JP2003283254A - Frequency conversion circuit - Google Patents

Frequency conversion circuit

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JP2003283254A
JP2003283254A JP2002082671A JP2002082671A JP2003283254A JP 2003283254 A JP2003283254 A JP 2003283254A JP 2002082671 A JP2002082671 A JP 2002082671A JP 2002082671 A JP2002082671 A JP 2002082671A JP 2003283254 A JP2003283254 A JP 2003283254A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce conversion gain suppression by increasing a bias current only when a disturbing wave signal is inputted in the strong electric field. <P>SOLUTION: When a high frequency signal in a weak electric field is inputted, almost no current flows between the drain and source of a second FET 2, and current flows only through a self-bias resistor 14 connected to the source of a dual gate FET 1. When the high frequency in a strong electric field is inputted, the capacitance of a fourth DC-cut capacitor 28, the resistance of a third gate resistor 13, and a gate width of the second FET 2 are set so that the sum of the current flowing between the drain and source of the second FET 2 and the current flowing through the self-bias resistor 14 becomes a prescribed value. The bias current is increased only when the high frequency signal in the strong electric field is inputted, and the increase in the conversion gain suppression is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、周波数変換回路に
係り、特に、高周波信号を扱う無線受信機等に用いら
れ、半導体集積回路化に適したものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency conversion circuit, and more particularly to a frequency conversion circuit which is used in a radio receiver or the like which handles high frequency signals and which is suitable for semiconductor integrated circuits.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、準マイクロ波帯等の高周波信号の
周波数変換回路においては、例えば、ガリウム砒素化合
物半導体からなるデュアルゲート構造の電界効果トラン
ジスタ(FET−Field Effect Transistor)等を用い
て集積回路化されたものがあり、例えば、図4に示され
たような構成を有してなる周波数変換用半導体回路が公
知・周知となっている。以下、同図を参照しつつこの従
来回路について説明する。この回路は、デュアルゲート
FET51が周波数変換に用いられる構成となってお
り、まず、第1のゲートG1には、第1のインピーダン
ス整合回路52及び第1のDCカット用キャパシタ55
を介して外部から局部発振信号が、また、第2のゲート
G2には、第2のインピーダンス整合回路53及び第2
のDCカット用キャパシタ56を介して外部から高周波
信号が、それぞれ印加されるようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a frequency conversion circuit for a high frequency signal such as a quasi-microwave band, for example, an integrated circuit using a field effect transistor (FET-Field Effect Transistor) having a dual gate structure made of a gallium arsenide compound semiconductor is used. For example, a frequency conversion semiconductor circuit having a configuration as shown in FIG. 4 is publicly known and well known. The conventional circuit will be described below with reference to FIG. In this circuit, the dual gate FET 51 is used for frequency conversion. First, the first impedance matching circuit 52 and the first DC cutting capacitor 55 are provided in the first gate G1.
A local oscillation signal from the outside via the second impedance matching circuit 53 and the second impedance matching circuit 53 to the second gate G2.
A high-frequency signal is externally applied via the DC-cutting capacitor 56.

