DE102008011629A1

DE102008011629A1 - Verstärker

Info

Publication number: DE102008011629A1
Application number: DE102008011629A
Authority: DE
Inventors: Hisao Kawasaki Shigematsu
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2028-02-29
Also published as: US20080231367A1; DE102008011629B4; US7928815B2; JP2008236354A

Abstract

Ein Verstärker gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen verstärkenden Transistor und eine Impedanzwandlerschaltung, die mit einer Ausgangseinheit des verstärkenden Transistors gekoppelt ist und mehrere Impedanzumwandlungstransistoren mit unterschiedlicher Eingangsimpedanz enthält, die in Reihe geschaltet sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verstärker und insbesondere auf einen Hochleistungsverstärker.
2. Beschreibung der verwandten Technik
In den letzten Jahren wächst zusammen mit der weit verbreiteten Nutzung des Internet ein Bedarf an einem System für drahtlose Kommunikation, das imstande ist, Daten großer Kapazität mit einer hohen Geschwindigkeit zu senden/zu empfangen. Eine höhere Leistung wird von einem Hochleistungsverstärker als eine der Komponenten des Systems gefordert; insbesondere einem Leistungsverstärker, der in einer Basisstation für drahtlose Kommunikation genutzt wird.
Falls ein Verstärker für diesen Zweck durch einen großen Transistor (Hochleistungstransistor) aufgebaut wird, wird eine Ausgangsimpedanz des Transistors verringert. Folglich muss die Impedanz für eine Lastanpassung (Impedanzanpassung) umgewandelt werden.
Ein herkömmlicher Mikrowellen-Hochleistungsverstärker enthält z. B. eine Eingangsanpassungsschaltung 100, einen Hochleistungstransistor 101 und eine Impedanzwandlerschaltung 102, wie in 8 gezeigt ist. In 8 bezeichnet Bezugsziffer 104 eine Übertragungsleitung für eine Vorspannung; 105 einen Endwiderstand; und Z1, Z2, Z3 und ZL einen Impedanzwert.
Die Impedanzwandlerschaltung 102 enthält z. B. eine 1/4-Wellenlänge-Übertragungsleitung 103, wie in 8 gezeigt ist. Daher wird eine Leitungslänge erhöht. Insbesondere ist die Leitungslänge in einem niedrigen Mikrowellenfrequenzband sehr lang.
Im Allgemeinen ist eine Ausgangsimpedanz des Hochleistungstransistors 101 z. B. etwa etliche Ω niedrig. Was eine Anwendung anbetrifft, die ein breites Band erfordert, ist es somit notwendig, drei 1/4-Wellenlänge-Übertragungsleitungen 103 vorzusehen und eine Impedanzumwandlung in drei Stufen wie z. B. in 8 gezeigt auszuführen.
Wie oben beschrieben wurde, weist der Mikrowellen-Hochleistungsverstärker ein Problem einer zunehmenden Basisfläche auf. Insbesondere ist ein großer Raum notwendig, wenn eine große Bandbreite gefordert wird.
