DE19738177A1 - Integrierte Schaltungsvorrichtung mit Vorspannungsschaltung für Anreicherungstransistorschaltung - Google Patents
Integrierte Schaltungsvorrichtung mit Vorspannungsschaltung für AnreicherungstransistorschaltungInfo
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Landscapes
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorspannungs
schaltung einer elektronischen Hochfrequenzschaltung, die
einen Anreicherungs-FET hat, der auf einem Halbleiter
substrat wie z. B. GaAs gebildet ist, und im besonderen eine
Vorspannungsschaltung zum Zuführen einer Vorspannung, die
einer Transistorcharakteristik zugeordnet ist, selbst wenn
die Transistorcharakteristik auf Grund von Differenzen wäh
rend des Herstellungsprozesses schwankt.
Eine MMIC (monolithische integrierte Mikrowellenschal
tung), bei der eine Vielzahl von Metallgate-FET-Vorrichtun
gen auf einem Halbleitersubstrat wie z. B. GaAs oder Si
integriert sind, wird gewöhnlich genutzt, um eine kompakte
Hardware zum Verarbeiten eines Hochfrequenzsignals zum Bei
spiel in einem tragbaren Telefon vorzusehen. Eine MMIC-
Schaltung wird zum Beispiel als Verstärker verwendet, um
Energie bezüglich einer Hochfrequenzeingabe zu verstärken
und eine leistungsstarke Hochfrequenzausgabe zu erzeugen,
oder als Mischschaltung, die ein Hochfrequenzsignal, das sie
empfing, in ein Niederfrequenzsignal konvertiert.
Fig. 10 ist ein Diagramm, das einen gewöhnlichen Hoch
frequenzverstärker und seine Vorspannungsschaltung zeigt.
Eine elektronische Schaltung 10 enthält einen Hochfrequenz
verstärker, und eine Vorspannungsschaltung 20 erzeugt Vor
spannungen V1 und V2 mit einem konstanten Potential, die der
elektronischen Schaltung 10 zugeführt werden. In der elek
tronischen Schaltung 10 sind bei diesem Beispiel eine Last
R1 und ein Verstärkungstransistor X1 zwischen einer positi
ven Energiequelle VDD und der Erde verbunden. Eine Hoch
frequenzeingabe RFin wird dem Gate des Transistors X1 zuge
führt, und eine Hochfrequenzausgabe RFout wird an seinem
Drain erzeugt. Zusätzlich wird eine Vorspannung V1 auf das
Gate angewendet. Bei dieser Anordnung wird ein Signal, des
sen Hochfrequenzeingabe RFin der Vorspannung V1 überlagert
ist, zwischen dem Gate und der Source angewendet, und die
Hochfrequenzausgabe RFout, die durch Verstärkung erhalten
wird, wird an dem Drainanschluß erzeugt.
In der Vorspannungsschaltung sind bei diesem Beispiel
die Widerstände R41, R42, R43 und R44 zwischen der positiven
Spannungsquelle VDD und der Erde seriell verbunden, und bei
diesem Beispiel wird eine konstante Spannung, die durch die
Widerstandswerte geteilt wird, an den Knoten N41 und N42
erzeugt. Die Spannungen an den Knoten N41 und N42 werden
über die jeweiligen Widerstände R45 und R46 der elektroni
schen Schaltung 10 zugeführt.
In der Vorspannungsschaltung 20 eines Widerstands
teilungstyps, die in Fig. 10 gezeigt ist, sind die Vorspan
nungen V1 und V2 fast konstant. Jedoch bildet die MMIC zum
Beispiel eine Metallgateelektrode bezüglich einer aktiven
Schicht, die eine vorbestimmte Dicke hat, auf der Oberfläche
des Substrats und wendet eine Spannung zwischen dem Gate und
der Source an, so daß eine Verarmung, die sich von der Gate
elektrode zu der aktiven Schicht erstreckt, erweitert oder
eingeengt wird, um einen Drainstromwert zu steuern. Da wäh
rend des Herstellungsprozesses die Dicken der aktiven
Schicht und der Metallgateelektrode bei der Herstellung
variieren, neigt die Charakteristik der Vorspannungsschal
tung 20 zum Schwanken.
