JP2008306296A - Mixer circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mixer circuit which has high saturation characteristics by suppressing a decrease in the collector current of a bipolar transistor for signal input even when an input signal is a large signal. <P>SOLUTION: The mixer circuit comprises: a pair of input transistors 4a and 4b inputting differential signals of intermediate or high frequency; signal conversion circuits 5a to 5d which convert the differential signals of intermediate or high frequency input by the input transistor pair into differential signals of high or intermediate frequency using differential signal of local oscillation waves; a transistor 7 connected to emitter terminals of the input transistor pair; a biasing transistor 8 constituting a current mirror with the transistor 7; a power monitor circuit 11 which monitors the output differential signals or input differential signals of the signal conversion circuits as input electric power; and P-type current mirroring circuits 10a and 10b which use the output current of the power monitoring circuit as a reference current, and the output current of the P-type current mirror circuits is the reference current of a biasing bipolar transistor. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、通信衛星、地上波マイクロ波通信、移動体通信等において使用されるミクサ回路に関する。   The present invention relates to a mixer circuit used in a communication satellite, terrestrial microwave communication, mobile communication, and the like.

一般にBJT、HBT等のNPNバイポーラトランジスタを使用いているミクサ回路においては、出力振幅を安定化させるために、対になるトランジスタに流れる電流が一定となる定電流バイアス回路が用いられている(例えば特許文献1参照)。しかしながら、定電流バイアス回路を用いた場合、大電力の高周波信号もしくは中間周波信号が入力されると、トランジスタの非線形特性により飽和特性が劣化することがある。したがって、大電力入力時のトランジスタの飽和特性を補償するバイアス回路が必要である。   In general, in a mixer circuit using NPN bipolar transistors such as BJT and HBT, a constant current bias circuit in which a current flowing through a pair of transistors is constant is used in order to stabilize output amplitude (for example, patents). Reference 1). However, when a constant current bias circuit is used, when a high-power high-frequency signal or intermediate-frequency signal is input, saturation characteristics may deteriorate due to the nonlinear characteristics of the transistor. Therefore, there is a need for a bias circuit that compensates for the saturation characteristics of the transistor at the time of high power input.

特開平10−190358号公報JP-A-10-190358

従来のミクサ回路は以上のように、大電力入力時にバイポーラトランジスタの非線形性により入力電圧に対して出力電圧が比例しなくなり、飽和特性の劣化が生じるなどの課題があった。   As described above, the conventional mixer circuit has a problem that the output voltage is not proportional to the input voltage due to the non-linearity of the bipolar transistor when high power is input, and the saturation characteristic is deteriorated.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、信号入力用バイポーラトランジスタ対に入力される信号が大信号である場合でも、信号入力用バイポーラトランジスタ対のコレクタ電流の降下を抑制して、高飽和特性を実現することができるミクサ回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and suppresses a drop in the collector current of the signal input bipolar transistor pair even when the signal input to the signal input bipolar transistor pair is a large signal. An object of the present invention is to provide a mixer circuit capable of realizing high saturation characteristics.

この発明は、中間周波又は高周波の差動信号を入力する入力用バイポーラトランジスタ対と、局部発振波の差動信号を用い上記入力用バイポーラトランジスタ対により入力された中間周波又は高周波の差動信号を高周波又は中間周波の差動信号に変換する信号変換回路と、上記入力用バイポーラトランジスタ対のエミッタ端子に接続されたバイポーラトランジスタと、上記バイポーラトランジスタとカレントミラーを構成するバイアス用バイポーラトランジスタと、上記信号変換回路の出力差動信号又は入力差動信号を入力電力としてモニタする電力モニタ用回路と、上記電力モニタ用回路の出力電流を基準電流とするP型カレントミラー回路と、を備え、上記P型カレントミラー回路の出力電流が上記バイアス用バイポーラトランジスタの基準電流であることを特徴とするミクサ回路にある。   The present invention provides an input bipolar transistor pair for inputting an intermediate frequency or high frequency differential signal, and an intermediate frequency or high frequency differential signal input by the input bipolar transistor pair using a local oscillation wave differential signal. A signal conversion circuit for converting a high-frequency or intermediate-frequency differential signal; a bipolar transistor connected to an emitter terminal of the input bipolar transistor pair; a bias bipolar transistor that forms a current mirror with the bipolar transistor; and the signal A power monitoring circuit that monitors the output differential signal or input differential signal of the conversion circuit as input power, and a P-type current mirror circuit that uses the output current of the power monitoring circuit as a reference current. The output current of the current mirror circuit is In mixer circuit, which is a quasi-current.

この発明では、バイアス用バイポーラトランジスタとこのトランジスタのコレクタ電流を補償する電流制御回路を設け、バイアス用バイポーラトランジスタのコレクタ電流の補償量に応じた電流を供給することで高飽和特性のミクサ回路が提供できる。   In this invention, a bipolar circuit for bias and a current control circuit for compensating the collector current of this transistor are provided, and a mixer circuit having a high saturation characteristic is provided by supplying a current according to the compensation amount of the collector current of the bias bipolar transistor. it can.

