JP2010199840A - Variable gain amplifier - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable gain amplifier which suppresses the lowering of a cutoff frequency when being controlled to a low gain. <P>SOLUTION: The variable gain amplifier includes a plurality of source-grounded transistors MBs supplied with input signals IN at the gate and turned to an active state respectively corresponding to gain control, a load circuit L1 connected to a power supply voltage, and gate-grounded transistors VG1 and VG2 provided between the load circuit and the drains of the source-grounded transistors, and output signals are generated in the connection node of the load circuit and the gate-grounded transistors. The variable gain amplifier is further provided with a drain current addition circuit 20 which is connected to the source of the gate-grounded transistor and supplies a drain current between the drain and source of the gate-grounded transistor, the drain current addition circuit supplies a first drain current to the source-grounded transistor when the number of the source-grounded transistors in an active state is a first number, and supplies a second drain current larger than the first drain current when it is a second number smaller than the first number. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は,可変利得増幅器に関する。   The present invention relates to a variable gain amplifier.

可変利得増幅器は,利得制御信号に応じてその利得を可変制御可能な増幅器である。無線通信装置の受信器や送信機には,高周波信号を増幅する可変利得増幅器が設けられる。   The variable gain amplifier is an amplifier capable of variably controlling the gain according to the gain control signal. A variable gain amplifier that amplifies a high-frequency signal is provided in a receiver or a transmitter of a wireless communication device.

可変利得増幅器は,例えば,高周波の入力信号をゲートに入力するソース接地トランジスタを複数,並列に接続した構成であり,各ソース接地トランジスタのゲートにゲートバイアス電圧を印加するスイッチを制御することで,アクティブ状態のソース接地トランジスタの数を増減させ,その利得を可変制御する。そして,可変利得増幅器は,ソース接地トランジスタのドレイン端子と電源との間に負荷抵抗または負荷インダクタンスを設け,ドレイン端子から出力信号を出力する。   The variable gain amplifier has, for example, a configuration in which a plurality of grounded-source transistors that input high-frequency input signals to the gate are connected in parallel, and by controlling a switch that applies a gate bias voltage to the gate of each source-grounded transistor, The number of active-source grounded transistors is increased or decreased, and the gain is variably controlled. The variable gain amplifier provides a load resistance or load inductance between the drain terminal of the common source transistor and the power supply, and outputs an output signal from the drain terminal.

また,可変利得増幅器は,ソース接地トランジスタのドレインと負荷抵抗または負荷インダクタンスとの間にゲート接地トランジスタをカスコード接続して構成される場合もある。この場合は,ゲート接地トランジスタのドレイン端子と負荷抵抗または負荷インダクタンスとの接続端子が出力端子になる。   The variable gain amplifier may be configured by cascode-connecting a common-gate transistor between the drain of the common-source transistor and a load resistor or load inductance. In this case, the output terminal is a connection terminal between the drain terminal of the common-gate transistor and the load resistance or load inductance.

上記のような可変利得増幅器は,以下の特許文献1,2,3などに記載されている。   Such a variable gain amplifier is described in the following Patent Documents 1, 2, 3, and the like.

特開2007−259409号公報JP 2007-259409 A 特開2007−221402号公報JP 2007-221402 A 特開2003−60456号公報JP 2003-60456 A

カスコード接続タイプの可変利得増幅器は,並列に設けた複数のソース接地トランジスタのうちゲートバイアス電圧を印加するなどによりアクティブ状態になるトランジスタの数を増やすことで利得を増加し,その数を減らすことで利得を減少する。つまり,利得を増加するために,動作状態(アクティブ状態)のソース接地トランジスタの数を増やすことで,実質的なゲート幅が増大することを利用する。したがって,利得が増大すると出力端子に接続されているゲート接地トランジスタのドレイン電流が増加しそのドレイン・ソース間抵抗が減少し,一方で,利得が減少するとゲート接地トランジスタのドレイン電流が減少しそのドレイン・ソース間抵抗が増加する。   A cascode-connected variable gain amplifier increases the gain by increasing the number of transistors that become active by applying a gate bias voltage among a plurality of common-source transistors provided in parallel. Reduce gain. That is, in order to increase the gain, the fact that the substantial gate width is increased by increasing the number of operating source (active state) source-grounded transistors is used. Therefore, when the gain increases, the drain current of the grounded-gate transistor connected to the output terminal increases and its drain-source resistance decreases. On the other hand, when the gain decreases, the drain current of the grounded-gate transistor decreases and its drain・ Source resistance increases.

増幅器の出力抵抗は,ゲート接地トランジスタのドレイン・ソース間抵抗に依存するので,利得に応じてドレイン・ソース間抵抗が変動すると,増幅器の出力抵抗も変動する。そして,増幅器の周波数特性は,信号の周波数,出力抵抗,出力容量などに反比例するので,利得の減少による出力抵抗の増加は,カットオフ周波数の低減を招き好ましくない。   Since the output resistance of the amplifier depends on the drain-source resistance of the common-gate transistor, if the drain-source resistance varies according to the gain, the output resistance of the amplifier also varies. Since the frequency characteristics of the amplifier are inversely proportional to the signal frequency, output resistance, output capacitance, etc., an increase in output resistance due to a decrease in gain causes a reduction in cut-off frequency, which is not preferable.

そこで,本発明の目的は,利得の減少に伴ってカットオフ周波数が低減することが抑制された可変利得増幅器を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a variable gain amplifier in which the cut-off frequency is suppressed from decreasing as the gain decreases.

可変利得増幅器の第1の側面は,ゲートに入力信号が供給され利得制御に応じてそれぞれアクティブ状態になる複数のソース接地トランジスタと,電源電圧に接続された負荷回路と,前記負荷回路と前記複数のソース接地トランジスタのドレインとの間に設けられたゲート接地トランジスタとを有し,前記負荷回路と前記ゲート接地トランジスタとの接続ノードに出力信号が生成される。可変利得増幅器は,さらに,前記ゲート接地トランジスタのソースに接続され当該ゲート接地トランジスタのドレイン・ソース間にドレイン電流を供給するドレイン電流追加回路を有し,前記アクティブ状態のソース接地トランジスタが第1の数の場合に,前記ドレイン電流追加回路は当該ソース接地トランジスタに第1のドレイン電流を供給し,前記第1の数より少ない第2の数の場合に,前記第1のドレイン電流より多い第2のドレイン電流を供給する。   The first aspect of the variable gain amplifier includes a plurality of common-source transistors, each of which is supplied with an input signal to a gate and is activated according to gain control, a load circuit connected to a power supply voltage, the load circuit, and the plurality of A common-gate transistor provided between the drain of the common-source transistor and an output signal generated at a connection node between the load circuit and the common-gate transistor. The variable gain amplifier further includes a drain current addition circuit that is connected to a source of the grounded-gate transistor and supplies a drain current between a drain and a source of the grounded-gate transistor, and the active-source grounded transistor is a first grounded transistor. In the case of a number, the drain current addition circuit supplies a first drain current to the source-grounded transistor, and in the case of a second number less than the first number, a second greater than the first drain current. Supply the drain current.

第1の側面によれば,可変利得増幅器のゲート接地トランジスタのドレイン・ソース電流の変動が抑制され,利得の減少に伴ってカットオフ周波数が低減することが抑制される。   According to the first aspect, the fluctuation of the drain-source current of the common-gate transistor of the variable gain amplifier is suppressed, and the cut-off frequency is suppressed from decreasing with the decrease in gain.

本実施の形態が適用される可変利得増幅器の回路例を示す図である。It is a figure which shows the circuit example of the variable gain amplifier to which this Embodiment is applied. 図1の増幅器の周波数特性H(s)を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic H (s) of the amplifier of FIG. 第1の実施の形態における可変利得増幅器の回路図である。1 is a circuit diagram of a variable gain amplifier according to a first embodiment. 第1の実施の形態における差動型の可変利得増幅器の回路図である。1 is a circuit diagram of a differential variable gain amplifier according to a first embodiment. FIG. 第2の実施の形態における可変利得増幅器の回路図である。It is a circuit diagram of the variable gain amplifier in 2nd Embodiment. 第2の実施の形態における差動型の可変利得増幅器の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a differential variable gain amplifier according to a second embodiment. 本実施の形態における増幅器の周波数特性H(s)を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic H (s) of the amplifier in this Embodiment.

