JP2002204129A - Am放送用増幅回路 - Google Patents
Am放送用増幅回路Info
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Abstract
送用のRFアンプを他の回路と共に1チップ上に集積化
できるようにする。 【解決手段】 入力されたAM放送信号をFETにより
増幅して出力するAM放送用増幅回路において、信号増
幅用のFETを比較的フリッカ雑音の小さいPチャネル
MOSFET4,5により構成することにより、フリッ
カ雑音のレベルを極力小さく抑えながら、AM放送用の
RFアンプを含むより多くの回路を1チップ上に集積化
して、回路の小型化と低ノイズ化とを実現できるように
する。
Description
に関し、特に、AM放送を受信するラジオ受信機等の放
送波入力段に使用されるRF(Radio Frequency)アン
プに用いて好適なものである。
を示す。図3(a)は同調回路形式の構成を示し、図3
(b)は非同調回路形式の構成を示す。図3(a)に示
すように、同調回路形式の従来のAM放送受信回路は、
コンデンサ101と、抵抗102と、信号増幅用のFE
T(Field Effect Transistor)103と、同調回路1
04と、IC106とから構成されている。このうちコ
ンデンサ101、抵抗102、信号増幅用FET103
および同調回路104によってRFアンプが構成され
る。
アンテナから入力されるAM放送信号の直流分をカット
するためのものであり、抵抗102は、信号増幅用FE
T103に適当なバイアスを与えるためのものである。
信号増幅用FET103は、入力されたAM放送信号を
増幅するものであり、ジャンクションFET(接合型電
界効果トランジスタ=JFET)により構成される。
3から出力されるRF信号を高周波増幅してIC106
に出力するものであり、同調コンデンサC1および同調
コイルL1,L2により構成される。この同調回路10
4の一端は電源Vccに接続されている。また、IC1
06は、同調回路104から出力されたRF増幅信号を
入力し、ミキシング、周波数変換などを含むAM放送受
信に必要な後段の信号処理を行うものである。
路形式のAM放送受信回路は、コンデンサ101と、抵
抗102と、信号増幅用FET103と、結合コンデン
サ105と、IC106と、コイル107とから構成さ
れている。このうちコンデンサ101、抵抗102、信
号増幅用FET103、結合コンデンサ105およびコ
イル107によってRFアンプが構成される。
5GHz帯などの高周波信号を扱う無線端末において、
RF回路の集積化が進められ、これまでアナログの個別
部品としてチップ外に実装されていたRF回路をCMO
S技術により1チップにまとめたLSIが開発されてい
る。同様に、76M〜90MHzの周波数帯を使用する
FM放送の受信機においても、RF回路をCMOS技術
で集積したLSIが開発されている。これらの1チップ
に集積されるRF回路の中には、RFアンプも含まれて
いる。
3に示したように、RFアンプに接合型(バイポーラ
型)のJFET103を用いており、その製造プロセス
がCMOS技術と異なるため、AM放送用のRFアンプ
は依然としてIC106のチップ外に個別部品として実
装されていた。これは、MOS半導体の内部で発生する
フリッカ雑音(1/f雑音)の影響を考慮してのことで
ある。
ベルが周波数に反比例するため、高周波信号を扱う無線
端末の場合は、CMOS回路によりRFアンプを構成し
てもほとんどフリッカ雑音は発生しない。ところが、5
30K〜1710KHzの中波帯、153K〜279K
Hzの長波帯などの低周波信号を使うAM放送の受信機
では、その周波数帯がまだフリッカ雑音成分の大きい領
域にあるので、CMOS回路によりRFアンプを構成す
ることは好ましくない。
T103が用いられてきた。また、JFET103に更
にバイポーラトランジスタを組み合わせて構成したRF
アンプも用いられてきた。しかしながら、これら従来の
技術では、RFアンプを他のRF回路等と共に1チップ
に集積化することができず、その結果として、高周波無
線端末のように回路全体を小型化することができないと
いう問題があった。
に成されたものであり、フリッカ雑音の発生を極力抑え
ながらAM放送用のRFアンプを他の回路と共に1チッ
プ上に集積化し、回路全体の小型化と低ノイズ化とを実
現できるようにすることを目的とする。
回路は、入力されたAM放送信号をFETにより増幅し
て出力するAM放送用増幅回路において、上記FETを
PチャネルMOSFETにより構成したことを特徴とす
る。
OSFETは、上記入力されたAM放送信号を増幅する
ための第1のPチャネルMOSFETと、上記第1のP
チャネルMOSFETから出力される信号をAGC制御
