JP2008271320A - High power-durability receiving amplifier - Google Patents

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幸宣 垂井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high power-durability receiving amplifier which can be increased in recovery speed while being improved in power durability and reliability. <P>SOLUTION: The high power-durability receiving amplifier includes: an input terminal 4 and an output terminal 5; a field effect transistor 1, with its gate terminal connected to one end of the input terminal 4 and drain bias terminal connected to one end of the output terminal 5; a detector 6 which is connected to the other end of the input terminal 4 and detects input power; a threshold decision means 8 which compares the input power detected by the detector 6 with a predetermined threshold and outputs the comparison results; and a source voltage driving circuit 9 which switches the output voltage to either the GND or the drain bias voltage on a basis of the comparison results from the threshold decision circuit 8 and applies the output voltage to the source terminal of the field effect transistor 1 via a recovery speed-up resistor 10. When the input voltage is lower than the threshold, the source voltage is made the same as the GND voltage, and when the input voltage is higher than the threshold, the source voltage is made the same as the drain bias voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は高耐電力受信増幅器に関し、特に、高周波無線通信等で使用される高耐電力受信増幅器に関する。   The present invention relates to a high power-resistant receiving amplifier, and more particularly to a high power-resistant receiving amplifier used in high-frequency wireless communication and the like.

従来のリミタアンプとして、受信増幅器の入力側に検波器を装荷して入力電力を検波し、大電力入力時に増幅器の電源を遮断して耐電力性を向上させる構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。当該従来技術においては、増幅回路へ入力する受信信号を分岐する分岐手段と、分岐された信号を検波して直流検波電圧を生成する検波手段と、生成された検波電圧と、増幅回路を構成する増幅素子の最大許容電力以下に設定した所定の閾値電圧と、を比較し、検波電圧が閾値電圧を超えているか否かに基づいて、比較結果信号を出力する比較手段と、比較結果信号に応じて、閾値電圧以下の場合はバイアス回路への電源供給をONし、閾値電圧を超えている場合はOFFするバイアスON/OFF手段とを備えている。   As a conventional limiter amplifier, a configuration has been proposed in which a detector is loaded on the input side of a receiving amplifier to detect input power, and the power supply of the amplifier is cut off when high power is input to improve power durability (for example, a patent) Reference 1). In the related art, a branching unit for branching a received signal input to an amplifier circuit, a detector for detecting a branched signal to generate a DC detection voltage, a generated detection voltage, and an amplifier circuit are configured. Comparing with a predetermined threshold voltage set below the maximum allowable power of the amplifying element, and comparing means for outputting a comparison result signal based on whether or not the detection voltage exceeds the threshold voltage, according to the comparison result signal And bias ON / OFF means for turning on the power supply to the bias circuit when it is lower than the threshold voltage and turning it off when the threshold voltage is exceeded.

他の従来技術として、同様に、受信増幅器の入力側に検波器を装荷し、大電力入力時に増幅器のゲートバイアスを深くして耐電力性を向上させる構成が提案されている(例えば、特許文献2参照)。当該従来技術においては、入力される信号の振幅の大きさに応じて検波電流の変化する検波ダイオードを、帰還電圧発生のための電流源としてトランジスタのゲートバイアス回路に組み込んだことにより、ブリーダ抵抗と検波電流の積として算出される電圧がゲートを負電圧方向にバイアスする。ゲートを負電圧方向にバイアスすることにより、トランジスタのゲート電流を減少する方向に作用し、信頼性上においてマイグレーションと呼ばれる好ましくない影響を低減する。   As another conventional technique, similarly, a configuration is proposed in which a detector is loaded on the input side of a reception amplifier, and the gate bias of the amplifier is deepened when high power is input to improve power durability (for example, Patent Documents). 2). In the related art, a detection diode whose detection current changes according to the amplitude of an input signal is incorporated in a gate bias circuit of a transistor as a current source for generating a feedback voltage. A voltage calculated as the product of the detection current biases the gate in the negative voltage direction. By biasing the gate in the negative voltage direction, it acts in the direction of decreasing the gate current of the transistor, reducing the undesirable effect called migration on reliability.

