真化。
另外,公用的基准电压也可以通过电阻施加在并联的可变电阻的各个场效应晶体管的栅极上,在此情况下,能减少基准电压源的个数。
另外,将与输入侧串联的可变电阻对应的基准电压施加部施加的电压设定得比与输出侧串联的可变电阻对应的基准电压施加部施加的电压高出相当于输出侧串联的可变电阻进行线性增益控制工作的增益控制电压范围的值,或者通过设定基准电压施加部加在并联的可变电阻上的电压值,以便在串联的可变电阻进行线性增益控制工作的增益控制电压范围内,使并联的可变电阻进行线性增益控制工作的增益控制电压范围平滑地连续,在进行连续控制的情况下,能进行高精度的增益控制。
另外,通过设定与输入侧串联的可变电阻对应的基准电压施加部施加的电压比与输出侧串联的可变电阻对应的基准电压施加部施加的电压高,能将输入侧串联的可变电阻和输出侧串联的可变电阻两者并联的可变电阻的失真特性的各劣化点分散开,能使劣化的失真功率不重叠,能防止与并联的可变电阻的工作并用时失真特性的劣化。
以上,利用这些结构作为解决课题的手段。
通过采用上述第一种结构,在移动通信终端发送部的高频部等中,将各个适当的基准电压供给串联的可变电阻和并联的可变电阻,能缩小或消除各可变电阻进行线性增益控制工作的增益控制电压范围之间的不进行增益控制的增益控制电压区间。其结果,进行增益的台阶式控制时,能高精度地进行增益控制。
通过采用上述第二种结构,在移动通信终端发送部的高频部等中,利用串联多级连接的至少由两个以上的场效应晶体管构成的可变电阻,增大信号输入部和信号输出部之间的串联电阻,而且,使多级连接的至少由两个以上的场效应晶体管构成的串联的可变电阻的工作只移动线性增益控制工作范围部分,以分别补足串联的可变电阻的线性工作范围,通过只用一个增益控制电压进行各方式的切换,以消除增益的差异,并能扩大控制电压的线性(平直度为±1dB左右)的增益控制范围。而且,能在大范围内高精度地进行增益控制工作。而且,通过增加串联的可变电阻的连接级数,能在70dB以上的大范围内以极高的精度进行控制电压的线性(平直度为±1dB左右)的增益控制工作。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施形态的放大器的结构框图。
图2是表示本发明的第一实施形态的放大器的具体结构框图。
图3是表示在图2所示的放大器中,在各场效应晶体管6、1、9的阈值电压Vth为-0.7V的情况下,将Vref11设定为1.8V、将Vref12、Vref13都设定为1.0V时的增益控制的形态的特性曲线图。
图4是图2所示的放大器的增益控制电压的增益控制特性曲线图。
图5是表示本发明的第二实施形态的放大器的具体结构框图。
图6是表示在图5所示的放大器中,在各场效应晶体管6、1、9的阈值电压Vth为-0.7V的情况下,将Vref11设定为1.8V、将Vref12、Vref13都设定为1.0V时的增益控制的形态的特性曲线图。
图7是表示本发明的第三实施形态的放大器的结构框图。
图8是表示在本发明的第三实施形态中,为了能将不同的电压加在串联的可变电阻用的场效应晶体管21、25的各源极上,分别设置了基准电压施加端子23、27的放大器的具体结构的电路图。
图9是表示在图8所示的放大器中,在各场效应晶体管21、25、16、28的阈值电压Vth为-0.7V的情况下,将Vref1设定为1.9V、将Vref2设定为1.6V、将Vref3、Vref4都设定为1.1V时的增益控制的形态的特性曲线图。
图10是本发明的第三实施形态的增益控制电压的增益控制特性曲线图。
图11是本发明的第三实施形态的增益控制电压的900kHz失谐的相邻频道泄漏功率的特性曲线图。
图12是表示在本发明的第三实施形态中,为了能将基准电压加在各个可变电阻上,分别设置了偏压电阻38、39、40的放大器的具体结构的电路图。
图13是表示本发明的第四实施形态的放大器的结构框图。
图14是表示在本发明的第四实施形态中,为了能将不同的电压加在串联的可变电阻用的场效应晶体管21、25的各栅极上,设置了增益控制电压施加端子42、19的放大器的具体结构的电路图。
图15是表示在本发明的第四实施形态中,为了能将不同的电压加在串联的可变电阻用的场效应晶体管21、25的各栅极上,设置了偏压电阻36、37,另外为了能将基准电压加在各个可变电阻上,分别设置了偏压电阻41、39、40的放大器的具体结构的电路图。
图16是表示本发明的第五实施形态的放大器的结构框图。
图17是表示在本发明的第五实施形态中,为了使串联的可变电阻用的场效应晶体管21、25在施加相同的基准电压及相同的增益控制电压后进行移动工作,将阈值电压分别不同的场效应晶体管21、25用于串联的可变电阻的放大器的具体结构的电路图。
图18是表示在本发明的第五实施形态中,为了能将基准电压加在各个可变电阻上,分别设置了偏压电阻41、39、40的放大器的具体结构的电路图。
图19是表示现有例的放大器的结构的电路图。
图20是表示在图19所示的放大器中,各场效应晶体管6、1、9的阀值电压Vth为-1.0V时的增益控制形态的特性曲线图。
图21是表示在图19所示的放大器中,各场效应晶体管6、1、9的阈值电压Vth为-2.0V时的增益控制形态的特性曲线图。
图22是现有的高频部中使用的放大器的增益控制电压的台阶式控制的特性曲线图。
图23是现有的中频部中使用的放大器的增益控制电压的连续控制的特性曲线图。
图24是现有的移动通信终端发送部中将两种放大器组合起来时的增益控制的特性曲线图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的第一实施形态。
图1是表示本发明的第一实施形态的放大器(半导体集成电路装置)的结构的简略框图,图2是表示本发明的第一实施形态的放大器的具体结构电路图。该放大器集成在一个半导体衬底(GaAs)上,在移动通信终端发送部中进行台阶式的增益控制。另外,这样的结构也可以集成在硅衬底上,特别是用硅构成时还能同时集成微机·逻辑部。
利用这样的放大器,用增益变化大的点进行增益的台阶式控制,通过与中频部的进行连续的(线性的)增益控制的放大器组合起来使用,实现70dB以上的大范围的增益控制。
如图1及图2所示,该放大器有连接作为信号输入部的输入端子14和作为信号输出部的输出端子15的由串联的可变电阻71构成的信号线74,在输入端子14和接地线76之间、以及在输出端子15和接地线76之间分别连接着并联的可变电阻72、73。接地线76连接在作为基本电位部的地GND上。增益控制线75连接在可变电阻71、72、73上。在该放大器中,构成基准电压施加部的基准电压施加端子8、12A、12B分别连接在可变电阻71、72、73上,基准电压Vref11、Vref12、Vref13被供给各个基准电压施加端子8、12A、12B。另外,构成增益控制电压施加部的增益控制电压施加端子4通过增益控制线75分别连接在各个可变电阻71、72、73上。另外,也可以将公用的基准电压供给并联的可变电阻72、73。这一点在以下的各实施形态中也一样。
上述的可变电阻71、72、73是分别将电阻7、5、13连接在场效应晶体管6、1、9的栅极上构成的。构成串联的可变电阻71的场效应晶体管6的漏极连接在输入端子14上,源极连接在输出端子15上。另外,构成输入侧的并联的可变电阻72的场效应晶体管1的漏极通过电容器2连接在输入端子14上,源极通过电容器3及接地线76连接在地GND上。另外,构成输出侧的并联的可变电阻73的场效应晶体管9的漏极通过电容器10连接在输出端子15上,源极通过电容器11及接地线76连接在地GND上。
另外,构成可变电阻71的场效应晶体管6的栅极通过电阻7及增益控制线75连接在增益控制电压施加端子4上,构成可变电阻72的场效应晶体管1的源极通过增益控制线75连接在增益控制电压施加端子4上,构成可变电阻73的场效应晶体管9的源极通过增益控制线75连接在增益控制电压施加端子4上。
另外,基准电压Vref11被从基准电压施加端子8加在构成可变电阻71的场效应晶体管6的源极上,基准电压Vref12、Vref13被从基准电压施加端子12A、12B分别通过电阻5、13加在分别构成可变电阻72、73的场效应晶体管1、9的栅极上。
这里,各电容器2、3、10、11具有阻止直流电压施加的作用,各电阻7、5、13具有阻止高频信号进入的作用。
