JP2016116022A - 高出力増幅器 - Google Patents

Abstract

【課題】エミッタフォロア回路をバイアス回路として装荷した、大信号入力時の出力電力低下を防止する高出力増幅器を提供する。【解決手段】入力信号を増幅するバイポーラトランジスタ３と、第１の電源電圧Ｖｒｅｆが印加され、バイポーラトランジスタ３にバイアス電圧を供給するスイッチ回路２００と、第２の電源電圧Ｖｂａｔが印加される第１のスイッチ（バイポーラトランジスタ１０１）を介してスイッチ回路に対して並列にバイポーラトランジスタ３に接続され、第１のスイッチの両端間にかかる電圧が閾値を超えると、増幅素子にバイアス電流を供給するエミッタフォロワ回路１００とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、地上マイクロ波通信、移動体通信等に使用される高出力増幅器に関する。

地上マイクロ波通信、移動体通信等で使用される高出力増幅器においては、トランジスタに一定電圧を供給するバイアス回路が用いられる。

従来技術の例として、特許文献１にエミッタフォロア回路をバイアス回路として備えた高周波電力増幅器（以下、従来回路とする）が示されている。図６は、従来の高周波電力増幅器の回路図である。従来の高出力増幅器は、入力端子１、入力側ＤＣカット用コンデンサ２、バイポーラトランジスタ３（増幅素子の一例）、ＤＣフィード用インダクタ４、出力側ＤＣカット用コンデンサ５、出力端子６、エミッタフォロア回路１００（電圧供給回路の一例）を備える。

エミッタフォロア回路１００は、バイポーラトランジスタ１０１（トランジスタの一例）、抵抗１０２、抵抗１０３、ダイオード１０４及びダイオード１０５から構成されている。

図６中、Ｖｒｅｆは基準電圧、Ｖｂａｔ（第１の電源電圧の一例）はバイポーラトランジスタ１０１のコレクタ電圧を示す。Ｖｂｉａｓはバイポーラトランジスタ１０１のベース電圧、Ｉｂｉａｓはバイポーラトランジスタ１０１に流れるコレクタ電流、Ｉｏｕｔ１はエミッタフォロア回路１００からバイポーラトランジスタ３に出力されるバイアス電流、Ｉｂはバイポーラトランジスタ３のベース電流、Ｖｃｃはバイポーラトランジスタ３のコレクタ電圧、Ｖｂはバイポーラトランジスタ３のベース電圧である。

次に、従来の高出力増幅器の動作について説明する。従来の高周波電力増幅器においては、入力端子１から入力された高周波信号は、バイポーラトランジスタ３で増幅された後、出力端子６から出力される。ここで、バイポーラトランジスタ３には、エミッタフォロア回路１００からベース電圧（Ｖｂ）及びベース電流（Ｉｂ）が供給されている。

バイポーラトランジスタ３に電圧を供給するエミッタフォロア回路１００の動作について説明する。バイポーラトランジスタ１０１のベース電圧（Ｖｂｉａｓ）は、ダイオード１０４および１０５、抵抗１０３と基準電圧（Ｖｒｅｆ）によって決定される。Ｖｂｉａｓが決まると、Ｖｂｉａｓ−Ｖｂにより、バイポーラトランジスタ１０１のベースエミッタ間電圧が決まり、そのベースエミッタ間電圧に対応するＩｂｉａｓが流れる。これにより、抵抗１０２及びバイポーラトランジスタ３に電流が流れる。

入力端子１からバイポーラトランジスタ３に入力される信号が小さい場合（以下、小信号入力時という）、バイポーラトランジスタ３に流れるベース電流（Ｉｂ）は小さいので、Ｉｂｉａｓは、主に抵抗１０２に流れる。抵抗１０２に電流が流れると、Ｖｂが生じ、バイポーラトランジスタ３にＶｂが印加される。ここで、入力端子１からバイポーラトランジスタ３に入力される信号が小さい場合とは、バイポーラトランジスタ３に対する入力電力が小さいため、バイポーラトランジスタ３が線形動作する場合のことである。

以上のように、エミッタフォロア回路１００をバイポーラトランジスタ３に接続することによって、バイポーラトランジスタ３の動作に必要なバイアス電圧を供給することが可能となる。