Ferner wurde bisher ein hybrid-integrierter Verstärker, der verschiedene Komponenten kombiniert, als Mikrowellen-Hochleistungsverstärker genutzt. Dieser Verstärker weist ein Problem bezüglich hoher Montagekosten auf.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem Aspekt einer Ausführungsform gibt es einen Verstärker, welcher enthält: einen Verstärker; und eine Impedanzwandlerschaltung, die mit einer Ausgangseinheit des verstärkenden Transistors verbunden ist und mehrere Impedanzumwandlungstransistoren mit unterschiedlicher Eingangsimpedanz enthält, welche in Reihe geschaltet sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt die Gesamtkonfiguration eines Verstärkers gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 zeigt die schematische Gesamtkonfiguration des Verstärkers der ersten Ausführungsform;
3 zeigt ein Simulationsergebnis von Eingangs/Ausgangscharakteristiken des Verstärkers der ersten Ausführungsform;
4 zeigt die schematische Gesamtkonfiguration des Verstärkers gemäß einer zweiten Ausführungsform;
5 zeigt ein Simulationsergebnis von Eingangs/Ausgangscharakteristiken des Verstärkers der zweiten Ausführungsform;
6 zeigt die schematische Gesamtkonfiguration des Verstärkers gemäß einer dritten Ausführungsform;
7 zeigt die schematische Gesamtkonfiguration eines Verstärkers gemäß einem modifizierten Beispiel von jeder der Ausführungsformen; und
8 zeigt die Gesamtkonfiguration eines herkömmlichen Hochleistungsverstärkers.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
(Erste Ausführungsform)
Zu Beginn wird mit Verweis auf 1 bis 3 ein Verstärker gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
Der Verstärker dieser Ausführungsform ist ein Mikrowellen-Hochleistungsverstärker, der in einem Frequenzband einer Mikrowelle beispielsweise (einschließlich einer niedrigen Mikrowelle) genutzt wird. Wie in 1 gezeigt ist, enthält der Verstärker einen Eingangstransistor (verstärkenden Transistor) 1, eine Eingangsanpassungsschaltung 2, die mit einem Eingangsanschluss (einer Eingangseinheit) des Eingangstransistors 1 verbunden ist, und eine Impedanzwandlerschaltung 3, die mit einem Ausgangsanschluss (einer Ausgangseinheit) des Eingangstransistors 1 z. B. verbunden ist.
Wie in 1 gezeigt ist, enthält hier die Impedanzwandlerschaltung 3 eine erste Impedanzumwandlungseinheit 4 und eine zweite Impedanzumwandlungseinheit 5, die eine niedrige Impedanz Z_niedrig in eine hohe Impedanz Z_hoch umwandeln können und zwischen den Ausgangsanschluss des Eingangstransistors 1 und eine (nicht dargestellte) Last über Kondensatoren 6, 7 und 8 geschaltet sind. Auf diese Weise besteht die Impedanzwandlerschaltung 3 aus mehreren Impedanzumwandlungseinheiten, um dadurch eine Breitband-Impendanzanpassung zu ermöglichen.
Die erste Impedanzumwandlungseinheit 4 enthält einen Impedanzumwandlungstransistor 9, eine Rückkopplungsschaltung 10 zum Einstellen einer Eingangsimpedanz des Impedanzumwandlungstransistors 9 und 1/4-Wellenlänge-Übertragungsleitungen für eine Vorspannung (Vorspannungsschaltungen) 11 und 12 zum Anlegen einer Vorspannung an den Impedanzumwandlungstransistor 9. Die erste Impedanzumwandlungseinheit 4 ist dafür ausgelegt, eine Impedanz von 10 Ω in 25 Ω umzuwandeln.
Desgleichen enthält die zweite Impedanzumwandlungseinheit 5 einen Impedanzumwandlungstransistor 12, eine Rückkopplungsschaltung 13 zum Einstellen einer Eingangsimpedanz des Impedanzumwandlungstransistors 12 und 1/4-Wellenlänge-Übergangsleitungen für eine Vorspannung (Vorspannungsschaltung) 14 und 24 zum Anlegen einer Vorspannung an den Impedanzum wandlungstransistor 12. Die zweite Impedanzumwandlungseinheit 5 ist dafür ausgelegt, eine Impedanz von 25 Ω in 50 Ω um zuwandeln.
Da die Impedanzwandlerschaltung 3 die Rückkopplungsschaltungen 10 und 13 enthält, kann auf diese Weise eine Eingangsimpedanz von jedem der Impedanzumwandlungstransistoren 8 und 12 feiner gesteuert werden. Als Folge können Schwankungen in Charakteristiken von jedem der Impedanzumwandlungstransistoren 9 und 12 absorbiert werden.
In 1 bezeichnet Bezugsziffer 15 eine 1/4-Wellenlänge-Übertragungsleitung für eine Vorspannung des Eingangstransistors 1; 16 einen Endwiderstand und ZL einen Impedanzwert.