由于上述电阻7、5、13阻止高频信号进入,所以如下所述设定下限值和上限值。首先,下限值为1kΩ。该设定理由是因为作为隔离,如果达不到20dB以上,高频信号就会进入,损失增大等,影响控制特性,如果设定为上述的值,则作为隔离,能获得20dB以上。
另外,上限值为100kΩ。该设定理由是因为场效应晶体管的栅·漏电流例如流了1μA的情况下,且在插入场效应晶体管的栅极的电阻的阻值为100kΩ的情况下,该电阻上的电压降VDROP
VDROP=1×10-6×100×103=0.1(V)
如果电阻值超过100kΩ,则控制电压的偏移为0.1V,对增益控制特性的影响不能忽视。
另外,在该放大器中,以调整衰减量的形态进行增益的调整,图中省略了提高增益用的本来的放大功能部。就图2所示的电路而言,具有衰减器的功能。这一点在以下的各实施形态中也一样。
图3是表示在图2所示的放大器中,在各场效应晶体管6、1、9的阈值电压Vth为-0.7V的情况下,将Vref11设定为1.8V、将Vref12、Vref13都设定为1.0V时的增益控制的形态的特性曲线图。图3(a)表示构成串联的可变电阻71的场效应晶体管(串联FET)6的增益控制电压Vc-增益(衰减量)特性曲线。另外,图3(b)表示构成并联的可变电阻72、73的场效应晶体管(分流FET)1、9的增益控制电压Vc-增益(衰减量)特性曲线,实线是两个场效应晶体管的特性,虚线是一个场效应晶体管的特性。图3(c)表示将图3(a)、(b)所示的特性合成后的图2所示的放大器的增益控制电压Vc-增益(衰减量)特性曲线。
如上所述,在各场效应晶体管6、1、9的阈值电压Vth为-0.7V的情况下,就串联的可变电阻71的场效应晶体管6来说,在增益控制电压Vc为1.1V~1.4V的范围内,增益(衰减量)以50dB/V大小的斜率、在15dB的范围内,与增益控制电压Vc的变化成正比地变化,就并联的可变电阻72、73的场效应晶体管1、9来说,在增益控制电压Vc为1.4V~1.7V的范围内,增益(衰减量)以46dB/V大小的斜率、在14dB的范围内,与增益控制电压Vc的变化成正比地变化,不进行增益控制的增益控制电压区间ΔV为0V。这时,增益控制幅度为:对串联的可变电阻71来说为15dB,对并联的可变电阻72、73来说为14dB,所以合计为29dB。
图4是用图2所示的移动通信终端发送部的高频部进行增益控制的第二实施形态的放大器的增益控制电压Vc的增益控制特性曲线图。
说明如上构成的放大器的工作情况。在携带终端中利用锂电池等,用3.0V左右的电压进行驱动。另外,场效应晶体管的阈值电压表示可变电阻开始进行增益控制工作的偏压,串联的可变电阻71及并联的可变电阻72、73用的场效应晶体管6、1、9的阈值电压全都相等。在该例中为-0.7V。上述的基准电压Vref11、Vref12、Vref13分别加在串联的可变电阻71的基准电压施加端子8和并联的可变电阻72、73的基准电压施加端子12A、12B上。
这里,由场效应晶体管形成的可变电阻在栅·源间电压VGS比场效应晶体管的阈值电压Vth小(VGS≤Vth)时,呈完全阻断状态,电阻值达到最大。另外,各场效应晶体管形成的栅·源间电压VGS用栅极电压VG和源极电压VS的差(VG-VS)表示,用增益控制电压Vc和基准电压Vref11、Vref12、Vref13的组合改变电阻值。因此,如果改变基准电压Vref11、Vref12、Vref13的设定值,能控制可变电阻所能进行增益控制的增益控制电压Vc的范围。
因此,通过适当地设定串联的可变电阻71的基准电压Vref11和并联的可变电阻72、73的基准电压Vref12、Vref13,能在串联的可变电阻72的增益控制工作范围和并联的可变电阻72、73的增益控制工作范围之间,使不进行增益控制的增益控制电压区间ΔV为小于0.15V的值。串联的可变电阻71和并联的可变电阻72、73分别对增益控制电压Vc分担的增益控制范围,虽然在图3中串联的可变电阻71在低压侧,并联的可变电阻72、73在高压侧,但反过来也可以。
现在,说明增益控制电压区间ΔV在0.15V以上不适合的理由。通常,多半采用5级左右的台阶式控制,每一级控制7~8dB,斜率约为50dB/V,所以控制电压被设定为台阶式的0.15V。因此,如果不进行增益控制的增益控制电压区间ΔV在0.15V以上,则即使改变控制电压,也会产生增益不变化的点,所以不能高精度地进行增益控制。
另外,不进行增益控制的增益控制电压区间ΔV的下限值为0V。另外,即使各控制特性重叠也基本上没有问题。但是,由于重叠的部分的斜率变陡,所以在进行上述的5级控制的情况下,需要变更控制电压的设定。
如上所述,通过使不进行增益控制的增益控制电压区间ΔV为小于0.15V的值,能使串联的可变电阻71的增益控制范围和并联的可变电阻72、73的增益控制范围平滑地连续地连接,进行台阶式控制时,能进行高精度的增益控制,而且容易选择增益控制电压Vc。
在作为增益控制电压Vc而将0~1.1V的电压加在增益控制电压施加端子4上的情况下(图4:增益控制电压范围(a)),串联的可变电阻71的电阻值RON(T-FET)表现为最大值,并联的可变电阻72、73的电阻值RON(S-FET)表现为最小值,所以从输入端子14输入的信号衰减、不增大增益,来自输出端子15的输出信号的大小POUT达到最小。
在将超过1.1V的电压加在增益控制电压施加端子4上的情况下(图4:增益控制电压范围(b)),并联的可变电阻72、73的电阻值RON(S-FET)仍表现为最小值,而串联的可变电阻71的电阻值RON(T-FET)开始减小,所以输出信号的大小POUT增大。通常,由场效应晶体管构成的可变电阻进行线性增益控制工作的增益控制电压范围为0.2~0.3V左右,直到1.4V的电压加在增益控制电压施加端子4上之前,增益呈线性地增大15dB。
如果1.4V的电压加在增益控制电压施加端子4上(图4:增益控制电压范围(c)),则减小了的串联的可变电阻71的电阻值RON(T-FET)表现为最小值,已经表现为最小值的并联的可变电阻72、73的电阻值RON(S-FET)开始增大,所以输出信号的大小POUT增大。直到1.7V的电压加在增益控制电压施加端子4上之前,增益按照与增益控制电压为1.1~1.4V的范围(b)不同的灵敏度呈线性地增大14(=2×7)dB。
在将1.7V的电压加在增益控制电压施加端子4上的情况下(图4:增益控制电压范围(d)),串联的可变电阻71的电阻值RON(T-FET)仍表现为最小值,而并联的可变电阻72、73的电阻值RON(S-FET)表现为最大值,所以输出信号的大小POUT变为最大。在此时刻,该放大器所具有的增益控制幅度为29dB。即使将1.7V以上的电压加在增益控制电压施加端子4上,仍然是串联的可变电阻71的电阻值RON(T-FET)表现为最小值,并联的可变电阻72、73的电阻值RON(S-FET)表现为最大值,所以输出信号的大小POUT仍为最大。
具有上述特性的放大器进行台阶式控制时,台阶式地切换增益控制电压Vc,每隔一定的值台阶式地切换增益(衰减量),与中频的连续增益控制相组合,在增益控制幅度为70dB以上的范围内实现线性(±1dB以下)的增益控制。
如果采用该实施形态,则通过将适当的基准电压Vref11、Vref12、Vref13供给串联的可变电阻71和并联的可变电阻72、73,能使各可变电阻71、72、73进行线性增益控制工作的增益控制电压范围之间的不进行增益控制的增益控制电压区间减小、或者消除,所以进行增益的台阶式控制时,能高精度地进行增益控制。
另外,在上述实施形态中,构成各可变电阻71、72、73的场效应晶体管6、1、9为单栅型,但采用其栅宽Wg相同者(当然栅长也相同),也能使可变电阻71的增益控制特性和两个可变电阻72、73的增益控制特性一致,也能使合成特性的线性好。
以下,参照附图说明本发明的第二实施形态。
图5是表示本发明的第二实施形态的放大器的具体结构框图。该放大器采用多栅(多个控制电极)型、在本例中为双栅型的场效应晶体管6A,代替图2中的单栅型的场效应晶体管6,通过电阻7A、7B和增益控制线75将场效应晶体管6A的各栅极连接在增益控制电压施加端子4上,其他结构与图2中的放大器相同。