しかしながら、入力端子１からバイポーラトランジスタ３に入力される信号が大きい場合（以下、大信号入力時という）、以下に示す課題が生じる。ここで、入力端子１からバイポーラトランジスタ３に入力される信号が大きい場合とは、バイポーラトランジスタ３に対する入力電力が大きいため、バイポーラトランジスタ３が非線形動作する場合のことである。大信号入力時には、バイポーラトランジスタ３が有するダイオードの整流作用により、Ｉｂが増加する。Ｉｂが増加すると、Ｉｂを供給するために、エミッタフォロア回路１００は、Ｉｂｉａｓを大きくする必要がある。そのために、エミッタフォロア回路１００は、Ｖｂｉａｓ−Ｖｂを大きくしなければならない。

しかし、Ｖｂｉａｓは、ダイオード１０４および１０５、抵抗１０３とＶｒｅｆによって決定されており、固定されている。したがって、エミッタフォロア回路１００は、Ｉｂｉａｓを供給するために、Ｖｂを下げる必要がある。Ｖｂが下がると、バイポーラトランジスタ３に流れるＩｂは減少する。Ｉｂが減少すると、バイポーラトランジスタ３の出力電流も減少し、出力電力も減少する。

このように、従来回路では、大信号入力時にＩｂを増やそうとすると、Ｉｂを抑制するように、Ｖｂを下げるフィードバックがかる。これにより、Ｖｂが下がり、Ｉｂが減少するので、バイポーラトランジスタ３の出力電力が低下する。

特開２０１０−１２４４３３

以上のように、エミッタフォロア回路をバイアス回路として装荷した高出力増幅器では、大信号入力時に出力電力が低下するという課題があった。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、エミッタフォロア回路を有する高出力増幅器において、大信号入力時にベース電圧が低下することを抑制し、結果として高出力特性を実現する増幅器を提供することを目的とする。

本発明の高出力増幅器は、入力信号を増幅する増幅素子と、第１の電源電圧が印加され、増幅素子にバイアス電圧を供給する電圧供給回路と、第２の電源電圧が印加される第１のスイッチを介して電圧供給回路に対して並列に増幅素子に接続され、第１のスイッチの両端間にかかる電圧が閾値を超えると、増幅素子にバイアス電流を供給するスイッチ回路とを備える。

本発明によれば、スイッチを介して電源電圧を増幅素子に印可するスイッチ回路を、電源供給回路に対して並列に増幅素子に接続し、スイッチの両端間にかかる電圧が閾値を超えたときに、電源供給回路だけでなく、スイッチ回路からも増幅素子にバイアス電流を供給するので、大信号時において増幅素子のベース電圧が降下することを抑え、出力電力が低下することを防止する効果がある。

実施の形態１に係る高出力増幅器の一構成例を示す構成図 スイッチとして用いるトランジスタの構成例を示す図 Ｉｂ、Ｖｂ、出力電力に対する従来回路と本回路の比較を示す図 実施の形態２に係る高出力増幅器の一構成例を示す構成図 バイポーラトランジスタ３のＩｂ−Ｖｂ特性を示す図 従来の高周波電力増幅器の回路図

実施の形態１
図１は、実施の形態１に係る高出力増幅器の一構成例を示す構成図である。
本高出力増幅器は、入力端子１、入力側ＤＣカット用コンデンサ２、バイポーラトランジスタ３（増幅素子の一例）、ＤＣフィード用インダクタ４、出力側ＤＣカット用コンデンサ５、出力端子６、エミッタフォロア回路１００（電圧供給回路の一例）、スイッチ回路２００を備える。

図１中、Ｖｒｅｆは基準電圧、Ｖｂａｔはバッテリ電圧（第１の電源電圧の一例）、Ｖｂｉａｓはバイポーラトランジスタ１０１のベース電圧、Ｉｂｉａｓはバイポーラトランジスタ１０１に流れるコレクタ電流である。Ｉｏｕｔ１はエミッタフォロア回路１００からバイポーラトランジスタ３に流れるバイアス電流、Ｖｃｃはバイポーラトランジスタ３のコレクタ電圧である。Ｉｏｕｔ２はスイッチ回路２００からバイポーラトランジスタ３に流れるバイアス電流、Ｉｂはバイポーラトランジスタ３のベース電流、Ｖｂはバイポーラトランジスタ３のベース電圧である。