特開2002−237728号公報JP 2002-237728 A 特開平10−247828号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-247828

しかしながら、上記の特許文献1に記載の構成では、大信号入力時に、ゲート電圧VgがVg=0で一定となるため、大電力入力時にゲート順方向の電流が増大し、ゲート破壊または電極マイグレーション等の信頼性悪化につながるという問題点があった。   However, in the configuration described in Patent Document 1, since the gate voltage Vg is constant at Vg = 0 when a large signal is input, a current in the gate forward direction increases when a large power is input, thereby causing gate breakdown or electrode migration. There was a problem that led to deterioration of reliability.

また、上記特許文献2に記載の構成では、ドレイン電圧をVd、ドレインソース間電圧をVdsとすると、Vd=Vdsは一定であるため、大電力入力時に、ドレインソース間電流Idsが流れ出し、高電圧(ゲートドレイン間電圧Vgdはゲートを深くすることで増加)、高電流下で、界面のトラップ準位へのキャリアの捕獲が進行し、定常状態復帰時にリカバリ特性が悪化するという問題点があった。   Further, in the configuration described in Patent Document 2, when the drain voltage is Vd and the drain-source voltage is Vds, Vd = Vds is constant. Therefore, when high power is input, the drain-source current Ids flows and a high voltage is applied. (The gate-drain voltage Vgd increases as the gate is deepened). Under a high current, trapping of carriers to the trap level at the interface proceeds, and there is a problem that the recovery characteristics deteriorate when returning to the steady state. .

なお、ここで、トラップについて説明する。大信号入力時、高電圧、高電流下で界面に存在するトラップ準位にキャリアが捕獲され、擬似ゲートが生じる。これによりキャリアが流れる領域であるチャネルが狭くなり、電流が低減し、利得、NF(Noise Factor(Noise Figure)、雑音指数)等のRF(Radio Frequency)特性が悪化する問題がある。これにより、定常入力復帰時に、トラップからのキャリア放出の時定数分だけ正規の利得、NFに戻らない問題がある。   Here, the trap will be described. When a large signal is input, carriers are trapped at trap levels existing at the interface under high voltage and high current, and a pseudo gate is generated. As a result, the channel in which carriers flow is narrowed, current is reduced, and RF (Radio Frequency) characteristics such as gain and NF (Noise Factor (Noise Figure), noise figure) are deteriorated. As a result, there is a problem that the normal gain and NF do not return to the time constant of carrier emission from the trap when the steady input is restored.

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、耐電力向上および信頼性向上を図るとともに、リカバリの高速化を図ることが可能な高耐電力受信増幅器を得ることを目的としている。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to obtain a high-power-resistant receiving amplifier capable of improving power resistance and reliability, and capable of speeding up recovery. Yes.

この発明は、無線通信の受信機の初段に搭載させるための高耐電力受信増幅器であって、入力端子および出力端子と、上記入力端子の一端にゲート端子が接続され、上記出力端子の一端にドレインバイアス端子が接続された電界効果トランジスタと、上記入力端子の他端に接続されて、入力電力を検出する検波手段と、上記検波手段により検出された上記入力電力を所定の閾値と比較して、比較結果を出力する閾値判定手段と、上記閾値判定手段からの上記比較結果に基づいて、出力電圧を切り替えてGND電圧/ドレインバイアス電圧のいずれか一方として、上記電界効果トランジスタのソース端子に印加するソース電圧駆動回路と、上記ソース電圧駆動回路と上記電界効果トランジスタのソース端子との間に接続されたリカバリ高速化抵抗とを備え、上記入力電力が上記閾値より低い場合には上記ソース電圧駆動回路出力をGND電圧と同一にし、上記入力電力が上記閾値以上の場合には上記ソース電圧駆動回路出力をドレインバイアス電圧と同一にすることを特徴とする高耐電力受信増幅器である。   The present invention is a high power receiving amplifier to be mounted in the first stage of a wireless communication receiver, wherein an input terminal and an output terminal, a gate terminal is connected to one end of the input terminal, and one end of the output terminal is connected. A field effect transistor connected to the drain bias terminal; a detecting means connected to the other end of the input terminal for detecting input power; and comparing the input power detected by the detecting means with a predetermined threshold value. The threshold value judging means for outputting the comparison result, and the output voltage is switched based on the comparison result from the threshold judgment means and applied to the source terminal of the field effect transistor as either the GND voltage or the drain bias voltage. And a recovery speed increasing resistor connected between the source voltage driving circuit and the source terminal of the field effect transistor. When the input power is lower than the threshold, the source voltage driving circuit output is made the same as the GND voltage, and when the input power is higher than the threshold, the source voltage driving circuit output is made the drain bias voltage. This is a high power receiving amplifier characterized by being identical.