この発明によるミクサ回路の説明の前に従来の上述の特許文献1のミクサ回路を図9に従って説明する。図9のミクサ回路は、高周波(RF)信号入力端子158,160、局発(LO)信号入力端子132,134、中間周波(IF)信号出力端子142,144、RF信号入力用バイポーラトランジスタ120,122、LO信号入力用バイポーラトランジスタ112,114,116,118、コレクタバイアス用印加抵抗146,148、
入力のダイナミックレンジを拡大するフィードバック抵抗152、RF信号入力用バイポーラトランジスタ120,122に直流バイアス電流を供給するためのバイアス回路156を備える。
Prior to the description of the mixer circuit according to the present invention, the conventional mixer circuit disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to FIG. The mixer circuit of FIG. 9 includes high frequency (RF) signal input terminals 158 and 160, local oscillation (LO) signal input terminals 132 and 134, intermediate frequency (IF) signal output terminals 142 and 144, RF signal input bipolar transistor 120, 122, LO signal input bipolar transistors 112, 114, 116, 118, collector bias application resistors 146, 148,
A feedback resistor 152 for expanding an input dynamic range and a bias circuit 156 for supplying a DC bias current to the RF signal input bipolar transistors 120 and 122 are provided.

RF信号入力端子158,160から入力された差動信号は、RF信号入力用バイポーラトランジスタ120、122に入力される。またLO信号入力端子132,134から入力された差動信号はLO信号入力用バイポーラトランジスタ112,114,116,118に入力される。IF信号出力端子142及び144からはRF信号とLO信号の差周波信号が出力される。電流バイアス回路156は定電流をRF信号入力用バイポーラトランジスタ120、122に印加する。   The differential signals input from the RF signal input terminals 158 and 160 are input to the RF signal input bipolar transistors 120 and 122. Further, the differential signals input from the LO signal input terminals 132 and 134 are input to the LO signal input bipolar transistors 112, 114, 116 and 118. The IF signal output terminals 142 and 144 output a difference frequency signal between the RF signal and the LO signal. The current bias circuit 156 applies a constant current to the RF signal input bipolar transistors 120 and 122.

RF信号入力用バイポーラトランジスタ120,122が小信号で動作している場合、前記トランジスタのコレクタ電流Icは、Vin・I/(4V)で表される。ここで、VinはRF信号入力用バイポーラトランジスタのベース電位、Iは電流バイアス回路156の電流、VはRF信号入力用バイポーラトランジスタの熱電圧である。 When the RF signal input bipolar transistors 120 and 122 are operated with a small signal, the collector current Ic of the transistor is expressed by V in · I 0 / (4V T ). Here, the V in the base potential of the bipolar transistor RF signal input, I 0 is the current of current bias circuit 156, the V T is the thermal voltage of the bipolar transistor RF signal input.

RF信号入力用バイポーラトランジスタ120,122が大信号で動作している場合、前記トランジスタのコレクタ電流Icは、Ic=I/[exp(−Vin/V)+1]となる。すなわち、コレクタ電流は飽和することになる。 When the RF signal input bipolar transistors 120 and 122 are operated with a large signal, the collector current Ic of the transistor is Ic = I 0 / [exp (−V in / V T ) +1]. That is, the collector current is saturated.

この発明では、バイアス用バイポーラトランジスタとこのトランジスタのコレクタ電流を補償する電流を制御する種々の回路を設け、バイアス用バイポーラトランジスタのコレクタ電流の補償量に応じた電流を供給することで高飽和特性のミクサ回路を得る。   In the present invention, a bias bipolar transistor and various circuits for controlling the current for compensating the collector current of the transistor are provided, and a current corresponding to the compensation amount of the collector current of the bias bipolar transistor is supplied to provide a high saturation characteristic. Get a mixer circuit.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるミクサ回路を示した図である。ミクサ回路はIF(中間周波)信号入力端子1a,1b、LO(局発)信号入力端子2a,2b、RF(高周波)信号出力端子3a,3b、コンデンサ21,22を介してIF信号入力端子1a,1bが接続されたIF信号入力用バイポーラトランジスタ対4a,4b、LO信号入力用バイポーラトランジスタ5a,5b,5c,5d(信号変換回路)、負荷抵抗6a,6b、IF信号入力用バイポーラトランジスタ対4a,4bに直流バイアスを供給するためのバイポーラトランジスタ7、バイポーラトランジスタ7とカレントミラーを構成するバイアス用バイポーラトランジスタ8、電源9、バイアス用バイポーラトランジスタの基準電流を与えるP型カレントミラー回路を構成するp−MOSFET10a,10b、RF信号出力端子3a,3bの片側3bにコンデンサ23を介して接続されP型カレントミラー回路を構成するp−MOSFET10a,10bのゲート電流(基準電流)を与えるバイポーラトランジスタ11(電力モニタ用回路)、バイポーラトランジスタ11に直流バイアスを与えるバイアス用印加抵抗12からなる。トランジスタ4a,4b,5a,5b,5c,5d,7,8,11、さらに後述するトランジスタ11a,11b,13,13a,13bはNPNトランジスタである。
Embodiment 1 FIG.
1 is a diagram showing a mixer circuit according to a first embodiment of the present invention. The mixer circuit includes IF (intermediate frequency) signal input terminals 1a and 1b, LO (local oscillation) signal input terminals 2a and 2b, RF (high frequency) signal output terminals 3a and 3b, and IF signal input terminals 1a through capacitors 21 and 22. 1b, IF signal input bipolar transistor pair 4a, 4b, LO signal input bipolar transistor 5a, 5b, 5c, 5d (signal conversion circuit), load resistors 6a, 6b, IF signal input bipolar transistor pair 4a , 4b for supplying a DC bias, a bipolar transistor 7 for forming a current mirror with the bipolar transistor 7, a power source 9, and a p-type current mirror circuit for providing a reference current for the bias bipolar transistor. -MOSFETs 10a and 10b, RF signal output terminals 3a and 3b Bipolar transistor 11 (power monitoring circuit) for supplying gate current (reference current) of p-MOSFETs 10a and 10b constituting a P-type current mirror circuit connected to one side 3b via a capacitor 23, and applying a DC bias to the bipolar transistor 11 It consists of a bias application resistor 12. Transistors 4a, 4b, 5a, 5b, 5c, 5d, 7, 8, and 11, and transistors 11a, 11b, 13, 13a, and 13b described later are NPN transistors.