【0003】また、デュアルゲートFET51のソース
は、自己バイアス用抵抗器59を介して接地電位とされ
ると共に、ソースと接地電位との間には、バイパスキャ
パシタ58が設けられたものとなっている。ここで、こ
のバイパスキャパシタ58は、周波数変換時のこの回路
の利得、すなわち、変換利得を確保する観点からデュア
ルゲートFET51のソースと接地電位間のインピーダ
ンスを所要周波数において低下させるために設けられる
ものである。そして、デュアルゲートFET51のドレ
インは、高周波遮断用インダクタ62を介して電源電圧
が印加されるようになっていると共に、第2のゲートG
2へ印加された高周波信号と第1のゲートG1に印加さ
れた局部発振信号との和及び差の周波数成分を有する高
周波信号が、第3のインピーダンス整合回路54及び第
3のDCカット用キャパシタ57を介して得られるよう
になっている。
The source of the dual gate FET 51 is set to the ground potential via the self-biasing resistor 59, and the bypass capacitor 58 is provided between the source and the ground potential. . Here, the bypass capacitor 58 is provided to reduce the impedance between the source of the dual gate FET 51 and the ground potential at a required frequency from the viewpoint of ensuring the gain of this circuit at the time of frequency conversion, that is, the conversion gain. is there. The power supply voltage is applied to the drain of the dual gate FET 51 through the high frequency cutoff inductor 62, and the second gate G is also applied.
The high frequency signal having the sum and difference frequency components of the high frequency signal applied to 2 and the local oscillation signal applied to the first gate G1 is the third impedance matching circuit 54 and the third DC cutting capacitor 57. It can be obtained through.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、携
帯用無線端末などの受信部に用いられる周波数変換回路
においては、通常、周波数変換回路に入力される高周波
信号は微弱ではあるが、ある特別な条件下における使用
を想定し、周波数変換回路に強電界の妨害波信号が入力
される場合の受信感度抑圧が定義されることがある。し
かし、弱電界の高周波信号の周波数変換を前提とした周
波数変換回路においては、そのような強電界の妨害波信
号が入力されると、回路動作は線形動作領域を越えてし
まい、変換利得が抑圧されて、受信感度を著しく劣化さ
せてしまうという問題がある。このような場合、例え
ば、周波数変換回路のバイアス電流を増加させて高出力
化を図ることによって、強電界の妨害波信号の入力によ
る変換利得抑圧を低減することが可能であるが、電池電
源を用いる携帯無線端末のようなものにあっては、通常
動作時におけるバイアス電流の増加に伴い電池電源の消
費電力量が増えるため、動作可能時間が短くなってしま
うという問題を招来することとなる。また、強電界の妨
害波信号入力時における出力特性の劣化の改善を図った
ものとして、例えば、特開2000−91938号公報
に示されたように、周波数変換回路の入力段に、バッフ
ァアンプ等を有してなるレベル検出回路を設け、それに
よって検出された高周波信号のレベルに応じて周波数変
換回路のバイアス電流を制御する技術が提案されてい
る。しかしながら、かかる従来技術においては、レベル
検出回路の規模が大きくなり、特に、集積回路化するも
のにあっては、チップ面積の増大による製造コストの増
加を招くこととなるという問題がある。
By the way, for example, in a frequency conversion circuit used for a receiver of a portable radio terminal or the like, a high frequency signal inputted to the frequency conversion circuit is usually weak, but there is a special problem. Assuming use under conditions, reception sensitivity suppression may be defined when a strong electric field interference signal is input to the frequency conversion circuit. However, in a frequency conversion circuit premised on frequency conversion of a weak electric field high frequency signal, when such a strong electric field interference signal is input, the circuit operation exceeds the linear operation region, and the conversion gain is suppressed. As a result, there is a problem that reception sensitivity is significantly deteriorated. In such a case, for example, by increasing the bias current of the frequency conversion circuit to increase the output, it is possible to reduce the conversion gain suppression due to the input of the interference wave signal of the strong electric field. In a portable wireless terminal to be used, the amount of power consumption of the battery power source increases with an increase in bias current during normal operation, which causes a problem that the operable time becomes short. In order to improve the deterioration of output characteristics when a strong electric field disturbance signal is input, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-91938, a buffer amplifier or the like is provided in an input stage of a frequency conversion circuit. There has been proposed a technique of providing a level detection circuit having the above and controlling the bias current of the frequency conversion circuit according to the level of the high frequency signal detected by the level detection circuit. However, in such a conventional technique, there is a problem that the scale of the level detection circuit becomes large, and especially in the case of an integrated circuit, the manufacturing cost increases due to the increase of the chip area.

【0005】本発明は、上記実状に鑑みてなされたもの
で、強電界の妨害波信号が入力された場合にのみバイア
ス電流が増加して変換利得抑圧を小さくすることができ
る周波数変換回路を提供するものである。また、本発明
の他の目的は、従来に比して集積回路化の際の回路規模
及び面積を極力増やすことなく、強電界の妨害波信号が
入力された際の変換利得抑圧が小さい周波数変換回路を
提供することにある。
The present invention has been made in view of the above situation, and provides a frequency conversion circuit capable of reducing the conversion gain suppression by increasing the bias current only when a strong electric field disturbing wave signal is input. To do. Another object of the present invention is to perform frequency conversion with less conversion gain suppression when an interference signal of a strong electric field is input, without increasing the circuit scale and area in the integrated circuit as much as possible compared with the conventional art. To provide a circuit.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記発明の目的を達成す
るため、本発明に係る周波数変換回路は、強電界の高周
波信号が入力された場合に、変換利得抑圧の増大を抑制
する強電界利得調整手段を備えた電界効果トランジスタ
を用いてなる周波数変換回路において、前記電界効果ト
ランジスタは、デュアルゲート構造を有するものであ
り、当該デュアルゲート電界効果トランジスタのソース
と接地電位との間には、並列接続された自己バイアス抵
抗器とバイパスキャパシタが直列接続されて設けられる
一方、前記強電界利得調整手段は、エンハンスメント型
電界効果トランジスタを有してなり、当該エンハスメン
ト型電界効果トランジスタのゲートには、高周波信号の
一部が印加されるよう構成されてなると共に、当該エン
ハンスメント型電界効果トランジスタは、前記自己バイ
アス抵抗器とバイパスキャパシタに対して並列接続され
てなるものである。
In order to achieve the above object, the frequency conversion circuit according to the present invention has a strong electric field gain that suppresses an increase in conversion gain suppression when a high frequency high frequency signal is input. In a frequency conversion circuit using a field effect transistor provided with an adjusting means, the field effect transistor has a dual gate structure, and the source of the dual gate field effect transistor and a ground potential are connected in parallel. The connected self-bias resistor and the bypass capacitor are connected in series, and the strong electric field gain adjusting means includes an enhancement type field effect transistor, and a gate of the enhancement type field effect transistor has a high frequency The enhancement type electric field is configured such that a part of the signal is applied. Fruit transistor is made connected in parallel to the self-bias resistor and a bypass capacitor.