Bei dem Hochfrequenzverstärkungstransistor X1 in Fig.
10 werden deshalb die statischen Charakteristiken, wie z. B.
die Abschnürspannung Vp und der Drainsättigungsstrom IDSS
auf Grund der Herstellungsdifferenzen stark verändert. Und
somit kann, wenn die Vorspannung V1, die auf das Gate anzu
wenden ist, konstant ist, wie oben beschrieben, eine geeig
nete Vorspannung bezüglich der variierenden statischen Cha
rakteristik des FETX1 nicht angewendet werden, werden eine
Verstärkungsrate und ein dynamischer Bereich verändert, kann
kein Drainstrom mit einem Konstruktionswert erhalten werden
und kann keine gewünschte Charakteristik für die Operation
eines Hochfrequenzverstärkers vorgesehen werden.
Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Vorspannungsschaltung vorzusehen, die die obigen Nach
teile beseitigt.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung,
eine Vorspannungsschaltung vorzusehen, die die Charakteri
stik einer Hochfrequenzschaltung bezüglich Herstellungs
differenzen in gewissem Grade beibehalten kann.
Um die obigen Ziele zu erreichen, umfaßt gemäß der vor
liegenden Erfindung eine integrierte Schaltungsvorrichtung:
eine elektronische Hochfrequenzschaltung, die einen ersten Anreicherungstransistor hat, auf dessen Gate, wenig stens, eine Vorspannung angewendet wird; und eine Vorspannungsschaltung mit:
einem zweiten Anreicherungstransistor, der auf einem Substrat gebildet ist, auf dem der erste Anreiche rungstransistor gebildet ist, und
ersten, zweiten und dritten Widerständen, die zwischen einer positiven Energiequelle und einer Energie quellenerde seriell verbunden sind,
in der ein Verbindungspunkt der ersten und der zweiten Widerstände mit einem Drain des zweiten Anreiche rungstransistors verbunden ist, ein Verbindungspunkt der zweiten und der dritten Widerstände mit einem Gate des zwei ten Anreicherungstransistors verbunden ist, und Spannungen an dem Verbindungspunkt des zweiten Widerstandes und des dritten Widerstandes oder an einem Anschluß, der der Ener giequellenerde näher ist, als Vorspannung auf die elektronische Hochfrequenzschaltung angewendet werden.
eine elektronische Hochfrequenzschaltung, die einen ersten Anreicherungstransistor hat, auf dessen Gate, wenig stens, eine Vorspannung angewendet wird; und eine Vorspannungsschaltung mit:
einem zweiten Anreicherungstransistor, der auf einem Substrat gebildet ist, auf dem der erste Anreiche rungstransistor gebildet ist, und
ersten, zweiten und dritten Widerständen, die zwischen einer positiven Energiequelle und einer Energie quellenerde seriell verbunden sind,
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Da in der Vorspannungsschaltung ein Anreicherungstran
sistor vorgesehen ist, der auf einem Substrat gebildet ist,
auf dem die elektronische Schaltung gebildet ist und die ein
Hochfrequenzsignal verarbeitet, variiert die Vorspannung
entsprechend, selbst wenn die statischen Charakteristiken
des Transistors auf Grund von Unterschieden, die während des
Herstellungsprozesses eingeschleppt wurden, schwanken. Als
Resultat hat der Transistor in der elektronischen Schaltung
eine im wesentlichen konstante Operationscharakteristik.
Zusätzlich sind gemäß der vorliegenden Erfindung die
Widerstandswerte der ersten und der zweiten Widerstände so
eingestellt, daß eine Spannung an dem Verbindungspunkt der
ersten und der zweiten Widerstände, die auf Grund einer Ver
änderung eines Drainstroms, die eine Charakteristikänderung
begleitet, schwankt, einen Bereich einnimmt, in dem ein
Drainstrom des zweiten Transistors trotz der Spannungs
schwankung fast konstant ist.
Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm für eine Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Graph, der die statische Charakteristik
eines Transistors zeigt;
Fig. 3 ist ein Graph, der die statische Charakteristik
eines Transistors zeigt;
Fig. 4 ist ein Schaltungsdiagramm für die Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist ein Schaltungsdiagramm für eine andere Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6A bis 6C sind Diagramme, die andere Beispiele von
Induktoren L1 und L2 in Fig. 5 zum Reduzieren des Verlustes
zeigen;
Fig. 7 ist ein Schaltungsdiagramm für eine zusätzliche
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 ist ein Diagramm, das die gegenseitige Störung
in Fig. 7 zeigt;
Fig. 9 ist ein Diagramm, das die Isolierung in Fig. 7
zeigt; und
Fig. 10 ist ein Diagramm, das einen gewöhnlichen Ver
stärker und seine Vorspannungsschaltung zeigt.
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen wer
den nun die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Es sei jedoch erwähnt, daß der tech
nische Schutzumfang der vorliegenden Erfindung durch die
obigen Ausführungsformen nicht begrenzt wird.
Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm für eine Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung. Dieselbe Schaltung wie der
Hochfrequenzverstärker von Fig. 10 ist als elektronische
Schaltung 10 gezeigt. Genauer gesagt, die Last R1 und der
FET-Transistor X1 sind zwischen der positiven Energiequelle
VDD und der Energiequellenerde verbunden, die Hochfrequenz
eingabe RFin und die Vorspannung V1 werden auf das Gate des
Transistors X1 angewendet, und eine Hochfrequenzausgabe
RFout, die durch Verstärkung erhalten wird, wird an seinem
Drainanschluß erzeugt.
Eine Vorspannungsschaltung 20 enthält die Widerstände
R11, R12, R13 und R14, die zwischen der positiven Energie
quelle VDD und der Energiequellenerde seriell verbunden
sind; und einen FET-Transistor Q10, dessen Drain mit dem
Knoten N11 verbunden ist, der ein Verbindungspunkt der
Widerstände R11 und R12 ist, dessen Source mit der Erd
energiequelle verbunden ist, und dessen Gate über den Wider
stand R15 mit dem Knoten N12 verbunden ist, der ein Verbin
dungspunkt der Widerstände R12 und R13 ist. Die Spannung VG
an dem Knoten N12 wird zum Beispiel der elektronischen
Schaltung 10 über den Widerstand R16 als Vorspannung V1 zu
geführt. Ähnlich wird die Spannung am Knoten N13, der ein
Verbindungspunkt der Widerstände R13 und R14 ist, der elek
tronischen Schaltung 10 über den Widerstand R17 als Vorspan
nung V2 zugeführt.
Die Vorspannungsschaltung 20 ist auf einem Halbleiter
substrat gebildet, auf dem auch die elektronische Schaltung
10 gebildet ist. Deshalb werden die statischen Charakteri
stiken des Anreicherungstransistors Q10 in der Vorspannungs
schaltung 20 und des Anreicherungstransistors X1 in der
elektronischen Schaltung 10 auf Grund der Herstellungsdiffe
renzen gleichermaßen verändert.
Fig. 2 und 3 sind Graphen, die die statische Charakte
ristik des Transistors von Fig. 1 zeigen. In Fig. 2 ist die
Charakteristik eines Drainstroms IDS in bezug auf Verände
rungen der Drain-Source-Spannung VDS gezeigt, wenn die Gate-
Source-Spannung VGS konstant ist. Auf Grund der Herstel
lungsdifferenzen wird die Charakteristik des Drainstroms IDS
bezüglich der Charakteristikkurve IDD2, die durch die durch
gehende Linie gekennzeichnet ist, verändert, wie durch die
gestrichelte Linie IDD1 oder die Strichpunktlinie IDD3 ge
zeigt. In Fig. 3 ist ein Graph für einen Drainstrom IDS ge
zeigt, wenn die Gate-Source-Spannung VG, wie in dem Graph
gezeigt, durch Anwendung einer konstanten Spannung VD zwi
schen der Source und dem Drain des Transistors Q1 verändert
wird. In diesem Fall schwankt die Charakteristik auf Grund
der Herstellungsdifferenzen bezüglich der Charakteristik
kurve IDD2, die durch eine durchgehende Linie gekennzeichnet
ist, wie durch die gestrichelte Linie IDD1 oder die Strichpunktlinie
IDD3 gezeigt. Vp1, Vp2 und Vp3 bezeichnen Ab
schnürspannungen, und Ifmax1, Ifmax2 und Ifmax3 bezeichnen
Drainsättigungsströme.