In dieser Ausführungsform hat, wie in 2 gezeigt ist, die Impedanzwandlerschaltung 3 ein Transistormuster, wo mehrere (in diesem Beispiel zwei) Impedanzumwandlungstransistoren (in diesem Beispiel FETs (Feldeffekttransistoren) vom Verarmungstyp (normalerweise im AN-Modus)) 9 und 12 mit unterschiedlicher Eingangsimpedanz in Reihe geschaltet sind.
In diesem Beispiel enthält, wie in 2 gezeigt ist, die Impedanzwandlerschaltung 3 den Transistor 9 mit einer Eingangsimpedanz von 10 Ω und den Transistors 12 mit einer Eingangsimpedanz von 25 Ω.
Auf diese Weise besteht die Impedanzwandlerschaltung 3 aus den Transistoren mit unterschiedlicher Eingangsimpedanz und kann somit verglichen mit einer herkömmlichen (die aus 1/4-Wellenlänge-Übertragungsleitungen besteht) verkleinert werden.
In dieser Ausführungsform werden, wie in 2 gezeigt ist, mehrere Gate-Transistoren mit mehreren Fingern oder Multifinger-Gate-Transistoren (engl. multi-fingered gate transistors), deren Anzahl von Fingern verschieden ist, verwendet, so dass die mehreren Impedanzumwandlungstransistoren 9 und 12 verschiedene Eingangsimpedanzwerte haben. Das heißt, die Anzahl von Fingern von jedem Multifinger-Gate-Transistor ist stufenweise verändert, um dadurch eine Impedanz stufenweise umzuwandeln. In 2 bezeichnet Referenzmodul W_g eine Gate-Breite des gesamten Multifinger-Gate-Transistors; W_gu eine Gate-Breite eines Transistors und n die Anzahl von Transistoren.
Insbesondere sind in dieser Ausführungsform, wie in 2 gezeigt ist, die mehreren Impedanzumwandlungstransistoren 9 und 12 Transistoren mit geer detem Gate. In 2 bezeichnen Bezugsziffern 22 und 23 eine 1/4-Wellenlänge-Übertragungsleitung für eine Vorspannung zum Anlegen einer Vorspannung an die mehreren Impedanzumwandlungstransistoren 9 und 12.
Wie in 2 gezeigt ist, sind eine Source und ein Drain von jedem der mehreren Impedanzumwandlungstransistoren 9 und 12 mit 1/4-Wellenlänge-Übertragungsleitungen (oder Drosselspulen) verbunden, die die Vorspannungsschaltungen 11, 21, 14 und 24 bilden, und eine Vorspannung wird über die 1/4-Wellenlänge-Übertragungsleitungen 11, 21, 14 und 24 in 2 gezeigt angelegt.
Wie in 2 dargestellt ist, sind die Impedanzumwandlungstransistoren 9 und 12 über die Kondensatoren 6, 7 und 8 miteinander kapazitiv gekoppelt. Das heißt, die Impedanzumwandlungstransistoren 9 und 12 sind kapazitiv gekoppelt und werden mit dem gleichen Spannungspegel beaufschlagt. Auf diese Weise wird eine Spannung auf die kapazitiv gekoppelten Impedanzumwandlungstransistoren 9 und 12 geteilt, um dadurch eine hohe Leistung innerhalb einer Durchbruchsspannung von jedem der Impedanzumwandlungstransistoren 9 und 12 zu erreichen.
Übrigens sind in dieser Ausführungsform, wie in 2 gezeigt ist, die Rückkopplungsschaltungen 10 und 13 zwischen einen Drain und eine Source von jedem der Impedanzumwandlungstransistoren 9 und 12 eingefügt und mit Widerständen 17 bzw. 18 und Kondensatoren 19 bzw. 20 (entweder einem Kondensator mit fester Kapazität oder einem Kondensator mit variabler Kapazität) versehen.
Wie oben beschrieben wurde, enthält in dieser Ausführungsform, wie in 2 gezeigt ist, die Impedanzwandlerschaltung (Impedanzwandler) 3 die Schaltung mit geerdetem Gate, die mit der Rückkopplungsschaltung versehen ist.