【0007】かかる構成においては、高周波信号の入力
レベルが高くなると、強電界利得調整手段により、変換
利得抑圧の増大が抑制されるため、従来と異なり、例え
ば受信回路に用いられた場合などにおいて、強電界の高
周波信号の入力時に、変換利得抑圧が増大して受信感度
の著しい劣化を招くというようなことが防止され、動作
特性の安定した周波数変換回路が提供されることとなる
ものである。
In such a configuration, when the input level of the high frequency signal becomes high, the increase in the conversion gain suppression is suppressed by the strong electric field gain adjusting means. Therefore, unlike the conventional case, for example, when it is used in the receiving circuit, When a high-frequency signal of a strong electric field is input, it is prevented that the conversion gain suppression is increased and the reception sensitivity is significantly deteriorated, and a frequency conversion circuit having stable operation characteristics is provided.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1乃至図3を参照しつつ説明する。なお、以下に
説明する部材、配置等は本発明を限定するものではな
く、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができる
ものである。最初に、第1の構成例における回路構成に
ついて、図1を参照しつつ説明する。この第1の構成例
は、デュアルゲート構造を有してなる電界効果トランジ
スタ(以下「デュアルゲートFET」と言う)1を周波
数変換に用いてなるものである。すなわち、まず、デュ
アルゲートFET1の第2のゲート(図1においては
「G2」と表記)は、第1のゲート抵抗器11を介して
接地電位に接続されると共に、第1のDCカット用キャ
パシタ25及び第1のインピーダンス整合回路21を介
して、高周波信号入力端子35に接続されたものとなっ
ている。そして、この高周波信号入力端子35には、外
部からの高周波信号が印加されるようになっている。ま
た、デュアルゲートFET1の第1のゲート(図1にお
いては「G1」と表記)は、第2のゲート抵抗器12を
介して接地電位に接続されると共に、第2のDCカット
用キャパシタ26及び第2のインピーダンス整合回路2
2を介して局部信号入力端子36に接続されたものとな
っている。そして、この局部信号入力端子36には、外
部からの局部発振信号が印加されるようになっている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. The members, arrangements, and the like described below do not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention. First, the circuit configuration in the first configuration example will be described with reference to FIG. In this first configuration example, a field effect transistor (hereinafter referred to as "dual gate FET") 1 having a dual gate structure is used for frequency conversion. That is, first, the second gate of the dual gate FET 1 (denoted as “G2” in FIG. 1) is connected to the ground potential via the first gate resistor 11, and the first DC cut capacitor is also connected. It is connected to the high frequency signal input terminal 35 via the first impedance matching circuit 25 and the first impedance matching circuit 21. A high frequency signal from the outside is applied to the high frequency signal input terminal 35. The first gate of the dual-gate FET 1 (denoted as “G1” in FIG. 1) is connected to the ground potential via the second gate resistor 12, and the second DC cut capacitor 26 and Second impedance matching circuit 2
It is connected to the local signal input terminal 36 via 2. A local oscillation signal from the outside is applied to this local signal input terminal 36.

【0009】一方、デュアルゲートFET1のドレイン
(図1においては「D1」と表記)は、第3のインピー
ダンス整合回路23及び第3のDCカット用キャパシタ
27を介して出力端子39に接続されたものとなってい
る。そして、第3のインピーダンス整合回路23と第3
のDCカット用キャパシタ27との相互の接続点には、
高周波遮断用インダクタ31の一端が接続されている。
この高周波遮断用インダクタ31の他端は、外部から電
源電圧が印加される電源印加端子37に接続されてお
り、デュアルゲートFET1のドレインには、高周波遮
断用インダクタ31及び第3のインピーダンス整合回路
23を介して電源電圧が印加されるようになっている。
さらに、デュアルゲートFET1のソース(図1におい
ては「S1」と表記)は、自己バイアス抵抗器14及び
バイパスキャパシタ29の一端がそれぞれ接続され、こ
れら自己バイアス抵抗器14及びバイパスキャパシタ2
9の他端は、接地電位に接続されたものとなっている。
On the other hand, the drain of the dual gate FET1 (denoted as "D1" in FIG. 1) is connected to the output terminal 39 via the third impedance matching circuit 23 and the third DC cutting capacitor 27. Has become. The third impedance matching circuit 23 and the third impedance matching circuit 23
The mutual connection point with the DC cut capacitor 27 of
One end of the high frequency blocking inductor 31 is connected.
The other end of the high frequency cutoff inductor 31 is connected to a power supply terminal 37 to which a power supply voltage is applied from the outside, and the high frequency cutoff inductor 31 and the third impedance matching circuit 23 are connected to the drain of the dual gate FET 1. The power supply voltage is applied via the.
Further, the source of the dual gate FET 1 (denoted as “S1” in FIG. 1) is connected to one ends of the self-bias resistor 14 and the bypass capacitor 29, respectively.
The other end of 9 is connected to the ground potential.

