JP3275829B2 - 可変利得増幅回路 - Google Patents

可変利得増幅回路

Info

Publication number
JP3275829B2
JP3275829B2 JP09260398A JP9260398A JP3275829B2 JP 3275829 B2 JP3275829 B2 JP 3275829B2 JP 09260398 A JP09260398 A JP 09260398A JP 9260398 A JP9260398 A JP 9260398A JP 3275829 B2 JP3275829 B2 JP 3275829B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
base
collector
power supply
terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP09260398A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH11274871A (ja
Inventor
修 白石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP09260398A priority Critical patent/JP3275829B2/ja
Publication of JPH11274871A publication Critical patent/JPH11274871A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3275829B2 publication Critical patent/JP3275829B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高周波送受信回路、
特に、その可変利得増幅回路に関する。
【0002】携帯電話端末に代表される高周波送受信回
路は、場所を移動しながら基地局との間で高周波無線で
やりとりをする。従って、端末と基地局との距離が変化
するので、送信レベルを可変にしなければならない。こ
のため、可変利得増幅回路が高周波送受信回路の送信ブ
ロックに挿入される。また、可変利得増幅回路の利得が
可変となるので、送信ブロックの前後における信号レベ
ルのばらつきの相殺も期待される。このような可変利得
増幅回路の利得可変量は40dB以上の広い範囲が要求
される。
【0003】図3は高周波送信回路の一例を示す。図3
において、31は変調器からの信号を増幅する増幅器、
32は増幅器31からの信号に局部発振器からの信号を
加える周波数アップコンバータ、33は利得制御電圧V
CNT により利得が可変とされる可変利得増幅回路、34
はドライバ増幅器、35は送信電力増幅器、36はアン
テナ装置である。
【0004】図4は第1の従来の可変利得増幅回路であ
って、電流操作型を示す(参照:NECアプリケーショ
ンノートμPC8119T、μPC8120T)。図4
においては、トランジスタQ0、Q1、Q2よりなる差動
増幅器にトランジスタQ3、Q4よりなる電流制御トラン
ジスタ回路を縦積みしたものである。これにより、電流
制御トランジスタ回路(Q3、Q4)によってトランジス
タQ1、Q2に流れる電流配分を可変とする。出力端子O
UTはトランジスタQ2 のオープンコレクタとなってお
り、外付け受動素子であるインダクタンスL0及びキャ
パシタンスC0でマッチング回路を構成する。この場
合、出力端子OUTのバイアスとしてインダクタンスL
0を介して電源電圧VCCが印加されている。なお、図4
において、R0、R1、R2は抵抗、C1、C2はキャパシ
タである。
【0005】図4においては、最小利得時に、トランジ
スタQ4に流れる電流 4 が最大となり、この結果、トラ
ンジスタQ4のコレクタであるVCC端子の外付け素子が
トランジスタQ4の負荷として作用する。従って、VCC
端子からの高周波信号がインダクタンスL0を介して洩
れて出力端子OUTに現れる。このため、VCC端子と制
御電圧VCNT1の端子との間に帰還容量を挿入し、その外
側に直列インダクタ及び2個の並列キャパシタよりなる
π型回路を挿入し、上述の高周波信号の出力端子OUT
への回り込みを防止する。
【0006】次に、図4の回路動作を説明すると、トラ
ンジスタQ0を流れる回路電流I0は、VCC端子から流れ
る電流I1、I3、I4と出力端子OUTから流れる電流
2との和であって一定である。従って、制御電圧V
CNT1、VCNT2を変化させると、電流I2が変化し、この
結果、最大利得時(最小減衰時)に最大となり、逆に、
最小利得時(最大減衰時)に最小となる。一般に、図4
の可変利得増幅回路の利得可変量は、IGHz帯で30
〜40dBである。
【0007】図5は第2の従来の可変利得増幅回路であ
って、GaAsによる可変負帰還型カスケード電界効果
トランジスタ(FET)を用いたものである。図5にお
いて、カスケード接続された増幅用FET51、52、
FETバリスタ53、位相回り抑圧キャパシタ54及び
直流カット用キャパシタ55を設けてある。FETバリ
スタ53はそのソース・ドレイン電圧を同一にし、これ
より低い制御電圧VCNTによりそのチャネル抵抗を広い
範囲で変化させる。このFETバリスタ53は直流カッ
ト用キャパシタ55を介してカスケード接続された増幅
用FET51、52に接続され、負帰還回路を構成して
いる。位相回り抑圧キャパシタ54は、FETバリスタ
53のゲートと接地との間に接続され、FETバリスタ
53の寄生容量による帰還路位相回りを抑圧して安定な
動作を確信するものであり、たとえば10pF程度であ
る。
【0008】図5においては、FETバリスタ53の抵
抗値が最小のときに、増幅用FET51、52に強い負
帰還が生じ、最小利得状態(最大減衰状態)となる。こ
のとき、入力端子INの入力信号とFETバリスタ53
による帰還信号とが逆相で打消し合うので、増幅用FE
T51のゲートに入力される高周波信号レベルは低くな
る。従って、増幅用FET51、52の利得が一定であ