In dieser Ausführungsform ist, wie in 2 gezeigt ist, eine Ausgangseinheit der Impedanzwandlerschaltung 3 mit einer Ausgangsanpassungsschaltung 25 zur Feineinstellung verbunden. Die Ausgangsanpassungsschaltung 25 zur Feineinstellung ist dafür gedacht, eine Impedanz auf der Lastseite (in diesem Beispiel 50 Ω) vollständig anzupassen.
In dieser Ausführungsform ist ferner der so konfigurierte Verstärker auf einem Halbleitersubstrat in monolithischer Weise integriert. Daher wird auf den Hochleistungsverstärker auch als "Halbleiterverstärker (Halbleitereinrichtung)" verwiesen.
Der Verstärker gemäß dieser Ausführungsform weist deshalb Vorteile auf, dass eine hohe Leistung innerhalb einer Durchbruchsspannung erreicht wird sowie Montageraum und Kosten reduziert werden. Insbesondere ist der Verstärker insofern vorteilhaft als Montageraum reduziert werden kann, wenn eine große Bandbreite gefordert ist.
Das heißt, gemäß dem Verstärker dieser Ausführungsform wird eine herkömmliche Impedanzwandlerschaltung, die unter Verwendung von 1/4-Wellenlänge-Übertragungsleitungen konfiguriert ist, nicht verwendet, und somit kann Montageraum reduziert werden. Insbesondere verwendet ein Hochleistungsverstärker für niedrige Mikrowellen einen herkömmlichen Impedanzwandler, der mittels keramischer 1/4-Wellenlänge-Übertragungsleitungen aufgebaut ist, und hat somit einen Vorteil, dass Montagekosten reduziert werden.
Der Verstärker dieser Ausführungsform hat insbesondere einen weiteren Vorteil, dass er durch einen kleinen Einzelchip aufgebaut wird, der durch Integrieren des Verstärkers auf einem Hableitersubstrat in monolithischer Weise komplettiert wird. Als Folge ist es unnötig, mehrere Komponenten in Hybrid-Weise wie in einer herkömmlichen Technik zu integrieren. Dies schafft einen weiteren Vorteil einer Einsparung von Montagekosten.
3 zeigt ein Simulationsergebnis von Eingangs-/Ausgangscharakteristiken eines Verstärkers, der mit drei Transistoren mit geerdeten Gate mit einer Leistung von 4 W als Impedanzumwandlungstransistor versehen ist. In 3 gibt die durchgezogene Linie A einen P.A.E (leistungsaddierten Wirkungsgrad) (engl. power-added efficiency) an, gibt die durchgezogene Linie B eine Ausgangsleistung an, und die durchgezogene Linie C gibt eine Verstärkung an.
Wie in 3 gezeigt ist, beträgt eine Ausgangsleistung etwa 12 W, und P.A.E beträgt etwa 46% bei einer Frequenz = 10 GHz.
(Zweite Ausführungsform)
Bezugnehmend auf 4 und 5 wird als nächstes ein Verstärker gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben.
Der Verstärker dieser Ausführungsform unterscheidet sich von demjenigen der ersten Ausführungsform dadurch, dass Transistoren 30 und 31 mit geerdeter Source als Impedanzumwandlungstransistoren (in diesem Beispiel FETs (Feldeffekttransistoren) vom Verarmungstyp (normalerweise AN-Modus)) verwendet werden, welche die Impedanzwandlerschaltung 3 wie in 4 gezeigt bilden. In 4 sind die gleichen Komponenten wie jene der ersten Ausführungsform (siehe 2) durch identische Bezugsziffern bezeichnet. In 4 legen λ/4-Wellenlänge-Übertragungsleitungen 32 bis 35 für eine Vorspannung eine Vorspannung an die Impedanzumwandlungstransistoren 30 und 31 an.
Das heißt, in dieser Ausführungsform enthält, wie in 4 gezeigt ist, die Impedanzwandlerschaltung (Impedanzwandler) 3 die Schaltung mit geerdeter Source, die mit der Rückkopplungsschaltung versehen ist.