【0010】また、この周波数変換回路には、第2の電
界効果トランジスタ(以下「第2のFET」と言う)2
を主たる構成要素として次述するように強電界利得調整
手段が構成されたものとなっている。すなわち、まず、
この第2のFET2は、エンハンスメント型が好適であ
り、そのゲート(図1においては「G3」と表記)は、
第4のDCカット用キャパシタ28を介して、先の第1
のインピーダンス整合回路21と第1のDCカット用キ
ャパシタ25との接続点に接続されると共に、第3のゲ
ート抵抗器13を介して接地電位に接続されたものとな
っている。さらに、第2のFET2のドレイン(図1に
おいては「D3」と表記)は、先のデュアルゲートFE
T1のソースに接続される一方、ソース(図1において
は「S3」と表記)は、接地電位に接続されたものとな
っている。したがって、第2のFET2は、自己バイア
ス抵抗器14及びバイパスキャパシタ29に対して並列
接続された状態に設けられたものとなっている。
The frequency conversion circuit also includes a second field effect transistor (hereinafter referred to as "second FET") 2
As a main component, the strong electric field gain adjusting means is configured as described below. That is, first,
The second FET 2 is preferably an enhancement type, and its gate (indicated as “G3” in FIG. 1) is
Via the fourth DC-cutting capacitor 28, the first
It is connected to the connection point between the impedance matching circuit 21 and the first DC cutting capacitor 25, and is also connected to the ground potential via the third gate resistor 13. Further, the drain of the second FET 2 (denoted as “D3” in FIG. 1) is the dual gate FE described above.
The source (noted as "S3" in FIG. 1) is connected to the source of T1 while being connected to the ground potential. Therefore, the second FET 2 is provided in a state of being connected in parallel to the self-bias resistor 14 and the bypass capacitor 29.

【0011】上記構成においては、第2のFET2のゲ
ートには、高周波信号入力端子35に印加された高周波
信号の一部が第4のDCカット用キャパシタ28を介し
て印加されるが、その印加信号の大きさは、第4のDC
カット用キャパシタ28の容量値及び第3のゲート抵抗
器13の抵抗値並びに第2のFET2のゲート幅によっ
て決定されるものである。そして、より具体的には、次
のような観点からこれらの回路定数が設定されるものと
なっている。すなわち、まず、高周波信号入力端子35
に弱電界の高周波信号が印加された場合においては、第
2のFET2のドレイン・ソース間電流が、自己バイア
ス抵抗器14に流れる電流に比べてほぼ零となる一方、
高周波信号入力端子35に強電界の高周波信号が印加さ
れる場合においては、第2のFET2のドレイン・ソー
ス間電流と自己バイアス抵抗器14に流れる電流との和
が所望の電流値となるように、第4のDCカット用キャ
パシタ28の容量値及び第3のゲート抵抗器13の抵抗
値並びに第2のFET2のゲート幅が設定されたものと
なっている。なお、上記構成における回路は、半導体集
積回路化したものが好適であるが、勿論、いわゆるディ
スクリートに構成しても良いものである。
In the above structure, a part of the high frequency signal applied to the high frequency signal input terminal 35 is applied to the gate of the second FET 2 via the fourth DC cutting capacitor 28. The magnitude of the signal is the fourth DC
It is determined by the capacitance value of the cut capacitor 28, the resistance value of the third gate resistor 13, and the gate width of the second FET 2. Then, more specifically, these circuit constants are set from the following viewpoints. That is, first, the high-frequency signal input terminal 35
When a high-frequency signal of a weak electric field is applied to the second FET 2, the drain-source current of the second FET 2 becomes substantially zero as compared with the current flowing in the self-bias resistor 14,
When a high-frequency signal of a strong electric field is applied to the high-frequency signal input terminal 35, the sum of the drain-source current of the second FET 2 and the current flowing through the self-bias resistor 14 should be a desired current value. , The capacitance value of the fourth DC cutting capacitor 28, the resistance value of the third gate resistor 13, and the gate width of the second FET 2 are set. The circuit in the above configuration is preferably a semiconductor integrated circuit, but of course, a so-called discrete circuit may be used.

【0012】次に、上記構成における動作について説明
する。最初に、高周波信号入力端子35に弱電界の高周
波信号が印加された状態にあっては、先に説明した回路
の動作条件により、第2のFET2には、殆ど電流(ド
レイン・ソース間電流)が流れない状態となるため、こ
の周波数変換回路におけるバイアス電流としてはデュア
ルゲートFET1のソースと接地電位間に接続された自
己バイアス抵抗器14に流れる電流のみとなり、その値
は、所望される周波数変換回路の特性に鑑みて設定され
た低い電流値となる。一方、高周波信号入力端子35に
強電界の高周波信号が印加された状態にあっては、第2
のFET2のドレイン・ソース間にも電流が流れ、この
電流と自己バイアス抵抗器14に流れる電流の和は、先
に述べたように回路定数の設定によって所定の値とな
る。すなわち、より具体的には、この周波数変換回路の
線形動作領域が高くなるような電流値となる。その結
果、強電界の妨害波信号が入力された状態にあっては、
従来と異なり変換利得抑圧特性が大幅に向上された状態
となる。
Next, the operation of the above configuration will be described. First, when a high-frequency signal of a weak electric field is applied to the high-frequency signal input terminal 35, almost no current (drain-source current) flows through the second FET 2 due to the operating conditions of the circuit described above. Therefore, the bias current in this frequency conversion circuit is only the current flowing in the self-bias resistor 14 connected between the source of the dual gate FET 1 and the ground potential, and its value is the desired frequency conversion. A low current value is set in consideration of the circuit characteristics. On the other hand, when the high frequency signal of the strong electric field is applied to the high frequency signal input terminal 35,
A current also flows between the drain and the source of the FET 2 of, and the sum of this current and the current flowing in the self-bias resistor 14 becomes a predetermined value by setting the circuit constant as described above. That is, more specifically, the current value is such that the linear operation region of this frequency conversion circuit becomes high. As a result, when a strong electric field disturbance signal is input,
Unlike the conventional case, the conversion gain suppression characteristic is significantly improved.