この発明は、無線通信の受信機の初段に搭載させるための高耐電力受信増幅器であって、入力端子および出力端子と、上記入力端子の一端にゲート端子が接続され、上記出力端子の一端にドレインバイアス端子が接続された電界効果トランジスタと、上記入力端子の他端に接続されて、入力電力を検出する検波手段と、上記検波手段により検出された上記入力電力を所定の閾値と比較して、比較結果を出力する閾値判定手段と、上記閾値判定手段からの上記比較結果に基づいて、出力電圧を切り替えてGND電圧/ドレインバイアス電圧のいずれか一方として、上記電界効果トランジスタのソース端子に印加するソース電圧駆動回路と、上記ソース電圧駆動回路と上記電界効果トランジスタのソース端子との間に接続されたリカバリ高速化抵抗とを備え、上記入力電力が上記閾値より低い場合には上記ソース電圧駆動回路出力をGND電圧と同一にし、上記入力電力が上記閾値以上の場合には上記ソース電圧駆動回路出力をドレインバイアス電圧と同一にすることを特徴とする高耐電力受信増幅器であるので、耐電力向上および信頼性向上を図るとともに、リカバリの高速化を図ることができる。   The present invention is a high power receiving amplifier to be mounted in the first stage of a wireless communication receiver, wherein an input terminal and an output terminal, a gate terminal is connected to one end of the input terminal, and one end of the output terminal is connected. A field effect transistor connected to the drain bias terminal; a detecting means connected to the other end of the input terminal for detecting input power; and comparing the input power detected by the detecting means with a predetermined threshold value. The threshold value judging means for outputting the comparison result, and the output voltage is switched based on the comparison result from the threshold judgment means and applied to the source terminal of the field effect transistor as either the GND voltage or the drain bias voltage. And a recovery speed increasing resistor connected between the source voltage driving circuit and the source terminal of the field effect transistor. When the input power is lower than the threshold, the source voltage driving circuit output is made the same as the GND voltage, and when the input power is higher than the threshold, the source voltage driving circuit output is made the drain bias voltage. Since the high power receiving amplifiers are characterized by being the same, it is possible to improve power durability and reliability and to speed up recovery.

実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1に係る高耐電力受信増幅器について説明する。図1は、本実施の形態1に係る高耐電力受信増幅器の構成を示した構成図である。本実施の形態1に係る高耐電力受信増幅器は、無線通信のアンテナもしくは送受信切り替え回路の接続端子に接続されるもので、受信機の初段に搭載させるためのものとして説明する。図において、1は電界効果トランジスタ、2は電界効果トランジスタ1のゲート端子、3は電界効果トランジスタ1のドレイン端子、4は高耐電力受信増幅器の入力端子、5はその出力端子、6は入力端子4に一端が接続された出力電圧観測用の検波器、7は検波器6の他端に接続され、検波器6の出力を整流化する整流回路、8は整流回路7の他端に接続され、整流回路7によって整流化された電圧と所定の閾値(以下、スレショールド電圧(Vth)とする。)とを比較する閾値判定回路、9は閾値判定回路8に接続され、判定結果に基づいて出力電圧をGND(ON時)/Vd(OFF時)に切り替えるソース電圧駆動回路、10はソース電圧駆動回路9に接続されたリカバリ高速化抵抗(以下、単に、抵抗10と呼ぶ。)、11はソース電圧駆動回路9の電源端子である。12は、電界効果トランジスタ1のソース端子(S)、ゲート端子2およびドレイン端子3にそれぞれ接続された抵抗10に接続されたチョークコイルである。13は、電界効果トランジスタ1のゲート端子2およびドレイン端子3とチョークコイル12との間にそれぞれ並列に接続されたパイパスキャパシタである。バイパスキャパシタ13は、電界効果トランジスタ1のソース端子(S)とGND(接地)との間にも、チョークコイル12と並列になるように、接続されている。また、14は、検波器6に接続されたアンテナ接続端子(または、送受切り替え回路接続端子)である。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, a high power withstanding receiving amplifier according to Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the high power withstanding receiving amplifier according to the first embodiment. The high-power-resistant receiving amplifier according to the first embodiment is connected to a connection terminal of a radio communication antenna or a transmission / reception switching circuit, and will be described as being mounted on the first stage of a receiver. In the figure, 1 is a field effect transistor, 2 is a gate terminal of the field effect transistor 1, 3 is a drain terminal of the field effect transistor 1, 4 is an input terminal of a high power withstanding reception amplifier, 5 is an output terminal thereof, and 6 is an input terminal. 4 is connected to the other end of the detector 6, and is connected to the other end of the detector 6. The rectifier circuit rectifies the output of the detector 6, and 8 is connected to the other end of the rectifier circuit 7. , A threshold determination circuit for comparing the voltage rectified by the rectifier circuit 7 with a predetermined threshold (hereinafter referred to as a threshold voltage (Vth)), 9 is connected to the threshold determination circuit 8, and based on the determination result The source voltage driving circuit 10 for switching the output voltage to GND (when ON) / Vd (when OFF), 10 is a recovery acceleration resistor (hereinafter simply referred to as the resistor 10), 11 connected to the source voltage driving circuit 9. Is Scan is a power supply terminal of the voltage driving circuit 9. Reference numeral 12 denotes a choke coil connected to a resistor 10 connected to the source terminal (S), the gate terminal 2 and the drain terminal 3 of the field effect transistor 1. Reference numeral 13 denotes a bypass capacitor connected in parallel between the gate terminal 2 and drain terminal 3 of the field effect transistor 1 and the choke coil 12. The bypass capacitor 13 is also connected in parallel with the choke coil 12 between the source terminal (S) of the field effect transistor 1 and GND (ground). Reference numeral 14 denotes an antenna connection terminal (or transmission / reception switching circuit connection terminal) connected to the detector 6.