入力端子１は、高周波信号が入力される端子である。
入力側ＤＣカット用コンデンサ２は、ＤＣ電圧を遮断するためのコンデンサである。
バイポーラトランジスタ３は、入力端子１から入力された高周波信号を増幅し、出力する増幅素子である。
ＤＣフィード用インダクタ４は、Ｖｃｃに向かう高周波信号を遮断し、Ｖｃｃをバイポーラトランジスタ３に供給するためのインダクタである。
出力側ＤＣカット用コンデンサ５は、ＤＣ電圧を遮断するためのコンデンサである。
出力端子６は、バイポーラトランジスタ３が増幅した高周波信号が出力される端子である。

エミッタフォロア回路１００は、バイポーラトランジスタ３に電圧を供給するバイアス回路である。エミッタフォロア回路１００は、バイポーラトランジスタ１０１、抵抗１０２、抵抗１０３、ダイオード１０４及びダイオード１０５を備える。

エミッタフォロア回路１００において、抵抗１０３の一端は、Ｖｒｅｆに接続され、抵抗１０３の他端は、ダイオード１０４のアノードとバイポーラトランジスタ１０１のベース端子（第１の端子の一例）とに接続される。バイポーラトランジスタ１０１のコレクタ端子（第２の端子の一例）は、Ｖｂａｔに接続される。バイポーラトランジスタ１０１のエミッタ端子（第３の端子の一例）は、一端がＧＮＤに接続された抵抗１０２と、バイポーラトランジスタ３とに接続される。ダイオード１０４のカソードはダイオード１０５のアノードに接続される。ダイオード１０５のカソードはＧＮＤに接続される。

次に、エミッタフォロア回路１００の動作について説明する。エミッタフォロア回路１００において、バイポーラトランジスタ１０１のベース電圧は、Ｖｒｅｆ、抵抗１０３、ダイオード１０４及び１０５で決定される。バイポーラトランジスタ１０１の入力インピーダンスが、ダイオード１０４側を見たインピーダンスより大きく、バイポーラトランジスタ１０１に電流がほとんど流れないと仮定する。そうすると、Ｖｒｅｆから出力される電流は、抵抗１０３とダイオード１０４及び１０５に流れる。したがって、Ｖｂｉａｓは、抵抗１０３と、ダイオード１０４及びダイオード１０５との抵抗比で決定される。

Ｉｂｉａｓは、バイポーラトランジスタ１０１のベースエミッタ間電圧で決定される。上記で述べたように、バイポーラトランジスタ１０１のベース電圧は、抵抗１０３と、ダイオード１０４及びダイオード１０５との抵抗比で決定される。バイポーラトランジスタ１０１のエミッタ電圧が決定されると、バイポーラトランジスタ１０１のベースエミッタ間電圧が決まるので、Ｉｂｉａｓは決定する。

Ｉｂｉａｓは、バイポーラトランジスタ１０１を通り、抵抗１０２に流れるので、Ｉｂｉａｓと抵抗１０２の抵抗値により、バイポーラトランジスタ１０１のエミッタ電圧は決定される。例えば、Ｉｂｉａｓが大きくなるとバイポーラトランジスタ１０１のエミッタ電圧が大きくなるので、バイポーラトランジスタ１０１のベースエミッタ間電圧は小さくなる。その結果、Ｉｂｉａｓを小さくするように、バイポーラトランジスタ１０１は動作する。一方で、Ｉｂｉａｓが小さくなると、バイポーラトランジスタ１０１のエミッタ電圧が小さくなるので、バイポーラトランジスタ１０１のベースエミッタ間電圧は大きくなる。その結果、Ｉｂｉａｓを大きくするように、バイポーラトランジスタ１０１は動作する。

つまり、バイポーラトランジスタ１０１は、Ｉｂｉａｓが大きくなるとベースエミッタ間電圧を小さくし、Ｉｂｉａｓが小さくなるとベースエミッタ間電圧を大きくするように、フィードバック制御を行なう。

フィードバックがかかる結果、バイポーラトランジスタ１０１のベースエミッタ電圧は、バイポーラトランジスタ１０１の閾値電圧に収束する。バイポーラトランジスタ１０１の閾値電圧をＶｔｈとすると、Ｖｂは、Ｖｂａｔに依存せず、Ｖｂｉａｓ−Ｖｔｈとなる。したがって、エミッタフォロア回路１００は、Ｖｂａｔが変動しても、一定電圧をバイポーラトランジスタ３に供給することができる。