回路構成を説明すると、図1の回路は主として、一対の差動増幅器を含む上側回路と、もう一つの差動増幅器を含む下側回路を備える。LO発振波の差動信号を用いIF信号入力用バイポーラトランジスタ対4a,4bにより入力された中間周波(又は高周波)の差動信号を高周波(又は中間周波)の差動信号に変換する信号変換回路を構成する上側の回路において、トランジスタ5aと5b、トランジスタ5cと5dがそれぞれ差動増幅器を構成する。   To describe the circuit configuration, the circuit of FIG. 1 mainly includes an upper circuit including a pair of differential amplifiers and a lower circuit including another differential amplifier. A signal conversion circuit for converting an intermediate frequency (or high frequency) differential signal input by the IF signal input bipolar transistor pair 4a and 4b into a high frequency (or intermediate frequency) differential signal using a differential signal of an LO oscillation wave The transistors 5a and 5b and the transistors 5c and 5d constitute a differential amplifier, respectively.

トランジスタ5a,5bのエミッタ端子は共通接続点を形成するように互いに接続され、トランジスタ5c,5dのエミッタ端子も同様に共通接続点を形成するように互いに接続されている。これら共通接続点は下側回路のトランジスタ4a,4bのコレクタ端子にそれぞれ接続されている。トランジスタ5a,5dのベース端子は相互接続されて入力端子2aに接続されており、トランジスタ5b,5cのベース端子も相互接続されて入力端子2bに接続されている。   The emitter terminals of the transistors 5a and 5b are connected to each other so as to form a common connection point, and the emitter terminals of the transistors 5c and 5d are also connected to each other so as to form a common connection point. These common connection points are connected to the collector terminals of the transistors 4a and 4b in the lower circuit. The base terminals of the transistors 5a and 5d are interconnected and connected to the input terminal 2a, and the base terminals of the transistors 5b and 5c are also interconnected and connected to the input terminal 2b.

トランジスタ5a,5cのコレクタ端子は相互接続され、トランジスタ5b,5dのコレクタ端子も同様に相互接続されて、それぞれ出力端子3a,3bのいずれか一方、及び負荷抵抗6a,6bの各々の一端のいずれか一方にそれぞれに接続されている。これら負荷抵抗6a,6bの各々の他端は相互接続され、電源9が接続された電源線31に接続されている。   The collector terminals of the transistors 5a and 5c are connected to each other, and the collector terminals of the transistors 5b and 5d are also connected to each other. Either one of the output terminals 3a and 3b and one end of each of the load resistors 6a and 6b, respectively. Either one is connected to each other. The other ends of the load resistors 6a and 6b are connected to each other and connected to a power line 31 to which a power source 9 is connected.

トランジスタ4a,4bのエミッタ端子は相互接続されてトランジスタ7のコレクタ端子に接続されている。トランジスタ4a,4bのベース端子はコンデンサ21,22を介して入力端子1a,1bにそれぞれ接続されている。   The emitter terminals of the transistors 4a and 4b are interconnected and connected to the collector terminal of the transistor 7. The base terminals of the transistors 4a and 4b are connected to input terminals 1a and 1b via capacitors 21 and 22, respectively.

カレントミラーを構成するトランジスタ7,8のベース端子は相互接続され、さらにトランジスタ8のコレクタ端子に接続されている。トランジスタ7,8のエミッタ端子は接地されている。   The base terminals of the transistors 7 and 8 constituting the current mirror are connected to each other and further connected to the collector terminal of the transistor 8. The emitter terminals of the transistors 7 and 8 are grounded.