图6是表示在图5所示的放大器中,在各场效应晶体管6、1、9的阈值电压Vth为-0.7V的情况下,将Vref11设定为1.8V、将Vref12、Vref13都设定为1.0V时的增益控制的形态的特性曲线图。图6(a)表示构成串联的可变电阻71的场效应晶体管(串联FET)6的增益控制电压Vc-增益(衰减量)特性曲线。另外,图6(b)表示构成并联的可变电阻72、73的场效应晶体管(并联FET)1、9的增益控制电压Vc-增益(衰减量)特性曲线,实线是两个场效应晶体管的特性,虚线是一个场效应晶体管的特性。图6(c)表示将图6(a)、(b)所示的特性合成后的图6所示的放大器的增益控制电压Vc-增益(衰减量)特性曲线。
如上所述,在各场效应晶体管6、1、9的阈值电压Vth为-0.7V的情况下,就串联的可变电阻71的场效应晶体管6来说,在增益控制电压Vc为1.1V~1.4V的范围内,增益(衰减量)以60dB/V大小的斜率、在18dB的范围内,与增益控制电压Vc的变化成正比地变化,就并联的可变电阻72、73的场效应晶体管1、9来说,在增益控制电压Vc为1.4V~1.7V的范围内,增益(衰减量)以46dB/V大小的斜率、在14dB的范围内,与增益控制电压Vc的变化成正比地变化,不进行增益控制的增益控制电压区间ΔV为0V。这时,增益控制幅度为:对串联的可变电阻71来说为18dB,对并联的可变电阻72、73来说为14dB,所以合计为32dB。
如果采用该实施形态,则由于作为构成可变电阻71的场效应晶体管6A采用双栅型的晶体管,所以增益控制幅度扩大3dB左右,失真特性能改善3dBc左右。如上所述,由于作为构成可变电阻71的场效应晶体管6A采用多栅型的场效应晶体管,所以能谋求扩大增益控制幅度和低失真化。其他效果与使用单栅型的场效应晶体管6的放大器相同。
以下,参照附图说明本发明的第三实施形态。
图7是表示本发明的第三实施形态的放大器(半导体集成电路装置)的结构的简略框图,图8是表示本发明的第三实施形态的具体结构的电路图。该放大器集成在一个半导体衬底(GaAs)上。另外,这样的结构也可以集成在硅衬底上,特别是用硅构成时还能同时集成微机·逻辑部。
利用这样的放大器,用增益呈线性变化的区域进行增益的连续控制,与串联的可变电阻为一个的情况相比,能在大范围内实现线性好的增益控制。其结果,即使不与中频部的放大器的增益控制组合,也能单独地在大范围内实现线性好的增益控制。通过增多串联的可变电阻的个数,能在70dB以上的大范围内实现线性好的增益控制。
如图7及图8所示,该放大器有连接作为信号输入部的输入端子34和作为信号输出部的输出端子35的至少由两个以上串联的可变电阻51、52构成的信号线55,在输入端子34和接地线57之间、以及在输出端子35和接地线57之间分别连接着并联的可变电阻53、54。接地线57连接在作为基本电位部的地GND上。增益控制线56连接在可变电阻51、52、53、54上。在该放大器中,构成基准电压施加部的基准电压施加端子23、27、31、33分别连接在可变电阻51、52、53、54上,基准电压Vref1、Vref2、Vref3、Vref4被供给各个基准电压施加端子23、27、31、33。另外,构成增益控制电压施加部的增益控制电压施加端子19通过增益控制线56分别连接在各个可变电阻51、52、53、54上。另外,也可以将公用的基准电压供给并联的可变电阻53、54。这一点在以下的各实施形态中也一样。
上述的可变电阻51、52、53、54是分别将电阻22、26、20、32至少连接在场效应晶体管21、25、16、28的栅极上构成的。构成输入侧的串联的可变电阻51的场效应晶体管21的漏极连接在输入端子34上,源极连接在电容器24的一端上。构成输出侧的串联的可变电阻52的场效应晶体管25的漏极连接在电容器24的另一端上,源极连接在输出端子35上。另外,构成输入侧的并联的可变电阻53的场效应晶体管16的漏极通过电容器17连接在输入端子34上,源极通过电容器18及接地线57连接在地GND上。另外,构成输出侧的并联的可变电阻54的场效应晶体管28的漏极通过电容器29连接在输出端子35上,源极通过电容器30及接地线57连接在地GND上。
另外,构成可变电阻51的场效应晶体管21的栅极通过电阻22及增益控制线56连接在增益控制电压施加端子19上,构成可变电阻52的场效应晶体管25的栅极通过电阻26及增益控制线56连接在增益控制电压施加端子19上,构成可变电阻53的场效应晶体管16的源极通过增益控制线56连接在增益控制电压施加端子19上,构成可变电阻54的场效应晶体管28的源极通过增益控制线56连接在增益控制电压施加端子19上。
另外,基准电压Vref1、Vref2被从基准电压施加端子23、27加在构成可变电阻51、52的场效应晶体管21、25的源极上,基准电压Vref3、Vref4被从基准电压施加端子31、33分别通过电阻20、32加在分别构成可变电阻53、54的场效应晶体管16、28的栅极上。
这里,各电容器17、18、24、29、30具有阻止直流电压施加的作用,各电阻20、22、26、32具有阻止高频信号进入的作用。
由于上述电阻20、22、26、32阻止高频信号进入,所以如下所述设定下限值和上限值。首先,下限值为1kΩ。该设定理由是因为作为隔离,如果达不到20dB以上,高频信号就会进入,损失增大等,影响控制特性,如果设定为上述的值,则作为隔离,能获得20dB以上。
另外,上限值为100kΩ。该设定理由是因为场效应晶体管的栅·漏电流例如流了1μA的情况下,且在插入场效应晶体管的栅极的电阻的阻值为100kΩ的情况下,该电阻上的电压降VDROP
VDROP=1×10-6×100×103=0.1(V)
如果电阻值超过100kΩ,则控制电压的偏移为0.1V,对增益控制特性的影响不能忽视。
另外,在该放大器中,以调整衰减量的形态进行增益的调整,图中省略了提高增益用的本来的放大功能部。就图8所示的电路而言,具有衰减器的功能。这一点在以下的各实施形态中也一样。
图9是表示在图8所示的放大器中,在各场效应晶体管21、25、16、28的阈值电压Vth为-0.7V的情况下,将Vref1设定为1.9V、将Vref2设定为1.6V、将Vref3、Vref4都设定为1.1V时的增益控制的形态的特性曲线图。图9(a)表示构成串联的可变电阻52的场效应晶体管(串联FET)25的增益控制电压Vc1-增益(衰减量)特性曲线。另外,图9(b)表示构成串联的可变电阻51的场效应晶体管(串联FET)21的增益控制电压Vc1-增益(衰减量)特性曲线。另外,图9(c)表示构成并联的可变电阻53、54的场效应晶体管(分流FET)16、28的增益控制电压Vc1-增益(衰减量)特性曲线,实线是两个场效应晶体管的特性,虚线是一个场效应晶体管的特性。图9(d)表示将图9(a)、(b)、(c)所示的特性合成后的图8所示的放大器的增益控制电压Vc1-增益(衰减量)特性曲线。
如上所述,在各场效应晶体管21、25、16、28的阈值电压Vth为-0.7V的情况下,就串联的可变电阻52的场效应晶体管25来说,在增益控制电压Vc1为0.9V~1.2V的范围内,增益(衰减量)以50dB/V大小的斜率、在15dB的范围内,与增益控制电压Vc1的变化成正比地变化,就串联的可变电阻51的场效应晶体管21来说,在增益控制电压Vc1为1.2V~1.5V的范围内,增益(衰减量)以50dB/V大小的斜率、在15dB的范围内,与增益控制电压Vc1的变化成正比地变化,就并联的可变电阻53、54的场效应晶体管16、28来说,在增益控制电压Vc1为1.5V~1.8V的范围内,增益(衰减量)46dB/V大小的斜率、在14dB的范围内,与增益控制电压Vc1的变化成正比地变化,不进行增益控制的增益控制电压区间实际上没有。这时,增益控制幅度为:对串联的可变电阻51来说为15dB,对串联的可变电阻52来说为15dB,对并联的可变电阻53、54来说为14dB,所以合计为44dB,与串联的可变电阻为一个的情况相比,能获得可变幅度大的增益控制特性,通过增多串联的可变电阻的个数,还能进行70dB以上的范围内的增益控制。
图10是用图8所示的移动通信终端发送部的高频部进行增益控制的第三实施形态的放大器的增益控制电压Vc1的增益控制特性曲线图。
说明如上构成的放大器的工作情况。在携带终端中利用锂电池等,用3.0V左右的电压进行驱动。另外,场效应晶体管的阈值电压表示可变电阻开始进行增益控制工作的偏压,串联的可变电阻51、52及并联的可变电阻53、54用的场效应晶体管的阈值电压全都相等。在该例中为-0.7V。