なお、バイポーラトランジスタ１０１には、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いても良い。その場合、ゲート端子はベース端子に、ドレイン端子はコレクタ端子に、ソース端子はエミッタ端子に対応する。

スイッチ回路２００は、エミッタフォロア回路１００に対して並列に、バイポーラトランジスタ３に接続されるバイアス回路である。スイッチ回路２００は、抵抗２０１、ダイオード２０２（第１のスイッチの一例）、抵抗２０３を備える。抵抗２０１は、Ｖｒｅｆに接続され、他端が抵抗２０３の一端とダイオード２０２のアノードに接続される。ダイオード２０２のカソードは、バイポーラトランジスタ３のベース端子に接続される。抵抗２０３の他端はＧＮＤ（Ｇｒｏｕｎｄ）に接続される。Ｖａは、ダイオード２０２のアノードの電圧である。

スイッチ回路２００の動作を説明する。Ｖｒｅｆから流れる電流は、抵抗２０１と抵抗２０３を通り、ＧＮＤに吸収される。したがって、Ｖａは抵抗２０１と抵抗２０３の抵抗比で決定される。ダイオード２０２は、両端間にかかる電圧（Ｖａ−Ｖｂ）が閾値を超えたときに、ＯＮとなり、スイッチ回路２００とバイポーラトランジスタ３は電気的に接続される。ここで、ダイオードがＯＮになるとは、ダイオードに電流が流れることを意味する。ダイオード２０２がＯＮになり、スイッチ回路２００とバイポーラトランジスタ３が電気的に接続されることにより、スイッチ回路２００から電流がバイポーラトランジスタ３に供給される。

なお、ダイオード２０２のアノードには基準電圧ではなく、別電源からの電圧（第２の電源電圧の一例）を印加するようにしても良い。また、ダイオード２０２は、ダイオードの２０２の両端間にかかる電圧が閾値を超えたときにＯＮになるダイオードであれば、どのような構造のダイオードでも良い。例えば、ダイオード２０２には、ショットキーダイオード、ＰＩＮダイオードなどが用いられる。

なお、実施の形態１では、閾値を超えたときにＯＮなるスイッチとして、ダイオードを用いたが、トランジスタを用いても良い。使用するトランジスタには、バイポーラトランジスタ、ＦＥＴが用いられる。

図２はスイッチとして用いるトランジスタの構成例を示す図である。
図２（ａ）は、トランジスタのソース端子とエミッタ端子を接続することにより、スイッチを構成した例である。図２（ｂ）は、ゲート端子とドレイン端子を接続し、スイッチを構成した例である。スイッチとしてトランジスタを用いることにより、半導体プロセスにおいてダイオードの作成プロセスを省略でき、半導体プロセスの簡略化が図れる。

次に、実施の形態１に係る高出力増幅器の動作について説明する。まず、小信号入力時の動作について説明する。小信号入力時では、スイッチ回路２００は動作しないので、スイッチ回路２００は無視して考えて良い。入力端子１から入力された高周波信号は、バイポーラトランジスタ３で増幅された後、出力端子６から出力される。ここで、バイポーラトランジスタ３には、エミッタフォロア回路１００からベース電圧（Ｖｂ）及びベース電流（Ｉｂ）が供給される。

次に、大信号入力時の動作について説明する。入力端子１から、バイポーラトランジスタ３に電力の大きい高周波信号が入力されると、バイポーラトランジスタ３が有するダイオードの整流効果により、Ｉｂは増加する。Ｉｂが増加するとＩｂｉａｓも増加する。Ｉｂｉａｓは、バイポーラトランジスタ１０１のベースエミッタ間電圧で決定されるため、小信号入力時に比べて、バイポーラトランジスタ１０１のベースエミッタ間電圧は大きくなる。しかし、バイポーラトランジスタ１０１のベース電圧は、Ｖｒｅｆにより固定されているので、バイポーラトランジスタ１０１のエミッタ電圧が低下することになる。従来回路では、バイポーラトランジスタ１０１のエミッタ電圧が低下するため、バイポーラトランジスタ３のベース電圧が低下し、出力電力が小さくなる。