図1は,本実施の形態が適用される可変利得増幅器の回路例を示す図である。この可変利得増幅器は,ゲートに高周波の入力信号INが供給される複数のソース接地トランジスタM1〜Mnと,電源電圧AVDに接続された負荷回路を構成する負荷インダクタンスL1と,負荷インダクタンスL1とソース接地トランジスタM1〜Mnのドレインとの間に設けられ,ゲートが高周波的に接地されたゲート接地トランジスタMBとを有し,負荷インダクタンスL1とゲート接地トランジスタMBとの接続ノードに増幅された出力信号OUTを生成する。負荷インダクタンスL1は,負荷抵抗素子でもよい。   FIG. 1 is a diagram illustrating a circuit example of a variable gain amplifier to which the present embodiment is applied. This variable gain amplifier includes a plurality of common-source transistors M1 to Mn whose gates are supplied with a high-frequency input signal IN, a load inductance L1 constituting a load circuit connected to a power supply voltage AVD, a load inductance L1 and a common-source source. A gate-grounded transistor MB provided between the drains of the transistors M1 to Mn and having a gate grounded at a high frequency, and an amplified output signal OUT is connected to a connection node between the load inductance L1 and the gate-grounded transistor MB. Generate. The load inductance L1 may be a load resistance element.

複数のソース接地トランジスタM1〜Mnのゲートにはそれぞれゲートバイアス電圧VG1が抵抗R1〜Rnを介して供給される。第1のソース接地トランジスタM1のゲートには,抵抗R1を介してゲートバイアス電圧VG1が常時供給され,アクティブ状態に保たれる。一方,第2〜第nのソース接地トランジスタM2〜Mnのゲートには,抵抗R2〜Rnと増幅用ゲートバイアススイッチSW2〜SWnを介してゲートバイアス電圧VG1が供給される。これらの増幅用ゲートバイアススイッチSW2〜SW3は,図示しない増幅制御信号によってオンオフ制御される。   A gate bias voltage VG1 is supplied to the gates of the plurality of common source transistors M1 to Mn via resistors R1 to Rn, respectively. A gate bias voltage VG1 is always supplied to the gate of the first common-source transistor M1 through the resistor R1, and the active state is maintained. On the other hand, the gate bias voltage VG1 is supplied to the gates of the second to nth common source transistors M2 to Mn via the resistors R2 to Rn and the amplification gate bias switches SW2 to SWn. These amplification gate bias switches SW2 to SW3 are on / off controlled by an amplification control signal (not shown).

利得を増加させる場合は,増幅用ゲートバイアススイッチSW2からSWnまでを順次オンさせ,入力信号を増幅するソース接地トランジスタM2〜Mnの数を増やす。一方,利得を減少させる場合は,増幅用ゲートバイアススイッチSWnからSW2までを順次オフさせ,入力信号を増幅するソース接地トランジスタM2〜Mnの数を減らす。ゲートバイアス電圧VG1が供給されたアクティブ状態のソース接地トランジスタの数を増やすことは,ゲート幅を増やして相互コンダクタンスgmを高くすることを意味する。   When increasing the gain, the amplification gate bias switches SW2 to SWn are sequentially turned on to increase the number of common-source transistors M2 to Mn that amplify the input signal. On the other hand, when the gain is decreased, the amplification gate bias switches SWn to SW2 are sequentially turned off to reduce the number of common source transistors M2 to Mn that amplify the input signal. Increasing the number of active-source grounded transistors supplied with the gate bias voltage VG1 means increasing the gate width and increasing the transconductance gm.

また,ゲート接地トランジスタMBのゲートには,所定のゲートバイアス電圧VG2が印加される。図1の増幅器は,ソース接地トランジスタとゲート接地トランジスタとを組み合わせたカスコード接続の増幅器である。   A predetermined gate bias voltage VG2 is applied to the gate of the common-gate transistor MB. The amplifier of FIG. 1 is a cascode-connected amplifier in which a common source transistor and a common gate transistor are combined.

利得可変増幅器は,所望の周波数帯で高精度の利得可変幅を有することが求められる。ソース接地トランジスタによる増幅器の利得は,そのトランジスタの相互コンダクタンスgmと負荷によって決まる。そして,相互コンダクタンスgmは,以下の式で表すことができる。   The variable gain amplifier is required to have a highly accurate variable gain width in a desired frequency band. The gain of the amplifier with the common source transistor is determined by the mutual conductance gm of the transistor and the load. The mutual conductance gm can be expressed by the following equation.

Figure 2010199840
Figure 2010199840

ここで,Vodはオーバードライブ電圧,Vgsはゲートバイアス電圧,Vthはトランジスタの閾値電圧,μは移動度,Coは単位面積当たりのゲート容量,Wgはトランジスタのゲート幅,Lgはトランジスタのゲート長である。  Here, Vod is the overdrive voltage, Vgs is the gate bias voltage, Vth is the threshold voltage of the transistor, μ is the mobility, Co is the gate capacitance per unit area, Wg is the gate width of the transistor, and Lg is the gate length of the transistor. is there.

相互コンダクタンスgmは,横軸をゲート電圧,縦軸をドレイン電流とした時のトランジスタ特性の傾きを意味しており,オーバードライブ電圧Vodが大きく,トランジスタのゲート幅が大きいほどその傾きが大きく,利得が高くなることを意味している。したがって,ソース接地トランジスタのゲートに選択的にゲートバイアス電圧VG1を印加してアクティブ状態にすることは,トランジスタのゲート幅Wgを可変制御することと等価であり,それにより利得を可変制御できる。   The transconductance gm means the slope of the transistor characteristics when the horizontal axis is the gate voltage and the vertical axis is the drain current. The overdrive voltage Vod is large, and the slope of the transistor increases as the gate width of the transistor increases. Means higher. Therefore, selectively applying the gate bias voltage VG1 to the gate of the common source transistor to make it active is equivalent to variably controlling the gate width Wg of the transistor, thereby making it possible to variably control the gain.

また,ソース接地トランジスタのドレイン・ソース間電流(ドレイン電流)Idsは,以下の式で表すことができる。   The drain-source current (drain current) Ids of the common source transistor can be expressed by the following equation.

Figure 2010199840
Figure 2010199840

この式から明らかなとおり,ソース接地トランジスタM1〜Mnのゲート幅Wgを変化させるとドレイン・ソース間電流も変化する。それに伴い,ゲート接地トランジスタMBのドレイン・ソース間電流も変動する。   As is apparent from this equation, when the gate width Wg of the common source transistors M1 to Mn is changed, the drain-source current also changes. Along with this, the drain-source current of the common-gate transistor MB also varies.

一方で,増幅器の出力の周波数特性(入力に対する出力の伝達関数)は,その出力抵抗Routに依存する。以下の式は,その周波数特性H(s)を表す。   On the other hand, the frequency characteristic of the output of the amplifier (the output transfer function with respect to the input) depends on the output resistance Rout. The following equation represents the frequency characteristic H (s).

Figure 2010199840
Figure 2010199840

ここで,Aは低周波数での利得を,s=jωは入力信号の周波数成分を,Rは増幅器の出力抵抗Routを,Cは増幅器の出力端子の負荷容量(配線容量と次段回路の入力容量)をそれぞれ示す。この式によれば周波数成分s=jωが大きくなると(高周波),周波数特性H(s)が低下する。これがカットオフ周波数を意味する。さらに,この式によれば,RCが大きくなればH(s)が低下し,RCが小さければH(s)は上昇する。 Here, A 0 is the gain at low frequency, s = jω is the frequency component of the input signal, R is the output resistance Rout of the amplifier, and C is the load capacitance of the output terminal of the amplifier (wiring capacitance and next stage circuit (Input capacity). According to this equation, when the frequency component s = jω increases (high frequency), the frequency characteristic H (s) decreases. This means the cutoff frequency. Further, according to this equation, H (s) decreases as RC increases, and H (s) increases as RC decreases.