図2及び図3は、本実施の形態1に係る高耐電力受信増幅器の動作をまとめた図である。これらの図において、Aは通常動作時、Bは耐電力動作時、Cは復帰動作時をそれぞれ示している。また、これらの図において、Pinは検波器6により検出された入力電力であり、Pthは入力電力Pinに対して予め設定された所定の閾値(以下、スレショールド電力とする。)である。また、Vthは、閾値判定回路について入力電圧Vinに対して予め設定された所定の閾値(以下、スレショールド電圧とする。)である。また、Vsはソースバイアス電圧、Vdはドレインバイアス電圧、Vgはゲートバイアス電圧、Vdsはドレインソース間電圧、Vgsはゲートソース間電圧、Vs’はソース電圧駆動回路出力電圧、Rsはソース抵抗値、Idsはドレインソース電流とする。   2 and 3 are diagrams summarizing the operation of the high power withstanding receiving amplifier according to the first embodiment. In these drawings, A indicates a normal operation, B indicates a power-proof operation, and C indicates a return operation. In these figures, Pin is the input power detected by the detector 6, and Pth is a predetermined threshold (hereinafter referred to as threshold power) preset for the input power Pin. Vth is a predetermined threshold (hereinafter referred to as a threshold voltage) preset for the input voltage Vin in the threshold determination circuit. Vs is a source bias voltage, Vd is a drain bias voltage, Vg is a gate bias voltage, Vds is a drain-source voltage, Vgs is a gate-source voltage, Vs ′ is a source voltage driving circuit output voltage, Rs is a source resistance value, Ids is a drain-source current.

また、図4は、ドレインソース間電圧Vdsとドレインソース電流Idsとの関係を示したグラフであり、図5は、ゲート電圧Vgとゲート電流Igとの関係を示したグラフであり、図6は、ドレインソース電流Idsとゲートソース間電圧Vgsとの関係を示したグラフである。   4 is a graph showing the relationship between the drain-source voltage Vds and the drain-source current Ids, FIG. 5 is a graph showing the relationship between the gate voltage Vg and the gate current Ig, and FIG. 5 is a graph showing the relationship between the drain-source current Ids and the gate-source voltage Vgs.