本回路では、スイッチ回路２００が以下のように動作するため、従来回路に比べてバイポーラトランジスタ３のベース電圧の低下を抑え、出力電力の低下を防ぐことができる。

本回路において、バイポーラトランジスタ３のベース電圧が低下すると、スイッチ回路１００においてダイオード２０２の両端間にかかる電圧が増加する。ダイオード２０２の両端間にかかる電圧が閾値を超えると、ダイオード２０２はＯＮになる。ダイオード２０２がＯＮになると、Ｖｒｅｆが抵抗２０１とダイオード２０２を介してバイポーラトランジスタ３に印加され、電流が供給される。

したがって、本回路では、大信号入力時において、エミッタフォロア回路１００の電流（Ｉｏｕｔ１）及びスイッチ回路２００の電流（Ｉｏｕｔ２）がバイポーラトランジスタ３に供給される。このため、エミッタフォロア回路１００だけから電流を供給する従来回路と比較して、本回路は、エミッタフォロア回路１００から供給される電流（Ｉｏｕｔ１）を小さくしても、バイポーラトランジスタ３が必要とするベース電流（Ｉｂ＝Ｉｏｕｔ１＋Ｉｏｕｔ２）を供給できる。本回路は、スイッチ回路２００から電流（Ｉｏｕｔ２）を供給するからである。

本回路は、従来回路に比べて、Ｉｏｕｔ１が小さくできるので、エミッタフォロア回路１００を流れる電流（Ｉｂｉａｓ）を小さくできる。よって、本回路は、大信号入力時に、従来回路のようにＩｂｉａｓを増加させるために、Ｖｂを下げる必要がない。したがって、Ｖｂの低下にともなうＩｂの低下を防ぐことができる。Ｉｂが低下しないので、バイポーラトランジスタ３の出力電流（コレクタ電流）も低下せず、本回路はバイポーラトランジスタ３の出力電力の低下を防ぐことができる。

図３は、Ｉｂ、Ｖｂ、出力電力に対する従来回路と本回路の比較を示す図である。
図３（ａ）は、入力電力に対するベース電圧の変化を示す図である。図３（ｂ）は、入力電力に対するベース電流の変化を示す図である。図３（ｃ）は、入力電力に対する出力電力の変化を示す図である。

図３（ａ）において、バイポーラトランジスタ３への入力電力が大きくなっても、本回路では、従来回路に比べて、ベース電圧の低下が抑えられていることが分かる。これは、入力電力が大きくなると、スイッチ回路２００から電流がトランジスタ３に供給されるからである。

図３（ｂ）において、バイポーラトランジスタ３への入力電力が大きいときに、本回路のベース電流は従来回路のベース電流に比べて大きいことが分かる。これは、入力電力が大きくなると、スイッチ回路２００から電流がバイポーラトランジスタ３に供給されるからである。大信号入力時には、エミッタフォロア回路１００からの電流とスイッチ回路２００からの電流との和が、バイポーラトランジスタ３に供給される。

図３（ｃ）において、大信号入力時に、本回路の出力電力は、従来回路の出力電力に比べて大きいことが分かる。これは、図３（ｂ）に示したように、大信号入力時における本回路のベース電流が従来回路のベース電流より大きいためである。

以上の通り、実施の形態１によれば、スイッチを介して電源電圧を増幅素子に印可するスイッチ回路を、電源供給回路に対して並列に増幅素子に接続し、そのスイッチの両端間にかかる電圧が閾値を超えたときに、電源供給回路だけでなく、そのスイッチ回路からも増幅素子にバイアス電流を供給するので、大信号時において増幅素子のベース電圧が降下することを抑え、出力電力が低下することを防止することができる。

なお、増幅素子としてバイポーラトランジスタを用いた例を説明したが、ＦＥＴを用いて構成しても良い。また、増幅素子として、増幅器を用いても良い。

また、スイッチ回路１００は、小信号入力時からダイオード２０２をＯＮにし、エミッタフォロア回路１００とスイッチ回路２００の両方から電圧、電流が供給されるようにしても良い。そのように構成しても、バイポーラトランジスタのベース電圧が下がると、ダイオード２０２を流れる電流が増加し、スイッチ回路２００から電流がより供給されるようになるので、大信号入力時において、ベース電圧の低下を抑え、出力電力の低下を防ぐことができる。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る高出力増幅器の一構成例を示す構成図である。
なお、図４中、図１と同一符号は同一又は相当部分を示し、説明を省略する。実施の形態１の構成と比べて、実施の形態２の高出力増幅器は、スイッチ回路２００の代わりにスイッチ回路２００ａを備え、バイポーラトランジスタ３の利得の温度補償を行なうようにした点が異なる。