上述的基准电压Vref1、Vref2分别加在串联的可变电阻51、52的基准电压施加端子23、27上,另外相同的基准电压Vref3、Vref4加在并联的可变电阻53、54的基准电压施加端子31、33上。加在串联的可变电阻51、52的基准电压施加端子23、27上的基准电压Vref1、Vref2两者中的加在输入侧的基准电压施加端子23上的基准电压Vref1比加在输出侧的基准电压施加端子27上的基准电压Vref2高出相当于进行线性增益控制工作的增益控制电压范围(0.2~0.3V)的大小。
上述的基准电压Vref1、Vref2、Vref3、Vref4被设定成实际上看起来由串联的可变电阻51、52、53、54决定的线性增益控制工作范围呈连续的状态即可。在以下的实施形态中也一样。
这里,由场效应晶体管形成的可变电阻在栅·源间电压VGS比场效应晶体管的阈值电压Vth小(VGS≤Vth)时,呈完全阻断状态,电阻值达到最大。另外,各场效应晶体管形成的栅·源间电压VGS用栅极电压VG和源极电压VS的差(VG-VS)表示,用增益控制电压Vc1和基准电压Vref1、Vref2、Vref3、Vref4的组合改变电阻值。因此,如果改变基准电压Vref1、Vref2、Vref3、Vref4的设定值,则能控制可变电阻所能进行增益控制的增益控制电压Vc1的范围。
因此,通过适当地分别设定串联的可变电阻51、52的基准电压Vref1、Vref2和并联的可变电阻53、54的基准电压Vref3、Vref4,能在串联的可变电阻51、52的增益控制工作范围和并联的可变电阻53、54的增益控制工作范围之间,使不进行增益控制的增益控制电压区间为小于0.15V的值。串联的可变电阻51、52和并联的可变电阻53、54分别对增益控制电压Vc1分担的增益控制范围,虽然在图9中串联的可变电阻52在低压侧,串联的可变电阻51在中压侧,并联的可变电阻53、54在高压侧,但也可以将该顺序反过来,可以任意地设定。
现在,说明增益控制电压区间ΔV在0.15V以上不适合的理由。通常,多半采用5级左右的台阶式控制,每一级控制7~8dB,斜率约为50dB/V,所以控制电压被设定为台阶式的0.15V。因此,如果不进行增益控制的增益控制电压区间ΔV在0.15V以上,则即使改变控制电压,也会产生增益不变化的点,所以不能高精度地进行增益控制。
另外,不进行增益控制的增益控制电压区间ΔV的下限值为0V。另外,即使各控制特性重叠也基本上没有问题。但是,由于重叠的部分的斜率变陡,所以在进行上述的5级控制的情况下,需要变更控制电压的设定。
如上所述,在进行增益的连续控制的情况下,通过分别适当的设定串联的可变电阻51的基准电压Vref1、串联的可变电阻52的基准电压Vref2、并联的可变电阻53、54的基准电压Vref3、Vref4,能使串联的可变电阻51、52和并联的可变电阻53、54的增益控制工作范围平滑地连续地连接起来,能用一个增益控制电压在大范围内进行线性好的增益控制。其结果,容易做到增益控制的高精度化,而且能简化电路结构、节省空间。
这里,假定场效应晶体管的阈值电压Vth都为-0.7V,则能将基准电压Vref1设定为1.9V,基准电压Vref2设定为1.6V,基准电压Vref3、Vref4都设定为1.1V。
在将0~0.9V的电压加在增益控制电压施加端子19上的情况下(图10:增益控制电压范围(a)),串联的可变电阻51、52的电阻值RON(T-FET21)、RON(T-FET25)表现为最大值,并联的可变电阻53、54的电阻值RON(S-FET16、28)表现为最小值,所以从输入端子34输入的信号衰减、不增大增益,输出端子35上的输出信号的大小POUT达到最小。
在将超过0.9V的电压加在增益控制电压施加端子19上的情况下(图10:增益控制电压范围(b)),并联的可变电阻53、54的电阻值RON(S-FET 16、28)仍表现为最小值,输入侧的串联的可变电阻51的电阻值RON(T-FET21)仍表现为最大值,输出侧的串联的可变电阻52的电阻值RON(T-FET215)开始减小,所以输出信号的大小POUT增大。通常,由场效应晶体管构成的可变电阻进行线性增益控制工作的增益控制电压范围为0.2~0.3V左右,直到1.2V的电压加在增益控制电压施加端子19上之前,增益呈线性地增大15dB。
如果1.2V的电压加在增益控制电压施加端子19上(图10:增益控制电压范围(c)),则减小了的输出侧的串联的可变电阻52的电阻值RON(T-FET25)表现为最小值,已经表现为最大值的输入侧的串联的可变电阻51的电阻值RON(T-FET21)开始减小,所以使灵敏度相同后,输出信号的大小POUT增大。这里,并联的可变电阻53、54的电阻值RON(S-FET16、28)表现为最小值。
如果1.5V的电压加在增益控制电压施加端子19上(图10:增益控制电压范围(d)),则减小了的输入侧的串联的可变电阻51的电阻值RON(T-FET21)与输出侧的串联的可变电阻52的电阻值RON(T-FET 25)一样,表现为最小值,已经表现为最小值的并联的可变电阻53、54的电阻值RON(S-FET16、28)开始增加,所以输出信号的大小POUT以与0.9~1.5V电压范围不同的灵敏度呈线性地增大14dB。
在将1.8V的电压加在增益控制电压施加端子19上的情况下(图10:增益控制电压范围(e)),则串联的可变电阻51、52的电阻值RON(T-FET21)、RON(T-FET25)仍表现为最小值,由于并联的可变电阻53、54的电阻值RON(S-FET 16、28)表现为最大值,所以输出信号的大小POUT变为最大。在该时刻,该放大器所具有的增益控制幅度变为44dB。即使将1.8V的电压加在增益控制电压施加端子19上,由于串联的可变电阻51、52的电阻值RON(T-FET21)、RON(T-FET25)表现为最小值,并联的可变电阻53、54的电阻值RON(S-FET16、28)表现为最大值,所以输出信号的大小POUT仍为最大。
如上所述,如果采用本实施形态,则由于通过电容器24将场效应晶体管构成的串联的可变电阻51、52连接成多级,使串联的可变电阻51、52的工作只移动线性增益控制工作范围部分,能分别补足串联的可变电阻51、52的线性工作范围,所以能在大范围内使对控制电压的增益控制量呈线性。通过从外部微机调整基准电压,能只在该串联的可变电阻51、52的线性增益控制工作范围内移动。
另外,在CDMA方式中,将符号附加在各信号上,在同一时间、用同一频率处理它们,所以设备的失真特性极其重要。特别是如本实施形态所述,只在由场效应晶体管构成的串联的可变电阻51、52的线性增益控制工作范围内的移动工作中,通过使输出侧的串联的可变电阻52比输入侧的串联的可变电阻51先对增益控制电压Vc1进行工作,能将输入侧串联的可变电阻51和输出侧串联的可变电阻52及并联的可变电阻53、54的失真特性的各劣化点分散开,能使劣化的失真功率不重叠,所以能防止与并联的可变电阻的工作并用时失真特性的劣化。如图11所示,与采用同样的结构而使串联的可变电阻51、52同时工作的情况相比,通过在900kHz失谐时的相邻频道泄漏功率(ACP900kHz)能进行失真特性约为4dBc左右的低失真工作。
另外,在上述实施形态中,在由场效应晶体管构成的串联的可变电阻51、52的移动工作中,虽然使输出侧的串联的可变电阻52比输入侧的串联的可变电阻51先对增益控制电压Vc1进行工作,但即使相反地使输入侧的串联的可变电阻51先工作,也能获得同样的特性。从而能增大微机·逻辑部的控制电压的设定自由度。
另外,在上述实施形态中,分别设置了输入侧的串联的可变电阻51的基准电压施加端子23、输出侧的串联的可变电阻52的基准电压施加端子27、以及并联的可变电阻53、54的基准电压施加端子31、33,但如图12所示,也可以利用偏压电阻38、39、40施加基准电压。这时,由于只用一个基准电压施加端子,所以能简化电路。偏压电阻38、39、40分别具有阻止高频信号进入的作用。电阻39被插入连接在上述可变电阻52的上述场效应晶体管25的源极和通过上述电阻20、32连接在上述可变电阻53、54的各个上述场效应晶体管16、28的栅极上的部分61之间,为了阻止高频信号进入,上述的偏压电阻38、39、40被设定为5kΩ以上、100kΩ以下的电阻值。
以下说明偏压电阻38、39、40被设定为5kΩ以上、100kΩ以下的电阻值的理由。