【0013】次に、図3及び図5を参照しつつ上記構成
例における動作特性を、従来回路のものと比較して説明
する。まず、図3には、上記構成例における妨害波信号
入力電力に対する変換利得、電源電流特性のシュミレー
ションによる試験結果が示されており、また、図5に
は、従来回路における同様な特性例が示されている。い
ずれの図においても、横軸は、妨害波入力電力を示し、
縦軸は、変換利得及び電源電流を示すものとなってい
る。そして、いずれの図においても、一点鎖線は、妨害
波入力電力変化に対する電源電流の変化を示す特性線で
あり、実線は、妨害波入力電力変化に対する変換利得の
変化を示す特性線である。妨害波入力電力を比較してみ
ると、従来回路の場合、変換利得が1dB圧縮された時
の妨害波入力電力が−11.5dBmであるのに対し(図
5参照)、本発明の実施の形態における第1の構成例に
おいては、妨害波入力電力が−7.3dBmとなり(図3
参照)、従来に比して、妨害波入力信号時における変換
利得抑圧特性が、4.2dB程度改善されていることが
わかる。なお、弱電界における動作特性は、本発明の実
施の形態における回路も、従来回路もいずれもほぼ同様
である(図3及び図5参照)。
Next, referring to FIGS. 3 and 5, the operation characteristics of the above-described configuration example will be described in comparison with those of the conventional circuit. First, FIG. 3 shows the test results by the simulation of the conversion gain and the power supply current characteristic with respect to the interference wave signal input power in the above configuration example, and FIG. 5 shows the similar characteristic example in the conventional circuit. Has been done. In both figures, the horizontal axis represents the interference wave input power,
The vertical axis shows the conversion gain and the power supply current. In each of the figures, the alternate long and short dash line is a characteristic line showing the change in the power supply current with respect to the change in the interfering wave input power, and the solid line is the characteristic line showing the change in the conversion gain with respect to the change in the interfering wave input power. Comparing the interfering wave input power, in the case of the conventional circuit, the interfering wave input power when the conversion gain is compressed by 1 dB is -11.5 dBm (see FIG. 5). In the first configuration example of the configuration, the interference wave input power is −7.3 dBm (see FIG.
It is understood that the conversion gain suppression characteristic at the time of an interference wave input signal is improved by about 4.2 dB as compared with the related art. The operation characteristics in the weak electric field are almost the same in both the circuit according to the embodiment of the present invention and the conventional circuit (see FIGS. 3 and 5).

【0014】次に、第2の構成例について図2を参照し
つつ説明する。なお、図1に示された構成要素と同一の
構成要素については、同一の符号を付して、その詳細な
説明は省略し、以下、異なる点を中心に説明することと
する。この第2の構成例は、先の第1の構成例における
第2のFET2を中心に構成された回路部分を、縦続接
続された第2乃至第4の電界効果トランジスタ2〜4を
中心に構成された回路に置き換えたものとなっている。
すなわち、以下、具体的に説明すれば、まず、第2乃至
第4の電界効果トランジスタ(以下、それぞれ「第2の
FET」、「第3のFET」、「第4のFET」と言
う)2〜4は、エンハンスメント型電界効果トランジス
タが用いられるのが好適である。第2のFET2は、そ
のゲートが、第4のDCカット用キャパシタ28を介し
て、第1のインピーダンス整合回路21と第1のDCカ
ット用キャパシタ25との接続点に接続されると共に、
第3のゲート抵抗器13を介して接地電位に接続される
一方、ソースは直接接地電位に接続されたものとなって
いる点は、先の図1に示された第1の構成例と同一であ
る。そして、この第2のFET2のドレインは、第3の
FET3のゲート(図2においては「G4」と表記)へ
接続されると共に、この第2のFET2のドレインと第
3のFET3のゲートは、共に第1の電圧印加用抵抗器
としての第4の抵抗器15を介して第2の電源印加端子
38に接続されており、電源電圧が印加されるようにな
っている。
Next, a second structural example will be described with reference to FIG. The same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and different points will be mainly described below. In this second configuration example, the circuit portion configured around the second FET 2 in the first configuration example above is configured around the second to fourth field effect transistors 2 to 4 connected in cascade. It has been replaced with the circuit.
That is, specifically described below, first, second to fourth field effect transistors (hereinafter referred to as “second FET”, “third FET”, and “fourth FET”) 2 For 4 to 4, it is preferable to use the enhancement type field effect transistor. The gate of the second FET 2 is connected to the connection point between the first impedance matching circuit 21 and the first DC cutting capacitor 25 via the fourth DC cutting capacitor 28, and
It is the same as the first configuration example shown in FIG. 1 above in that the source is directly connected to the ground potential while being connected to the ground potential via the third gate resistor 13. Is. The drain of the second FET 2 is connected to the gate of the third FET 3 (denoted as “G4” in FIG. 2), and the drain of the second FET 2 and the gate of the third FET 3 are Both are connected to the second power supply applying terminal 38 through the fourth resistor 15 as the first voltage applying resistor, and the power supply voltage is applied.