In diesem Beispiel enthält, wie in 4 gezeigt ist, die Impedanzwandlerschaltung 3 den Transistor 30 mit einer Eingangsimpedanz von 15 Ω und den Transistor 31 mit einer Eingangsimpedanz von 25 Ω.
Wie in 4 gezeigt ist, sind ein Gate und ein Drain von jedem der Impedanzumwandlungstransistoren 30 und 31 mit 1/4-Wellenlänge-Übertragungsleitungen (oder Drosselspulen) die Vorspannungsschaltungen 32 bis 35 bildend verbunden, und über die 1/4-Wellenlänge-Übertragungsleitungen 32 bis 35 wird eine Vorspannung angelegt.
Wie in 4 gezeigt ist, sind die Impedanzumwandlungstransistoren 30 und 31 über die Kondensatoren 6, 7 und 8 miteinander kapazitiv gekoppelt. Das heißt, die Impedanzumwandlungstransistoren 30 und 31 sind kapazitiv gekoppelt und werden mit dem gleichen Spannungspegel beaufschlagt. Auf diese Weise wird eine Spannung auf die kapazitiv gekoppelten Impedanzumwandlungstransistoren 30 und 31 geteilt, um dadurch eine hohe Leistung innerhalb einer Durchbruchsspannung von jedem der Impedanzumwandlungstransistoren 30 und 31 zu erzielen.
In dieser Ausführungsform sind ferner, wie in 4 gezeigt ist, die Rückkopplungsschaltungen 10 und 13 zwischen einem Drain und einem Gate von jedem der Impedanzumwandlungstransistoren 30 und 31 eingefügt und mit einem Widerstand und einem Kondensator (entweder einem Kondensator mit fester Kapazität oder einem Kondensator mit variabler Kapazität) versehen.
Die anderen Komponenten sind die gleichen wie jene der obigen ersten Ausführungsform, deren Beschreibung somit hiermit weggelassen wird.
Der Verstärker dieser Ausführungsform weist Vorteile auf, dass eine hohe Leistung innerhalb einer Durchbruchsspannung erreicht wird sowie Montageraum und -kosten reduziert werden. Insbesondere ist der Verstärker insofern vorteilhaft, als Montageraum reduziert werden kann, wenn eine große Bandbreite gefordert wird, ähnlich demjenigen der obigen ersten Ausführungsform.
5 zeigt ein Simulationsergebnis von Eingangs/Ausgangscharakteristiken eines Verstärkers, der mit drei Transistoren mit geerdeter Source mit einer Leistung von 4 W als Impedanzumwandlungstransistor versehen ist. In 5 bezeichnet die durchgezogene Linie A einen P.A.E (leistungsaddierten Wirkungsgrad), und die durchgezogene Linie B gibt eine Ausgangsleistung an.
Wie in 5 gezeigt ist, beträgt eine Ausgangsleistung etwa 12 W, und P.A.E beträgt 48% bei einer Frequenz f = 10 GHz.
(Dritte Ausführungsform)
Bezugnehmend auf 6 wird ein Verstärker gemäß einer dritten Ausführungsform als nächstes beschrieben.
Der Verstärker dieser Ausführungsform unterscheidet sich von demjenigen der ersten Ausführungsform dadurch, dass Transistoren 40 und 41 mit geerdeter Source als Impedanzumwandlungstransistoren (in diesem Beispiel FETs (Feldeffekttransistoren) vom Verarmungstyp (normalerweise im An-Modus)) verwendet werden, welche die Impedanzwandlerschaltung 3 wie in 6 gezeigt bilden. Der Verstärker unterscheidet sich ferner von demjenigen der zweiten Ausführungsform dadurch, dass die Impedanzwandlerschaltung (Impedanzwandler) 3 mit einer Schaltung mit geerdeter Source versehen ist, die eine Rückkopplungsschaltung zwischen ihrem Gate und ihrer Source aufweist. In 6 sind die gleichen Komponenten wie jene der ersten Ausführungsform (siehe 2) und der zweiten Ausführungsform (siehe 4) durch identische Bezugsziffern bezeichnet. In 6 legen λ/4-Wellenlänge-Übertragungsleitungen 42 bis 45 für eine Vorspannung eine Vorspannung an die Impedanzumwandlungstransistoren 40 und 41 an.