首先,下限值为5kΩ左右的理由如下。偏压电阻38和场效应晶体管25并联连接,能用场效应晶体管25的可变电阻值进行增益控制。现在,在偏压电阻38比5kΩ小的情况下,即使增大场效应晶体管25的电阻值,作为偏压电阻38和场效应晶体管25的并联电路两端之间的电阻,为5kΩ左右,不会比它大,所以增益控制幅度变小,不能高精度地进行增益控制。就是说,不能阻止高频信号进入。另外,如果偏压电阻39、40的阻值也小,则由于高频信号通地,所以需要5kΩ以上(隔离为40dB以上)。另外,基准电压Vref1为3V时,流过各偏压电阻38、39、40的电流为
I=3V/15kΩ=200μA以上
功率消耗增大。
另一方面,上限值为100kΩ的理由如下。基准电压Vref1为3V时,流过各偏压电阻38、39、40的电流为
I=3V/300kΩ=10μA
现在,偏压电阻38两端的电压为
V=10μA×100kΩ=1V
这时,如果场效应晶体管的漏电流为1μA,则产生1μA×100kΩ=0.1V的偏压变化,致使增益控制特性偏移,不能精确地进行增益控制。
另外,在上述第三实施形态中,为了能将不同的电压加在串联的可变电阻51、52用的场效应晶体管的各源极上,分别安装了基准电压施加端子23、27,但也可以代之以如下的方法,如图13及图14所示,为了能将线性增益控制工作范围不同的增益控制电压Vc1、Vc2加在串联的可变电阻51、52用的场效应晶体管的各栅极上,也可以分别设置增益控制电压施加部42、19(第四实施形态)。另外,在图13中,58是第一增益控制线,59是第二增益控制线。
在此情况下,由增益控制电压施加部19将线性增益控制工作范围内电压差大的增益控制电压压Vc1、Vc2加在增益控制电压施加部42即可,不需要象以往使用多个个别的增益控制装置时那样设定复杂的电压。另外,由于将相同的基准电压Vref1加在串联的可变电阻51、52用的场效应晶体管21、25的各源极上,所以即使对应于基准电压Vref1的变化,也能精确地进行线性增益控制。连接在基准电压施加端子23和串联的可变电阻51、52用的场效应晶体管21、25的各源极之间的电阻41具有阻止高频信号的作用,被设定为5kΩ以上、100kΩ以下的电阻值。
以下说明将电阻41设定为5kΩ以上、100kΩ以下的电阻值的理由。
首先,下限值为5kΩ左右的理由如下。电阻41和场效应晶体管25并联连接,能用场效应晶体管25的可变电阻值进行增益控制。现在,在电阻41比5kΩ小的情况下,即使增大场效应晶体管25的电阻值,作为电阻41和场效应晶体管25的并联电路两端之间的电阻,为5kΩ左右,不会比它大,所以增益控制幅度变小,不能高精度地进行增益控制。就是说,不能阻止高频信号进入。
另一方面,上限值为100kΩ的理由如下。在流过场效应晶体管的漏电流的情况下(1μA左右),电阻41两端的电位差超过
V=1μA×100kΩ=0.1V
偏压发生变化,不能精确地进行增益控制。
同样如图15所示,为了能将线性增益控制工作范围不同的电压加在串联的可变电阻51、52用的场效应晶体管21、25的各栅极上,也可以分别设置电阻36、37。这时,由于只使用一个增益控制电压Vc1,所以能简化微机·逻辑部的设定,另外由于将相同的基准电压加在串联的可变电阻51、52用的场效应晶体管21、25的各源极上,所以即使对应于基准电压的变化,也能精确地进行线性增益控制。另外,关于基准电压,也可以用偏压电阻41、39、40进行基准电压的施加。在此情况下,由于只使用一个基准电压施加端子,所以能简化电路。偏压电阻41、39、40分别起着阻止高频信号进入的作用。为了阻止高频信号进入,上述的偏压电阻41、39、40被设定为5kΩ以上、100kΩ以下。如上设定电阻值范围的理由,与有关图12的说明相同。
另外同样在上述第三实施形态中,为了能将不同的电压加在串联的可变电阻51、52用的场效应晶体管的各源极上,分别安装了基准电压施加端子23、27,但也可以采用如下的方法,如图16或图17所示,将相同的基准电压及相同的增益控制电压加在串联的可变电阻51、52用的场效应晶体管上,利用相当于使各场效应晶体管21、25进行线性增益控制工作的增益控制电压范围、而阈值电压不同的场效应晶体管进行移动工作(第五实施形态)。在此情况下,制作工序数增多,而其反面,呈图16及图17所示的电路结构,能减少电压施加端子,能进行简化。另外,由于将相同的基准电压加在串联的可变电阻51、52用的场效应晶体管21、25的各源极上,所以即使对应于基准电压的变化,也能精确地进行线性增益控制。连接在基准电压施加端子23和串联的可变电阻51、52用的场效应晶体管21、25的各源极之间的电阻41分别具有阻止高频信号进入的作用。
另外,如图18所示,关于基准电压,也可以用偏压电阻41、39、40进行基准电压的施加。在此情况下,由于只使用一个基准电压施加端子,所以还能简化电路。偏压电阻41、39、40分别起着基准电压的偏压电阻及阻止高频信号进入的作用。
另外,在上述实施形态中,虽然采用了将由场效应晶体管构成的输入侧的串联的可变电阻51和输出侧的串联的可变电阻52这两个可变电阻进行多级连接的结构,但也可以多级连接更多的可变电阻,串联多级连接的可变电阻数越多,能分别涉足串联的可变电阻的线性工作范围,所以能扩大控制电压的线性信号控制范围。
另外,在上述实施形态中,在各可变电阻51、52、53、54用的各场效应晶体管21、25、16、28的漏-源电极之间不进行任何并联连接,但为了控制各场效应晶体管21、25、16、28的固有电阻值的离散、以及控制可变电阻范围,也可以将并联电阻等连接在场效应晶体管21、25、16、28的漏-源电极之间使用。因此各可变电阻所具有的增益控制量稳定,能进行精度极高的增益控制。
另外,在上述实施形态中,虽然各可变电阻51、52、53、54用的各场效应晶体管21、25、16、28的栅极的条数分别用一条构成,但也可以使用一条以上的多条栅极(多栅型),所使用的栅极的条数越多,增益越高,另外即使是高频输入信号,也能进行能抑制失真特性劣化的增益控制。
另外,在构成可变电阻51、52、53、54的场效应晶体管21、25、16、28全部为单栅型的情况下,各场效应晶体管21、25、16、28的栅宽虽然不需要设定得相同,但在相同的情况下,能使两个并联的可变电阻53、54的合成增益控制特性和串联的可变电阻51、52的各增益控制特性一致,能使增益控制的线性极好。
另外,在上述实施形态中,虽然示出了将各场效应晶体管21、25、16、28用于各可变电阻51、52、53、54的情况,但本发明不限于此,例如也可以是二极管等。
另外,如果采用有两个以上串联的可变电阻的第三实施形态以后的各实施形态的放大器之类的电路结构,则不仅能进行增益的连续控制,而且能进行增益的台阶式控制,在此情况下,如第一或第二实施形态所示,能与中频部分的连续控制组合。如果这样处理,则与第一或第二实施形态相比,台阶式控制的增益范围广,结果能进一步扩大总体的增益控制范围。
另外,这些放大器不只是CDMA方式,而且可以用于各种移动体通信方式(PDG、GSM、PCS、Wideband-CDMA、DCS、PHS等)。

Claims (39)

1.一种放大器,其特征在于备有:由连接信号输入部(34)和信号输出部(35)的串联的第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)构成的信号线(55);连接在上述信号输入部(34)与接地线(57)之间的第1并联可变电阻(53)、以及在上述信号输出部(35)与接地线(57)之间连联的第2并联可变电阻(54);连接在上述第1串联可变电阻(51)、上述第2串联可变电阻(52)、上述第1并联可变电阻(53)、上述第2并联可变电阻(54)上的增益控制线(56);分别连接在上述第1串联可变电阻(51)、上述第2串联可变电阻(52)、上述第1并联可变电阻(53)、上述第2并联可变电阻(54)上的第1基准电压施加部(23)、第2基准电压施加部(27)、第3基准电压施加部(31)、第4基准电压施加部(33);以及通过上述增益控制线(56)分别连接在上述第1串联可变电阻(51)、上述第2串联可变电阻(52)、上述第1并联可变电阻(53)、上述第2并联可变电阻(54)上的增益控制电压施加部(19);
上述第1串联可变电阻(51)、上述第2串联可变电阻(52)、上述第1并联可变电阻(53)、上述第2并联可变电阻(54)分别连接第1电阻(22)、第2电阻(26)、第3电阻(20)、第4电阻(32)在第1场效应晶体管(21)、第2场效应晶体管(25)、第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上,上述第1串联可变电阻(51)、上述第2串联可变电阻(52)的各个上述第1场效应晶体管(21)、上述第2场效应晶体管(25)的栅极通过上述第1电阻(22)、第2电阻(26)和上述增益控制线(56)连接在上述增益控制电压施加部(19)上;
