JP2822733B2 - 増幅回路 - Google Patents

増幅回路

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JP2822733B2 JP31578791A JP31578791A JP2822733B2 JP 2822733 B2 JP2822733 B2 JP 2822733B2 JP 31578791 A JP31578791 A JP 31578791A JP 31578791 A JP31578791 A JP 31578791A JP 2822733 B2 JP2822733 B2 JP 2822733B2
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俊雄 石崎
嘉茂 ▲よし▼川
邦彦 金澤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディジタル通信の変調波
を位相歪みなく増幅を行う増幅回路に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯電話等のディジタル方式の無
線通信機器において、送信増幅器は高出力高効率で低歪
が要求されており、特に位相歪が問題視されている。以
下に図面を参照しながら、上記した従来の増幅回路の一
例について説明する。
【0003】図7は従来の増幅回路のブロック図を示す
ものである。図7において、51は入力端子、52は出
力端子である。53は電界効果トランジスタ(FET)
である。54、55は入出力整合回路(M.N.)であ
る。56はFETのゲートバイアス端子、57はFET
のドレインバイアス端子である。
【0004】以上のように構成された増幅回路につい
て、以下その動作について説明する。FET53を使用
し、入出力整合回路54、55を付加したFET増幅器
は、FET53のドレインバイアス端子57の電圧が低
くても十分動作し、出力電力に対する増幅器の直流消費
電力効率が良好であるため携帯電話等に頻繁に用いられ
ている。FET増幅器を効率よく使用するために、FE
Tのゲートバイアス端子56の電圧すなわち動作電圧は
ピンチオフ電圧付近(AB級またはB級)で使用してい
る。更に必要に応じて振幅歪みは線形補償回路(特公平
2−206906)を使用することにより線形増幅器と
して使用している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、FET増幅器の入力電力に対する通過位
相が大きく変化してしまうことがわかっている。このよ
うな増幅器では多値PSK波を増幅した場合、出力端子
52におけるスペクトラムが広がり、隣接チャンネルへ
妨害を与えてしまう。また、位相変化を抑えるためにA
級動作で使用すれば、電力効率が悪くなってしまうとい
う問題点を有していた。
【0006】本発明は上記問題点に鑑み、FET増幅器
の入力電力に対する位相変化を小さくし、多値PSK波
の増幅時に出力端子におけるスペクトラムの広がりが隣
接チャンネルへ及ぼす影響が小さく、電力効率の良い増
幅回路を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の増幅回路は、電界効果トランジスタのドレイ
ン端子とゲート端子の間に非線形抵抗を挿入し、ドレイ
ン・ゲート電圧に応じて非線形抵抗の値を変化させると
いう構成を備えたものである。
【0008】
【作用】本発明は上記した構成によって、FET増幅器
の位相変化を小さくし、多値PSK波の増幅時に出力端
子におけるスペクトラムの広がりが隣接チャンネルへ及
ぼす影響を小さくすることができる。
【0009】
【実施例】以下本発明の一実施例の増幅回路について、
図面を参照しながら説明する。
【0010】図1は本発明の実施例における増幅回路の
ブロック図を示すものである。図1において、1は入力
端子、2は出力端子である。3は電界効果トランジスタ
(FET)である。4、5は入出力整合回路(M.
N.)である。6はFETのゲートバイアス端子、7は
FETのドレインバイアス端子である。8は非線形抵抗
である。
【0011】以上のように構成された増幅回路につい
て、以下図1,図2,図3及び図4を用いてその動作を
説明する。
【0012】まず図2は入力電力に対する通過位相の変
化を解析するための非線形FETモデルである。図2の
非線形FETモデルは、従来の非線形モデルを基にし
て、位相特性のふるまいの現象を容易に説明するため
に、位相特性のみに着目して簡略化した等価回路であ
る。このモデルでは4つの非線形素子をハーモニック成
分に分解し、基本波に対する線形素子として取り扱って
いる。従って、各素子は入力電力とバイアス電圧に応じ
てその値が変化する。Cgsはゲート・ソース間容量で一
般的にVgsが小さくなるにつれて小さくなりピンチオフ
付近である値に漸近していく。g1はゲート・ソース間
コンダクタンスでゲート・ソース間耐圧が十分に高けれ
ばVgsが負の時はg1は小さく無視できるが、正のとき
は急激に大きくなる。g2はゲート・ドレインコンダク
タンスでVgd耐圧に関係し、Vgdが大きくなるにつれて
漏れ電流が生じ、これに応じてg2は大きくなる。g3は
ドレイン・ソース間コンダクタンスで基本波の増幅器と
しての利得と負荷インピーダンスに関係し、利得が小さ
くなるとg3は大きくなる。Cgd,Cdsは一定であると
考える。g1,g2,g3,Cgsを変化させた場合の位相計算
例を図3に示す。g1,g3が大きくなると位相は進み、
g2,Cgsが大きくなると位相は遅れる。
【0013】図2のFETモデルを用いて図4に示す一
般的なFET増幅器の位相特性を説明する。(a)部はA
級で動作で位相変化は起こらない。(b)部は入力電圧が
ピンチオフ付近まで振れるようになり、利得が下がり、
g3が大きくなって、位相が進む。(c)部はゲート・ドレ
イン間ブレークダウンによる漏れ電流が流れ、g2が大
きくなり、位相は遅れる。(d)部はCgsが大きくなり始
め、位相は更に遅れる方向に移動する。(e)部はVgsが
正になるとゲートに電流が流れ込み、g1が急激に大き
くなり、位相は急激に進む。以上の結果から、(b)部の
位相変化を打ち消すためにg2を大きくすれば良いこと
が(c)部から理解できる。