するための第2のPチャネルMOSFETとを含むこと
を特徴とする。
M放送信号を増幅するための第1のPチャネルMOSF
ETと、上記第1のPチャネルMOSFETから出力さ
れる信号をAGC制御するための第2のPチャネルMO
SFETと、上記第2のPチャネルMOSFETから出
力される信号を高周波増幅して出力する同調回路とを備
えたことを特徴とする。
M放送信号の直流分をカットするためのコンデンサと、
上記コンデンサから出力されるAM放送信号を増幅する
ための第1のPチャネルMOSFETと、上記第1のP
チャネルMOSFETに適当なバイアスを与えるための
抵抗と、上記第1のPチャネルMOSFETから出力さ
れる信号をAGC制御するための第2のPチャネルMO
SFETと、上記第2のPチャネルMOSFETから出
力される信号を高周波増幅して出力する同調回路とを備
えたことを特徴とする。
チャネルMOSFETと上記第2のPチャネルMOSF
ETとをカスコード接続したことを特徴とする。
ルMOSFETのチャネル面積を所定値よりも大きくし
たことを特徴とする。
チャネルMOSFETに比べて低周波領域でもフリッカ
雑音が小さいPチャネルMOSFETによりAM放送用
のRFアンプが構成されるので、フリッカ雑音のレベル
をできるだけ小さく抑えながら、AM放送用のRFアン
プを含むより多くの回路をMOS構造にて1チップに集
積することが可能となる。
ネルMOSFETのチャネル面積を大きくとることによ
り、フリッカ雑音のレベルを更に小さく抑制することが
可能となる。
に基づいて説明する。図1は、本実施形態によるAM放
送用増幅回路の構成を示す図である。図1に示すよう
に、本実施形態のAM放送用増幅回路は、コンデンサ1
と、抵抗2,3と、第1のPチャネルMOSFET4
と、第2のPチャネルMOSFET5と、同調回路6と
を備えて構成される。
テナから入力されるAM放送信号の直流分をカットする
ためのものである。また、抵抗2,3は、第1のP−M
OSFET4に適当なバイアスを与えるためのものであ
り、電源Vccとグランドとの間に直列に接続され、そ
の中間ノードにコンデンサ1が接続されている。
1より出力されたAM放送信号を増幅するためのもので
ある。そのゲートは抵抗2,3の中間ノードにあるコン
デンサ1に接続され、ソースは電源Vccに接続され、
ドレインは第2のP−MOSFET5のソースに接続さ
れている。
MOSFET4から出力されるRF信号をAGC(Auto
Gain Control)制御するためのものである。そのゲー
トはAGC電圧の電源に接続され、ソースは第1のP−
MOSFET4のドレインに接続され、ドレインは同調
回路6に接続されている。なお、第2のP−MOSFE
T5のゲートに接続される電源は、必ずしもAGC電圧
の電源である必要はなく、固定電圧の電源であっても良
い。
から出力されるAGC制御されたRF信号を高周波増幅
して出力するものであり、同調コンデンサC1および同
調コイルL1,L2により構成される。この同調回路6
は、その一端が第2のP−MOSFET5のドレインに
接続されるとともに、他端がグランドに接続されてい
る。
用増幅回路は、ミキシング、周波数変換などを含むAM
放送受信に必要な後段の信号処理を行う回路と共に1チ
ップ内に集積化されており、同調回路6の出力信号は、
例えば図示しないミキサ段に供給される。
幅回路の動作を説明する。まず、図示しないアンテナよ
り入力したAM放送信号の直流分をコンデンサ1でカッ
トし、その出力信号を第1のP−MOSFET4で増幅
する。そして、第1のP−MOSFET4より出力され
たRF信号を第2のP−MOSFET5で一定のレベル
にAGC制御して、同調回路6に出力する。
増幅用の第1のP−MOSFET4とAGC制御用の第
2のP−MOSFET5とをカスコード接続し、AM放
送信号をカスコード増幅している。これにより、電極間
静電容量を少なくして出力から入力への帰還を大幅に減
らすことができ、これによって優れた高周波特性を得る
ことができる。また、このカスコード接続は、AGC制
御に適するばかりでなく、回路の安定度を高めることも
できる。
FET5から出力された一定レベルのRF信号を高周波
増幅して、次段の図示しないミキサに出力する。ミキサ
や周波数変換部を含む以降の信号処理回路(図示せず)
では、AM放送受信に必要な残りの処理を行って入力信
号の選局を行うとともに、出力段において増幅、検波な
どを行って音声信号として出力する。
に用いているP−MOSFETおよびその他のMOSF
ETのフリッカ雑音の特性を示す図である。図2に示す
ように、MOS半導体の内部雑音であるフリッカ雑音
は、そのノイズレベルが周波数に反比例して大きくな
る。したがって、扱う信号がAM放送のような低周波信