上述第1基准电压施加部(23)连接在上述第1串联可变电阻(51)的上述第1场效应晶体管(21)的源极上,上述第2基准电压施加部(27)连接在上述第2串联可变电阻(52)的第2场效应晶体管(25)的源极上;
该放大器通过电容器(24)串联连接在上述第1串联可变电阻(51)、上述第2串联可变电阻(52)之间。
2.根据权利要求1所述的放大器,其特征在于:上述第1并联可变电阻(53)、上述第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极通过上述第3电阻(20)、上述第4电阻(32)分别连接在上述第3基准电压施加部(31)、第4基准电压施加部(33)上。
3.根据权利要求1所述的放大器,其特征在于:上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的源极通过上述增益控制线(56)连接在上述增益控制电压施加部(19)上。
4.根据权利要求3所述的放大器,其特征在于:上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的漏极通过第2电容器(17)、第3电容器(29)连接在上述信号线(55)上。
5.根据权利要求3所述的放大器,其特征在于:上述第1并联可变电阻(53)、上述第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的源极通过第4电容器(18)、第5电容器(30)和上述接地线(57)连接在基本电位部(GND)上。
6.根据权利要求1所述的放大器,其特征在于:由上述第1基准电压施加部(23)施加的电压比由上述第2基准电压施加部(27)施加的电压高。
7.根据权利要求1所述的放大器,其特征在于:由上述第1基准电压施加部(23)施加的电压比由上述第2基准电压施加部(27)施加的电压高出相当于上述第2串联可变电阻(52)进行线性增益控制工作的增益控制电压范围的值。
8.根据权利要求1所述的放大器,其特征在于:这样设定上述第3基准电压施加部(31)、第4基准电压施加部(33)施加的电压值,以使在上述第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)进行线性增益控制工作的增益控制电压范围内,上述第1并联可变电阻(53)、上述第2并联可变电阻(54)进行线性增益控制工作的增益控制电压范围连续。
9.根据权利要求1所述的放大器,其特征在于:公用基准电压通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)加在上述第1并联可变电阻(53)、上述第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上。
10.根据权利要求1所述的放大器,其特征在于:第5电阻(38)被插入连接在上述第1串联可变电阻(51)、上述第2串联可变电阻(52)的各个上述第1场效应晶体管(21),上述第2场效应晶体管(25)的源极之间,第6电阻(39)被插入连接在上述第2串联可变电阻(52)的上述场效应晶体管(25)的源极和通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、上述第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上的部分(61)之间,第7电阻(40)被插入连接在通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、上述第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、上述第4场效应晶体管(28)的栅极上的上述部分(61)和基本电位部(GND)之间,上述第1基准电压施加部(23)连接在上述第1串联可变电阻(51)的上述第1场效应晶体管(21)的源极上。
11.根据权利要求10所述的放大器,其特征在于:被插入连接在上述第1串联可变电阻(51)、上述第2串联电阻(52)的各个上述第1场效应晶体管(21)、上述第2场效应晶体管(25)的源极之间的上述第5电阻(38)、被插入连接在上述第2串联可变电阻(52)的上述第2场效应晶体管(25)的源极和通过上述第3电阻(20)、上述第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、上述第4场效应晶体管(28)的栅极上的上述部分(61)之间的第6电阻(39)、以及被插入连接在通过上述第3电阻(20)、上述第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、上述第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、上述第4场效应晶体管(28)的栅极上的上述部分(61)和基本电位部(GND)之间的上述第7电阻(40)都具有能防止来自所连接的各部分的高频信号进入的电阻值。
12.根据权利要求10所述的放大器,其特征在于:被插入连接在上述第1串联可变电阻(51)、上述第2串联电阻(52)的各个上述第1场效应晶体管(21)、上述第2场效应晶体管(25)的源极之间的上述第5电阻(38),被插入连接在上述第2串联可变电阻(52)的上述第2场效应晶体管(25)的源极和通过上述第3电阻(20)、上述第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、上述第4场效应晶体管(28)的栅极上的上述部分(61)之间的第6电阻(39),以及被插入连接在通过上述第3电阻(20)、上述第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、上述第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、上述第4场效应晶体管(28)的栅极上的上述部分(61)和基本电位部(GND)之间的上述第7电阻(40)都具有5kΩ以上、100kΩ以下的电阻值。
13.一种放大器,其特征在于备有:由连接信号输入部(34)和信号输出部(35)的串联的第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)构成的信号线(55);连接在上述信号输入部(34)与接地线(57)之间的第1并联可变电阻(53)、以及连接在上述信号输出部(35)与接地线(57)之间的第2并联可变电阻(54);连接在上述第1可变电阻(51)上的第一增益控制线(58);通过上述第一增益控制线(58)连接在上述第1串联可变电阻(51)上的第1增益控制电压施加部(42);连接在所述第2串联可变电阻(52)、上述第1并联可变电阻(53)、上述第2并联可变电阻(54)的第二增益控制线(59);通过上述第二增益控制线(59)连接在上述第2串联可变电阻(52)、上述第1并联可变电阻(53)、上述第2并联可变电阻(54)上的第2增益控制电压施加部(19);连接在上述第1串联可变电阻(51)、上述第2串联可变电阻(52)上的第1基准电压施加部(23);连接在上述第1并联可变电阻(53)上的第2基准电压施加部(31);以及连接在上述第2并联可变电阻(54)上的第3基准电压施加部(33);
上述第1串联可变电阻(51)、上述第2串联可变电阻(52)、上述第1并联可变电阻(53)、上述第2并联可变电阻(54)分别连接第1电阻(22)、第2电阻(26)、第3电阻(20)、第4电阻(32)在第1场效应晶体管(21)、第2场效应晶体管(25)、第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上;上述第1串联可变电阻(51)的上述第1场效应晶体管(21)的栅极通过上述第1电阻(22)和上述第一增益控制线(58)连接在上述第1增益控制电压施加部(42)上;上述第2串联可变电阻(52)的上述第2场效应晶体管(25)的栅极通过上述第2电阻(26)和上述第二增益控制线(59)连接在上述第2增益控制电压施加部(19)上;