一方,増幅器の出力抵抗Routは,出力端子OUTに接続されているゲート接地トランジスタMBの相互コンダクタンスであるgm,トランジスタMBの出力抵抗ro,ソース接地トランジスタM1〜Mnの出力抵抗ro1と負荷インピーダンスZでほぼ決まり,以下の式のとおりである。 On the other hand, the output resistance Rout of the amplifier includes gm B which is a mutual conductance of the grounded gate transistor MB connected to the output terminal OUT, an output resistance ro B of the transistor MB, an output resistance ro1 of the common source transistors M1 to Mn, and a load impedance. almost determined by the Z L, it is shown in the following formula.

Figure 2010199840
Figure 2010199840

そして,ゲート接地トランジスタMBのドレイン・ソース間の直流電圧Vdsは一定であるので,そのドレイン・ソース間電流Idsが小さくなるとその出力抵抗roBは大きくなり,増幅器の出力抵抗Routも大きくなる。   Since the DC voltage Vds between the drain and source of the grounded-gate transistor MB is constant, when the drain-source current Ids decreases, the output resistance roB increases and the output resistance Rout of the amplifier also increases.

したがって,図1の増幅器の利得を上げるために,アクティブ状態のソース接地トランジスタの数を減らしてドレイン・ソース間電流Idsを減少させると,ドレイン・ソース間の直流電圧Vdsが一定であるので,ゲート接地トランジスタMBの抵抗roBは上昇し,増幅器の出力抵抗Routも大きくなる。その結果,増幅器の周波数特性H(s)が低下し,カットオフ周波数が下がり高周波帯域の利得が落ち込むことになる。   Therefore, if the drain-source current Ids is reduced by reducing the number of active source grounded transistors in order to increase the gain of the amplifier of FIG. 1, the drain-source DC voltage Vds is constant. The resistance roB of the ground transistor MB increases, and the output resistance Rout of the amplifier also increases. As a result, the frequency characteristic H (s) of the amplifier is lowered, the cut-off frequency is lowered, and the gain in the high frequency band is lowered.

図2は,図1の増幅器の周波数特性H(s)を示す図である。横軸が周波数,縦軸が利得(H(s))である。上記のとおり,増幅器の利得を高くすると,ドレイン・ソース電流Idsが増大し出力抵抗Routが低下し,カットオフ周波数が高くなる。逆に,利得を低くするとドレイン・ソース電流Idsが低下し出力提供Routが増加し,カットオフ周波数が低下する。したがって,低利得に制御された場合,カットオフ周波数の低下により,高い周波数帯域f0での利得の低下が高利得時よりも大きく低下することになる。   FIG. 2 is a diagram showing the frequency characteristic H (s) of the amplifier of FIG. The horizontal axis is frequency and the vertical axis is gain (H (s)). As described above, when the gain of the amplifier is increased, the drain-source current Ids increases, the output resistance Rout decreases, and the cutoff frequency increases. Conversely, when the gain is lowered, the drain-source current Ids is reduced, the output providing Rout is increased, and the cut-off frequency is lowered. Therefore, when the gain is controlled to be low, the reduction in the gain in the high frequency band f0 is greatly reduced as compared with the high gain due to the reduction in the cut-off frequency.

図3は,第1の実施の形態における可変利得増幅器の回路図である。この可変利得増幅器は,図1の増幅器と同様に,キャパシタC1〜Cnを介してゲートに高周波の入力信号INが供給される複数のソース接地トランジスタM1〜Mnと,電源電圧AVDに接続された負荷回路を構成する負荷インダクタンスL1と,負荷インダクタンスL1とソース接地トランジスタM1〜Mnのドレインとの間に設けられ,ゲートが高周波的に接地されたゲート接地トランジスタMBとを有し,負荷インダクタンスL1とゲート接地トランジスタMBとの接続ノードに増幅された出力信号OUTを生成する。負荷インダクタンスL1は,負荷抵抗素子でもよい。   FIG. 3 is a circuit diagram of the variable gain amplifier according to the first embodiment. As in the amplifier of FIG. 1, this variable gain amplifier has a plurality of common-source transistors M1 to Mn whose gates are supplied with a high-frequency input signal IN through capacitors C1 to Cn, and a load connected to a power supply voltage AVD. The circuit includes a load inductance L1 constituting a circuit, and a gate-grounded transistor MB provided between the load inductance L1 and the drains of the common-source transistors M1 to Mn and having a gate grounded in a high-frequency manner. An amplified output signal OUT is generated at a connection node with the ground transistor MB. The load inductance L1 may be a load resistance element.

そして,利得制御回路10は,利得制御信号GC2〜GCnにより,増幅用ゲートバイアススイッチSW2〜SWnをオンオフ制御し,ソース接地トランジスタM2〜Mnのゲートにゲートバイアス電圧VG1を供給する。ソース接地トランジスタM1〜Mnのゲート幅を所定の比率に設計しておけば,ゲートバイアス電圧VG1が印加されるアクティブ状態のソース接地トランジスタの数を増やすことで,所定の比率でゲート幅を増大させ,利得を所定の比率で増加させることができる。逆に,アクティブ状態のソース接地トランジスタの数を減らすことで,所定の比率でゲート幅を減少させ,利得を所定の比率で減少させることができる。   The gain control circuit 10 turns on and off the amplification gate bias switches SW2 to SWn by the gain control signals GC2 to GCn, and supplies the gate bias voltage VG1 to the gates of the common source transistors M2 to Mn. If the gate widths of the common source transistors M1 to Mn are designed to a predetermined ratio, the gate width is increased at a predetermined ratio by increasing the number of active source grounded transistors to which the gate bias voltage VG1 is applied. , The gain can be increased by a predetermined ratio. Conversely, by reducing the number of active-source grounded transistors, the gate width can be reduced at a predetermined ratio, and the gain can be decreased at a predetermined ratio.

図3の可変利得増幅器では,ゲート接地トランジスタMBのソースノードN10にドレイン電流追加回路20を有する。このドレイン電流追加回路20は,アクティブ状態の増幅用ソース接地トランジスタM2〜Mnの数が増えれば,ノードN10に供給する電流を低下させ,アクティブ状態の増幅用ソース接地トランジスタM2〜Mnの数が減れば,ノードN10に供給する電流を増加させる。その結果,利得を低下させるためにアクティブ状態の増幅用ソース接地トランジスタM2〜Mnの数を減らしたときに,ドレイン電流追加回路20の追加ドレイン電流が増大し,ゲート接地トランジスタMBのドレイン・ソース間電流Idsの低下を抑制し,出力抵抗Routの増大を抑制し,高周波帯域での利得の低下を抑えることができる。   The variable gain amplifier of FIG. 3 has a drain current adding circuit 20 at the source node N10 of the common-gate transistor MB. The drain current adding circuit 20 reduces the current supplied to the node N10 and decreases the number of active amplification grounded transistors M2 to Mn when the number of active amplification grounded transistors M2 to Mn increases. For example, the current supplied to the node N10 is increased. As a result, when the number of active amplification source grounded transistors M2 to Mn is decreased in order to reduce the gain, the additional drain current of the drain current adding circuit 20 increases, and the drain-source between the gate grounded transistor MB is increased. A decrease in current Ids can be suppressed, an increase in output resistance Rout can be suppressed, and a decrease in gain in a high frequency band can be suppressed.

ドレイン電流追加回路20は,望ましくは,増幅用ソース接地トランジスタM2〜Mnと同様に,追加用ソース接地トランジスタMA2〜MAnと,それらにゲートバイアス電圧VG1を供給する抵抗RA2〜RAnとスイッチSWA2〜SWAnと,インバータINV2〜NVnとを有する。そして,スイッチSWA2〜SW2nは,利得制御信号GC2〜GCnの反転信号によりオンオフ制御される。さらに,望ましくは,追加用ソース接地トランジスタMA2〜MAnのゲート幅は,増幅用ソース接地トランジスタM2〜Mnと同じである。   The drain current addition circuit 20 preferably includes the additional source grounded transistors MA2 to MAn, the resistors RA2 to RAn that supply the gate bias voltage VG1 to them, and the switches SWA2 to SWAn similarly to the amplification source grounded transistors M2 to Mn. And inverters INV2 to NVn. The switches SWA2 to SW2n are on / off controlled by inverted signals of the gain control signals GC2 to GCn. Further, preferably, the gate width of the additional source grounded transistors MA2 to MAn is the same as that of the amplifying source grounded transistors M2 to Mn.