っても小信号動作をするために出力信号レベルは小さく
なり、全体としての利得は最小となる。一般に、図5の
可変利得増幅回路の利得可変量は、IGHz帯で15〜
20dBである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
第1の従来の可変利得増幅回路では、シリコン集積回路
技術を用いて製造できるので製造コストを低減できるも
のの、40dB以上の広い利得可変量を達成することが
できないという課題がある。他方、上述の第2の従来の
可変利得増幅回路では、カスケード接続の増幅FET段
を3〜4段結合することにより40dB以上の広い利得
可変量を達成することができるが、この場合、GaAs
集積回路による製造コストが上昇するという課題があ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る可変利得増幅回路は、第1、第2
電源端子(V CC 、GND)と、入力端子と、出力端子
と、前記第1の電源端子に接続されたコレクタ及び第1
の制御電圧が印加されたベースを有する第1のトランジ
スタと、前記出力端子に接続されたコレクタ及び第2の
制御電圧が印加されたベースを有する第2のトランジス
タと、前記第1、第2のトランジスタのエミッタに接続
されたコレクタ、前記入力端子に接続されたベース及び
前記第2の電源端子に接続されたエミッタを有する第3
のトランジスタと、前記第1のトランジスタのコレクタ
とベースとの間に接続され、前記第1、第2の制御電圧
の差が最大のときに前記第1のトランジスタのコレクタ
出力の該第1のトランジスタのベースへの負帰還量を最
大とするフォワード型負帰還回路とを具備し、該フォワ
ード型負帰還回路が、前記第1の電源端子と前記第1の
トランジスタのベースとの間に直列接続された第1のキ
ャパシタ、ピンダイオード及び第2のキャパシタと、前
記第1のキャパシタと前記第1のトランジスタのベース
との間に接続されたインダクンスと、前記第2のキャパ
シタと前記第2の電源端子の間に接続された抵抗とを具
備するものである。
【0011】また、本発明に係る可変利得増幅回路にお
いては、第1、第2の電源端子と、入力端子と、出力端
子と、前記第1の電源端子に接続されたコレクタ及び第
1の制御電圧が印加されたベースを有する第1のトラン
ジスタと、前記出力端子に接続されたコレクタ及び第2
の制御電圧が印加されたベースを有する第2のトランジ
スタと、前記第1、第2のトランジスタのエミッタに接
続されたコレクタ、前記入力端子に接続されたベース及
び前記第2の電源端子に接続されたエミッタを有する第
3のトランジスタと、前記第1のトランジスタのコレク
タとベースとの間に接続され、前記第1、第2の制御電
圧の差が最小のときに前記第1のトランジスタのコレク
タ出力の該第1のトランジスタのベースへの負帰還量が
最大とするリバース型負帰還回路とを具備し、該リバー
ス型負帰還回路が前記第1の電源端子と前記第1のトラ
ンジスタのベースとの間に直列接続されたピンダイオー
ド及びキャパシタを具備するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係る可変利得増幅
回路の第1の実施の形態を示す。図1においては、図4
のトランジスタQ3、Q4、抵抗R1、R2を削除し、制御
電圧 CNT1 CNT2 をトランジスタQ1、Q2の各ベース
に直接印加し、VCC端子とトランジスタQ1のベースと
の間に、ピンダイオードD、キャパシタC3、C4、イン
ダクタンスL1及び抵抗R3よりなるフォワード制御型負
帰還回路1を接続したものである。
【0013】図1においては、入力端子INの入力信号
に対する各部の位相は次のようになる。 トランジスタQ1のコレクタ電流I1:同相 トランジスタQ2のコレクタ電流I2:逆相 トランジスタQ2のベース電流:同相
【0014】従って、フォワード型負帰還回路1により
トランジスタQ1のコレクタの同相出力をそのベースに
負帰還させることによりトランジスタQ1、Q2の両ベー
ス入力を同相とすることができる。
【0015】なお、図5の可変利得増幅回路における負
帰還回路であるFETバリスタ53は負帰還量を制御し
て位相の打消し度合いを可変にし、これにより、利得を
可変にする。これに対し、図1のフォワード型負帰還回
路1は、利得の可変を目的とするのではなく、差動増幅
器(Q0、Q1、Q2)の同相利得が片側利得よりもたと
えば20dB小さくするようにして最小利得値を低下さ
せ、これにより、利得可変量を広くするものである。
【0016】より詳細には、差動増幅器(Q0、Q1、Q
2)の差動利得、同相入力の利得、片側利得には次の関
係がある。 差動利得=片側利得×2 差動利得/同相利得=RE/re 従って、 同相利得=片側利得×2re/RE ただし、reはトランジスタQ1、Q2のエミッタ抵抗で
あってエミッタ電流を1mAとすればたとえば52Ω、
EはトランジスタQ1、Q2のエミッタと接地端子GN
Dとの間の抵抗であって通常数kΩである。
【0017】ここで、トランジスタQ1、Q2のエミッタ
電流を2mAとしてもre=52Ωであり、仮にRE=1
kΩとすれば、 2re/RE=0.1 従って、対数表示をとると、 同相利得(dB) =片側利得(dB)+20log(2re/RE) =片側利得(dB)+20log0.1 =片側利得(dB)−20dB 従って、最小利得時に差動入力が同相であれば、最大利
得と最小利得との比である利得可変量は約20dB広く
することができる。
【0018】図1のフォワード型負帰還回路1は、上述
の差動入出力の位相の相違を利用して最小利得時に同相
入力となるようにしたものである。つまり、位相差が大
きくなると直列の高周波抵抗分が小さくなる現象を利用
する。図1においては、制御電圧VCNT1、VCNT2の差Δ
Vを最大にしたときに、ピンダイオードDのアノード・
カソード間の電位差が最大となり、負帰還量が最大とな
る。これにより、可変利得増幅回路の利得は理論的な同
相利得値に近づき、片側利得に比べて最小利得が最大2
0dB低下する。従って、30〜40dBであった利得
可変量が50dB程度まで拡げることができる。