カレントミラーを構成するMOSFET10a,10bのゲート端子は相互接続され、さらにMOSFET10bのソース端子とトランジスタ11のコレクタ端子に接続されている。MOSFET10a,10bのドレイン端子は共に電源線31に接続されている。MOSFET10aのソース端子はトランジスタ8のコレクタ端子に接続されている。MOSFET10bのソース端子はトランジスタ11のコレクタ端子に接続されている。そしてP型カレントミラー回路の基準電流を与える電力モニタ用回路を構成するトランジスタ11のベース端子はコンデンサ23を介して出力端子3bと、抵抗12を介して電源線31に接続され、エミッタ端子は接地されている。   The gate terminals of the MOSFETs 10a and 10b constituting the current mirror are connected to each other, and further connected to the source terminal of the MOSFET 10b and the collector terminal of the transistor 11. The drain terminals of the MOSFETs 10 a and 10 b are both connected to the power supply line 31. The source terminal of the MOSFET 10 a is connected to the collector terminal of the transistor 8. The source terminal of the MOSFET 10 b is connected to the collector terminal of the transistor 11. The base terminal of the transistor 11 constituting the power monitoring circuit for supplying the reference current of the P-type current mirror circuit is connected to the output terminal 3b via the capacitor 23 and the power supply line 31 via the resistor 12, and the emitter terminal is grounded. Has been.

次に動作について説明する。IF信号入力端子1a,1bから入力された差動信号は、IF信号入力用バイポーラトランジスタ対4a,4bに入力される。またLO信号入力端子2a,2bから入力された差動信号はLO信号入力用バイポーラトランジスタ5a,5b,5c,5dに入力される。RF信号出力端子3a及び3bからはIF信号とLO信号の和及び差周波信号が出力される。   Next, the operation will be described. The differential signals input from the IF signal input terminals 1a and 1b are input to the IF signal input bipolar transistor pair 4a and 4b. The differential signals input from the LO signal input terminals 2a and 2b are input to the LO signal input bipolar transistors 5a, 5b, 5c and 5d. From the RF signal output terminals 3a and 3b, a sum of IF signal and LO signal and a difference frequency signal are output.

IF信号入力用バイポーラトランジスタ対4a,4bが小信号で動作している場合、バイポーラトランジスタ11のコレクタ電流はI・exp(VBE/V)となる。このとき、p−MOSFET10a,10bで構成されるカレントミラー回路とバイポーラトランジスタ7,8で構成されるカレントミラー回路の電流帰還率をβとすると、トランジスタ7のコレクタ電流Iは、β・I・exp(VBE/V)と表される。ただし、VBEはトランジスタ11のベース電位、Iは逆方向コレクタ飽和電流、Vは熱電圧である。この時、IF信号入力用バイポーラトランジスタ対4a,4bのコレクタ電流は、Vin・β・I・exp(VBE/V)/(4V)で表される(Vinは入力端子の入力電圧)。 When the IF signal input bipolar transistor pair 4a, 4b is operating with a small signal, the collector current of the bipolar transistor 11 is I S · exp (V BE / V T ). At this time, if the current feedback rate of the current mirror circuit composed of the p-MOSFETs 10a and 10b and the current mirror circuit composed of the bipolar transistors 7 and 8 is β, the collector current I 0 of the transistor 7 is β · I S Expressed as exp (V BE / V T ). Where V BE is the base potential of the transistor 11, IS is the reverse collector saturation current, and V T is the thermal voltage. At this time, the collector current of the IF signal input bipolar transistor pair 4a and 4b is expressed by V in · β · I S · exp (V BE / V T ) / (4V T ) (V in is the input terminal) Input voltage).

IF信号入力用バイポーラトランジスタ対4a,4bが大信号で動作している場合、バイポーラトランジスタ11のコレクタ電流はI・exp{(VBE+Vout)/V}となる。よって、トランジスタ7のコレクタ電流Iは、β・I・exp{(VBE+Vout)/V}である。ただし、VoutはRF信号出力端子3a,3bの電圧振幅である。このとき、IF信号入力用バイポーラトランジスタ対4a,4bのコレクタ電流は、
β・I・exp{(VBE+Vout)/V}/{exp(−Vin/V)+1}で表される。入力振幅を増加させるとexp(−Vin/V)+1は1に近づく一方、出力振幅Voutも飽和することからexp{(VBE+Vout)/V}も定数に近づく。よって、電流帰還率βを適当に設定することにより、IF信号入力用バイポーラトランジスタ対4a,4bのコレクタ電流を安定させることが可能となる。
When the IF signal input bipolar transistor pair 4a, 4b is operating with a large signal, the collector current of the bipolar transistor 11 is I S · exp {(V BE + V out ) / V T }. Therefore, the collector current I 0 of the transistor 7 is β · I S · exp {(V BE + V out ) / V T }. However, Vout is the voltage amplitude of the RF signal output terminals 3a and 3b. At this time, the collector current of the bipolar transistor pair 4a and 4b for IF signal input is
β · I S · exp {(V BE + V out ) / V T } / {exp (−Vin / V T ) +1}. When the input amplitude is increased, exp (−Vin / V T ) +1 approaches 1, while the output amplitude V out also saturates, so exp {(V BE + V out ) / V T } also approaches a constant. Therefore, by appropriately setting the current feedback rate β, it is possible to stabilize the collector currents of the IF signal input bipolar transistor pairs 4a and 4b.