【0015】第3のFET3は、そのドレイン(図2に
おいては「D4」と表記)が第4のFET4のゲート
(図2においては「G5」と表記)と共に第2の電圧印
加端子としての第5の抵抗器16を介して、それぞれ第
2の電源印加端子38に接続されており、それぞれ電源
電圧が印加されるようになっている。そして、この第3
のFET3のソース(図2においては「S4」表記)
は、次述する第4のFET4のソース(図2においては
「S5」と表記)と共に接地電位に接続されたものとな
っている。そして、第4のFET4のドレイン(図2に
おいては「D5」と表記)は、デュアルゲートFET1
のソースに接続されたものとなっている。
The third FET 3 has its drain (denoted as "D4" in FIG. 2) and the gate of the fourth FET 4 (denoted as "G5" in FIG. 2) as the second voltage application terminal. Each of them is connected to the second power supply applying terminal 38 via the resistor 16 of No. 5, and the power supply voltage is applied to each of them. And this third
Source of FET3 (indicated as “S4” in FIG. 2)
Is connected to the ground potential together with the source of the fourth FET 4 (described as “S5” in FIG. 2) described below. The drain of the fourth FET 4 (denoted as "D5" in FIG. 2) is the dual gate FET1.
It has been connected to the source of.

【0016】次に、上記構成における動作について説明
する。最初に、高周波信号入力端子35に弱電界の高周
波信号が印加された場合について説明すれば、高周波信
号入力端子35に印加された高周波信号の一部は、第4
のDCカット用キャパシタ28を介して第2のFET2
のゲートへ印加されるが、その印加される電圧振幅は、
第2のFET2を導通状態とすることができる電圧(ピ
ンチオフ電圧)以下の大きさとなるように、先の図1に
示された第1の構成例で説明したように回路定数が定め
られているため、第2のFET2は、非導通状態とな
る。第2のFET2の非導通により、第3のFET3の
ゲートには、第4の抵抗器15を介して外部からピンチ
オフ電圧以上の電源電圧が印加されることとなるため、
第3のFET3は導通状態となる。そして、この第3の
FET3の導通により、そのドレイン・ソース間の電位
差は、ほぼ零Vとなるため、第4のFET4のゲートに
は、第4のFET4を導通状態とするに足りるピンチオ
フ電圧以上の直流バイアス電圧が印加されない状態とな
り、第4のFET4は非導通状態となる。すなわち、高
周波信号入力端子35に弱電界の高周波信号が印加され
た場合、第4のFET4のドレイン・ソース間に流れる
電流は、自己バイアス抵抗器14を流れる電流に比して
ほぼ零となるようになっている。したがって、この場合
には、自己バイアス抵抗器14にのみバイアス電流が流
れる状態となり、その値は、所望される周波数変換回路
の特性に鑑みて設定された低い電流値となっている。
Next, the operation of the above configuration will be described. First, a case where a high-frequency signal of a weak electric field is applied to the high-frequency signal input terminal 35 will be described. Part of the high-frequency signal applied to the high-frequency signal input terminal 35 is the fourth signal.
The second FET 2 via the DC cut capacitor 28 of
The voltage amplitude applied to the gate of
The circuit constants are determined as described in the first configuration example shown in FIG. 1 so that the magnitude is equal to or lower than the voltage (pinch-off voltage) that can make the second FET 2 conductive. Therefore, the second FET 2 is turned off. Since the second FET 2 is non-conductive, a power supply voltage equal to or higher than the pinch-off voltage is externally applied to the gate of the third FET 3 via the fourth resistor 15.
The third FET 3 becomes conductive. Since the potential difference between the drain and the source of the third FET 3 becomes approximately 0 V due to conduction, the gate of the fourth FET 4 has a pinch-off voltage equal to or higher than the pinch-off voltage sufficient to bring the fourth FET 4 into the conductive state. The DC bias voltage is applied to the fourth FET 4 and the fourth FET 4 is turned off. That is, when a high-frequency signal with a weak electric field is applied to the high-frequency signal input terminal 35, the current flowing between the drain and source of the fourth FET 4 becomes substantially zero as compared with the current flowing through the self-bias resistor 14. It has become. Therefore, in this case, the bias current flows only through the self-bias resistor 14, and its value is a low current value set in consideration of the desired characteristics of the frequency conversion circuit.