次に、動作について説明する。まず、入力端子4に入力された入力電力Pinを検波器6により検出する。検出された入力電力Pinはスレショールド電力Pthと比較される。実際には、検波器6から出力される半波波形が整流回路7で整流化され、整流化された電圧Vinと予め設定されたスレショールド電圧(Vth)とが閾値判定回路8で比較される。通常運転時(A)においては、Pin<Pth、すなわち、Vin<Vthとなるので、閾値判定回路8からはON信号が出力される。これを受けて、ソース電圧駆動回路9は、出力電圧Vs’としてGND電圧を出力して、電界効果トランジスタ1のソース端子に抵抗10を介して印加する(通常モード)。これにより、通常動作時のドレイン電流Ids0に対して、Vds,dc=Vd−Vsは、Vds0=Vd−Ids0×Rs(設定ドレインバイアス)となり、Vgs,dc=Vg−Vsは、Vgs0=Vg−Ids0×Rs(設定ゲートバイアス)となる。また図6に示すようにドレイン電流Idが多く流れると、抵抗10によりVgs,dcが負方向にシフトし、電流が抑圧されるので、その結果、信頼性が向上される。   Next, the operation will be described. First, the input power Pin input to the input terminal 4 is detected by the detector 6. The detected input power Pin is compared with the threshold power Pth. Actually, the half-wave waveform output from the detector 6 is rectified by the rectifier circuit 7, and the rectified voltage Vin is compared with a preset threshold voltage (Vth) by the threshold determination circuit 8. The During normal operation (A), since Pin <Pth, that is, Vin <Vth, the threshold determination circuit 8 outputs an ON signal. In response to this, the source voltage driving circuit 9 outputs the GND voltage as the output voltage Vs ′ and applies it to the source terminal of the field effect transistor 1 via the resistor 10 (normal mode). As a result, Vds, dc = Vd−Vs becomes Vds0 = Vd−Ids0 × Rs (set drain bias) with respect to the drain current Ids0 during normal operation, and Vgs0, dc = Vg−Vs is Vgs0 = Vg−. Ids0 × Rs (set gate bias). As shown in FIG. 6, when a large drain current Id flows, Vgs and dc are shifted in the negative direction by the resistor 10 and the current is suppressed. As a result, the reliability is improved.

一方、大電力が入力された場合には耐電力時運転を行う。耐電力動作時(B)においても、同様に、検波器6により検出された入力電力Pinとスレショールド電力Pthとを比較する。この場合、Pin≧Pthとなり、Vin≧Vthとなるので、閾値判定回路8からはOFF信号が出力される。これを受けて、ソース電圧駆動回路9は、出力電圧Vs’としてドレインバイアス電圧Vdと同一の値の電圧を出力して、電界効果トランジスタ1のソース端子に抵抗10を介して印加する(耐電力モード)。このときVdとVs’は同電位のためIdsは流れないためVsもVdとなり、Vds,dc=Vd−Vsは、Vd−Vd=0となり、Vgs,dc=Vg−Vsは、Vg−Vdとなる。このように、耐電力時においては、図3に示すように、ソース電圧駆動回路9からの出力電圧をドレインバイアス電圧Vdとすることにより、Vds,dcを0Vとし、大電力入力時に、Vds=Vds,dc+Vds,rfが耐圧(Vbr)を超えることによる破壊を防ぐ。また、ゲートソース間電圧(Vgs)を、図5に示すように、Vg−Vdと負方向に深く設定し、大電力入力時に、Vgs=Vgs,dc+Vgs,rfが正方向に過電圧がかかり、ショットキー電流の流れ出し(Vgs>Vb)による破壊、ゲートマイグレーションによる信頼性低下を抑圧する。   On the other hand, when a large amount of power is input, the operation is performed at the time of withstand power. Similarly, during the power withstand operation (B), the input power Pin detected by the detector 6 is compared with the threshold power Pth. In this case, since Pin ≧ Pth and Vin ≧ Vth, an OFF signal is output from the threshold determination circuit 8. In response to this, the source voltage drive circuit 9 outputs a voltage having the same value as the drain bias voltage Vd as the output voltage Vs ′ and applies it to the source terminal of the field effect transistor 1 via the resistor 10 (withstand power). mode). At this time, since Vds and Vs ′ are the same potential and Ids does not flow, Vs also becomes Vd, Vds, dc = Vd−Vs becomes Vd−Vd = 0, and Vgs, dc = Vg−Vs becomes Vg−Vd. Become. In this way, at the time of withstanding power, as shown in FIG. 3, by setting the output voltage from the source voltage drive circuit 9 to the drain bias voltage Vd, Vds and dc are set to 0 V, and when high power is input, Vds = Breakdown due to Vds, dc + Vds, rf exceeding the withstand voltage (Vbr) is prevented. Further, as shown in FIG. 5, the gate-source voltage (Vgs) is set deeply in the negative direction to Vg−Vd, and Vgs = Vgs, dc + Vgs, rf is overvoltaged in the positive direction when high power is input. The destruction due to the flow of the key current (Vgs> Vb) and the reliability degradation due to the gate migration are suppressed.

