JP2002519882A - 電力増幅器のための能動的な動作点調整装置 - Google Patents
電力増幅器のための能動的な動作点調整装置Info
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- H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
- H03F1/306—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in junction-FET amplifiers
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Abstract
Description
路、および場合によっては出力段トランジスタを制御するコンポーネントを含む
増幅器回路に関する。
どの出力段トランジスタが含まれている。たとえば、移動電話出力段の動作点は
、典型的にはおおよそIDS=0.1×IDSSであるときドレイン・ソース電流ID S の下3分の1に位置する増幅特性曲線領域(AB級動作)に合わせて調整され
る。
ており、それらは多数の長手方向ドーピング領域を有している。製造中、チップ
ごとないしはウェハごとに製造に起因する変動が(たとえばドーピング濃度の変
化などによって)発生する可能性があり、このことは増幅特性曲線を精確には再
現できないことに表れる。このため、個々のチップごとに零入力電流をあとから
調整する必要性が生じる。これはたとえば−4V〜−2.5Vの範囲内のいわゆ
るピンチオフ電圧Vp を、IDSがたとえばIDS=10%IDSS +−10%という
所定の範囲内に位置するよう調整することによって行われる。さらに別の難しさ
として挙げられるのは、零入力電流に対する限界値をたとえば−30゜C〜80
゜Cという温度範囲全体にわたって守らなければならないことである。したがっ
て、できあがった回路をあとから較正することで手間をかけて零入力電流を最適
化するのがふつうである。とはいえ、それ相応の較正はコストがかかるし煩雑で
ある。
流が部分的に安定化される。この回路を内部で用いるコンポーネントは、Siemen
s AG 社のCGY−96という名称で販売されている。この回路内には、電界効
果トランジスタ25、抵抗32およびVneg 29である定電流源が形成されてい
る。ドレイン端子26は、抵抗を介して正の電圧源Vcon 27と接続されている
。ゲート30からも同様に、Vneg 29への接続線が設けられている。この回路
は接続点31を介して、増幅器回路における出力段電界効果トランジスタ33の
ゲートと接続されている。図3の回路を形成するすべてのコンポーネントは、M
MIC技術によって製造された1つのチップ上に配置されている。零入力電流を
コントロールする調整回路は、出力段トランジスタに対し500μm以上離れた
間隔で別個の回路部分に配置されている。この装置の欠点は、顧客側で増幅器回
路を回路点27(Vcon)において較正しなければならないことである。さらに
欠点を挙げると、ドレイン電流は電圧Vcon 27に対し非線形の関係をもってい
る。
も知られている。
り、あとから較正する必要がなく、また、著しく拡大された温度範囲にわたり所
定の限界内にある零入力電流をもつように構成することである。
力電流ドリフト補償回路および場合によっては、出力段トランジスタを制御する
コンポーネントを有する増幅器回路において、零入力電流ドリフト補償回路は、
ゲート電極22をもつ少なくとも1つの基準電流電界効果トランジスタ23を有
しており、少なくとも1つのゲート電極22は、出力段トランジスタにおける電
極5の領域内に配置されており、前記基準電流電界効果トランジスタは、出力段
トランジスタ12と共通のチップ平面6,8に設けられていることを特徴として
いる。
スタに対する電気的および物理的な外部の影響をできるかぎり良好に同じように
受けるように構成されている。その際、基準電流トランジスタが出力段トランジ
スタと同じ電位におかれているとよい。
0〜500mAの領域にある零入力電流をもつ。
μmよりも短い間隔をおいて配置されている。殊に有利には、ゲート電極22は
50μmよりも短い間隔で配置されている。
十分に一致するトランジスタが使用される。たとえばこれらのトランジスタはと
もに、GaAs−MESFET技術によって製造されたものである。殊に好適で
あるのは、回路の製造にあたり出力段トランジスタにおけるドーピング領域の一
部分を基準電流トランジスタのためにいっしょに使うことである。つまり、基準
電流トランジスタを形成するために、出力段トランジスタのために設けられてい
る1つまたは複数のドーピング領域が使用される。
ジスタの電流が利用される。
ジスタ12が設けられているチップ6,8上には配置されていない。
用いて、基準電流トランジスタの電流に比例する電圧20を形成する。そしてこ
の電圧は、出力段トランジスタの入力信号の調整に使われる。
路は有利には少なくとも1つのトランジスタ19を有している。このトランジス
タは格別有利にはバイポーラトランジスタであり、たとえばバイポーラ技術によ
るPNPトランジスタである。
リフトを付加的に補償する回路17,18も有している。