【0017】一方、高周波信号入力端子35に強電界の
高周波信号が印加された場合は、第2のFET2が、第
4のDCカット用キャパシタ28を介して印加される高
周波信号によって導通状態となり、それによって、第3
のFET3が非導通状態となる。そのため、第4のFE
T4のゲートには、第5の抵抗器16を介して電源電圧
が印加される結果、第4のFET4は導通状態となる。
そして、この場合、第4のFET4のドレイン・ソース
間に流れる電流と、自己バイアス抵抗器14に流れる電
流の和が所望の電流値となる。すなわち、先の図1に示
された第1の構成例と同様に、強電界の高周波信号が高
周波信号入力端子35に印加されて第4のFET4が導
通状態となる場合には、第4のDCカット用キャパシタ
28の容量値、第3のゲート抵抗器13の抵抗値、第2
乃至第4のFET2〜4のゲート幅、第4及び第5の抵
抗器15,16の抵抗値が、第4のFET4のドレイン
・ソース間に流れる電流と、自己バイアス抵抗器14に
流れる電流の和が所望の電流値となる好適な値に設定さ
れたものとなっている。
On the other hand, when a high-frequency signal of a strong electric field is applied to the high-frequency signal input terminal 35, the second FET 2 becomes conductive due to the high-frequency signal applied via the fourth DC cutting capacitor 28, Thereby, the third
FET3 becomes non-conductive. Therefore, the fourth FE
As a result of the power supply voltage being applied to the gate of T4 via the fifth resistor 16, the fourth FET 4 becomes conductive.
In this case, the sum of the current flowing between the drain and source of the fourth FET 4 and the current flowing through the self-bias resistor 14 becomes the desired current value. That is, as in the case of the first configuration example shown in FIG. 1, when the high-frequency signal of the strong electric field is applied to the high-frequency signal input terminal 35 and the fourth FET 4 becomes conductive, the fourth FET 4 becomes conductive. The capacitance value of the DC cut capacitor 28, the resistance value of the third gate resistor 13, the second
To the gate widths of the fourth FETs 2 to 4 and the resistance values of the fourth and fifth resistors 15 and 16 between the current flowing between the drain and source of the fourth FET 4 and the current flowing in the self-bias resistor 14. The sum is set to a suitable value that gives a desired current value.

【0018】なお、上記構成例においては、周波数変換
動作を得るためにデュアルゲート構造の電界効果トラン
ジスタを用いたが、これに限定される必要はなく、例え
ば、いわゆるシングルゲート構造の電界効果トランジス
タをスタック構造に接続しても良いことは勿論である。
Although a field effect transistor having a dual gate structure is used in order to obtain a frequency conversion operation in the above configuration example, the field effect transistor is not limited to this, and for example, a field effect transistor having a so-called single gate structure is used. Of course, they may be connected in a stack structure.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上、述べたように、本発明によれば、
強電界の高周波信号入力が生じた場合にのみ変換利得抑
圧の増大を防ぐような構成としたので、従来回路に比し
て、集積回路化の際の回路規模及び面積の増大が極力小
さくてすみ、しかも、強電界の高周波信号が入力された
場合にのみバイアス電流の調整がなされることにより、
弱電界の高周波信号の入力時には、従来回路同様にバイ
アス電流を低減し消費電力を抑えることができるという
効果を奏するものである。さらに、強電界の高周波信号
が入力された場合には、バイアス電流を効率良く増加さ
せて変換利得抑圧を抑えた周波数変換回路を提供するこ
とができるという効果を奏するものである。
As described above, according to the present invention,
Since the configuration is such that the increase in conversion gain suppression is prevented only when a high-frequency signal with a strong electric field is input, the increase in circuit scale and area when integrated circuits are minimized compared to conventional circuits. Moreover, by adjusting the bias current only when a high-frequency signal of a strong electric field is input,
When a high-frequency signal with a weak electric field is input, the bias current can be reduced and power consumption can be suppressed as in the conventional circuit. Furthermore, when a high-frequency signal of a strong electric field is input, it is possible to efficiently increase the bias current to provide a frequency conversion circuit that suppresses conversion gain suppression.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態における周波数変換回路の
第1の構成例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first configuration example of a frequency conversion circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態における周波数変換回路の
第2の構成例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a second configuration example of the frequency conversion circuit according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態における第1の構成例の妨
害波入力電力の変化に対する変換利得及び電源電流の変
化特性を示す特性線図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing conversion gain and power supply current change characteristics with respect to change in interfering wave input power according to the first configuration example of the embodiment of the present invention.

【図4】従来回路の一例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a conventional circuit.