つまり,利得制御信号GC2により増幅用ゲートバイアススイッチSW2をオフさせた時は,利得制御信号GC2をインバータINV2で反転した制御信号により追加用ゲートバイアススイッチSWA2をオンさせて,追加用ソース接地トランジスタMA2をアクティブ状態にする。このように,利得低下の制御に伴って,増幅用ゲートバイアススイッチSW2をオフさせて増幅用ソース接地トランジスタM2をノンアクティブ状態にした時に,追加用ソース接地トランジスタMA2をアクティブ状態にして,ゲート接地トランジスタMBのドレイン・ソース間電流を一定に保つことができる。若しくは,追加用ソース接地トランジスタMA2のゲート幅が増幅用ソース接地トランジスタM2のゲート幅より小さい場合でも,ゲート接地トランジスタMBのドレイン・ソース間電流の低下を抑制することができ,カットオフ周波数の過度の低下を抑えることができる。   That is, when the amplification gate bias switch SW2 is turned off by the gain control signal GC2, the additional gate bias switch SWA2 is turned on by the control signal obtained by inverting the gain control signal GC2 by the inverter INV2, and the additional source grounded transistor MA2 is turned on. To the active state. As described above, when the gain gate bias switch SW2 is turned off and the amplification source grounded transistor M2 is set in the non-active state in accordance with the gain reduction control, the additional source grounded transistor MA2 is activated and the gate grounding is performed. The drain-source current of the transistor MB can be kept constant. Alternatively, even when the gate width of the additional source grounded transistor MA2 is smaller than the gate width of the amplifying source grounded transistor M2, it is possible to suppress a decrease in the drain-source current of the grounded gate transistor MB, and an excessive cutoff frequency. Can be suppressed.

図3の例では,追加用ソース接地トランジスタMA2〜MAnを,利得制御用の増幅用ソース接地トランジスタM2〜Mnと同じ数,同じサイズで設けている。しかしながら,利得を低下させた時のカットオフ周波数の低下を抑制するためには,低利得時にアクティブ状態に制御される増幅用ソース接地トランジスタ,例えば,トランジスタM2〜Mm(m<n)に対応する追加用ソース接地トランジスタのみを設けても良い。   In the example of FIG. 3, the additional source grounded transistors MA2 to MAn are provided in the same number and the same size as the gain controlling grounded source transistors M2 to Mn. However, in order to suppress a decrease in the cut-off frequency when the gain is decreased, it corresponds to an amplifying source grounded transistor that is controlled to an active state when the gain is low, for example, transistors M2 to Mm (m <n). Only an additional source grounded transistor may be provided.

かかる構成にすると,高い利得の領域では,利得の低下によるカットオフ周波数の低下は容認するが,低い利得の領域では,利得の低下によるカットオフ周波数の低下を抑制することができる。そして,追加用ソース接地トランジスタの数を減らすことで,全体の消費電力の増大を抑えることもできる。   With such a configuration, a reduction in the cut-off frequency due to the gain reduction is acceptable in the high gain region, but a reduction in the cut-off frequency due to the gain reduction can be suppressed in the low gain region. By reducing the number of additional source grounded transistors, it is possible to suppress an increase in overall power consumption.

さらに,追加用ソース接地トランジスタのサイズは増幅用ソース接地トランジスタより小さくしてもよい。トランジスタサイズが小さいため追加されるドレイン電流は不足するが,ゲート接地トランジスタMBのドレイン・ソース電流の過度の低下を抑制することができる。   Furthermore, the size of the additional source grounded transistor may be smaller than that of the amplifying source grounded transistor. Since the transistor size is small, the added drain current is insufficient, but an excessive decrease in the drain-source current of the common-gate transistor MB can be suppressed.

図4は,第1の実施の形態における差動型の可変利得増幅器の回路図である。差動型の場合は,図3の増幅器の回路を,正相側入力信号INと逆相側入力信号INxとの差を増幅して,正相側出力信号OUTと逆相側出力信号OUTxとを生成する。各トランジスタや抵抗,インダクタンスの添え字にxが付けられているほうが,逆相側の回路である。   FIG. 4 is a circuit diagram of the differential variable gain amplifier according to the first embodiment. In the case of the differential type, the amplifier circuit of FIG. 3 is used to amplify the difference between the positive phase side input signal IN and the negative phase side input signal INx, and the positive phase side output signal OUT and the negative phase side output signal OUTx. Is generated. A circuit on the opposite phase side has x attached to the subscript of each transistor, resistance, and inductance.

まず,増幅器は,キャパシタC1〜Cn,C1x〜Cnxを介してゲートに高周波の入力信号IN,INxがそれぞれ供給される複数のソース接地トランジスタM1〜Mn,M1x〜Mnxと,電源電圧AVDに接続された負荷回路を構成する負荷インダクタンスL1,L1xと,負荷インダクタンスL1,L1xとソース接地トランジスタM1〜Mn,M1x〜Mnxのドレインとの間に設けられ,ゲートが高周波的に接地されたゲート接地トランジスタMB,MBxとを有し,負荷インダクタンスL1,L1xとゲート接地トランジスタMB,MBxとの接続ノードに増幅された出力信号OUT,OUTxを生成する。   First, the amplifier is connected to a plurality of source grounded transistors M1 to Mn and M1x to Mnx whose gates are supplied with high-frequency input signals IN and INx through capacitors C1 to Cn and C1x to Cnx, respectively, and a power supply voltage AVD. Load inductances L1 and L1x constituting the load circuit, and gate inductance transistors MB provided between the load inductances L1 and L1x and the drains of the common source transistors M1 to Mn and M1x to Mnx and having a gate grounded in a high frequency manner. , MBx, and amplified output signals OUT, OUTx are generated at connection nodes between the load inductances L1, L1x and the common-gate transistors MB, MBx.

さらに,ドレイン電流追加回路20には,追加用ソース接地トランジスタMA2〜MAn,MA2x〜MAnxと,それらのゲートバイアス電圧VG1を供給する抵抗RA2〜RAn,RA2x〜RAnxと,追加用ゲートバイアススイッチSWA2〜SWAnとを有する。この追加用ゲートバイアススイッチSWA2〜SWAnは,両側の追加用ソース接地トランジスタMA2〜MAn,MA2x〜MAnxで共用される。   Further, the drain current adding circuit 20 includes additional source grounded transistors MA2 to MAn, MA2x to MAnx, resistors RA2 to RAn and RA2x to RAnx for supplying the gate bias voltage VG1, and additional gate bias switches SWA2 to SWA2. SWAn. The additional gate bias switches SWA2 to SWAn are shared by the additional source grounded transistors MA2 to MAn and MA2x to MAnx on both sides.

図5は,第2の実施の形態における可変利得増幅器の回路図である。この可変利得増幅器は,高周波の入力信号が共通のキャパシタC1を介してゲートに供給される増幅用のソース接地トランジスタM1〜Mnと,電源電圧AVDに接続された負荷インダクタンスL1と,ゲートにゲートバイアス電圧VG2が供給され高周波的にゲート接地された第1のゲート接地トランジスタMBと,複数の増幅用ソース接地トランジスタM1〜Mnと第1のゲート接地トランジスタMBとの間にそれぞれ設けられた第2のゲート接地トランジスタMC1〜MCnとを有する。負荷インダクタンスは負荷抵抗でもよい。   FIG. 5 is a circuit diagram of the variable gain amplifier according to the second embodiment. This variable gain amplifier has a common source transistor M1 to Mn for amplification whose high frequency input signal is supplied to the gate through a common capacitor C1, a load inductance L1 connected to the power supply voltage AVD, and a gate bias at the gate. A first grounded transistor MB that is supplied with voltage VG2 and is grounded at a high frequency, and a second grounded transistor M1 to Mn that is provided between the plurality of amplifying source grounded transistors M1 to Mn and the first grounded gate transistor MB, respectively. Gate-grounded transistors MC1 to MCn. The load inductance may be a load resistance.