耐電力動作(耐電力モード)の後に、入力電力Pinの値が閾値Pthより低くなった場合には、復帰動作を行う。復帰動作時(C)においても、同様に、検波器6により検出された入力電力Pinとスレショールド電力Pthとを比較する。この場合、Pin<Pthとなり、Vin<Vthとなるので、閾値判定回路8からはON信号が出力される。これを受けて、ソース電圧駆動回路9は、出力電圧Vs’としてGND電圧を出力して、電界効果トランジスタ1のソース端子に抵抗10を介して印加する(復帰モード)。これにより、Vds,dc=Vd−Vsは、Vd−Ids×Rs(復帰電流に依存)となり、Vgs,dc=Vg−Vsは、Vg−Ids×Rs(復帰電流に依存)となる。なお、復帰動作時(C)においては、耐電力モードから復帰する際、ゲートのドレイン界面に発生するトラップ準位により、Idsが低下する。そのため、本実施の形態においては、抵抗10により、Vgs,dcが正方向にシフトし、ゲートが浅くなり、Idsを多めに流す方向に働き、結果としてIdsがIds0に戻る時間を早める(リカバリ時間の短縮;図3,図6)。   If the value of the input power Pin becomes lower than the threshold value Pth after the power withstand operation (power withstand mode), the return operation is performed. Similarly, during the return operation (C), the input power Pin detected by the detector 6 is compared with the threshold power Pth. In this case, since Pin <Pth and Vin <Vth, the threshold determination circuit 8 outputs an ON signal. In response to this, the source voltage drive circuit 9 outputs the GND voltage as the output voltage Vs ′ and applies it to the source terminal of the field effect transistor 1 via the resistor 10 (return mode). Thus, Vds, dc = Vd−Vs becomes Vd−Ids × Rs (depends on the return current), and Vgs, dc = Vg−Vs becomes Vg−Ids × Rs (depends on the return current). In the return operation (C), Ids is lowered due to the trap level generated at the drain interface of the gate when returning from the power-resistant mode. Therefore, in the present embodiment, Vgs and dc are shifted in the positive direction by the resistor 10, the gate becomes shallower, and the Ids flows in a larger direction. As a result, the time for the Ids to return to Ids0 is accelerated (recovery time). (Fig. 3, Fig. 6).

以上のように、本実施の形態においては、出力電力観測用の検波器6により入力電力を観測し、閾値判定回路8の判定により、入力電力が閾値より低い場合には、ソース電圧駆動回路9の出力電圧(Vs’)をGND電圧と同一にし、さらに、抵抗10によりドレインソース電流(Ids)に応じてゲートソース電圧(Vgs)を設定し、また、入力電力が閾値以上の場合には、ソース電圧駆動回路9の出力電圧(Vs’)をドレインバイアス電圧(Vd)と同一にする構成としたため、大信号入力時は、Vd=Vs’となり、トランジスタの端子間電圧はVds=0、Vgs=Vg−Vdとなるため、ドレインソース間過電圧及びゲート順方向電圧を抑圧でき、ドレインソース、ゲート双方向の耐電力性が改善する。また、ドレインソース電流Idsが流れないため、界面のトラップ準位へのキャリアの捕獲が低減され、定常入力復帰時のリカバリ特性が改善する。また、定常入力への復帰時界面のトラップ準位へのキャリアの捕獲により、ドレインソース電流Idsが低下した場合、ゲートソース間電圧Vgs=Vg−Rg×Idsが浅くなり(0Vの方向)電流を流す方向に働くため、リカバリ特性が改善するという効果が得られる。   As described above, in the present embodiment, the input power is observed by the detector 6 for observing the output power, and when the input power is lower than the threshold as determined by the threshold determination circuit 8, the source voltage drive circuit 9 Output voltage (Vs ′) is equal to the GND voltage, the gate source voltage (Vgs) is set according to the drain-source current (Ids) by the resistor 10, and the input power is equal to or higher than the threshold value, Since the output voltage (Vs ′) of the source voltage drive circuit 9 is set to be the same as the drain bias voltage (Vd), Vd = Vs ′ when a large signal is input, and the voltage between the terminals of the transistor is Vds = 0, Vgs. Since Vg−Vd, the drain-source overvoltage and the gate forward voltage can be suppressed, and the drain-source and gate bidirectional power durability is improved. Further, since the drain-source current Ids does not flow, the trapping of carriers to the trap level at the interface is reduced, and the recovery characteristic at the time of returning to the steady input is improved. In addition, when the drain-source current Ids decreases due to trapping of carriers at the trap level at the interface when returning to the steady input, the gate-source voltage Vgs = Vg−Rg × Ids becomes shallow (in the direction of 0 V). Since it works in the direction of flow, the effect of improving recovery characteristics can be obtained.