【図5】従来回路の妨害波入力電力の変化に対する変換
利得及び電源電流の変化特性を示す特性線図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a change characteristic of a conversion gain and a power supply current with respect to a change of an interference wave input power of a conventional circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…デュアルゲートFET 2…エンハンスメント型第2のFET 3…エンハンスメント型第3のFET 4…エンハンスメント型第4のFET 14…自己バイアス抵抗器 35…高周波信号入力端子 36…局部信号入力端子 39…出力端子 1 ... Dual gate FET 2 ... Enhancement type second FET 3 ... Enhancement type third FET 4 ... Enhancement type fourth FET 14 ... Self-biasing resistor 35 ... High frequency signal input terminal 36 ... Local signal input terminal 39 ... Output terminal

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 強電界の高周波信号が入力された場合
に、変換利得抑圧の増大を抑制する強電界利得調整手段
を備えた電界効果トランジスタを用いてなる周波数変換
回路において、 前記電界効果トランジスタは、デュアルゲート構造を有
するものであり、当該デュアルゲート電界効果トランジ
スタのソースと接地電位との間には、並列接続された自
己バイアス抵抗器とバイパスキャパシタが直列接続され
て設けられる一方、 前記強電界利得調整手段は、エンハンスメント型電界効
果トランジスタを有してなり、当該エンハスメント型電
界効果トランジスタのゲートには、高周波信号の一部が
印加されるよう構成されてなると共に、当該エンハンス
メント型電界効果トランジスタは、前記自己バイアス抵
抗器とバイパスキャパシタに対して並列接続されてなる
ことを特徴とする周波数変換回路。
1. A frequency conversion circuit using a field effect transistor comprising a strong electric field gain adjusting means for suppressing an increase in conversion gain suppression when a high frequency electric field signal of a strong electric field is inputted. A dual gate structure, and a self-bias resistor and a bypass capacitor connected in parallel are provided in series between the source of the dual gate field effect transistor and the ground potential, while the strong electric field is provided. The gain adjusting means includes an enhancement-type field effect transistor, and a gate of the enhancement-type field effect transistor is configured so that a part of a high frequency signal is applied to the enhancement-type field effect transistor. , Parallel to the self-biasing resistor and bypass capacitor Frequency conversion circuit characterized by comprising been continued.
【請求項2】 強電界の高周波信号が入力された場合
に、変換利得抑圧の増大を抑制する強電界利得調整手段
を備えた電界効果トランジスタを用いてなる周波数変換
回路において、 前記電界効果トランジスタは、デュアルゲート構造を有
するものであり、当該デュアルゲート電界効果トランジ
スタのソースと接地電位との間には、並列接続された自
己バイアス抵抗器とバイパスキャパシタが直列接続され
て設けられる一方、 前記強電界利得調整手段は、エンハンスメント型第1乃
至第3の電界効果トランジスタを有してなり、前記エン
ハンスメント型第1の電界効果トランジスタは、そのゲ
ートに高周波信号の一部が印加されるよう設けられ、ま
た、そのドレインは、前記エンハンスメント型第2の電
界効果トランジスタのゲートに接続されると共に、当該
エンハンスメント型第1の電界効果トランジスタのドレ
イン及びエンハンスメント型第2の電界効果トランジス
タのゲートには、第1の電圧印加用抵抗器を介して電源
電圧が印加可能とされ、 前記エンハンスメント型第2の電界効果トランジスタの
ドレインは、前記エンハンスメント型第3の電界効果ト
ランジスタのゲートに接続されると共に、当該エンハン
スメント型第2の電界効果トランジスタのドレイン及び
エンハンスメント型第3の電界効果トランジスタのゲー
トには、第2の電圧印加用抵抗器を介して電源電圧が印
加可能とされ、 前記エンハンスメント型第1乃至第3の電界効果トラン
ジスタは、ソースが接地電位に接続され、 前記エンハンスメント型第3の電界効果トランジスタ
は、前記自己バイアス抵抗器とバイパスキャパシタに対
して並列接続されてなることを特徴とする周波数変換回
路。
2. A frequency conversion circuit using a field effect transistor having a strong electric field gain adjusting means for suppressing an increase in conversion gain suppression when a high frequency signal of a strong electric field is inputted, wherein the field effect transistor is A dual gate structure, and a self-bias resistor and a bypass capacitor connected in parallel are provided in series between the source of the dual gate field effect transistor and the ground potential, while the strong electric field is provided. The gain adjusting means includes enhancement type first to third field effect transistors, and the enhancement type first field effect transistor is provided so that a part of a high frequency signal is applied to its gate. , Its drain is connected to the gate of said enhancement type second field effect transistor At the same time, a power supply voltage can be applied to the drain of the enhancement-type first field-effect transistor and the gate of the enhancement-type second field-effect transistor via the first voltage-applying resistor. The drain of the second field effect transistor is connected to the gate of the enhancement type third field effect transistor, and the drain of the enhancement type second field effect transistor and the gate of the enhancement type third field effect transistor are connected to each other. , A power supply voltage can be applied via a second voltage applying resistor, the enhancement-type first to third field effect transistors have sources connected to a ground potential, and the enhancement-type third field effect transistor. The transistor is the self-biasing resistor and Frequency conversion circuit characterized by comprising connected in parallel to bypass capacitor.
【請求項3】 前記デュアルゲート電界効果トランジス
タに代えて、2つのシングルゲート構造の電界効果トラ
ンジスタをスタック構造に接続してなることを特徴とす
る請求項1又は請求項2記載の周波数変換回路。
3. The frequency conversion circuit according to claim 1, wherein, instead of the dual gate field effect transistor, two field effect transistors having a single gate structure are connected in a stack structure.
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