増幅用ソース接地トランジスタM1〜Mnには,共通の抵抗R1を介してゲートバイアス電圧VG1が印加されている。ただし,第2のゲート接地トランジスタMC2〜MCnには,増幅用ゲートバイアススイッチSWC2〜SWCnを介して第3のゲートバイアス電圧VG3が供給される。また,第2のゲート接地トランジスタMC1には第3のゲートバイアス電圧VG3が供給される。   A gate bias voltage VG1 is applied to the amplifying source ground transistors M1 to Mn via a common resistor R1. However, the third gate bias voltage VG3 is supplied to the second grounded gate transistors MC2 to MCn via the amplification gate bias switches SWC2 to SWCn. The third gate bias voltage VG3 is supplied to the second grounded gate transistor MC1.

最も利得が小さい場合は,増幅用ソース接地トランジスタM1のみがアクティブ状態であり,小さいドレイン電流により入力信号INを増幅する。図示しない利得制御信号により,増幅用ゲートバイアススイッチSWC2〜SWCnが順次オン状態に制御されることにより,アクティブ状態の増幅用ソース接地トランジスタM2〜Mnの数が増えて,ドレイン電流が増え,利得が高くなる。   When the gain is the smallest, only the amplifying source grounded transistor M1 is in an active state, and the input signal IN is amplified by a small drain current. The amplification gate bias switches SWC2 to SWCn are sequentially turned on by a gain control signal (not shown), thereby increasing the number of active amplification source grounded transistors M2 to Mn, increasing the drain current, and increasing the gain. Get higher.

上記のように,第2のゲート接地トランジスタMC1〜MCnにゲートバイアス電圧VG3を供給することによりアクティブ状態の増幅用ソース接地トランジスタM1〜Mnの数をコントロールする構成にすれば,増幅用ソース接地トランジスタM1〜Mnには,共通のキャパシタC1と共通のゲートバイアス供給用抵抗R1を利用することができ,回路素子数を減らすことができる。   As described above, when the number of the active amplification common source transistors M1 to Mn is controlled by supplying the gate bias voltage VG3 to the second common gate transistors MC1 to MCn, the amplification common source transistor A common capacitor C1 and a common gate bias supply resistor R1 can be used for M1 to Mn, and the number of circuit elements can be reduced.

図5の第2の実施の形態では,ドレイン電流追加回路20が,第1のゲート接地トランジスタMBのソースノードN20に接続されている。そして,第1の実施の形態と同様に,ドレイン電流追加回路20は,アクティブ状態の増幅用ソース接地トランジスタM2〜Mnの数が増えれば,ノードN20に供給する電流を減らし,アクティブ状態の増幅用ソース接地トランジスタM2〜Mnの数が減れば,ノードN10に供給する電流を増加させる。その結果,利得を低下させるためにアクティブ状態の増幅用ソース接地トランジスタM2〜Mnの数を減らしたときに,ドレイン電流追加回路20の追加ドレイン電流が増大し,第1のゲート接地トランジスタMBのドレイン・ソース間電流Idsの低下を抑制し,出力抵抗Routの増大を抑制し,高周波帯域での利得の低下を抑える。   In the second embodiment of FIG. 5, the drain current adding circuit 20 is connected to the source node N20 of the first grounded gate transistor MB. Similarly to the first embodiment, the drain current adding circuit 20 reduces the current supplied to the node N20 as the number of active source grounded transistors M2 to Mn increases in the active state, thereby increasing the active state. If the number of common source transistors M2 to Mn decreases, the current supplied to the node N10 is increased. As a result, when the number of active amplification source grounded transistors M2 to Mn is reduced in order to reduce the gain, the additional drain current of the drain current adding circuit 20 increases, and the drain of the first gate grounded transistor MB is increased. -Suppressing a decrease in the inter-source current Ids, suppressing an increase in the output resistance Rout, and suppressing a decrease in gain in a high frequency band.

ドレイン電流追加回路20は,ゲートにゲートバイアス電圧VG1が常時供給される追加用ソース接地トランジスタMA2〜MAnと,追加用ゲート接地トランジスタMD2〜MDnとを有し,追加用ゲート接地トランジスタMD2〜MDnのゲートには,追加用ゲートバイアススイッチSWD2〜SWDnにより第3のゲートバイアス電圧VG3が供給される。   The drain current adding circuit 20 has additional source grounded transistors MA2 to MAn whose gate bias voltage VG1 is always supplied to the gate and additional gate grounded transistors MD2 to MDn. A third gate bias voltage VG3 is supplied to the gate by additional gate bias switches SWD2 to SWDn.

第1の実施の形態と同様に,この追加用ゲートバイアススイッチSWD2〜SWDnは,増幅用ゲートバイアススイッチSWC2〜SWCnを制御する利得制御信号の反転信号によりオンオフ制御される。つまり,増幅用ゲートバイアススイッチSWC2〜SWCnが順次オン状態に制御されるとき,追加用ゲートバイアススイッチSWD2〜SWDnは順次オフ状態に制御され,増幅用ゲートバイアススイッチSWC2〜SWCnが順次オフ状態に制御されるとき,追加用ゲートバイアススイッチSWD2〜SWDnは順次オン状態に制御される。   As in the first embodiment, the additional gate bias switches SWD2 to SWDn are on / off controlled by an inverted signal of a gain control signal that controls the amplification gate bias switches SWC2 to SWCn. That is, when the amplification gate bias switches SWC2 to SWCn are sequentially turned on, the additional gate bias switches SWD2 to SWDn are sequentially turned off and the amplification gate bias switches SWC2 to SWCn are sequentially turned off. When this is done, the additional gate bias switches SWD2 to SWDn are sequentially turned on.

望ましくは,追加用ソース接地トランジスタMA2〜MAnと,追加用ゲート接地トランジスタMD2〜MDnとは,増幅用ソース接地トランジスタM2〜Mnと,増幅用の第2ゲート接地トランジスタMC2〜MCnとに対応して設けられ,さらに同じサイズである。しかし,追加用ソース接地トランジスタMA2〜MAnと,追加用ゲート接地トランジスタMD2〜MDnとは,必ずしも,増幅用ソース接地トランジスタM2〜Mnと増幅用の第2ゲート接地トランジスタMC2〜MCnとに対応した数設ける必要もなく,同じサイズにする必要もない。   Desirably, the additional source grounded transistors MA2 to MAn and the additional gate grounded transistors MD2 to MDn correspond to the amplifying source grounded transistors M2 to Mn and the amplifying second gate grounded transistors MC2 to MCn. It is provided and is the same size. However, the additional source grounded transistors MA2 to MAn and the additional gate grounded transistors MD2 to MDn are not necessarily the numbers corresponding to the amplifying source grounded transistors M2 to Mn and the amplifying second gate grounded transistors MC2 to MCn. There is no need to provide the same size.

第2の実施の形態の可変利得増幅器も,第1の実施の形態と同様に,利得が低く制御されたときに,第1のゲート接地トランジスタMBのドレイン・ソース間電流が低下することが抑制され,カットオフ周波数の過度の低下を抑制することができる。   Similarly to the first embodiment, the variable gain amplifier of the second embodiment also suppresses a decrease in the drain-source current of the first grounded gate transistor MB when the gain is controlled to be low. Thus, an excessive decrease in the cut-off frequency can be suppressed.