Wenn angenommen wird, daß die Charakteristiken IDD2,
die durch die durchgehenden Linien in Fig. 2 und 3 gekenn
zeichnet sind, ideale statische Charakteristiken sind, wird
die Gatevorspannung des Transistors X1 in Fig. 3 auf VG2
eingestellt. Wenn jedoch auf Grund von Herstellungsdifferen
zen die Charakteristik auf IDD1 verändert wird, die durch ei
ne gestrichelte Linie gekennzeichnet ist, oder auf IDD3, die
durch eine Strichpunktlinie gekennzeichnet ist, schwanken
der Arbeits-(Vorspannungs-)punkt und ein Operationsbereich
bei der Anwendung der Gatevorspannung VG2 außerordentlich.
Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 1 ist der Transistor
Q10 in der Vorspannungsschaltung 20 vorgesehen, ist der Kno
ten N11 mit dem Drain des Transistors Q10 verbunden und ist
der Knoten N12 mit dem Gate über den Widerstand R15 verbun
den. Die Vorspannungen V1 und V2 werden unter Verwendung
einer Veränderung des Drainstroms IDS des Transistors Q10,
die auf Grund von Herstellungsdifferenzen auftritt, abgeän
dert. Als Resultat wird die Charakteristik des Verstär
kungstransistors X1 in der elektronischen Schaltung 10 auf
Grund der Veränderung der Vorspannungen V1 und V2 kompen
siert.
Die Operation der Vorspannungsschaltung 20 ist wie
folgt. Die Beziehung des Drainstroms IDS des Transistors Q10
und des Stroms IB, der quer durch die Widerstände fließt,
lautet:
IDS ≧ IB (1).
Die Drainspannung VD des Transistors Q10 ist um den Betrag
eines Spannungsabfalls an dem Widerstand R11, der durch den
Drainstrom IDS verursacht wird, niedriger als die positive
Energiespannung VDD:
VD = VDD - R11 × IDS (2).
Es sei erwähnt, daß die Drainspannung VD in einen
Bereich für die Spannung VDX fällt, die bei der statischen
Charakteristik des Transistors in Fig. 2 dargestellt ist.
Der Drainstrom IDS hängt dabei nicht von der Drainspannung VD
ab und ist konstant. Die Spannung am Knoten N12 ist die
Gatespannung VG des Transistors Q10, und ihr Potential ist
um den Betrag eines Spannungsabfalls des Widerstandes R12,
der durch den Strom IB verursacht wird, niedriger als die
Drainspannung VD an dem Knoten N11:
VG = VD - R12 × IB (3).
Da der Drainstrom IDS, wie in Fig. 3 gezeigt, unbedingt
bezüglich der Gatespannung VG bestimmt ist, sind der Drain
strom IDS und die Gatespannung VG des Transistors Q10, die
eine vorbestimmte Beziehung haben, ausgeglichen. Die An
fangswerte an den Anschlüssen des Transistors Q10 sind oben
erläutert worden.
Die oben beschriebene Anfangseinstellbedingung lautet:
IDS = IDD2
VD = VG2.
VD = VG2.
Mit anderen Worten, die statische Charakteristik wird auf
die statische Charakteristik IDD2 gesetzt, die in Fig. 2 und
3 durch die durchgehenden Linien gekennzeichnet ist. Diese
Anfangsbedingung entspricht einem idealen Einstellwert.
Es erfolgt eine Erläuterung für einen Fall, bei dem die
statischen Charakteristiken der Transistoren Q10 und X1 auf
Grund der Herstellungsdifferenzen verändert sind. Angenom
men, daß die statischen Charakteristiken verändert sind, wie
durch die gestrichelten Linien in Fig. 2 und 3 gezeigt. Dann
wird der Drainstrom IDS auf IDD1 erhöht, und die Drainspan
nung VD wird um den obigen Ausdruck (2) reduziert. Ähnlich
wird die Gatespannung VG um den obigen Ausdruck (3) redu
ziert. Der Abfall der Gatespannung VG reduziert den Drain
strom IDS des Transistors Q10. Deshalb hat der Drainstrom
IDS des Transistors Q10 an einem Punkt, wo die zwei ausge
glichen sind, einen erhöhten Wert und hat die Gatespannung
VG einen reduzierten Wert.