In diesem Beispiel enthält, wie in 6 gezeigt ist, die Impedanzwandlerschaltung 3 den Transistor 40 mit einer Eingangsimpedanz von 10 Ω und den Transistor 41 mit einer Eingangsimpedanz von 25 Ω.
Ein Gate und ein Drain von jedem der Impedanzumwandlungstransistoren 40 und 41 sind mit 1/4-Wellenlänge-Übermittlungsleitungen (Drosselspulen) die Vorspannungsschaltungen 42 bis 45 bildend verbunden, und eine Vorspannung wird über die 1/4-Wellenlänge-Übertragungsleitungen 42 bis 45 wie in 6 gezeigt angelegt.
Wie in 6 gezeigt ist, sind die Impedanzumwandlungstransistoren 40 und 41 über die Kondensatoren 6, 7 und 8 miteinander kapazitiv gekoppelt. Das heißt, die Impedanzumwandlungstransistoren 40 und 41 sind kapazitiv gekoppelt und werden mit dem gleichen Spannungspegel beaufschlagt. Auf diese Weise wird eine Spannung auf die kapazitiv gekoppelten Impedanzumwandlungstransistoren 40 und 41 geteilt, um dadurch eine hohe Leistung innerhalb einer Durchbruchsspannung von jedem der Impedanzumwandlungstransistoren 30 und 31 zu erzielen.
In dieser Ausführungsform sind ferner, wie in 6 gezeigt ist, die Rückkopplungsschaltungen 10 und 13 zwischen ein Gate und eine Source von jedem der Impedanzumwandlungstransistoren 40 und 41 eingefügt und mit einem Widerstand und einem Kondensator (entweder einem Kondensator mit fester Kapazität oder einem Kondensator mit variabler Kapazität) versehen.
Die anderen Komponenten sind die gleichen wie jene der obigen ersten Ausführungsform, so dass deren Beschreibung hier weggelassen wird.
Der Verstärker dieser Ausführungsform weist Vorteile auf, dass eine hohe Leistung innerhalb einer Durchbruchsspannung erreicht wird sowie Montageraum und -kosten reduziert werden. Der Verstärker ist insbesondere insofern vorteilhaft, als Montageraum reduziert werden kann, wenn eine große Bandbreite gefordert wird, ähnlich demjenigen der obigen ersten Ausführungsform.
(Andere Ausführungsformen)
Die obigen Ausführungsformen beschreiben den Fall, in dem Feldeffekttransistoren (FETs) vom Verarmungstyp (normalerweise im AN-Modus) als der Impedanzumwandlungstransistor genutzt werden; die vorliegende Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können ein Feldeffekttransistor (FET) vom Anreicherungstyp (normalerweise im AUS-Modus), ein bipolarer Flächentransistor (BJT), ein CMOS-Transistor und dergleichen genutzt werden. Falls diese Transistoren verwendet werden, können ähnliche Effekte erreicht werden.
Falls der Feldeffekttransistor (FET) vom Anreicherungstyp (normalerweise im AUS-Modus), der bipolare Flächentransistor (BJT), der CMOS-Transistor oder dergleichen verwendet werden, wird insbesondere eine Rückkopplungsschaltung mit einem Widerstand versehen.
In den obigen Ausführungsformen ist ferner die Rückkopplungsschaltung mit einem Widerstand und einem Kondensator versehen; die vorliegende Erfindung ist aber darauf nicht beschränkt. Wie in 8 gezeigt ist, können z. B. die Rückkopplungsschaltungen 10 und 13 mit einer Diode 51 mit variabler Kapazität und einem Widerstand 50 bzw. einer Diode 53 mit variabler Kapazität und einem Widerstand 52 versehen werden. Die Rückkopplungsschaltungen 10 und 13 können hier mit den Widerständen 50 und 52 versehen werden. In 7 sind die gleichen Komponenten wie jene der ersten Ausführungsform (siehe 2) durch identische Bezugsziffern bezeichnet.