図6は,第2の実施の形態における差動型の可変利得増幅器の回路図である。図5の可変利得増幅器を,正相側と逆相側とに設けている。逆相側の各トランジスタや抵抗,キャパシタに添え字xを与えている。この差動型の可変利得増幅器は,差動の入力信号IN,INxを増幅して,差動の出力信号OUT,OUTxを生成する。そして,ドレイン電流追加回路20が設けられているので,利得が低く制御されたときでも,第1のゲート接地トランジスタMB,MBxのドレイン・ソース電流の過度の低下を抑えて,カットオフ周波数の低下を抑えている。   FIG. 6 is a circuit diagram of a differential variable gain amplifier according to the second embodiment. The variable gain amplifier of FIG. 5 is provided on the positive phase side and the negative phase side. A subscript x is given to each transistor, resistor, and capacitor on the negative phase side. This differential variable gain amplifier amplifies differential input signals IN and INx to generate differential output signals OUT and OUTx. Further, since the drain current adding circuit 20 is provided, even when the gain is controlled to be low, an excessive decrease in the drain-source current of the first grounded gate transistors MB and MBx is suppressed, and the cut-off frequency is decreased. Is suppressed.

図7は,第1,第2の実施の形態における増幅器の周波数特性H(s)を示す図である。図2と同様に,横軸に周波数,縦軸に利得を示す。本実施の形態では,利得が低く制御された時にゲート接地トランジスタのドレイン・ソース電流が過度に低下することが抑制されるので,低利得になっても,カットオフ周波数が低下することが抑制される。したがって,図7に示されるとおり,所定の高周波帯域f0において,低利得に制御された時の利得の過度の低下を抑えることができる。   FIG. 7 is a diagram showing frequency characteristics H (s) of the amplifiers in the first and second embodiments. As in FIG. 2, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents gain. In this embodiment, since the drain-source current of the grounded-gate transistor is suppressed from being excessively reduced when the gain is controlled to be low, the cutoff frequency is suppressed from decreasing even when the gain is low. The Therefore, as shown in FIG. 7, it is possible to suppress an excessive decrease in gain when the gain is controlled to be low in a predetermined high-frequency band f0.

本実施の形態では,ソース接地トランジスタやゲート接地トランジスタを全てNチャネルMOSトランジスタで構成している。しかし,これらのトランジスタをPチャネルMOSトランジスタで構成してもよい。その場合は,電源電圧AVDはグランドに,グランドは正電源電圧に置き換えられる。   In the present embodiment, the common source transistor and the common gate transistor are all constituted by N-channel MOS transistors. However, these transistors may be constituted by P-channel MOS transistors. In this case, the power supply voltage AVD is replaced with the ground, and the ground is replaced with the positive power supply voltage.

以上の実施の形態をまとめると,次の付記のとおりである。   The above embodiment is summarized as follows.

(付記1)
ゲートに入力信号が供給され,利得制御に応じてそれぞれアクティブ状態になる複数のソース接地トランジスタと,
電源電圧に接続された負荷回路と,
前記負荷回路と前記複数のソース接地トランジスタのドレインとの間に設けられたゲート接地トランジスタとを有し,
前記負荷回路と前記ゲート接地トランジスタとの接続ノードに出力信号が生成され,
さらに,前記ゲート接地トランジスタのソースに接続され当該ゲート接地トランジスタのドレイン・ソース間にドレイン電流を供給するドレイン電流追加回路を有し,
前記アクティブ状態のソース接地トランジスタが第1の数の場合に,前記ドレイン電流追加回路は当該ソース接地トランジスタに第1のドレイン電流を供給し,前記第1の数より少ない第2の数の場合に,前記第1のドレイン電流より多い第2のドレイン電流を供給する可変利得増幅器。
(Appendix 1)
A plurality of common-source transistors, each of which receives an input signal to the gate and is activated in response to gain control;
A load circuit connected to the supply voltage;
A common-gate transistor provided between the load circuit and the drains of the plurality of common-source transistors;
An output signal is generated at a connection node between the load circuit and the common gate transistor,
And a drain current addition circuit connected to the source of the grounded-gate transistor and supplying a drain current between the drain and source of the grounded-gate transistor,
When the number of the active source grounded transistors is the first number, the drain current adding circuit supplies the first drain current to the source grounded transistors, and when the second number is less than the first number. , A variable gain amplifier that supplies a second drain current greater than the first drain current.

(付記2)
付記1において,
前記ドレイン電流追加回路は,前記ソース接地トランジスタに並列に複数の追加のソース接地トランジスタを有し,前記アクティブ状態のソース接地トランジスタが第1の数の場合に,第3の数の前記追加のソース接地トランジスタをアクティブ状態にし,前記アクティブ状態のソース接地トランジスタが第1の数より少ない第2の数の場合に,前記第3の数より多い第4の数の前記追加のソース接地トランジスタをアクティブ状態にする可変利得増幅器。
(Appendix 2)
In Appendix 1,
The additional drain current circuit has a plurality of additional common source transistors in parallel with the common source transistor, and a third number of the additional sources when the first common source transistor is in the active state. Activate a grounded transistor and activate a fourth number of the additional source grounded transistors greater than the third number when the number of active source grounded transistors is a second number less than the first number A variable gain amplifier.

(付記3)
ゲートに入力信号が供給され,利得制御に応じてゲートバイアス電圧がそれぞれに供給される複数の増幅用ソース接地トランジスタと,
電源電圧に接続された負荷回路と,
前記負荷回路と前記複数の増幅用ソース接地トランジスタのドレインとの間に設けられたゲート接地トランジスタとを有し,
前記負荷回路と前記ゲート接地トランジスタとの接続ノードに出力信号が生成され,
さらに,前記ゲート接地トランジスタのソースに接続され当該ゲート接地トランジスタのドレイン・ソース間にドレイン電流を供給するドレイン電流追加回路を有し,
前記ゲートバイアス電圧が供給される増幅用ソース接地トランジスタが第1の数の場合に,前記ドレイン電流追加回路は当該ソース接地トランジスタに第1のドレイン電流を供給し,前記第1の数より少ない第2の数の場合に,前記第1のドレイン電流より多い第2のドレイン電流を供給する可変利得増幅器。
(Appendix 3)
A plurality of amplifying source-grounded transistors to which an input signal is supplied to a gate and a gate bias voltage is supplied to each according to gain control;
A load circuit connected to the supply voltage;
A grounded gate transistor provided between the load circuit and the drains of the plurality of common source transistors for amplification;
An output signal is generated at a connection node between the load circuit and the common gate transistor,
And a drain current addition circuit connected to the source of the grounded-gate transistor and supplying a drain current between the drain and source of the grounded-gate transistor,
When the common source transistor for amplification to which the gate bias voltage is supplied is the first number, the drain current addition circuit supplies the first drain current to the common source transistor, and the first number is smaller than the first number. A variable gain amplifier that supplies a second drain current larger than the first drain current when the number is two.

(付記4)
付記3において,
さらに,利得制御信号に応じてオンオフ制御され,前記複数の増幅用ソース接地トランジスタのゲートにゲートバイアス電圧をそれぞれ供給する複数の増幅用ゲートバイアススイッチを有し,
前記ドレイン電流追加回路は,
前記複数の増幅用ソース接地トランジスタのドレインとソースとの間に並列に設けられた複数の追加用ソース接地トランジスタと,
前記利得制御信号に応じてオンオフ制御され,前記複数の追加用ソース接地トランジスタのゲートに前記ゲートバイアス電圧をそれぞれ供給する複数の追加用ゲートバイアススイッチとを有し,
前記増幅用ゲートバイアススイッチのいずれかがオン制御される場合に,前記追加用ゲートバイアススイッチのいずれかがオフ制御され,前記増幅用ゲートバイアススイッチのいずれかがオフ制御される場合に,前記追加用ゲートバイアススイッチのいずれかがオン制御される可変利得増幅器。
(Appendix 4)
In Appendix 3,
And a plurality of amplifying gate bias switches that are on / off controlled in accordance with a gain control signal and respectively supply a gate bias voltage to the gates of the plurality of amplifying source grounded transistors,
The drain current adding circuit is
A plurality of additional source grounded transistors provided in parallel between a drain and a source of the plurality of amplifying source grounded transistors;
A plurality of additional gate bias switches which are on / off controlled according to the gain control signal and supply the gate bias voltages to the gates of the plurality of additional source grounded transistors,
When any of the amplification gate bias switches is controlled to be turned on, any of the additional gate bias switches is controlled to be turned off, and when any of the amplification gate bias switches is controlled to be turned off, the addition is performed. A variable gain amplifier in which any one of the gate bias switches is controlled to be turned on.