Wenn andererseits die Drainströme IDS der Transistoren
Q10 und X1 in der Reduzierungsrichtung schwanken, wie durch
die Strichpunktlinien in Fig. 2 und 3 gekennzeichnet, wird
die Drainspannung VD um den Ausdruck (2) erhöht, und dement
sprechend wird die Gatespannung VG um den Ausdruck (3) er
höht. Eine Erhöhung der Gatespannung VG wird von einer Erhö
hung des Drainstroms IDS des Transistors Q10 begleitet. Des
halb hat der Drainstrom IDS an einem Punkt, an dem die zwei
ausgeglichen sind, einen reduzierten Wert und hat die Gate
spannung VG einen erhöhten Wert.
Selbst wenn der Drainstrom IDS des Transistors durch
die Schwankung des Prozesses erhöht wird, wie oben beschrie
ben, läßt der Abfall der Gatespannung VG die Vorspannung V1
abfallen, und die Vorspannung des Verstärkungstransistors X1
in der elektronischen Schaltung 10 wird verändert, wie es
durch VG1 in Fig. 3 angegeben ist. Eine Erhöhung des Drain
stroms des Transistors X1 wird verhindert, und der Drain
strom wird auf einem Vorspannungspunkt für den Konstrukti
onswert IDDX gehalten. Selbst wenn andererseits der Drain
strom IDS des Transistors durch die Prozeßveränderung redu
ziert wird, wird die Gatespannung VG der Vorspannungsschal
tung 20 erhöht, und die Vorspannung V1, die auf die elektro
nische Schaltung 10 angewendet wird, wird auch erhöht. Als
Resultat wird, wie in Fig. 3 gezeigt, die Gatevorspannung V1
des Verstärkungstransistors X1 verändert, wie es durch VG3
in Fig. 3 gekennzeichnet ist, und als Drainstrom auf dem
Vorspannungspunkt für den Konstruktionswert IDDX gehalten.
Selbst wenn der Drainstrom des Transistors durch Verän
derungen des Herstellungsprozesses abgeändert wird, wie oben
beschrieben, wird die Beziehung zwischen der Gatevorspannung
VG2 und der Charakteristik, die durch die durchgehende Linie
IDD1 gekennzeichnet ist, als Operationscharakteristik der
elektronischen Schaltung 10 beibehalten. Das heißt, die Cha
rakteristik des Transistors X1 in der elektronischen Schaltung
10 hängt nicht von Veränderungen des Herstellungspro
zesses ab, und eine ideale Operationscharakteristik kann
beibehalten werden.
Fig. 4 ist ein Diagramm für eine Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Die Vorspannungsschaltung 20 in
dieser Ausführungsform hat dieselbe Struktur wie die Vor
spannungsschaltung 20 in Fig. 1, während ein Frequenzkonver
ter als elektronische Schaltung 10 eingesetzt ist. Der Fre
quenzkonverter konvertiert eine spezifische hohe Frequenz
RFin1, um eine niedrige Frequenz vorzusehen, und erzeugt die
resultierende Ausgabe RFout. Ein Anreicherungstransistor X2
hat ein Gate, auf das die Hochfrequenzeingabe RFin1 angewen
det wird, und ein Gate, auf das ein Hochfrequenzsignal RFin2
mit einer lokalen Frequenz angewendet wird. Dieselbe Vor
spannung V1 wird auf die zwei Gates angewendet. Bei dieser
Anordnung wird die Ausgabe RFout als Frequenz erzeugt, die
die Differenz zwischen der Frequenz des Eingangssignals
RFin1 und der Frequenz des Eingangssignals RFin2 ist. In dem
Frequenzkonverter kann der Transistor X2, sowie der Transis
tor X1 in Fig. 1, eine ideale Operationscharakteristik ein
halten, die nicht von Veränderungen des Herstellungsprozes
ses abhängt. Das Prinzip ist dasselbe wie jenes, das unter
Bezugnahme auf Fig. 1, 2 und 3 erläutert wurde, und es er
folgt keine Erläuterung diesbezüglich.