なお、ソース端子にキャパシタ、インダクタを装荷することにより、低周波数で共振が発生し、安定性が低下する恐れがあるので、本実施の形態においては、ソース電圧駆動回路系に、安定化抵抗をかねたリカバリ高速化抵抗10を装荷しているため、共振のQを低下させ、共振周波数近傍での損失を増加させることにより、安定化を図ることができる。   Note that loading a capacitor and inductor on the source terminal may cause resonance at a low frequency and reduce stability. Therefore, in this embodiment, a stabilization resistor is added to the source voltage drive circuit system. Since the recovery acceleration resistor 10 that has been used for a long time is loaded, stabilization can be achieved by reducing the resonance Q and increasing the loss near the resonance frequency.

また、上述の説明においては、ゲート端子2にVgを印加して、ドレイン端子3および電源端子11にはVdを印加しているが、リカバリ高速化抵抗10を調整することにより、Vg=0として、印加する電圧をVdのみとしてもよく、その場合には、単一電源化が可能となる。   In the above description, Vg is applied to the gate terminal 2 and Vd is applied to the drain terminal 3 and the power supply terminal 11. However, by adjusting the recovery acceleration resistor 10, Vg = 0 is set. The applied voltage may be only Vd, and in that case, a single power source can be realized.

また、耐電力時(B)の入力電力が比較的低い場合は、図7に一例を示すように、検波器6をなくす構成にすることも可能である。図7の構成は、図1の構成から、検波器6と、整流回路7と、閾値判定回路8と、ソース電圧駆動回路9と、抵抗10と電界効果トランジスタ1のソース端子(S)との間に接続されたチョークコイル12とを除いた構成となっている。従って、他の構成については、図1と同じであるため、ここでは説明を省略する。但し、図7の構成においては、電界効果トランジスタ1のソース端子(S)とGND(接地)との間に、互いに並列になるように、リカバリ高速化抵抗10とバイパスキャパシタ13とが接続されている。この場合には、検波回路−フィードフォワード系によるNFの悪化および安定性の低下を抑制でき、また、構成が簡略化できる。また、リカバリ時間の短縮が図れる。   Further, when the input power at the time of withstand power (B) is relatively low, it is possible to eliminate the detector 6 as shown in FIG. The configuration of FIG. 7 is different from the configuration of FIG. 1 in that the detector 6, the rectifier circuit 7, the threshold value determination circuit 8, the source voltage drive circuit 9, the resistor 10, and the source terminal (S) of the field effect transistor 1. The choke coil 12 connected between them is excluded. Therefore, other configurations are the same as those in FIG. However, in the configuration of FIG. 7, the recovery acceleration resistor 10 and the bypass capacitor 13 are connected between the source terminal (S) of the field effect transistor 1 and GND (ground) so as to be parallel to each other. Yes. In this case, it is possible to suppress the deterioration of NF and the decrease in stability due to the detection circuit-feedforward system, and the configuration can be simplified. In addition, the recovery time can be shortened.

この発明の実施の形態1に係る高耐電力受信増幅器の構成を示した構成図である。It is the block diagram which showed the structure of the high electric power receiving amplifier which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る高耐電力受信増幅器の動作を表にまとめた説明図である。It is explanatory drawing which put together the operation | movement of the high electric power tolerance receiving amplifier which concerns on Embodiment 1 of this invention on the table | surface. この発明の実施の形態1に係る高耐電力受信増幅器の動作をまとめた波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram summarizing operations of the high power withstand voltage receiving amplifier according to the first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態1に係る高耐電力受信増幅器の動作をグラフにまとめた説明図である。It is explanatory drawing which put together the operation | movement of the high electric power tolerance receiving amplifier which concerns on Embodiment 1 of this invention on the graph. この発明の実施の形態1に係る高耐電力受信増幅器の動作をグラフにまとめた説明図である。It is explanatory drawing which put together the operation | movement of the high electric power tolerance receiving amplifier which concerns on Embodiment 1 of this invention on the graph. この発明の実施の形態1に係る高耐電力受信増幅器の動作をグラフにまとめた説明図である。It is explanatory drawing which put together the operation | movement of the high electric power tolerance receiving amplifier which concerns on Embodiment 1 of this invention on the graph. この発明の実施の形態1に係る高耐電力受信増幅器の動作をグラフにまとめた説明図である。It is explanatory drawing which put together the operation | movement of the high electric power tolerance receiving amplifier which concerns on Embodiment 1 of this invention on the graph.