図2はこの発明の実施の形態1によるミクサ回路のコレクタ電流と利得の出力電力依存性を従来と比較して示す図である。(a)がコレクタ電流、(b)が利得を示し、それぞれAがこの発明のミクサ回路、Bが従来のミクサ回路を示す。従来の回路では、高出力電力時にコレクタ電流が減少し、それに伴い利得も低下する。一方、この発明のバイアス回路を適用することによって、高出力電力時のコレクタ電流の減少量が抑圧され、利得の低下量も低減する。   FIG. 2 is a diagram showing the output current dependence of the collector current and gain of the mixer circuit according to the first embodiment of the present invention in comparison with the prior art. (a) is a collector current, (b) is a gain, A is a mixer circuit of the present invention, and B is a conventional mixer circuit. In the conventional circuit, the collector current decreases at the time of high output power, and the gain decreases accordingly. On the other hand, by applying the bias circuit of the present invention, the amount of decrease in collector current at the time of high output power is suppressed, and the amount of decrease in gain is also reduced.

以上より、この発明によるミクサにおいては、大信号動作時にもコレクタ電流を補償しベース電位の降下を抑制することが可能となるため、高飽和特性を実現することが可能となる。   As described above, in the mixer according to the present invention, it is possible to compensate the collector current and suppress the drop in the base potential even during a large signal operation, so that it is possible to realize a high saturation characteristic.

実施の形態2.
図3はこの発明の実施の形態2によるミクサ回路を示した図である。上記の実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示し、説明を省略する。図3のミクサ回路では、電力モニタ用回路として、p−MOSFET10bのゲート電流を与える2つのバイポーラトランジスタ11a,11bを設け、RF信号出力端子3a,3bの両側に接続した。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a mixer circuit according to the second embodiment of the present invention. The same or corresponding parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the mixer circuit of FIG. 3, two bipolar transistors 11a and 11b that provide the gate current of the p-MOSFET 10b are provided as power monitoring circuits, and are connected to both sides of the RF signal output terminals 3a and 3b.

バイポーラトランジスタ11a,11bのベース端子はコンデンサ23,24を介してRF信号出力端子3a,3bにそれぞれ接続され、コレクタ端子はp−MOSFET10bのゲート端子及びソース端子に共通に接続され、エミッタ端子は接地されている。このような構成にしても、IF信号入力用バイポーラトランジスタ対4a,4bのコレクタ電流を安定させることができ、ミクサ回路の高飽和特性を実現することが可能となる。   The base terminals of the bipolar transistors 11a and 11b are connected to the RF signal output terminals 3a and 3b via capacitors 23 and 24, respectively, the collector terminal is connected in common to the gate terminal and the source terminal of the p-MOSFET 10b, and the emitter terminal is grounded. Has been. Even with this configuration, the collector current of the IF signal input bipolar transistor pair 4a and 4b can be stabilized, and the high saturation characteristic of the mixer circuit can be realized.

実施の形態3.
図4はこの発明の実施の形態3によるミクサ回路を示した図である。上記の実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示し、説明を省略する。図4のミクサ回路では、p−MOSFET10bのゲート電流を、RF信号出力端子3a,3bに接続された差動増幅回路のコレクタ電流とした。すなわち電力モニタ用回路は差動増幅器(回路)からなる。
Embodiment 3 FIG.
4 is a diagram showing a mixer circuit according to a third embodiment of the present invention. The same or corresponding parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the mixer circuit of FIG. 4, the gate current of the p-MOSFET 10b is used as the collector current of the differential amplifier circuit connected to the RF signal output terminals 3a and 3b. That is, the power monitoring circuit is composed of a differential amplifier (circuit).

バイポーラトランジスタ11a,11bのエミッタ端子は相互接続されて接地され、ベース端子はコンデンサ23,24を介して負荷抵抗6a,6bの一端にそれぞれ接続され、コレクタ端子はRF信号出力端子3a,3b及び負荷抵抗12a,12bの一端にそれぞれに接続され、負荷抵抗6a,6bの他端は相互接続されてp−MOSFET10bのゲート端子及びソース端子に共通に接続されている。このような構成にしても、IF信号入力用バイポーラトランジスタ4a,4bのコレクタ電流を安定させることができ、ミクサ回路の高飽和特性を実現することが可能となる。   The emitter terminals of the bipolar transistors 11a and 11b are connected to each other and grounded, the base terminal is connected to one end of the load resistors 6a and 6b via the capacitors 23 and 24, respectively, and the collector terminals are the RF signal output terminals 3a and 3b and the load. The resistors 12a and 12b are respectively connected to one ends, and the other ends of the load resistors 6a and 6b are interconnected and commonly connected to the gate terminal and the source terminal of the p-MOSFET 10b. Even with this configuration, the collector current of the IF signal input bipolar transistors 4a and 4b can be stabilized, and the high saturation characteristic of the mixer circuit can be realized.