スイッチ回路２００ａは、スイッチ回路２００と比較して、抵抗２０３の代わりに、ダイオード２０３ａ及び２０４ｂ（第２のスイッチの一例）を備えた点が異なる。ダイオード２０３ａのアノードは、ダイオード２０２のアノードに接続され、ダイオード２０３aのカソードは、ダイオード２０４ｂのアノードに接続される。ダイオード２０４ｂのカソードはＧＮＤに接続される。ＧＮＤに接続されるとは接地されるともいう。ここで、ダイオード２０３ａ及び２０４ｂは、ダイオード２０２及びバイポーラトランジスタ３が有するダイオードと同じ材料で構成される。よって、ダイオード２０３ａ及び２０４ｂは、ダイオード２０２及びバイポーラトランジスタ３が有するダイオードと同じ閾値をもち、閾値の温度変化も同じである。

次に、実施の形態２に係る高出力増幅器の動作について説明する。大信号入力時に、Ｖｂが低下することを抑制し、出力電力の低下を防ぐときの動作は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。スイッチ回路２００ａが、利得の温度補償を行なうときの動作について説明する。

温度が変化しても、バイポーラトランジスタ３の利得を一定に保つためには、バイポーラトランジスタ３のベース電流（Ｉｂ）を一定に保つ必要がある。Ｉｂが変化すると、バイポーラトランジスタ３の出力電流も変化し、利得が変化するからである。

図５は、バイポーラトランジスタ３のＩｂ−Ｖｂ特性を示す図である。
図５において、Ｔａ及びＴｂは温度を示し、Ｔａ＝２５℃、Ｔｂ＝１００℃である。Ｖｔｈ＿ａはＴａのときの閾値（Ｖｔｈ）、Ｖｔｈ＿ｂはＴｂのときのＶｔｈである。Ｖｔｈは、Ｉｂが流れ出す電圧である。Ｉｂ０は、バイポーラトランジスタ３のベース電流値である。

温度がＴａからＴｂに変化すると、閾値（Ｖｔｈ）はＶｔｈ＿ａからＶｔｈ＿ｂに変化する。Ｔａ及びＴｂにおいて、Ｉｂ＝Ｉｂ０とするためには、温度に合わせて、Ｖｂを変化させる必要がある。Ｔａにおいて、Ｉｂ０を与えるベース電圧は近似的にＶｔｈ＿ａであり、Ｔｂにおいて、Ｉｂ０を与えるベース電圧はＶｔｈ＿ｂであるとする。そうすると、Ｉｂ０を与えるＶｂの変化は閾値（Ｖｔｈ）の温度変化と一致する。

スイッチ回路２００ａのダイオード２０２に電流が流れているとき、スイッチ回路２００ａからバイポーラトランジスタ３に供給される電圧は、Ｖｂ＝Ｖａ−Ｖｔｈで表される。Ｖｔｈはダイオード２０２の閾値を示し、温度によって変化する。Ｖｔｈは、バイポーラトランジスタ３の閾値と同じである。バイポーラトランジスタ３の閾値は、バイポーラトランジスタ３が有するダイオードで決定され、バイポーラトランジスタ３が有するダイオード３とダイオード２０２とは、同じ材料で構成されているためである。

ダイオード２０３ａ、２０４ｂを用いた場合、Ｖａはダイオード２０３ａ、２０４ｂの閾値で決定されるので、Ｖａ＝２Ｖｔｈで表される。ここで、ダイオード２０３ａ、２０４ｂの閾値は、ダイオード２０２及びバイポーラトランジスタ３の閾値と同じである。

Ｖａ＝２ＶｔｈをＶｂ＝Ｖａ−Ｖｔｈに代入すると、Ｖｂ＝Ｖｔｈが得られる。これは、スイッチ回路２００ａからバイポーラトランジスタ３に供給される電圧（Ｖｂ）は、バイポーラトランジスタ３の閾値（Ｖｔｈ）と一致することを意味している。