Fig. 5 ist ein Schaltungsdiagramm für eine andere Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung. Der Hochfrequenz
verstärker in Fig. 1 wird als elektronische Schaltung 10
eingesetzt. Die Struktur einer Vorspannungsschaltung 20 ist
dieselbe wie jene in Fig. 1. Ein Induktor L1 ist zwischen
den Knoten N12 und einen Ausgangspunkt für die Vorspannung
V1 eingefügt, und ein Induktor L2 ist zwischen den Knoten
N13 und einen Ausgangspunkt für die Vorspannung V2 einge
fügt. Bei dieser Anordnung wird eine hohe Impedanz für die
Vorspannungsschaltung 20, von der Seite der elektronischen
Schaltung 10 aus gesehen, auf Grund einer hohen Frequenz in
der elektronischen Schaltung 10 bewirkt. Deshalb ist die
Impedanz der Vorspannungsschaltung 20, wie in Fig. 1 oder
Fig. 4 gezeigt, ausreichend höher als jene der Widerstände
R16 und R17, um den Verlust in der elektronischen Schaltung
10 zu reduzieren.
Fig. 6A, 6B und 6C sind Diagramme, die andere Beispiele
der Induktoren L1 und L2 in Fig. 5 zum Reduzieren des Verlu
stes zeigen. Fig. 6A ist ein Diagramm, das die Serienverbin
dung des Induktors L10 und des Widerstandes R20 zeigt. Im
Vergleich zu den unabhängigen Verbindungen, die für die In
duktoren L1 und L2 allein in Fig. 5 vorgesehen sind, ist die
Induktivität niedriger. Im allgemeinen benötigt ein Induktor
in einer MMIC einen großen Bereich, um seine Induktivität zu
erhöhen. Unter Berücksichtigung der Bereichseffektivität in
der integrierten Schaltung ist das Erhöhen der Induktivität
für die Reduzierung des Verlustes in der elektronischen
Schaltung deshalb nicht vorzuziehen. Da die Schaltung so wie
in Fig. 6A angeordnet ist, kann der Bereich für den Induktor
L10 klein sein.
Fig. 6B ist ein Diagramm, das eine Parallelschaltung
zeigt, die den Induktor L11 und den Widerstand R21 umfaßt.
In dieser Schaltung kann eine ausreichend hohe Impedanz be
züglich eines Hochfrequenzsignals in der elektronischen
Schaltung 10 erreicht werden. Da der Widerstand R21 in der
Hochfrequenzschaltung parallel verbunden ist, ist zusätzlich
die Impedanz der Parallelschaltung zufriedenstellend hoch,
auch wenn die Induktivität des Induktors L11 klein ist.
Fig. 6C ist ein Diagramm, das eine Parallelschaltung
zeigt, die den Induktor L12 und den Kondensator C10 umfaßt.
Diese Parallelschaltung wird als Resonanzschaltung bezüglich
der Frequenz der elektronischen Schaltung 10 betrieben. Des
halb hat diese Schaltung eine hohe Impedanz in bezug auf ein
Signal, das eine Resonanzfrequenz hat. Die Werte für den In
duktor L12 und den Kondensator C10 werden gemäß der Frequenz
in der elektronischen Schaltung 10 zweckmäßig eingestellt.
Fig. 7 ist ein Schaltungsdiagramm für eine zusätzliche
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Zwei Hochfre
quenzverstärker sind in einer elektronischen Schaltung 10
vorgesehen, und dieselbe Vorspannung V2 wird auf die Gates
der Transistoren X11 und X12 angewendet. Die Hochfrequenz
eingabe RFin1 wird auf das Gate des Transistors X11 angewen
det, und ein anderes Hochfrequenzsignal RFin2 wird auf das
Gate des Transistors X12 angewendet. Deshalb sind die Gates
der Transistoren X11 und X12 über Widerstände R17 zusammen
verbunden, und um zu verhindern, daß sie einander stören,
ist der Kondensator C11 zwischen dem Knoten N13 und der Erde
in einer Vorspannungsschaltung 20 zusätzlich vorgesehen.