第5电阻(41)被插入连接在上述第1串联可变电阻(51)、上述第2串联可变电阻(52)的各个上述第1场效应晶体管(21)、第2场效应晶体管(25)的源极之间;上述第1基准电压施加部(23)连接在上述第2串联可变电阻(52)的第2场效应晶体管(25)的源极上,并通过第1电容器(24)串联连接在上述第1串联可变电阻(51)和上述第2串联可变电阻(52)之间。
14.根据权利要求13所述的放大器,其特征在于:上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)分别连接在上述第3基准电压施加部(31)、第4基准电压施加部(33)上。
15.根据权利要求13所述的放大器,其特征在于:上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的源极通过上述第二增益控制线(59)连接在上述增益控制电压施加部(19)上。
16.根据权利要求15所述的放大器,其特征在于:上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的漏极通过电容器(17)、(29)连接在上述信号线(55)上。
17.根据权利要求15所述的放大器,其特征在于:上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的源极通过电容器(18)、(30)和上述接地线(57)连接在基本电位部(GND)上。
18.根据权利要求13所述的放大器,其特征在于:由上述增益控制电压施加部(19)施加的电压比由上述增益控制电压施加部(42)施加的电压高。
19.根据权利要求13所述的放大器,其特征在于:由上述增益控制电压施加部(19)施加的电压比由上述增益控制电压施加部(42)施加的电压高出相当于上述第2串联可变电阻(52)进行线性增益控制工作的增益控制电压范围的值。
20.根据权利要求13所述的放大器,其特征在于:这样设定上述第3基准电压施加部(31)、第4基准电压施加部(33)施加的电压值,以使在上述第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)进行线性增益控制工作的增益控制电压范围内,上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)进行线性增益控制工作的增益控制电压范围连续。
21.根据权利要求13所述的放大器,其特征在于:公用基准电压通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)加在上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上。
22.根据权利要求13所述的放大器,其特征在于:电阻(41)被插入连接在上述第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)的各个上述第1场效应晶体管(21)、第2场效应晶体管(25)的源极之间,第6电阻(39)被插入连接在上述第2串联可变电阻(52)的上述第2场效应晶体管(25)的源极和通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上的部分(61)之间,第7电阻(40)被插入连接在通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3基准电压施加部(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上的上述部分(61)和基本电位部(GND)之间,上述第1基准电压施加部(23)连接在上述第2串联可变电阻(52)的上述第2场效应晶体管(25)的源极上。
23.根据权利要求22所述的放大器,其特征在于:被插入连接在上述第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)的各个上述第1场效应晶体管(21)、第2场效应晶体管(25)的源极之间的第5电阻(41)、被插入连接在上述第2串联可变电阻(52)的上述第2场效应晶体管(25)的源极和通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上的上述部分(61)之间的第6电阻(39)、以及被插入连接在通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上的上述部分(61)和基本电位部(GND)之间的第7电阻(40)都具有能防止来自所连接的各部分的高频信号进入的电阻值。
24.根据权利要求22所述的放大器,其特征在于:被插入连接在上述第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)的各个上述第1场效应晶体管(21)、第2场效应晶体管(25)的源极之间的上述电阻(41)、被插入连接在上述第2并联可变电阻(52)的上述第2场效应晶体管(25)的源极和通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上的上述部分(61)之间的电阻(39)、以及被插入连接在通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上的上述部分(61)和基本电位部(GND)之间的第7电阻(40)都具有约5kΩ以上、100kΩ以下的电阻值。
25.根据权利要求13所述的放大器,其特征在于:上述第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)和第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)是将第1~第4电阻(22)、(26)、(20)、(32)至少连接在第1~第4场效应晶体管(21)、(25)、(16)、(28)的栅极上的结构,上述第二增益控制线(59)连接在被连接于上述第2串联可变电阻(52)的上述第2场效应晶体管(25)的栅极上的上述第2电阻(26)及上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的源极上,上述第一增益控制线(58)通过上述第1电阻(22)连接在上述第1串联可变电阻(51)的上述第1场效应晶体管(21)的栅极上,电阻(36)被插入连接在上述第二增益控制线(59)和上述第一增益控制线(58)之间,电阻(37)被插入连接在通过上述第1电阻(22)连接于上述第1串联可变电阻(51)的上述第1场效应晶体管(21)的栅极上的上述第一增益控制线(58)和基本电位部(GND)之间,上述增益控制电压施加部(19)连接在上述第二增益控制线(59)上。
26.根据权利要求25所述的放大器,其特征在于:上述第二增益控制线(59)连接在被连接于上述第2串联可变电阻(52)的上述场效应晶体管(25)的栅极上的上述第2电阻(26)及上述第1并联可变电阻(53)、第2并联营可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的源极上,上述第一增益控制线(58)通过上述第1电阻(22)连接在上述第1串联可变电阻(51)的上述第1场效应晶体管(21)的栅极上,被插入连接在上述第二增益控制线(59)和上述第一增益控制线(58)之间的上述电阻(36),以及被插入连接在通过上述第1电阻(22)连接于上述第1串联可变电阻(51)的上述第1场效应晶体管(21)的栅极上的上述第一增益控制线(58)和基本电位部(GND)之间的上述电阻(37)都具有能防止来自所连接的各部分的高频信号进入的电阻值。
27.根据权利要求25所述的放大器,其特征在于:上述第二增益控制线(59)连接在被连接于上述第2串联可变电阻(52)的上述第2场效应晶体管(25)的栅极上的上述第2电阻(26)及上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的源极上,上述第一增益控制线(58)通过上述第1电阻(22)连接在上述第1串联可变电阻(51)的上述第1场效应晶体管(21)的栅极上,被插入连接在上述第二增益控制线(59)和上述第一增益控制线(58)之间的上述电阻(36),以及被插入连接在通过上述电阻(22)连接于上述第1串联可变电阻(51)的上述第1场效应晶体管(21)的栅极上的上述第一增益控制线(58)和基本电位部(GND)之间的上述电阻(37)都具有约5kΩ以上、100kΩ以下的电阻值。