符号の説明Explanation of symbols

1 電界効果トランジスタ、2 ゲート端子、3 ドレイン端子、4 入力端子、5 出力端子、6 検波器、7 整流回路、8 閾値判定回路、9 ソース電圧駆動回路、10 リカバリ高速化抵抗、11 電源端子、12 チョークコイル、13 パイパスキャパシタ、14 アンテナ接続端子(または、送受切り替え回路接続端子)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Field effect transistor, 2 Gate terminal, 3 Drain terminal, 4 Input terminal, 5 Output terminal, 6 Detector, 7 Rectifier circuit, 8 Threshold judgment circuit, 9 Source voltage drive circuit, 10 Recovery acceleration resistance, 11 Power supply terminal, 12 choke coil, 13 bypass capacitor, 14 antenna connection terminal (or transmission / reception switching circuit connection terminal).

Claims (2)

無線通信の受信機の初段に搭載させるための高耐電力受信増幅器であって、
入力端子および出力端子と、
上記入力端子の一端にゲート端子が接続され、上記出力端子の一端にドレインバイアス端子が接続された電界効果トランジスタと、
上記入力端子の他端に接続されて、入力電力を検出する検波手段と、
上記検波手段により検出された上記入力電力を所定の閾値と比較して、比較結果を出力する閾値判定手段と、
上記閾値判定手段からの上記比較結果に基づいて、出力電圧を切り替えてGND電圧/ドレインバイアス電圧のいずれか一方として、上記電界効果トランジスタのソース端子に印加するソース電圧駆動回路と、
上記ソース電圧駆動回路と上記電界効果トランジスタのソース端子との間に接続されたリカバリ高速化抵抗と
を備え、
上記入力電力が上記閾値より低い場合には上記ソース電圧駆動回路出力をGND電圧と同一にし、上記入力電力が上記閾値以上の場合には上記ソース電圧駆動回路出力をドレインバイアス電圧と同一にすることを特徴とする高耐電力受信増幅器。
A high power withstand receiving amplifier for mounting in the first stage of a wireless communication receiver,
Input and output terminals;
A field effect transistor having a gate terminal connected to one end of the input terminal and a drain bias terminal connected to one end of the output terminal;
A detecting means connected to the other end of the input terminal for detecting input power;
Threshold determination means for comparing the input power detected by the detection means with a predetermined threshold and outputting a comparison result;
A source voltage driving circuit for switching the output voltage and applying the output voltage to the source terminal of the field effect transistor as one of a GND voltage and a drain bias voltage based on the comparison result from the threshold determination means;
A recovery speed-up resistor connected between the source voltage driving circuit and the source terminal of the field-effect transistor,
When the input power is lower than the threshold value, the source voltage drive circuit output is made the same as the GND voltage, and when the input power is more than the threshold value, the source voltage drive circuit output is made the same as the drain bias voltage. A high power withstanding receiving amplifier.
無線通信の受信機の初段に搭載させるための高耐電力受信増幅器であって、
入力端子および出力端子と、
上記入力端子の一端にゲート端子が接続され、上記出力端子の一端にドレインバイアス端子が接続された電界効果トランジスタと、
上記電界効果トランジスタのソース端子に対して、互いに並列になるように接続された、リカバリ高速化抵抗とバイパスキャパシタと
を備えることを特徴とする高耐電力受信増幅器。
A high power withstand receiving amplifier for mounting in the first stage of a wireless communication receiver,
Input and output terminals;
A field effect transistor having a gate terminal connected to one end of the input terminal and a drain bias terminal connected to one end of the output terminal;
A high-power-resistant receiving amplifier comprising: a recovery speed-up resistor and a bypass capacitor connected in parallel to each other with respect to a source terminal of the field effect transistor.
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