Fig. 8 ist ein Diagramm, das die gegenseitige Störung
in Fig. 7 zeigt. Da dieselbe Vorspannung V2 auf die Gates
der zwei Verstärker angewendet wird, wie oben beschrieben,
werden beide Eingangsanschlüsse über die Widerstände R17
kurzgeschlossen. Als Resultat tritt eine gegenseitige Stö
rung durch zwei Hochfrequenzeingangssignale RFin1 und RFin2
auf. Wenn der Kondensator C11 für die Vorspannungsschaltung
20 zusätzlich vorgesehen wird, schließt der Kondensator C11
den Knoten N13 und die Erdenergiequelle in bezug auf das
Hochfrequenzeingangssignal kurz. Deshalb sind, wie in Fig. 9
gezeigt, die Widerstände R17 zur Isolierung in Fig. 7 effek
tiv geerdet. Als Resultat kann die gegenseitige Störung, die
in Fig. 8 gezeigt ist, verhindert werden.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung der Transistor wäh
rend desselben Herstellungsprozesses auf einem Substrat ge
bildet wird, auf dem ein Transistor in einer elektronischen
Schaltung gebildet wird, und für eine Vorspannungsschaltung
eingesetzt wird, kann, wie oben beschrieben, eine Vorspan
nung erzeugt werden, die im Zusammenhang mit einer Änderung
einer Transistorcharakteristik, die durch Veränderungen bei
dem Herstellungsprozeß verursacht wird, verändert werden
kann. Wenn der Drainstrom auf Grund einer Veränderung des
Herstellungsprozesses erhöht wird, wird die Vorspannung re
duziert, und wenn der Drainstrom reduziert wird, wird die
Vorspannung erhöht, so daß für den Transistor in der elek
tronischen Schaltung eine ideale Operationscharakteristik
beibehalten werden kann.
Claims (4)
1. Integrierte Schaltungsvorrichtung mit:
einer elektronischen Hochfrequenzschaltung, die einen ersten Anreicherungstransistor hat, auf dessen Gate, wenigstens, eine Vorspannung angewendet wird; und
einer Vorspannungsschaltung, die enthält:
einen zweiten Anreicherungstransistor, der auf einem Substrat gebildet ist, auf dem der erste Anreiche rungstransistor gebildet ist, und
erste, zweite und dritte Widerstände, die zwischen einer positiven Energiequelle und einer Energie quellenerde seriell verbunden sind,
in der ein Verbindungspunkt der ersten und der zweiten Widerstände mit einem Drain des zweiten Anrei cherungstransistors verbunden ist, ein Verbindungspunkt der zweiten und der dritten Widerstände mit einem Gate des zwei ten Anreicherungstransistors verbunden ist, und Spannungen an dem Verbindungspunkt des zweiten Widerstandes und des dritten Widerstandes oder an einem Anschluß, der der Ener giequellenerde näher ist, als Vorspannung auf die elektroni sche Hochfrequenzschaltung angewendet werden.
einer elektronischen Hochfrequenzschaltung, die einen ersten Anreicherungstransistor hat, auf dessen Gate, wenigstens, eine Vorspannung angewendet wird; und
einer Vorspannungsschaltung, die enthält:
einen zweiten Anreicherungstransistor, der auf einem Substrat gebildet ist, auf dem der erste Anreiche rungstransistor gebildet ist, und
erste, zweite und dritte Widerstände, die zwischen einer positiven Energiequelle und einer Energie quellenerde seriell verbunden sind,
in der ein Verbindungspunkt der ersten und der zweiten Widerstände mit einem Drain des zweiten Anrei cherungstransistors verbunden ist, ein Verbindungspunkt der zweiten und der dritten Widerstände mit einem Gate des zwei ten Anreicherungstransistors verbunden ist, und Spannungen an dem Verbindungspunkt des zweiten Widerstandes und des dritten Widerstandes oder an einem Anschluß, der der Ener giequellenerde näher ist, als Vorspannung auf die elektroni sche Hochfrequenzschaltung angewendet werden.