号の場合にRFアンプをMOS回路で構成すると、ノイ
ズレベルはJFETを用いる場合に比べて大きくなる。
ETとを比較した場合、P−MOSFETはN−MOS
FETに比べて低周波領域でもノイズレベルが小さくな
っている。本実施形態では、信号増幅用およびAGC制
御用のFET4,5を、N−MOSでもCMOSでもな
いP−MOSFETだけを用いて構成しているので、フ
リッカ雑音のレベルを比較的小さく抑えることができ
る。
はその製造プロセスが同じであるため、本実施形態の増
幅回路を含むAM放送用のRF回路全体を1チップに集
積化することができ、回路全体の小型化を実現すること
ができる。また、同じMOSプロセスでRF回路の全体
を製造することができるので、製造工程を簡略化して製
造コストを削減することもできる。もちろん、RF回路
だけでなく、その後段のベースバンド回路なども1チッ
プ内にまとめて集積化することも可能である。
の工夫を以下に説明する。第1および第2のP−MOS
FET4,5において、電流(あるいはキャリア)が流
れる通路であるチャネルの面積を大きくすることによ
り、フリッカ雑音をより小さく抑制することができる。
長の何れか一方だけを大きくとっても良いが、両方とも
大きくとるのが好ましい。現在、高周波信号を扱う無線
端末のRFアンプをCMOS回路で実装する場合、MO
SFETのチャネル幅、チャネル長として0.7μm×1.5
μm、0.6μm×1.4μm、0.2μm×1.0μm程度のもの
が用いられているが、本実施形態のAM放送用のRFア
ンプとしては、チャネル面積がこれより大きなサイズの
P−MOSFET4,5を用いることが好ましい。例え
ば、チャネル幅を1000μm、チャネル長を2μmとする
ことが可能である。
を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過
ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈
されてはならないものである。すなわち、本発明はその
精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様
々な形で実施することができる。例えば、本発明は同調
回路形式だけでなく、非同調回路形式にも適用すること
が可能である。
れば、フリッカ雑音のレベルを極力小さく抑えながら、
AM放送用のRFアンプを含むより多くの回路を1チッ
プ上に集積化することができ、回路の小型化と低ノイズ
化とを実現することができる。また、PチャネルMOS
FETのチャネル面積を大きくとることにより、フリッ
カ雑音のレベルを更に小さく抑制することができる。
を示す図である。
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 入力されたAM放送信号をFETにより
増幅して出力するAM放送用増幅回路において、 上記FETをPチャネルMOSFETにより構成したこ
とを特徴とするAM放送用増幅回路。 - 【請求項2】 上記PチャネルMOSFETは、上記入
力されたAM放送信号を増幅するための第1のPチャネ
ルMOSFETと、 上記第1のPチャネルMOSFETから出力される信号
をAGC制御するための第2のPチャネルMOSFET
とを含むことを特徴とする請求項1に記載のAM放送用
増幅回路。 - 【請求項3】 入力されたAM放送信号を増幅するため
の第1のPチャネルMOSFETと、 上記第1のPチャネルMOSFETから出力される信号
をAGC制御するための第2のPチャネルMOSFET
と、 上記第2のPチャネルMOSFETから出力される信号
を高周波増幅して出力する同調回路とを備えたことを特
徴とするAM放送用増幅回路。 - 【請求項4】 入力されるAM放送信号の直流分をカッ
トするためのコンデンサと、 上記コンデンサから出力されるAM放送信号を増幅する
ための第1のPチャネルMOSFETと、 上記第1のPチャネルMOSFETに適当なバイアスを
与えるための抵抗と、 上記第1のPチャネルMOSFETから出力される信号
をAGC制御するための第2のPチャネルMOSFET
と、 上記第2のPチャネルMOSFETから出力される信号
を高周波増幅して出力する同調回路とを備えたことを特
徴とするAM放送用増幅回路。 - 【請求項5】 上記第1のPチャネルMOSFETと上
記第2のPチャネルMOSFETとをカスコード接続し
たことを特徴とする請求項2〜4の何れか1項に記載の
AM放送用増幅回路。 - 【請求項6】 上記PチャネルMOSFETのチャネル
面積を所定値よりも大きくしたことを特徴とする請求項
1〜5の何れか1項に記載のAM放送用増幅回路。
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