【0019】図2は本発明に係る第2の可変利得増幅回
路の実施の形態を示す。図2においては、図1のフォワ
ード型負帰還回路1の代りに、ピンダイオードD及びキ
ャパシタC4によりリバース制御型負帰還回路2を設け
てある。図2においては、制御電圧VCNT1、VCNT2の差
ΔVを最小にしたときに、ピンダイオードDのアノード
・カソード間の電位差が最大となり、負帰還量が最大と
なる。これにより、可変利得増幅回路の利得は理論的な
同相利得値に近づき、片側利得に比べて最小利得が最大
20dB低下する。従って、30〜40dBであった利
得可変量が50dB程度まで拡げることができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、広
い利得可変量を達成でき、しかもシリコン集積回路技術
によって製造できるので製造コストの上昇を招くことな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る可変利得増幅回路の第1の実施の
形態を示す回路図である。
【図2】本発明に係る可変利得増幅回路の第1の実施の
形態を示す回路図である。
【図3】高周波送受信回路の送信ブロックの回路図であ
る。
【図4】第1の従来の可変利得増幅回路を示す回路図で
ある。
【図5】第2の従来の可変利得増幅回路を示す回路図で
ある。
【符号の説明】
1…フォワード制御型負帰還回路 2…リバース制御型負帰還回路 31…増幅器 32…高周波アップコンバータ 33…可変利得増幅器 34…ドライバ増幅器 35…送信電力増幅器 36…アンテナ装置 51、52…増幅用FET 53…FETバリスタ 54…位相回り抑圧キャパシタ 55…直流カット用キャパシタ Q0、Q1、Q2…差動増幅器用トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−243874(JP,A) 特開 昭60−187114(JP,A) 特開 昭48−3065(JP,A) 特開 昭56−152308(JP,A) 特開 昭57−9112(JP,A) 特開 平3−77415(JP,A) 特開 昭53−74345(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03F 3/45 H03G 1/00 - 3/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1、第2の電源端子(V CC 、GND)
    と、 入力端子(IN)と、 出力端子(OUT)と、 前記第1の電源端子に接続されたコレクタ及び第1の制
    御電圧(V CNT1 )が印加されたベースを有する第1のト
    ランジスタ(Q 1 )と、 前記出力端子に接続されたコレクタ及び第2の制御電圧
    (V CNT2 )が印加されたベースを有する第2のトランジ
    スタ(Q 2 )と、 前記第1、第2のトランジスタのエミッタに接続された
    コレクタ、前記入力端子に接続されたベース及び前記第
    2の電源端子に接続されたエミッタを有する第3のトラ
    ンジスタ(Q 0 )と、 前記第1のトランジスタのコレクタとベースとの間に接
    続され、前記第1、第2の制御電圧の差が最大のときに
    前記第1のトランジスタのコレクタ出力の該第1のトラ
    ンジスタのベースへの負帰還量を最大とするフォワード
    型負帰還回路(1)とを具備し、 該フォワード型負帰還回路が、 前記第1の電源端子と前記第1のトランジスタのベース
    との間に直列接続された第1のキャパシタ(C 3 )、ピ
    ンダイオード(D)及び第2のキャパシタ(C 4 )と、 前記第1のキャパシタと前記第1のトランジスタのベー
    スとの間に接続されたインダクンス(L 1 ) と、 前記第2のキャパシタと前記第2の電源端子との間に接
    続された抵抗(R 3 )とを具備する可変利得増幅回路。
  2. 【請求項2】 第1、第2の電源端子(V CC 、GND)
    と、 入力端子(IN)と、 出力端子(OUT)と、 前記第1の電源端子に接続されたコレクタ及び第1の制
    御電圧(V CNT1 )が印加されたベースを有する第1のト
    ランジスタ(Q 1 )と、 前記出力端子に接続されたコレクタ及び第2の制御電圧
    (V CNT2 )が印加され たベースを有する第2のトランジ
    スタ(Q 2 )と、 前記第1、第2のトランジスタのエミッタに接続された
    コレクタ、前記入力端子に接続されたベース及び前記第
    2の電源端子に接続されたエミッタを有する第3のトラ
    ンジスタ(Q 0 )と、 前記第1のトランジスタのコレクタとベースとの間に接
    続され、前記第1、第2の制御電圧の差が最小のときに
    前記第1のトランジスタのコレクタ出力の該第1のトラ
    ンジスタのベースへの負帰還量を最大とするリバース型
    負帰還回路(2)とを具備し、 該リバース型負帰還回路が 前記第1の電源端子と前記
    第1のトランジスタのベースとの間に直列接続されたピ
    ンダイオード(D)及びキャパシタ(C 4 )を具備する
    可変利得増幅回路。
JP09260398A 1998-03-20 1998-03-20 可変利得増幅回路 Expired - Fee Related JP3275829B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09260398A JP3275829B2 (ja) 1998-03-20 1998-03-20 可変利得増幅回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09260398A JP3275829B2 (ja) 1998-03-20 1998-03-20 可変利得増幅回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11274871A JPH11274871A (ja) 1999-10-08
JP3275829B2 true JP3275829B2 (ja) 2002-04-22