【0014】以上のように本実施例のよれば、FET増
幅器の利得低下によるg3の増大をドレイン・ゲート間
電圧で検出し、位相変化を打ち消すように端子電圧に応
じて抵抗値を変化する非線形抵抗をドレイン・ゲート間
に挿入することにより、FET増幅器の位相変化を小さ
くすることができる。
【0015】以下本発明の第2の実施例について図面を
参照しながら説明する。図5は本発明の第2の実施例を
示す増幅回路のブロック図である。図5において、11
は入力端子、12は出力端子である。13は電界効果ト
ランジスタ(FET)である。14、15は入出力整合
回路(M.N.)である。16はFETのゲートバイア
ス端子、17はFETのドレインバイアス端子である。
18は可変抵抗である。19は電圧検出回路である。
【0016】以上のように構成された増幅回路につい
て、以下図5を用いてその動作を説明する。
【0017】FET増幅器の位相変化については本発明
の第1の実施例で示したようにFETの利得の低下が位
相変化に関係していることがわかる。そこで、ドレイン
・ゲート間の電圧を電圧検出回路19で検出し、電圧に
応じて可変抵抗18をコントロールするFET増幅器で
ある。
【0018】以上のように本実施例のよれば、FET増
幅器の利得の変化による図2のg3の変化による位相変
化を打ち消すように、ドレイン・ゲート間の電圧を電圧
検出回路19で検出し、検出された電圧値に応じてドレ
イン・ゲート間に挿入した可変抵抗18をコントロール
することにより、FET増幅器の位相変化を小さくする
ことができる。
【0019】以下本発明の第3の実施例について図面を
参照しながら説明する。図6は本発明の第3の実施例を
示す増幅回路のブロック図である。図6において、21
は入力端子、22は出力端子である。23は電界効果ト
ランジスタ(FET)である。24、25は入出力整合
回路(M.N.)である。26はFETのゲートバイア
ス端子、27はFETのドレインバイアス端子である。
28は可変抵抗である。29は検波回路である。
【0020】以上のように構成された増幅回路につい
て、以下図6を用いてその動作を説明する。
【0021】FET増幅器の位相変化については本発明
の第1の実施例で示したようにFETの利得の低下が位
相変化に関係していることがわかる。そこで、FET増
幅器への入力電力を検波回路29で検出し、検出した値
に応じて可変抵抗28をコントロールするFET増幅器
である。
【0022】以上のように本実施例のよれば、FET増
幅器の利得の変化による図2のg3の変化による位相変
化を打ち消すように、FET増幅器の入力電力を検波回
路29で検出し、検出した値に応じてドレイン・ゲート
間に挿入した可変抵抗28をコントロールすることによ
り、FET増幅器の位相変化を小さくすることができ
る。
【0023】なお、第2、第3の実施例において、ドレ
イン・ゲート間に挿入する可変抵抗18、28はFET
等の半導体素子としてもかまわない。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明は、電界効果トラン
ジスタのドレイン端子とゲート端子の間に非線形抵抗を
挿入し、ドレイン・ゲート電圧に応じて非線形抵抗の値
を変化させることにより、FET増幅器の入力電力に対
する位相変化を小さくし、多値PSK波の増幅時に出力
端子におけるスペクトラムの広がりが隣接チャンネルへ
及ぼす影響を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における増幅回路のブロ
ック図
【図2】本発明の第1の実施例の動作説明のための非線
形FET等価回路図
【図3】本発明の第1の実施例の動作説明のための非線
形FET等価回路の各非線形素子によるFET増幅器の
位相変化を示す図
【図4】本発明の第1の実施例の動作説明のための一般
的なFET増幅器の入出力特性図
【図5】本発明の第2の実施例における増幅回路のブロ
ック図
【図6】本発明の第3の実施例における増幅回路のブロ
ック図
【図7】従来の増幅回路のブロック図
【符号の説明】
1 入力端子 2 出力端子 3 電界効果トランジスタ 4、5 入出力整合回路 6 FETのゲートバイアス端子 7 FETのドレインバイアス端子 8 非線形抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金澤 邦彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−225611(JP,A) 特開 平4−100303(JP,A) 特開 平3−174810(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03F 1/00 - 3/72 H03G 1/00 - 3/34

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電界効果トランジスタと、端子電圧によ
    り抵抗値が変化する非線形抵抗とを具備し、前記電界効
    果トランジスタのドレイン端子とゲート端子の間に前記
    非線形抵抗を挿入し、ドレイン・ゲート電圧に応じて前
    記非線形抵抗の値を変化させることにより、前記電界効
    果トランジスタの入力電力に対する通過位相の変化を小
    さくすることを特徴とする増幅回路。
  2. 【請求項2】 電界効果トランジスタと、可変抵抗と、
    電圧検出回路とを具備し、前記電界効果トランジスタの
    ドレイン端子とゲート端子の間に前記可変抵抗を挿入
    し、前記電界トランジスタのドレイン端子とゲート端子
    間に装着した前記電圧検出回路で検出した値に応じて前
    記可変抵抗の値を変化させることを特徴とする増幅回
    路。
  3. 【請求項3】 電界効果トランジスタと、可変抵抗と、
    検波回路とを具備し、前記電界効果トランジスタのドレ
    イン端子とゲート端子の間に前記可変抵抗を挿入し、前
    記電界トランジスタの入力電力を前記検波回路で検出し
    た値に応じて前記可変抵抗の値を変化させることを特徴
    とする増幅回路。
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