実施の形態4.
図5はこの発明の実施の形態4によるミクサ回路を示した図である。上記の実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示し、説明を省略する。図5のミクサ回路では、バイアス用バイポーラトランジスタ8のベース電流に、定電流源32の電流を加えるようにした。定電流源32はバイアス用バイポーラトランジスタ8のコレクタ端子及びベース端子に接続されている。このような構成にしても、IF信号入力用バイポーラトランジスタ4a,4bのコレクタ電流を安定させることができ、ミクサ回路の高飽和特性を実現することが可能となる。なお、定電流源は例えば電圧源に高抵抗を接続した構成でもよいし、バンドギャップ回路でもよい。
Embodiment 4 FIG.
5 is a diagram showing a mixer circuit according to a fourth embodiment of the present invention. The same or corresponding parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the mixer circuit of FIG. 5, the current of the constant current source 32 is added to the base current of the bias bipolar transistor 8. The constant current source 32 is connected to the collector terminal and the base terminal of the bias bipolar transistor 8. Even with this configuration, the collector current of the IF signal input bipolar transistors 4a and 4b can be stabilized, and the high saturation characteristic of the mixer circuit can be realized. For example, the constant current source may have a configuration in which a high resistance is connected to a voltage source, or may be a band gap circuit.

実施の形態5.
図6はこの発明の実施の形態5によるミクサ回路を示した図である。上記の実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示し、説明を省略する。図6のミクサ回路では、バイアス用バイポーラトランジスタ8のベース電流から、バイポーラトランジスタ13a,13bで構成されるカレントミラー回路を用いて定電流源32の電流を差し引くように構成した。
Embodiment 5. FIG.
FIG. 6 shows a mixer circuit according to the fifth embodiment of the present invention. The same or corresponding parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The mixer circuit of FIG. 6 is configured such that the current of the constant current source 32 is subtracted from the base current of the biasing bipolar transistor 8 by using a current mirror circuit constituted by the bipolar transistors 13a and 13b.

カレントミラー回路を構成するバイポーラトランジスタ13a,13bのベース端子は相互接続されてバイポーラトランジスタ13aの定電流源32が接続されているコレクタ端子に接続され、エミッタ端子はそれぞれ接地されている。バイポーラトランジスタ13bのコレクタ端子はバイアス用バイポーラトランジスタ8のコレクタ端子とベース端子及びp−MOSFET10aのソース端子に接続されている。このような構成にしても、IF信号入力用バイポーラトランジスタ4a,4bのコレクタ電流を安定させることができ、ミクサ回路の高飽和特性を実現することが可能となる。なお、定電流源は例えば電圧源に高抵抗を接続した構成でもよいし、バンドギャップ回路でもよい。   The base terminals of the bipolar transistors 13a and 13b constituting the current mirror circuit are connected to each other and connected to the collector terminal to which the constant current source 32 of the bipolar transistor 13a is connected, and the emitter terminals are grounded. The collector terminal of the bipolar transistor 13b is connected to the collector terminal and base terminal of the biasing bipolar transistor 8 and the source terminal of the p-MOSFET 10a. Even with this configuration, the collector current of the IF signal input bipolar transistors 4a and 4b can be stabilized, and the high saturation characteristic of the mixer circuit can be realized. For example, the constant current source may have a configuration in which a high resistance is connected to a voltage source or a band gap circuit.

実施の形態6.
図7はこの発明の実施の形態6によるミクサ回路を示した図である。上記の実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示し、説明を省略する。図7のミクサ回路では、p−MOSFET11bのゲート電流を与えるバイポーラトランジスタ11を、IF信号入力端子1a,1bの片側又は両側に接続するように構成した。
Embodiment 6 FIG.
7 is a diagram showing a mixer circuit according to a sixth embodiment of the present invention. The same or corresponding parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the mixer circuit of FIG. 7, the bipolar transistor 11 that supplies the gate current of the p-MOSFET 11b is connected to one side or both sides of the IF signal input terminals 1a and 1b.

図7では、バイポーラトランジスタ11のコレクタ端子はp−MOSFET10aのソース端子及びゲート端子に接続され、ベース端子はコンデンサ23を介してIF信号入力端子1aに接続され、エミッタ端子は接地されている。このような電力モニタ用回路を構成するバイポーラトランジスタ11とコンデンサ23からなる回路は、IF信号入力端子1b側に設けてもよく、さらにIF信号入力端子1a,1bの双方の側に設けてもよい。このような構成にしても、IF信号入力用バイポーラトランジスタ4a,4bのコレクタ電流を安定させることができ、ミクサ回路の高飽和特性を実現することが可能となる。   In FIG. 7, the collector terminal of the bipolar transistor 11 is connected to the source terminal and gate terminal of the p-MOSFET 10a, the base terminal is connected to the IF signal input terminal 1a via the capacitor 23, and the emitter terminal is grounded. The circuit comprising the bipolar transistor 11 and the capacitor 23 constituting such a power monitoring circuit may be provided on the IF signal input terminal 1b side, and may be provided on both sides of the IF signal input terminals 1a and 1b. . Even with this configuration, the collector current of the IF signal input bipolar transistors 4a and 4b can be stabilized, and the high saturation characteristic of the mixer circuit can be realized.

実施の形態7.
図8はこの発明の実施の形態7によるミクサ回路を示した図である。上記の実施の形態と同一もしくは相当部分は同一符号で示し、説明を省略する。図8のミクサ回路では、バイアス用バイポーラトランジスタ8のベース電流に、ベース電流補償用のバイポーラトランジスタ13を接続した。
Embodiment 7 FIG.
FIG. 8 shows a mixer circuit according to the seventh embodiment of the present invention. The same or corresponding parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the mixer circuit of FIG. 8, the base current compensating bipolar transistor 13 is connected to the base current of the bias bipolar transistor 8.

バイポーラトランジスタ13のコレクタ端子は電源線31に接続され、ベース端子はバイアス用バイポーラトランジスタ8のコレクタ端子とベース端子及びp−MOSFET10aのソース端子に接続され、エミッタ端子はバイアス用バイポーラトランジスタ8のベース端子に接続されている。このような構成にしても、IF信号入力用バイポーラトランジスタ4a,4bのコレクタ電流を安定させることができ、ミクサ回路の高飽和特性を実現することが可能となる。   The collector terminal of the bipolar transistor 13 is connected to the power supply line 31, the base terminal is connected to the collector terminal and base terminal of the bias bipolar transistor 8 and the source terminal of the p-MOSFET 10 a, and the emitter terminal is the base terminal of the bias bipolar transistor 8. It is connected to the. Even with this configuration, the collector current of the IF signal input bipolar transistors 4a and 4b can be stabilized, and the high saturation characteristic of the mixer circuit can be realized.

さらに上述の各実施の形態では、IF信号を入力してRF信号を出力する回路として説明したが、IF信号入力端子をRF信号入力端子に、RF信号出力端子をIF信号出力端子として、RF信号を入力してIF信号を出力する回路として構成しても実施可能であり、同様の効果が得られる。   Further, in each of the above-described embodiments, the IF signal is input and the RF signal is output. However, the IF signal input terminal is the RF signal input terminal, the RF signal output terminal is the IF signal output terminal, and the RF signal is output. The circuit can be implemented as a circuit that inputs an IF signal and outputs an IF signal, and the same effect can be obtained.

さらに、各カレントミラー回路はこれに限らず、ウィルソン形ミラー回路又はワイドラー形ミラー回路で構成してもよい。   Furthermore, each current mirror circuit is not limited to this, and may be constituted by a Wilson mirror circuit or a Wideler mirror circuit.

さらに、バイポーラトランジスタの一部もしくは全てを電界効果型トランジスタに置き換えてもよい。例えば、入力用バイポーラトランジスタ対4a,4bのエミッタ端子に接続されたバイポーラトランジスタ7を電界効果トランジスタに置き換えてもよい。   Further, a part or all of the bipolar transistor may be replaced with a field effect transistor. For example, the bipolar transistor 7 connected to the emitter terminals of the input bipolar transistor pair 4a and 4b may be replaced with a field effect transistor.

さらに、電界効果型トランジスタの一部又は全てをバイポーラトランジスタに置き換えてもよい。   Furthermore, some or all of the field effect transistors may be replaced with bipolar transistors.

この発明の実施の形態1によるミクサ回路を示した図である。It is the figure which showed the mixer circuit by Embodiment 1 of this invention. この発明によるミクサ回路の特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic of the mixer circuit by this invention. この発明の実施の形態2によるミクサ回路を示した図である。It is the figure which showed the mixer circuit by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3によるミクサ回路を示した図である。It is the figure which showed the mixer circuit by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4によるミクサ回路を示した図である。It is the figure which showed the mixer circuit by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5によるミクサ回路を示した図である。It is the figure which showed the mixer circuit by Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態6によるミクサ回路を示した図である。It is the figure which showed the mixer circuit by Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態7によるミクサ回路を示した図である。It is the figure which showed the mixer circuit by Embodiment 7 of this invention. ミクサ回路の一般的な構成を示した図である。It is the figure which showed the general structure of the mixer circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1a,1b IF信号入力端子、2a,2b LO信号入力端子、3a,3b RF出力端子、4a,4b FI信号入力用バイポーラトランジスタ(対)、5a〜5d LO信号入力用バイポーラトランジスタ(信号変換回路)、6a,6b 負荷抵抗、7 バイポーラトランジスタ、8 バイアス用バイポーラトランジスタ、9 電源、10a,10b p−MOSFET(P型カレントミラー回路)、11,11a,11b バイポーラトランジスタ(電力モニタ用回路)、12 バイアス用印加抵抗、12a,12b 負荷抵抗、13 ベース電流補償用バイポーラトランジスタ、13a,13b バイポーラトランジスタ(カレントミラー回路)、21,22,23,24 コンデンサ、31 電源線、32 定電流源。   1a, 1b IF signal input terminal, 2a, 2b LO signal input terminal, 3a, 3b RF output terminal, 4a, 4b FI signal input bipolar transistor (pair), 5a to 5d LO signal input bipolar transistor (signal conversion circuit) 6a, 6b Load resistance, 7 bipolar transistor, 8 bias bipolar transistor, 9 power supply, 10a, 10b p-MOSFET (P-type current mirror circuit), 11, 11a, 11b bipolar transistor (power monitor circuit), 12 bias Applied resistance, 12a, 12b Load resistance, 13 Base current compensating bipolar transistor, 13a, 13b Bipolar transistor (current mirror circuit), 21, 22, 23, 24 capacitor, 31 power line, 32 constant current source.

Claims (10)

中間周波又は高周波の差動信号を入力する入力用バイポーラトランジスタ対と、
局部発振波の差動信号を用い上記入力用バイポーラトランジスタ対により入力された中間周波又は高周波の差動信号を高周波又は中間周波の差動信号に変換する信号変換回路と、
上記入力用バイポーラトランジスタ対のエミッタ端子に接続されたバイポーラトランジスタと、
上記バイポーラトランジスタとカレントミラーを構成するバイアス用バイポーラトランジスタと、
上記信号変換回路の出力差動信号又は入力差動信号を入力電力としてモニタする電力モニタ用回路と、
上記電力モニタ用回路の出力電流を基準電流とするP型カレントミラー回路と、
を備え、上記P型カレントミラー回路の出力電流が上記バイアス用バイポーラトランジスタの基準電流であることを特徴とするミクサ回路。
A pair of input bipolar transistors for inputting an intermediate frequency or high frequency differential signal;
A signal conversion circuit for converting an intermediate frequency or high frequency differential signal input by the input bipolar transistor pair using a local oscillation wave differential signal into a high frequency or intermediate frequency differential signal;
A bipolar transistor connected to the emitter terminal of the input bipolar transistor pair;
A bipolar transistor for bias that constitutes a current mirror with the bipolar transistor;
A power monitoring circuit for monitoring the output differential signal or the input differential signal of the signal conversion circuit as input power;
A P-type current mirror circuit using the output current of the power monitoring circuit as a reference current;
The mixer circuit is characterized in that the output current of the P-type current mirror circuit is a reference current of the bias bipolar transistor.
P型カレントミラー回路の基準電流を与える電力モニタ用回路が、信号変換回路の出力差動信号の一方を入力電力としてモニタする1つのバイポーラトランジスタからなることを特徴とする請求項1に記載のミクサ回路。   2. The mixer according to claim 1, wherein the power monitoring circuit for supplying a reference current of the P-type current mirror circuit comprises one bipolar transistor for monitoring one of the output differential signals of the signal conversion circuit as input power. circuit. P型カレントミラー回路の基準電流を与える電力モニタ用回路が、信号変換回路の両方の出力差動信号のそれぞれ一方を入力電力としてモニタする2つのバイポーラトランジスタからなることを特徴とする請求項1に記載のミクサ回路。   2. The power monitoring circuit for supplying a reference current of the P-type current mirror circuit comprises two bipolar transistors that monitor one of the output differential signals of both of the signal conversion circuits as input power. The mixer circuit described. P型カレントミラー回路の基準電流を与える電力モニタ用回路が、信号変換回路の出力差動信号を入力電力とする差動増幅回路からなることを特徴とする請求項1に記載のミクサ回路。   2. The mixer circuit according to claim 1, wherein the power monitoring circuit for supplying a reference current of the P-type current mirror circuit comprises a differential amplifier circuit using the output differential signal of the signal conversion circuit as input power. P型カレントミラー回路の基準電流を与える電力モニタ用回路が、信号変換回路の入力差動信号の一方を入力電力としてモニタする1つのバイポーラトランジスタからなることを特徴とする請求項1に記載のミクサ回路。   2. The mixer according to claim 1, wherein the power monitoring circuit for supplying a reference current of the P-type current mirror circuit comprises one bipolar transistor that monitors one of the input differential signals of the signal conversion circuit as input power. circuit. 定電流源をさらに備え、P型カレントミラー回路の出力電流と上記定電流源の出力電流の和をバイアス用バイポーラトランジスタの基準電流とすることを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載のミクサ回路。   6. The method according to claim 1, further comprising a constant current source, wherein a sum of an output current of the P-type current mirror circuit and an output current of the constant current source is used as a reference current of the bias bipolar transistor. The mixer circuit as described in the paragraph. 定電流源をさらに備え、P型カレントミラー回路の出力電流と上記定電流源の出力電流の差をバイアス用バイポーラトランジスタの基準電流とすることを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載のミクサ回路。   6. The method according to claim 1, further comprising a constant current source, wherein a difference between an output current of the P-type current mirror circuit and an output current of the constant current source is used as a reference current of the bias bipolar transistor. The mixer circuit as described in the paragraph. バイアス用バイポーラトランジスタのためのベース電流補償用バイポーラトランジスタをさらに備えたことを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載のミクサ回路。   8. The mixer circuit according to claim 1, further comprising a base current compensating bipolar transistor for the biasing bipolar transistor. 入力用バイポーラトランジスタ対のエミッタ端子に接続されたバイポーラトランジスタを電界効果トランジスタに置き換えたことを特徴とする請求項1から8までのいずれか1項に記載のミクサ回路。   9. The mixer circuit according to claim 1, wherein the bipolar transistor connected to the emitter terminal of the input bipolar transistor pair is replaced with a field effect transistor. 全てのバイポーラトランジスタを電界効果トランジスタに置き換えたことを特徴とする請求項1から8までのいずれか1項に記載のミクサ回路。 9. The mixer circuit according to claim 1, wherein all bipolar transistors are replaced with field effect transistors.
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