(付記5)
付記3において,
前記複数の増幅用ソース接地トランジスタは,所定の比率のゲート幅を有し,前記複数の追加用ソース接地トランジスタは,前記複数の増幅用ソース接地トランジスタの少なくとも一部に対応して設けられ,対応する比率のゲート幅を有する可変利得増幅器。
(Appendix 5)
In Appendix 3,
The plurality of amplifying source grounded transistors have a predetermined ratio of gate width, and the plurality of additional source grounding transistors are provided corresponding to at least a part of the plurality of amplifying source grounded transistors. A variable gain amplifier having a ratio of gate widths.

(付記6)
ゲートに入力信号が供給されるとともに前記ゲートに第1のゲートバイアス電圧が印加される複数の増幅用ソース接地トランジスタと,
電源電圧に接続された負荷回路と,
前記負荷回路と前記複数の増幅用ソース接地トランジスタのドレインとの間に設けられた第1のゲート接地トランジスタと,
前記第1のゲート接地トランジスタのソースと前記複数の増幅用ソース接地トランジスタのドレインとの間にそれぞれ設けられ,利得制御に応じて第2のゲートバイアス電圧がそれぞれに供給される複数の第2のゲート接地トランジスタとを有し,
前記負荷回路と前記第1のゲート接地トランジスタとの接続ノードに出力信号が生成され,
さらに,前記第1のゲート接地トランジスタのソースに接続され当該第1のゲート接地トランジスタのドレイン・ソース間にドレイン電流を供給するドレイン電流追加回路を有し,
前記第2のゲートバイアス電圧が供給される第2のゲート接地トランジスタが第1の数の場合に,前記ドレイン電流追加回路は当該増幅用ソース接地トランジスタに第1のドレイン電流を供給し,前記第1の数より少ない第2の数の場合に,前記第1のドレイン電流より多い第2のドレイン電流を供給する可変利得増幅器。
(Appendix 6)
A plurality of common source transistors for amplification, wherein an input signal is supplied to the gate and a first gate bias voltage is applied to the gate;
A load circuit connected to the supply voltage;
A first grounded gate transistor provided between the load circuit and the drains of the plurality of common source transistors for amplification;
A plurality of second gate bias voltages are provided between the source of the first grounded gate transistor and the drains of the plurality of common source amplification transistors, respectively, and each of the second gate bias voltages is supplied in accordance with gain control. A grounded-gate transistor,
An output signal is generated at a connection node between the load circuit and the first grounded-gate transistor,
And a drain current adding circuit connected to the source of the first grounded-gate transistor and supplying a drain current between the drain and source of the first grounded-gate transistor,
When the number of second gate grounded transistors to which the second gate bias voltage is supplied is the first number, the drain current adding circuit supplies the first drain current to the amplification source grounded transistor, and A variable gain amplifier that supplies a second drain current greater than the first drain current in the case of a second number less than one.

(付記7)
付記6において,
さらに,利得制御信号に応じてオンオフ制御され,前記複数の第2のゲート接地トランジスタのゲートに前記第2のゲートバイアス電圧をそれぞれ供給する複数の増幅用ゲートバイアススイッチを有し,
前記ドレイン電流追加回路は,
前記複数の第2のゲート接地トランジスタと複数の増幅用ソース接地トランジスタとに並列に設けられた複数の追加用ゲート接地トランジスタと複数の追加用ソース接地トランジスタと,前記利得制御信号に応じてオンオフ制御され,前記複数の追加用ゲート接地トランジスタのゲートに前記第2のゲートバイアス電圧をそれぞれ供給する複数の追加用ゲートバイアススイッチとを有し,
前記増幅用ゲートバイアススイッチのいずれかがオン制御される場合に,前記追加用ゲートバイアススイッチのいずれかがオフ制御され,前記ゲートバイアススイッチのいずれかがオフ制御される場合に,前記追加用ゲートバイアススイッチのいずれかがオン制御される可変利得増幅器。
(Appendix 7)
In Appendix 6,
And a plurality of amplifying gate bias switches that are on / off controlled in accordance with a gain control signal and supply the second gate bias voltage to the gates of the plurality of second gate-grounded transistors,
The drain current adding circuit is
A plurality of additional gate grounded transistors and a plurality of additional source grounded transistors provided in parallel with the plurality of second gate grounded transistors and a plurality of amplification source grounded transistors, and on / off control according to the gain control signal A plurality of additional gate bias switches for supplying the second gate bias voltage to the gates of the plurality of additional grounded gate transistors,
When any of the amplification gate bias switches is on-controlled, any of the additional gate bias switches is off-controlled, and when any of the gate bias switches is off-controlled, the additional gate A variable gain amplifier in which one of the bias switches is on-controlled.

(付記8)
付記7において,
前記複数の増幅用ソース接地トランジスタは,所定の比率のゲート幅を有し,前記複数の追加用ソース接地トランジスタは,前記複数の増幅用ソース接地トランジスタの少なくとも一部に対応して設けられ,対応する比率のゲート幅を有する可変利得増幅器。
(Appendix 8)
In Appendix 7,
The plurality of amplifying source grounded transistors have a predetermined ratio of gate width, and the plurality of additional source grounding transistors are provided corresponding to at least a part of the plurality of amplifying source grounded transistors. A variable gain amplifier having a ratio of gate widths.

(付記9)
付記1乃至8のいずれかにおいて,
前記増幅用のソース接地トランジスタ,ゲート接地トランジスタ,負荷回路は,正相側と逆相側とにそれぞれ設けられ,差動入力信号を増幅して差動出力信号を生成する可変利得増幅器。
(Appendix 9)
In any one of appendices 1 to 8,
The amplification source grounded transistor, gate grounded transistor, and load circuit are provided on the positive phase side and the negative phase side, respectively, and a variable gain amplifier that amplifies a differential input signal and generates a differential output signal.

IN:入力信号 OUT:出力信号
M1〜Mn:増幅用ソース接地トランジスタ
MB:ソース接地トランジスタ
MA1〜MAn:追加用ソース接地トランジスタ
VG1,VG2:ゲートバイアス電圧
L1:負荷回路,負荷インダクタンス
AVD:電源電圧
IN: input signal OUT: output signals M1 to Mn: amplification source grounded transistor MB: source grounded transistors MA1 to MAn: additional source grounding transistors VG1, VG2: gate bias voltage L1: load circuit, load inductance AVD: power supply voltage

Claims (6)