Family

ID=14059036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP09260398A Expired - Fee Related JP3275829B2 (ja) 1998-03-20 1998-03-20 可変利得増幅回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3275829B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1999921B1 (en) * 2006-03-29 2017-06-14 Thomson Licensing DTV Frequency limiting amplifier in a fsk receiver

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11274871A (ja) 1999-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5227734A (en) Broadband bipolar transistor distributed amplifier
US6353360B1 (en) Linearized power amplifier based on active feedforward-type predistortion
US6400227B1 (en) Stepped gain controlled RF driver amplifier in CMOS
US6522201B1 (en) RF amplifier having switched load impedance for back-off power efficiency
US6215355B1 (en) Constant impedance for switchable amplifier with power control
US5745857A (en) Gaas power amplifier for analog/digital dual-mode cellular phones
US6771130B2 (en) Power amplifier and radio communication apparatus using the same
US6472941B2 (en) Distributed amplifier with terminating circuit capable of improving gain flatness at low frequencies
US20040085130A1 (en) Simple self-biased cascode amplifier circuit
JP3131931B2 (ja) 高周波高出力増幅装置
JP4220694B2 (ja) 高周波可変利得増幅装置
JPH1093354A (ja) 2段線形電力増幅器回路
US5844443A (en) Linear high-frequency amplifier with high input impedance and high power efficiency
US6873207B2 (en) Power amplification circuit and communication device using the same
EP0601888B1 (en) Variable gain RF amplifier with linear gain control
JP2024500119A (ja) 差動電力増幅器
US7135931B2 (en) Negative conductance power amplifier
EP1532732B1 (en) System and method for establishing the input impedance of an amplifier in a stacked configuration
JP3275829B2 (ja) 可変利得増幅回路
US6104247A (en) Power amplifier for mobile communication system
JP3371350B2 (ja) 負帰還可変利得増幅回路
JP4389360B2 (ja) 利得制御装置
US20200358401A1 (en) Power amplifier biasing network providing gain expansion
EP1067677B1 (en) Radio frequency amplifier
US6594474B1 (en) Controlled-gain power amplifier device, in particular for radio-frequency circuits applied to cellular mobile telephony

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees