JP2000101393A - アクティブインダクタ - Google Patents
アクティブインダクタInfo
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- JP2000101393A JP2000101393A JP10267862A JP26786298A JP2000101393A JP 2000101393 A JP2000101393 A JP 2000101393A JP 10267862 A JP10267862 A JP 10267862A JP 26786298 A JP26786298 A JP 26786298A JP 2000101393 A JP2000101393 A JP 2000101393A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来に比べ周波数特性が良好でＭＭＩＣ化Ｂ
ＰＦに適するアクティブインダクタを実現する。 【解決手段】 スパイラルインダクタＬに接続される負
性抵抗発生回路に、バリスタＶＲ及びバリキャップＶＣ
を設ける。バリスタＶＲは、電界効果トランジスタＴｒ
２のドレインソース間抵抗の調整によって、負性抵抗発
生用の電界効果トランジスタＴｒ１のゲートとスパイラ
ルインダクタＬの間の抵抗値を、変化させる。バリキャ
ップＶＣは、電界効果トランジスタＴｒ３をダイオード
として動作させ、そのドレイン及びソースに印加する電
圧Ｖ２を変化させることによって、電界効果トランジス
タＴｒ１のソース側の合成キャパシタンスを変化させ
る。
ＰＦに適するアクティブインダクタを実現する。 【解決手段】 スパイラルインダクタＬに接続される負
性抵抗発生回路に、バリスタＶＲ及びバリキャップＶＣ
を設ける。バリスタＶＲは、電界効果トランジスタＴｒ
２のドレインソース間抵抗の調整によって、負性抵抗発
生用の電界効果トランジスタＴｒ１のゲートとスパイラ
ルインダクタＬの間の抵抗値を、変化させる。バリキャ
ップＶＣは、電界効果トランジスタＴｒ３をダイオード
として動作させ、そのドレイン及びソースに印加する電
圧Ｖ２を変化させることによって、電界効果トランジス
タＴｒ１のソース側の合成キャパシタンスを変化させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＭＩＣ(Monolit
hic Microwave Integrated Circuit)化されたＢＰＦ(Ba
nd Pass Filter)等を実現するのに適するアクティブイ
ンダクタに関する。
hic Microwave Integrated Circuit)化されたＢＰＦ(Ba
nd Pass Filter)等を実現するのに適するアクティブイ
ンダクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】分布定数回路によりマイクロ波用ＢＰＦ
を構成すると一般に回路規模（基板上の導体占有面積）
が大きくなる。これを避けるには、スパイラルインダク
タやＭＩＭキャパシタを用いて集中定数型のＢＰＦを構
成すればよいが、反面、スパイラルインダクタの内部抵
抗が大きいためＱが低くなる。
を構成すると一般に回路規模（基板上の導体占有面積）
が大きくなる。これを避けるには、スパイラルインダク
タやＭＩＭキャパシタを用いて集中定数型のＢＰＦを構
成すればよいが、反面、スパイラルインダクタの内部抵
抗が大きいためＱが低くなる。
【０００３】この問題を解決する手段の一つとして、図
４に示されるような構成のアクティブインダクタを掲げ
ることができる。この図に示されるアクティブインダク
タは、集中定数型のインダクタであるスパイラルインダ
クタＬに、負性抵抗発生回路を接続した構成を有してい
る。この負性抵抗発生回路は、電界効果トランジスタＴ
ｒ１のソースと接地との間にキャパシタＣｆ及びインダ
クタＬｆから構成される共振回路を接続し、ゲートに抵
抗Ｒ１を介しスパイラルインダクタＬを接続し、ドレイ
ンにキャパシタＣを介し電源電圧Ｖを印加する構成を有
している。共振回路を介した帰還により電界効果トラン
ジスタＴｒ１が負性抵抗を発生させ、この負性抵抗によ
りスパイラルインダクタＬの内部抵抗が打ち消される。
従って、この図に示したアクティブインダクタを用いて
マイクロ波用ＢＰＦを構成することにより、理論上は、
従来の集中定数型ＢＰＦに比べＱのよいＢＰＦを実現す
ることができる。また、従来の分布定数型ＢＰＦに比べ
小形になる。
４に示されるような構成のアクティブインダクタを掲げ
ることができる。この図に示されるアクティブインダク
タは、集中定数型のインダクタであるスパイラルインダ
クタＬに、負性抵抗発生回路を接続した構成を有してい
る。この負性抵抗発生回路は、電界効果トランジスタＴ
ｒ１のソースと接地との間にキャパシタＣｆ及びインダ
クタＬｆから構成される共振回路を接続し、ゲートに抵
抗Ｒ１を介しスパイラルインダクタＬを接続し、ドレイ
ンにキャパシタＣを介し電源電圧Ｖを印加する構成を有
している。共振回路を介した帰還により電界効果トラン
ジスタＴｒ１が負性抵抗を発生させ、この負性抵抗によ
りスパイラルインダクタＬの内部抵抗が打ち消される。
従って、この図に示したアクティブインダクタを用いて
マイクロ波用ＢＰＦを構成することにより、理論上は、
従来の集中定数型ＢＰＦに比べＱのよいＢＰＦを実現す
ることができる。また、従来の分布定数型ＢＰＦに比べ
小形になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このア
クティブインダクタを用いて実際にＭＭＩＣ化ＢＰＦを
作成してみると、図５及び図６に示されるような周波数
特性上の問題点が発生する。これらの図中、ハッチング
付きの枠で示されているのは通過域の特性の仕様であ
り、本来は、図中曲線で示されている特性がこの枠を上
回っていなければならない。図５に示される特性は、通
過域の全域に亘って仕様を満たしていない低Ｑの特性で
あり、図６に示される特性は、ずれを有する特性であ
る。なお、ここでは、６ＧＨｚを中心周波数とするＢＰ
Ｆを例としている。
クティブインダクタを用いて実際にＭＭＩＣ化ＢＰＦを
作成してみると、図５及び図６に示されるような周波数
特性上の問題点が発生する。これらの図中、ハッチング
付きの枠で示されているのは通過域の特性の仕様であ
り、本来は、図中曲線で示されている特性がこの枠を上
回っていなければならない。図５に示される特性は、通
過域の全域に亘って仕様を満たしていない低Ｑの特性で
あり、図６に示される特性は、ずれを有する特性であ
る。なお、ここでは、６ＧＨｚを中心周波数とするＢＰ
Ｆを例としている。
【０００５】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、周波数特性上の問
題点を発生させることなくＭＭＩＣ化された回路を構成
することが可能なアクティブインダクタを提供すること
を目的とする。
とを課題としてなされたものであり、周波数特性上の問
題点を発生させることなくＭＭＩＣ化された回路を構成
することが可能なアクティブインダクタを提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題に関して検討
するに際し本発明の発明者が注目した第一の点は、図５
に示したような特性が、スパイラルインダクタ（より一
般的に表現すればパッシブインダクタ）の内部抵抗を打
ち消すのに不十分な値の負性抵抗しか発生していないと
きに、現れるとみられることである。発明者が注目した
第二の点は、図６に示したような特性が、逆に負性抵抗
値が内部抵抗値に比べ大きすぎるときに、現れていると
みられることである。本発明においては、このような知
見に基づき、負性抵抗発生回路に改良を施している。
するに際し本発明の発明者が注目した第一の点は、図５
に示したような特性が、スパイラルインダクタ（より一
般的に表現すればパッシブインダクタ）の内部抵抗を打
ち消すのに不十分な値の負性抵抗しか発生していないと
きに、現れるとみられることである。発明者が注目した
第二の点は、図６に示したような特性が、逆に負性抵抗
値が内部抵抗値に比べ大きすぎるときに、現れていると
みられることである。本発明においては、このような知
見に基づき、負性抵抗発生回路に改良を施している。
【０００７】即ち、本発明は、負性抵抗発生回路が発生
させる負性抵抗によりパッシブインダクタの内部抵抗が
少なくとも部分的に打ち消されるよう、相互に接続され
たパッシブインダクタ及び負性抵抗発生回路を備えるア
クティブインダクタにおいて、上記負性抵抗発生回路
が、外部からの抵抗値調整電圧の値に応じ上記負性抵抗
の値を変化させる抵抗値調整回路を備えることを特徴と
する。本発明は、また、上記負性抵抗発生回路が、外部
からの特性調整電圧の値に応じ上記負性抵抗の周波数特
性を変化させる特性調整回路を備えることを特徴とす
る。このように抵抗値調整回路や特性調整回路を設ける
ことによって、パッシブインダクタの内部抵抗に対する
負性抵抗の過不足により発生していた周波数特性上の問
題点を、解消できる。
させる負性抵抗によりパッシブインダクタの内部抵抗が
少なくとも部分的に打ち消されるよう、相互に接続され
たパッシブインダクタ及び負性抵抗発生回路を備えるア
クティブインダクタにおいて、上記負性抵抗発生回路
が、外部からの抵抗値調整電圧の値に応じ上記負性抵抗
の値を変化させる抵抗値調整回路を備えることを特徴と
する。本発明は、また、上記負性抵抗発生回路が、外部
からの特性調整電圧の値に応じ上記負性抵抗の周波数特
性を変化させる特性調整回路を備えることを特徴とす
る。このように抵抗値調整回路や特性調整回路を設ける
ことによって、パッシブインダクタの内部抵抗に対する
負性抵抗の過不足により発生していた周波数特性上の問
題点を、解消できる。
【０００８】また、本発明における抵抗値調整回路や特
性調整回路は、ＭＭＩＣ化に適した形で、実現すること
ができる。例えば、第１乃至第３の電界効果トランジス
タ並びに共振回路を以て、負性抵抗発生回路を構成す
る。これらのうち第１の電界効果トランジスタは負性抵
抗発生用であり、そのドレインを電源に、ソースを共振
回路及び第３の電界効果トランジスタに、ゲートを第２
の電界効果トランジスタを介しパッシブインダクタに、
それぞれ接続する。更に、第２の電界効果トランジスタ
は負性抵抗値調整用であり、そのドレインをパッシブイ
ンダクタに、ソースを第１の電界効果トランジスタのゲ
ートに、それぞれ接続し、そのゲートに抵抗値調整電圧
を印加する。そして、第３の電界効果トランジスタは特
性調整用であり、そのドレイン及びソースを短絡し、こ
れを更に第１の電界効果トランジスタのソースに接続
し、またドレイン及びソースに特性調整電圧を印加す
る。第１の電界効果トランジスタのゲートとパッシブイ
ンダクタとの間には、抵抗値調整電圧に応じた値の抵抗
が生じ、また、特性調整電圧に応じた値のキャパシタン
スが共振回路と並列に生じる。このように、本発明にお
いては、第２の電界効果トランジスタを以てバリスタを
構成し、第３の電界効果トランジスタを以てバリキャッ
プを構成する。これらバリスタ及びバリキャップは、い
ずれも電界効果トランジスタ等のＭＭＩＣ化に適する素
子により構成されているため、ＭＭＩＣ化の支障になら
ない。
性調整回路は、ＭＭＩＣ化に適した形で、実現すること
ができる。例えば、第１乃至第３の電界効果トランジス
タ並びに共振回路を以て、負性抵抗発生回路を構成す
る。これらのうち第１の電界効果トランジスタは負性抵
抗発生用であり、そのドレインを電源に、ソースを共振
回路及び第３の電界効果トランジスタに、ゲートを第２
の電界効果トランジスタを介しパッシブインダクタに、
それぞれ接続する。更に、第２の電界効果トランジスタ
は負性抵抗値調整用であり、そのドレインをパッシブイ
ンダクタに、ソースを第１の電界効果トランジスタのゲ
ートに、それぞれ接続し、そのゲートに抵抗値調整電圧
を印加する。そして、第３の電界効果トランジスタは特
性調整用であり、そのドレイン及びソースを短絡し、こ
れを更に第１の電界効果トランジスタのソースに接続
し、またドレイン及びソースに特性調整電圧を印加す
る。第１の電界効果トランジスタのゲートとパッシブイ
ンダクタとの間には、抵抗値調整電圧に応じた値の抵抗
が生じ、また、特性調整電圧に応じた値のキャパシタン
スが共振回路と並列に生じる。このように、本発明にお
いては、第２の電界効果トランジスタを以てバリスタを
構成し、第３の電界効果トランジスタを以てバリキャッ
プを構成する。これらバリスタ及びバリキャップは、い
ずれも電界効果トランジスタ等のＭＭＩＣ化に適する素
子により構成されているため、ＭＭＩＣ化の支障になら
ない。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。なお、図４に示した従来技
術と同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略す
る。
関し図面に基づき説明する。なお、図４に示した従来技
術と同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略す
る。
【００１０】図１に、本発明の一実施形態に係るアクテ
ィブインダクタの構成を示す。この図に示すように、本
実施形態に係るアクティブインダクタは、バリスタＶＲ
及びバリキャップＶＣを設けた構成を有している。バリ
スタＶＲは電界効果トランジスタＴｒ２及び抵抗Ｒ２か
ら構成されており、バリキャップＶＣは電界効果トラン
ジスタＴｒ３、抵抗Ｒ３及びキャパシタＣｓから構成さ
れている。電界効果トランジスタＴｒ２のドレインはス
パイラルインダクタＬの一端に接続されており、ソース
は電界効果トランジスタＴｒ１のゲートに接続されてい
る。また、電界効果トランジスタＴｒ２のゲートには、
抵抗Ｒ２を介し、抵抗値調整電圧Ｖ１が印加される。ま
た、電界効果トランジスタＴｒ３は、そのゲートが接地
され、そのドレイン及びソースが短絡された形で、即ち
ダイオードとして用いられている。電界効果トランジス
タＴｒ３のドレイン及びソースは、キャパシタＣｓを介
し電界効果トランジスタＴｒ１のソースに接続されてお
り、また、電界効果トランジスタＴｒ３のドレイン及び
ソースには抵抗Ｒ３を介し特性調整電圧Ｖ２が印加され
る。
ィブインダクタの構成を示す。この図に示すように、本
実施形態に係るアクティブインダクタは、バリスタＶＲ
及びバリキャップＶＣを設けた構成を有している。バリ
スタＶＲは電界効果トランジスタＴｒ２及び抵抗Ｒ２か
ら構成されており、バリキャップＶＣは電界効果トラン
ジスタＴｒ３、抵抗Ｒ３及びキャパシタＣｓから構成さ
れている。電界効果トランジスタＴｒ２のドレインはス
パイラルインダクタＬの一端に接続されており、ソース
は電界効果トランジスタＴｒ１のゲートに接続されてい
る。また、電界効果トランジスタＴｒ２のゲートには、
抵抗Ｒ２を介し、抵抗値調整電圧Ｖ１が印加される。ま
た、電界効果トランジスタＴｒ３は、そのゲートが接地
され、そのドレイン及びソースが短絡された形で、即ち
ダイオードとして用いられている。電界効果トランジス
タＴｒ３のドレイン及びソースは、キャパシタＣｓを介
し電界効果トランジスタＴｒ１のソースに接続されてお
り、また、電界効果トランジスタＴｒ３のドレイン及び
ソースには抵抗Ｒ３を介し特性調整電圧Ｖ２が印加され
る。
【００１１】従って、この実施形態においては、抵抗値
調整電圧Ｖ１の値を適宜変化させることにより、電界効
果トランジスタＴｒ２のドレインソース間抵抗を変化さ
せることができるため、負性抵抗発生回路による負性抵
抗の値を適宜調整することができる。また、特性調整電
圧Ｖ２の値を適宜変化させることにより、バリキャップ
ＶＣにおいて帰還キャパシタＣｆと並列に発生させるキ
ャパシタンスの大きさを、調整することができる。これ
によって、負性抵抗発生回路の周波数特性を変化させる
ことができる。
調整電圧Ｖ１の値を適宜変化させることにより、電界効
果トランジスタＴｒ２のドレインソース間抵抗を変化さ
せることができるため、負性抵抗発生回路による負性抵
抗の値を適宜調整することができる。また、特性調整電
圧Ｖ２の値を適宜変化させることにより、バリキャップ
ＶＣにおいて帰還キャパシタＣｆと並列に発生させるキ
ャパシタンスの大きさを、調整することができる。これ
によって、負性抵抗発生回路の周波数特性を変化させる
ことができる。
【００１２】図２に、ＭＭＩＣチップ上に形成されたア
クティブＢＰＦの構成を示す。この図に示すアクティブ
ＢＰＦでは、並列腕のインダクタＬ１〜Ｌ３として図１
に示した構成のアクティブインダクタが用いられてい
る。また、直列腕にはキャパシタＣ１及びＣ２が設けら
れている。図中、“ＩＮ”は高周波信号の入力端子、
“ＯＵＴ”は出力端子である。
クティブＢＰＦの構成を示す。この図に示すアクティブ
ＢＰＦでは、並列腕のインダクタＬ１〜Ｌ３として図１
に示した構成のアクティブインダクタが用いられてい
る。また、直列腕にはキャパシタＣ１及びＣ２が設けら
れている。図中、“ＩＮ”は高周波信号の入力端子、
“ＯＵＴ”は出力端子である。
【００１３】図３に、図２に示したアクティブＢＰＦの
周波数特性を示す。この図に示すように、図２に示すＢ
ＰＦによれば、図５あるいは図６に示した従来の特性に
比べ、良好な特性が得られる。
周波数特性を示す。この図に示すように、図２に示すＢ
ＰＦによれば、図５あるいは図６に示した従来の特性に
比べ、良好な特性が得られる。
【図１】 本発明の一実施形態に係るアクティブインダ
クタの回路構成を示す図である。
クタの回路構成を示す図である。
【図２】 本実施形態に係るアクティブインダクタの応
用例であるアクティブＢＰＦの回路構成を示す図であ
る。
用例であるアクティブＢＰＦの回路構成を示す図であ
る。
【図３】 図２に示したアクティブＢＰＦの周波数特性
を示す図である。
を示す図である。
【図４】 一従来技術に係るアクティブインダクタの回
路構成を示す図である。
路構成を示す図である。
【図５】 図４に示した従来技術に係る回路の問題点を
示す周波数特性図である。
示す周波数特性図である。
【図６】 図４に示した従来技術に係る回路の問題点を
示す周波数特性図である。
示す周波数特性図である。
【符号の説明】 Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３ 電界効果トランジスタ、Ｌ
スパイラルインダクタ、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ アクティブ
インダクタ、ＶＲ バリスタ、ＶＣ バリキャップ、Ｖ
１ 抵抗値調整電圧、Ｖ２ 特性調整電圧。
スパイラルインダクタ、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ アクティブ
インダクタ、ＶＲ バリスタ、ＶＣ バリキャップ、Ｖ
１ 抵抗値調整電圧、Ｖ２ 特性調整電圧。
Claims (4)
- 【請求項１】 負性抵抗発生回路が発生させる負性抵抗
によりパッシブインダクタの内部抵抗が少なくとも部分
的に打ち消されるよう、相互に接続されたパッシブイン
ダクタ及び負性抵抗発生回路を備えるアクティブインダ
クタにおいて、 上記負性抵抗発生回路が、外部からの抵抗値調整電圧の
値に応じ上記負性抵抗の値を変化させる抵抗値調整回路
を備えることを特徴とするアクティブインダクタ。 - 【請求項２】 負性抵抗発生回路が発生させる負性抵抗
によりパッシブインダクタの内部抵抗が少なくとも部分
的に打ち消されるよう、相互に接続されたパッシブイン
ダクタ及び負性抵抗発生回路を備えるアクティブインダ
クタにおいて、 上記負性抵抗発生回路が、外部からの特性調整電圧の値
に応じ上記負性抵抗の周波数特性を変化させる特性調整
回路を備えることを特徴とするアクティブインダクタ。 - 【請求項３】 請求項１記載のアクティブインダクタに
おいて、 上記負性抵抗発生回路が、外部からの特性調整電圧の値
に応じ上記負性抵抗の周波数特性を変化させる特性調整
回路を備えることを特徴とするアクティブインダクタ。 - 【請求項４】 請求項３記載のアクティブインダクタに
おいて、 上記負性抵抗発生回路が、そのドレインが電源に接続さ
れた第１の電界効果トランジスタと、そのドレインが上
記パッシブインダクタに接続されそのソースが上記第１
の電界効果トランジスタのゲートに接続された第２の電
界効果トランジスタと、そのゲートが接地されそのドレ
イン及びソースが短絡され更に当該ドレイン及びソース
が上記第１の電界効果トランジスタのソースに接続され
た第３の電界効果トランジスタと、上記第１の電界効果
トランジスタのソースと接地との間に接続された共振回
路と、を有し、 上記抵抗値調整回路が、上記第２の電界効果トランジス
タを含み、上記第２の電界効果トランジスタのゲートに
印加される上記抵抗値調整電圧に応じた値の抵抗を上記
第１の電界効果トランジスタのゲートと上記パッシブイ
ンダクタとの間で発生させるバリスタであり、 上記特性調整回路が、上記第３の電界効果トランジスタ
を含み、上記第３の電界効果トランジスタのドレイン及
びソースに印加される上記特性調整電圧に応じた値のキ
ャパシタンスを上記共振回路と並列に発生させるバリキ
ャップであることを特徴とするアクティブインダクタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10267862A JP2000101393A (ja) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | アクティブインダクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10267862A JP2000101393A (ja) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | アクティブインダクタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000101393A true JP2000101393A (ja) | 2000-04-07 |
Family
ID=17450679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10267862A Pending JP2000101393A (ja) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | アクティブインダクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000101393A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101043668B1 (ko) | 2009-03-04 | 2011-06-24 | 한양대학교 산학협력단 | 능동 인덕터 |
| EP2814171A3 (en) * | 2013-06-14 | 2015-03-11 | Fujitsu Limited | Variable inductor circuit and high frequency circuit |
| CN107040223A (zh) * | 2016-01-29 | 2017-08-11 | 松下电器产业株式会社 | 功率放大电路 |
-
1998
- 1998-09-22 JP JP10267862A patent/JP2000101393A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101043668B1 (ko) | 2009-03-04 | 2011-06-24 | 한양대학교 산학협력단 | 능동 인덕터 |
| EP2814171A3 (en) * | 2013-06-14 | 2015-03-11 | Fujitsu Limited | Variable inductor circuit and high frequency circuit |
| US9374065B2 (en) | 2013-06-14 | 2016-06-21 | Fujitsu Limited | Variable inductor circuit and high frequency circuit |
| CN107040223A (zh) * | 2016-01-29 | 2017-08-11 | 松下电器产业株式会社 | 功率放大电路 |
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