したがって、バイポーラトランジスタ３の閾値が温度により変化しても、それに合わせてスイッチ回路２００ａから供給される電圧も変化するので、バイポーラトランジスタ３には、温度によらず一定の電流（Ｉｂ０）が流れる。これにより、バイポーラトランジスタ３の利得は一定に保たれる。

以上の通り、実施の形態２の高出力増幅器によれば、実施の形態１の効果に加えて、利得の温度補償を行なうことができる効果がある。

なお、ダイオード２０３ａ及び２０４ｂという２個のダイオードを用いた例について説明したが、２以外の個数であっても良い。ただし、バイポーラトランジスタ３の閾値の温度変化と一致させるという観点からは、バイポーラトランジスタ３が有するダイオードとダイオード２０２とを合わせた数のダイオードを、ダイオード２０２のアノードとＧＮＤの間に接続するのが好ましい。

もしくは、バイポーラトランジスタ３が有するダイオードの閾値とダイオード２０２の閾値とを足し合わせた値の閾値をもつダイオードを、ダイオード２０２のアノードとＧＮＤとの間に接続させても良い。この場合、接続するダイオードの閾値の温度変化は、バイポーラトランジスタ３が有するダイオードの閾値の温度変化と、ダイオード２０２の閾値の温度変化とを合わせた値に一致していることが好ましい。

もしくは、バイポーラトランジスタ３が有するダイオードの閾値と一致する閾値をもつダイオード（ダイオードＡ）と、ダイオード２０２の閾値と一致する閾値をもつダイオード（ダイオードＢ）とを直列に接続し、その直列に接続したダイオードをダイオード２０２のアノードとＧＮＤの間に接続させても良い。この場合、ダイオードＡの閾値の温度変化は、バイポーラトランジスタ３が有するダイオードの閾値の温度変化と一致し、ダイオードＢの閾値の温度変化は、ダイオード２０２の閾値の温度変化と一致していることが好ましい。

ここでは、ダイオード２０３ａ及び２０４ｂを用いた例を示したが、ダイオード２０３ａ及び２０４ｂの代わりにトランジスタを用いても良い。トランジスタを用いる場合は、図２に示した構成を用いる。トランジスタを用いた場合、半導体プロセスにおいてダイオードの作成プロセスを省略でき、半導体プロセスの簡略化が図れる。

１ 入力端子、２ 入力側ＤＣカット用コンデンサ、３ バイポーラトランジスタ、４ ＤＣフィード用インダクタ、５ 出力側ＤＣカット用コンデンサ、６ 出力端子、１００ エミッタフォロア回路、１０１ バイポーラトランジスタ、１０２ １０３ 抵抗、１０４ １０５ ダイオード、２００ ２００ａ スイッチ回路、２０１ ２０３ 抵抗、２０２ ２０３ａ ２０４ｂ ダイオード。

Claims (8)

1. 入力信号を増幅する増幅素子と、
   第１の電源電圧が印加され、前記増幅素子にバイアス電圧を供給する電圧供給回路と、
   第２の電源電圧が印加される第１のスイッチを介して前記電圧供給回路に対して並列に前記増幅素子に接続され、前記第１のスイッチの両端間にかかる電圧が閾値を超えると、前記増幅素子にバイアス電流を供給するスイッチ回路と、
   を備えた高出力増幅器。
2. 前記電源供給回路は、トランジスタを有し、前記トランジスタの第１の端子に基準電圧が印加され、前記トランジスタの第２の端子に前記第１の電源電圧が印加され、前記トランジスタの第３の端子から前記増幅素子にバイアス電圧を供給する請求項１に記載の高出力増幅器。
3. 前記第２の電源電圧は前記基準電圧である請求項２に記載の高出力増幅器。
4. 一端が接地された第２のスイッチが前記第１のスイッチに接続され、前記第２のスイッチは前記第１のスイッチと同じ材料で構成されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の高出力増幅器。
5. 前記第２のスイッチはダイオードである請求項４に記載の高出力増幅器。
6. 前記第２のスイッチはトランジスタである請求項４に記載の高出力増幅器。
7. 前記第１のスイッチはダイオードである請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の高出力増幅器。
8. 前記第１のスイッチはトランジスタである請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の高出力増幅器。

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