して本発明による増幅器回路を使用することにも関する。
MIC技術によるチップであるチップ6上には、出力段トランジスタ5における
フィンガ状のドーピング領域が設けられている。出力段トランジスタは有利には
、たとえばGaAs−MESFETなどのHF−FETである。
ィングパッドが配置されている。 Vneg 1は、抵抗を介してコンデンサおよび
基準電流トランジスタのゲート22と接続されている。ボンディングパッド2は
、別の抵抗を介して基準電流トランジスタのゲート22と接続されている。さら
に抵抗を介して、出力段トランジスタ5のゲートへの接続線が設けられている。
ボンディングパッド3は、基準電流トランジスタのドレインフィンガ4と接続さ
れている。回路点7には、別のゲートへの接続点が設けられている。基準電流ト
ランジスタは、カレントミラーとして個々の増幅器段と結線されている。
回路領域)9の回路技術的分離が規定されている。回路点10は図1における端
子のゲート2に対応し、回路点11は図1における端子のドレイン3に対応する
。Vref 13には、有利には安定化されていてたとえば約+3V付近にある電圧
が加えられる。変動は好適には+−5%よりも少ない。回路点Vcon 15におけ
る電位は0〜2Vの範囲内にある。回路点Vneg 16には約−4Vの電圧が加わ
る。抵抗Rref 14は、トランジスタ19のエミッタ20および基準電流トラン
ジスタ23(ドレイン)が接続されている。Rref 14には、たとえば+1Vの
電圧が加わる。この場合、回路点20における電圧は+2Vになり、ベース21
においては+1.3Vになる。
ブルトランジスタを用いることができる。コンポーネント17,18を用いるこ
とにより、有利には調整用のコンポーネント19の温度補償を行うことができる
。この場合、Vref 13は抵抗17を介してダイオード18と接続されている。
ダイオード18から、ベース21への接続線および抵抗を介してVcon 15への
接続線が設けられている。
ントロールが可能となる。出力段トランジスタ領域における目下の物理的条件は
、基準電流トランジスタと出力段トランジスタを空間的および形状的に十分に一
致させることで、時間遅延なくきわめて精確に同じように現れる。この回路によ
れば、基準電流トランジスタが出力段トランジスタと同じ電位におかれる、とい
う利点が得られる。
熱的に活性的な出力段トランジスタに対する基準電流トランジスタの最適な熱結
合が得られることによる。これに加えて、ダイナミックな動作における利点も達
成される。
零入力電流を調整するために、手間をかけて較正しなくてよい。このことで、ウ
ェハ製造における歩留まりが上昇する。
低減されることである。
とができる。
増幅器回路によって利点が得られる。とはいえ、オンチップ抵抗は本発明による
増幅器回路において、調整量に対しは実質的にいかなる作用も及ぼさない。
費を抑えることができる。それというのも、製造に必要とされる露光マスクの1
つの選択を省略できるからである。
路を示す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 少なくとも1つの出力段トランジスタ(12)、零入力電流
ドリフト補償回路および場合によっては、出力段トランジスタを制御するコンポ
ーネントを有する増幅器回路において、 零入力電流ドリフト補償回路は、ゲート電極(22)をもつ少なくとも1つの
基準電流電界効果トランジスタ(23)を有しており、 少なくとも1つのゲート電極(22)は、出力段トランジスタにおける電極(
5)の領域内に配置されており、 前記基準電流電界効果トランジスタは、出力段トランジスタ(12)と共通の
チップ平面(6,8)に設けられており、 前記ゲート電極(22)は、出力段トランジスタの最も近い電極(5)から1
00μmよりも短い間隔で配置されていることを特徴とする、 増幅器回路。 - 【請求項2】 基準電流トランジスタ(23)の構造は出力段トランジスタ
(12)の構造に対応する、請求項1記載の増幅器回路。 - 【請求項3】 出力段トランジスタの入力信号を調整するために基準電流ト
ランジスタの電流が使用される、請求項1または2記載の増幅器回路。 - 【請求項4】 前記零入力電流ドリフト補償回路は、出力段トランジスタ(
12)の設けられているチップ(6,8)上には配置されていない、請求項1〜
3のいずれか1項記載の増幅器回路。 - 【請求項5】 前記零入力電流ドリフト補償回路は一定の基準電圧(13)
と抵抗(14)を用いて、基準電流トランジスタの電流に比例する電圧(20)
を形成し、該電圧は出力段トランジスタの入力信号の調整に使用される、請求項
1〜4のいずれか1項記載の増幅器回路。 - 【請求項6】 前記零入力電流ドリフト補償回路は、出力段トランジスタの
入力信号を調整するためバイポーラ技術による少なくとも1つのトランジスタ(
19)を有する、請求項1〜5のいずれか1項記載の増幅器回路。 - 【請求項7】 前記零入力電流ドリフト補償回路は、該補償回路に生じる温
度ドリフトも補償する付加的な回路(17,18)を有する、請求項1〜6のい
ずれか1項記載の増幅器回路。 - 【請求項8】 移動無線装置における請求項1による増幅器回路の使用。
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