ゲートに入力信号が供給され,利得制御に応じてそれぞれアクティブ状態になる複数のソース接地トランジスタと,
電源電圧に接続された負荷回路と,
前記負荷回路と前記複数のソース接地トランジスタのドレインとの間に設けられたゲート接地トランジスタとを有し,
前記負荷回路と前記ゲート接地トランジスタとの接続ノードに出力信号が生成され,
さらに,前記ゲート接地トランジスタのソースに接続され当該ゲート接地トランジスタのドレイン・ソース間にドレイン電流を供給するドレイン電流追加回路を有し,
前記アクティブ状態のソース接地トランジスタが第1の数の場合に,前記ドレイン電流追加回路は当該ソース接地トランジスタに第1のドレイン電流を供給し,前記第1の数より少ない第2の数の場合に,前記第1のドレイン電流より多い第2のドレイン電流を供給する可変利得増幅器。
A plurality of common-source transistors, each of which receives an input signal to the gate and is activated in response to gain control;
A load circuit connected to the supply voltage;
A common-gate transistor provided between the load circuit and the drains of the plurality of common-source transistors;
An output signal is generated at a connection node between the load circuit and the common gate transistor,
And a drain current addition circuit connected to the source of the grounded-gate transistor and supplying a drain current between the drain and source of the grounded-gate transistor,
When the number of the active source grounded transistors is the first number, the drain current adding circuit supplies the first drain current to the source grounded transistors, and when the second number is less than the first number. , A variable gain amplifier that supplies a second drain current greater than the first drain current.
請求項1において,
前記ドレイン電流追加回路は,前記ソース接地トランジスタに並列に複数の追加のソース接地トランジスタを有し,前記アクティブ状態のソース接地トランジスタが第1の数の場合に,第3の数の前記追加のソース接地トランジスタをアクティブ状態にし,前記アクティブ状態のソース接地トランジスタが第1の数より少ない第2の数の場合に,前記第3の数より多い第4の数の前記追加のソース接地トランジスタをアクティブ状態にする可変利得増幅器。
In claim 1,
The additional drain current circuit has a plurality of additional common source transistors in parallel with the common source transistor, and a third number of the additional sources when the first common source transistor is in the active state. Activate a grounded transistor and activate a fourth number of the additional source grounded transistors greater than the third number when the number of active source grounded transistors is a second number less than the first number A variable gain amplifier.
ゲートに入力信号が供給され,利得制御に応じてゲートバイアス電圧がそれぞれに供給される複数の増幅用ソース接地トランジスタと,
電源電圧に接続された負荷回路と,
前記負荷回路と前記複数の増幅用ソース接地トランジスタのドレインとの間に設けられたゲート接地トランジスタとを有し,
前記負荷回路と前記ゲート接地トランジスタとの接続ノードに出力信号が生成され,
さらに,前記ゲート接地トランジスタのソースに接続され当該ゲート接地トランジスタのドレイン・ソース間にドレイン電流を供給するドレイン電流追加回路を有し,
前記ゲートバイアス電圧が供給される増幅用ソース接地トランジスタが第1の数の場合に,前記ドレイン電流追加回路は当該ソース接地トランジスタに第1のドレイン電流を供給し,前記第1の数より少ない第2の数の場合に,前記第1のドレイン電流より多い第2のドレイン電流を供給する可変利得増幅器。
A plurality of amplifying source-grounded transistors to which an input signal is supplied to a gate and a gate bias voltage is supplied to each according to gain control;
A load circuit connected to the supply voltage;
A grounded gate transistor provided between the load circuit and the drains of the plurality of common source transistors for amplification;
An output signal is generated at a connection node between the load circuit and the common gate transistor,
And a drain current addition circuit connected to the source of the grounded-gate transistor and supplying a drain current between the drain and source of the grounded-gate transistor,
When the common source transistor for amplification to which the gate bias voltage is supplied is the first number, the drain current addition circuit supplies the first drain current to the common source transistor, and the first number is smaller than the first number. A variable gain amplifier that supplies a second drain current larger than the first drain current when the number is two.
請求項3において,
さらに,利得制御信号に応じてオンオフ制御され,前記複数の増幅用ソース接地トランジスタのゲートにゲートバイアス電圧をそれぞれ供給する複数の増幅用ゲートバイアススイッチを有し,
前記ドレイン電流追加回路は,
前記複数の増幅用ソース接地トランジスタのドレインとソースとの間に並列に設けられた複数の追加用ソース接地トランジスタと,
前記利得制御信号に応じてオンオフ制御され,前記複数の追加用ソース接地トランジスタのゲートに前記ゲートバイアス電圧をそれぞれ供給する複数の追加用ゲートバイアススイッチとを有し,
前記増幅用ゲートバイアススイッチのいずれかがオン制御される場合に,前記追加用ゲートバイアススイッチのいずれかがオフ制御され,前記増幅用ゲートバイアススイッチのいずれかがオフ制御される場合に,前記追加用ゲートバイアススイッチのいずれかがオン制御される可変利得増幅器。
In claim 3,
And a plurality of amplifying gate bias switches that are on / off controlled in accordance with a gain control signal and respectively supply a gate bias voltage to the gates of the plurality of amplifying source grounded transistors,
The drain current adding circuit is
A plurality of additional source grounded transistors provided in parallel between a drain and a source of the plurality of amplifying source grounded transistors;
A plurality of additional gate bias switches which are on / off controlled according to the gain control signal and supply the gate bias voltages to the gates of the plurality of additional source grounded transistors,
When any of the amplification gate bias switches is controlled to be turned on, any of the additional gate bias switches is controlled to be turned off, and when any of the amplification gate bias switches is controlled to be turned off, the addition is performed. A variable gain amplifier in which any one of the gate bias switches is controlled to be turned on.
ゲートに入力信号が供給されるとともに前記ゲートに第1のゲートバイアス電圧が印加される複数の増幅用ソース接地トランジスタと,
電源電圧に接続された負荷回路と,
前記負荷回路と前記複数の増幅用ソース接地トランジスタのドレインとの間に設けられた第1のゲート接地トランジスタと,
前記第1のゲート接地トランジスタのソースと前記複数の増幅用ソース接地トランジスタのドレインとの間にそれぞれ設けられ,利得制御に応じて第2のゲートバイアス電圧がそれぞれに供給される複数の第2のゲート接地トランジスタとを有し,
前記負荷回路と前記第1のゲート接地トランジスタとの接続ノードに出力信号が生成され,
さらに,前記第1のゲート接地トランジスタのソースに接続され当該第1のゲート接地トランジスタのドレイン・ソース間にドレイン電流を供給するドレイン電流追加回路を有し,
前記第2のゲートバイアス電圧が供給される第2のゲート接地トランジスタが第1の数の場合に,前記ドレイン電流追加回路は当該増幅用ソース接地トランジスタに第1のドレイン電流を供給し,前記第1の数より少ない第2の数の場合に,前記第1のドレイン電流より多い第2のドレイン電流を供給する可変利得増幅器。
A plurality of common source transistors for amplification, wherein an input signal is supplied to the gate and a first gate bias voltage is applied to the gate;
A load circuit connected to the supply voltage;
A first grounded gate transistor provided between the load circuit and the drains of the plurality of common source transistors for amplification;
A plurality of second gate bias voltages are provided between the source of the first grounded gate transistor and the drains of the plurality of common source amplification transistors, respectively, and each of the second gate bias voltages is supplied in accordance with gain control. A grounded-gate transistor,
An output signal is generated at a connection node between the load circuit and the first grounded-gate transistor,
And a drain current adding circuit connected to the source of the first grounded-gate transistor and supplying a drain current between the drain and source of the first grounded-gate transistor,
When the number of second gate grounded transistors to which the second gate bias voltage is supplied is the first number, the drain current adding circuit supplies the first drain current to the amplification source grounded transistor, and A variable gain amplifier that supplies a second drain current greater than the first drain current in the case of a second number less than one.
請求項5において,
さらに,利得制御信号に応じてオンオフ制御され,前記複数の第2のゲート接地トランジスタのゲートに前記第2のゲートバイアス電圧をそれぞれ供給する複数の増幅用ゲートバイアススイッチを有し,
前記ドレイン電流追加回路は,
前記複数の第2のゲート接地トランジスタと複数の増幅用ソース接地トランジスタとに並列に設けられた複数の追加用ゲート接地トランジスタと複数の追加用ソース接地トランジスタと,前記利得制御信号に応じてオンオフ制御され,前記複数の追加用ゲート接地トランジスタのゲートに前記第2のゲートバイアス電圧をそれぞれ供給する複数の追加用ゲートバイアススイッチとを有し,
前記増幅用ゲートバイアススイッチのいずれかがオン制御される場合に,前記追加用ゲートバイアススイッチのいずれかがオフ制御され,前記ゲートバイアススイッチのいずれかがオフ制御される場合に,前記追加用ゲートバイアススイッチのいずれかがオン制御される可変利得増幅器。
In claim 5,
And a plurality of amplifying gate bias switches that are on / off controlled in accordance with a gain control signal and supply the second gate bias voltage to the gates of the plurality of second gate-grounded transistors,
The drain current adding circuit is
A plurality of additional gate grounded transistors and a plurality of additional source grounded transistors provided in parallel with the plurality of second gate grounded transistors and a plurality of amplification source grounded transistors, and on / off control according to the gain control signal A plurality of additional gate bias switches for supplying the second gate bias voltage to the gates of the plurality of additional grounded gate transistors,
When any of the amplification gate bias switches is on-controlled, any of the additional gate bias switches is off-controlled, and when any of the gate bias switches is off-controlled, the additional gate A variable gain amplifier in which one of the bias switches is on-controlled.
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