2. Integrierte Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 1,
bei der Widerstandswerte der ersten und der zweiten Wider
stände so eingestellt sind, daß eine Spannung an dem Verbin
dungspunkt der ersten und der zweiten Widerstände, die auf
Grund einer Veränderung eines Drainstroms, die eine Charak
teristikänderung begleitet, schwankt, einen Bereich ein
nimmt, in dem ein Drainstrom des zweiten Transistors trotz
der Spannungsschwankung fast konstant ist.
3. Integrierte Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 1
oder 2, bei der der Verbindungspunkt des zweiten Widerstan
des und des dritten Widerstandes, oder ein Anschluß, der der
Energiequellenerde näher ist, über eine vorbestimmte Induk
tivitätsvorrichtung mit einem Gate des ersten Transistors
verbunden ist.
4. Integrierte Schaltungsvorrichtung nach irgendeinem
der Ansprüche 1 bis 3, bei der ein vorbestimmter Kondensator
zwischen dem Verbindungspunkt der zweiten und der dritten
Widerstände, oder dem Anschluß, der der Energiequellenerde
näher ist, und der Energiequelle verbunden ist.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19827702A1 (de) * | 1998-06-22 | 1999-12-30 | Siemens Ag | Aktive Arbeitspunkteinstellung für Leistungsverstärker |
WO2000038107A1 (en) * | 1998-12-21 | 2000-06-29 | Microchip Technology Incorporated | A high gain input stage for a radio frequency identification (rfid) transponder and method therefor |
EP1087522A2 (de) * | 1999-09-24 | 2001-03-28 | Microchip Technology Inc. | Eine integrierte Schaltung mit selbstpolarisierendem HF-Signalanschluss |
US6357299B1 (en) | 1998-08-11 | 2002-03-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Micromechanical sensor and method for producing the same |
DE10306052A1 (de) * | 2003-02-13 | 2004-09-23 | Infineon Technologies Ag | Hochfrequenzverstärker mit Arbeitspunkteinstellungsschaltung |
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US7852136B2 (en) * | 2008-08-12 | 2010-12-14 | Raytheon Company | Bias network |
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---|---|---|---|---|
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FR2641626B1 (fr) * | 1989-01-11 | 1991-06-14 | Sgs Thomson Microelectronics | Generateur de tension de reference stable |
US5126653A (en) * | 1990-09-28 | 1992-06-30 | Analog Devices, Incorporated | Cmos voltage reference with stacked base-to-emitter voltages |
EP0499673B1 (de) * | 1991-02-21 | 1996-05-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Regelschaltung für einen Substratvorspannungsgenerator |
US5552740A (en) * | 1994-02-08 | 1996-09-03 | Micron Technology, Inc. | N-channel voltage regulator |
-
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- 1997-03-19 JP JP06575597A patent/JP3657079B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19827702A1 (de) * | 1998-06-22 | 1999-12-30 | Siemens Ag | Aktive Arbeitspunkteinstellung für Leistungsverstärker |
DE19827702C2 (de) * | 1998-06-22 | 2000-06-08 | Siemens Ag | Verstärkerschaltung mit aktiver Arbeitspunkteinstellung |
US6357299B1 (en) | 1998-08-11 | 2002-03-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Micromechanical sensor and method for producing the same |
WO2000038107A1 (en) * | 1998-12-21 | 2000-06-29 | Microchip Technology Incorporated | A high gain input stage for a radio frequency identification (rfid) transponder and method therefor |
US6516182B1 (en) | 1998-12-21 | 2003-02-04 | Microchip Technology Incorporated | High gain input stage for a radio frequency identification (RFID) transponder and method therefor |
EP1087522A2 (de) * | 1999-09-24 | 2001-03-28 | Microchip Technology Inc. | Eine integrierte Schaltung mit selbstpolarisierendem HF-Signalanschluss |
EP1087522A3 (de) * | 1999-09-24 | 2003-04-02 | Microchip Technology Inc. | Eine integrierte Schaltung mit selbstpolarisierendem HF-Signalanschluss |
DE10306052A1 (de) * | 2003-02-13 | 2004-09-23 | Infineon Technologies Ag | Hochfrequenzverstärker mit Arbeitspunkteinstellungsschaltung |
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