Der Verstärker der obigen Ausführungsform ist ferner auf dem Halbleitersubstrat in monolithischer Weise integriert. Als Halbleitermaterial kann z. B. GaAs, InP, Si, GaN etc. verwendet werden.
In den obigen Ausführungsformen weist die Impedanzwandlerschaltung einen zweistufigen Aufbau auf, der zwei Impedanzumwandlungsschaltungen enthält, und wandelt eine Impedanz in zwei Stufen um. Die vorliegende Erfindung ist jedoch darauf nicht beschränkt, sondern ist anwendbar auf einen mehrstufigen Aufbau, z. B. einen dreistufigen Aufbau. In diesem Fall kann ein Eingangstransistor mit höherer Leistung erreicht werden, so dass eine höhere Leistung erzielt werden kann. Außerdem kann eine Breitband-Impedanzanpassung durchgeführt werden.
Vom Gesichtspunkt einer Vergrößerung einer Bandbreite aus wird ferner bevorzugt, die Transistoren 9 und 12 mit geerdetem Gate als die Impedanzumwandlungstransistoren zu nutzen, die die Impedanzwandlerschaltung 3 wie in der ersten Ausführungsform bilden. Selbst wenn die Transistoren mit geerdeter Source wie in der zweiten und dritten Ausführungsform genutzt werden, kann jedoch eine Eingangsimpedanz des Transistors reduziert werden, indem eine Transistorgröße oder ein Rückkopplungsbetrag der Rückkopplungsschaltungen 10 und 13 erhöht wird, so dass der vollständige Verstärker sehr nützlich ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und umfasst verschiedene Modifikationen, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die Ausführungsformen werden durch die folgenden Anhänge ergänzt.

Claims

Verstärker, mit: einem verstärkenden Transistor; und einer Impedanzwandlerschaltung, die an eine Ausgangseinheit des verstärkenden Transistors gekoppelt ist und mehrere Impedanzumwandlungstransistoren mit unterschiedlicher Eingangsimpedanz enthält, die in Reihe geschaltet sind.
Verstärker nach Anspruch 1, ferner mit: einer Rückkopplungsschaltung zum Einstellen der Eingangsimpedanz.
Verstärker nach Anspruch 2, wobei der Impedanzumwandlungstransistor ein Transistor mit geerdetem Gate ist, und die Rückkopplungsschaltung zwischen einem Drain und einer Source des Impedanzumwandlungstransistors vorgesehen ist.
Verstärker nach Anspruch 2, wobei der Impedanzumwandlungstransistor ein Transistor mit geerdeter Source ist, und die Rückkopplungsschaltung zwischen einem Drain und einem Gate des Impedanzumwandlungstransistors vorgesehen ist.
Verstärker nach Anspruch 2, wobei der Impedanzumwandlungstransistor ein Transistor mit geerdeter Source ist, und die Rückkopplungsschaltung zwischen einem Gate und einer Source des Impedanzumwandlungstransistors vorgesehen ist.
Verstärker nach Anspruch 2, wobei die Rückkopplungsschaltung einen Widerstand enthält.
Verstärker nach Anspruch 2, wobei die Rückkopplungsschaltung einen Widerstand und einen Kondensator enthält.
Verstärker nach Anspruch 2, wobei die Rückkopplungsschaltung eine Diode mit variabler Kapazität enthält.
Verstärker nach Anspruch 1, wobei die mehreren Impedanzumwandlungstransistoren Multifinger-Gate-Transistoren sind.
Verstärker nach Anspruch 9, wobei die mehreren Impedanzumwandlungstransistoren sich voneinander in der Anzahl von Fingern unterscheiden.
Verstärker nach Anspruch 1, wobei die mehreren Impedanzumwandlungstransistoren miteinander kapazitiv gekoppelt sind.
Verstärker nach Anspruch 1, ferner mit: einer Ausgangsanpassungsschaltung zur Feineinstellung, die mit einer Ausgangseinheit der Impedanzumwandlungsschaltung verbunden ist.
Verstärker nach Anspruch 1, wobei der Verstärker auf einem Halbleitersubstrat in monolithischer Weise integriert ist.