28.一种放大器,其特征在于备有:由连接信号输入部(34)和信号输出部(35)的至少两个以上串联的第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)构成的信号线(55);分别连接在上述信号输入部(34)与接地线(57)之间、以及上述信号输出部(35)与接地线(57)之间的第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54);连接上述第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)和第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的增益控制线(56);通过上述增益控制线(56)连接在上述第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)和第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)上的增益控制电压施加部(19);连接在上述第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)上的第1基准电压施加部(23);以及分别连接在上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)上的第3基准电压施加部(31)、第4基准电压施加部(33);
上述第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)和第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)是将第1~第4电阻(22)、(26)、(20)、(32)至少连接在第1~第4场效应晶体管(21)、(25)、(16)、(28)的栅极上的结构,上述第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)的各个上述第1效应晶体管(21)、第2场效应晶体管(25)的栅极通过上述第1电阻(22)、第2电阻(26)和上述增益控制线(56)连接在上述增益控制电压施加部(19)上;
第5电阻(41)被插入连接在上述第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)的各个上述第1场效应晶体管(21)、第2场效应晶体管(25)的源极之间,上述基准电压施加部(23)连接在上述第2串联可变电阻(52)的源极上,并通过电容器(24)串联连接在上述第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)之间。
29.根据权利要求28所述的放大器,其特征在于:上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)分别连接在上述第3基准电压施加部(31)、第4基准电压施加部(33)上。
30.根据权利要求29所述的放大器,其特征在于:上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的源极通过上述增益控制线(56)连接在上述增益控制电压施加部(19)上。
31.根据权利要求30所述的放大器,其特征在于:上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的漏极通过第2电容器(17)、第3电容器(29)连接在上述信号线(55)上。
32.根据权利要求30所述的放大器,其特征在于:上述第1场效应晶体管(16)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的源极通过第4电容器(18)、第5电容器(30)和上述接地线(57)连接在基本电位部(GND)上。
33.根据权利要求28所述的放大器,其特征在于:上述第1串联可变电阻(51)的上述第1场效应晶体管(21)的阈值电压比上述第2串联可变电阻(52)的上述第2场效应晶体管(25)的阈值电压高。
34.根据权利要求28所述的放大器,其特征在于:上述第1串联可变电阻(51)的上述第1场效应晶体管(21)的阈值电压比上述第2串联可变电阻(52)的上述第2场效应晶体管(25)的阈值电压高出相当于上述第2串联可变电阻(52)进行线性增益控制工作的增益控制电压范围的值。
35.根据权利要求28所述的放大器,其特征在于:这样设定上述第3基准电压施加部(31)、第4基准电压施加部(33)施加的电压值,以使在上述第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)进行线性增益控制工作的增益控制电压范围内,上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)进行线性增益控制工作的增益控制电压范围连续。
36.根据权利要求28所述的放大器,其特征在于:通过连接在上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上的上述第3第4电阻(20)、第4电阻(32),施加公用的基准电压。
37.根据权利要求28所述的放大器,其特征在于:上述第5电阻(41)被插入连接在上述第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(5 2)的各个上述第1场效应晶体管(21)、第2场效应晶体管(25)的源极之间,电阻(39)被插入连接在上述第2串联可变电阻(52)的上述场效应晶体管(25)的源极和通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上的部分(61)之间,第7电阻(40)被插入连接在通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上的上述部分(61)和基本电位部(GND)之间,上述第1基准电压施加部(23)连接在上述第2串联可变电阻(52)的上述第2场效应晶体管(25)的源极上。
38.根据权利要求37所述的放大器,其特征在于:被插入连接在上述第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)的各个上述第1场效应晶体管(21)、第2场效应晶体管(25)的源极之间的电阻(41)、被插入连接在上述第2串联可变电阻(52)的上述第2场效应晶体管(25)的源极和通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上的上述部分(61)之间的第6电阻(39)、以及被插入连接在通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上的上述部分(61)和基本电位部(GND)之间的第7电阻(40)都具有能防止来自所连接的各部分的高频信号进入的电阻值。
39.根据权利要求37所述的放大器,其特征在于:被插入连接在上述第1串联可变电阻(51)、第2串联可变电阻(52)的各个上述第1场效应晶体管(21)、第2场效应晶体管(25)的源极之间的上述电阻(41)、被插入连接在上述第2串联可变电阻(52)的上述第2场效应晶体管(25)的源极和通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上的上述部分(61)之间的第6电阻(39)、以及被插入连接在通过上述第3电阻(20)、第4电阻(32)连接在上述第1并联可变电阻(53)、第2并联可变电阻(54)的各个上述第3场效应晶体管(16)、第4场效应晶体管(28)的栅极上的上述部分(61)和基本电位部(GND)之间的第7电阻(40)都具有约5kΩ以上、100kΩ以下的电阻值。
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