JP3438414B2 - 増幅回路 - Google Patents

増幅回路

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JP3438414B2
JP3438414B2 JP14327595A JP14327595A JP3438414B2 JP 3438414 B2 JP3438414 B2 JP 3438414B2 JP 14327595 A JP14327595 A JP 14327595A JP 14327595 A JP14327595 A JP 14327595A JP 3438414 B2 JP3438414 B2 JP 3438414B2
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広志 高橋
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は無線通信機器などの送信
部に使用する増幅器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種増幅器では希望信号と同時
に雑音についても増幅し、出力していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記構成において問題
となるのは増幅器で増幅された雑音および追加された雑
音を増幅器の後に接続されるフィルタだけで減衰させな
ければならないと言うことであった。このために、増幅
器の後に接続されるフィルタには多大な減衰特性が要求
され、共振器を多く使用した大きなフィルタが必要であ
った。また、この結果、増幅器の後に接続されるフィル
タの通過帯域の損失が増え、増幅器からはより大きな電
力を出力しなければならず、増幅器の効率向上の妨げと
なっていた。
【0004】そこで本発明は、増幅器から出力する雑音
を小さくし、後ろに接続するフィルタの減衰特性を緩和
し、同時に増幅器の効率を向上させることを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】そしてこの目的を達成す
るために本発明は第1のトランジスタで構成された第1
の増幅回路の出力部に第1のトランジスタの出力インピ
ーダンスの実部の1/2から2倍の間の入力インピーダ
ンスを持つ第1のフィルタを接続し、第1のフィルタの
出力部に第2のトランジスタで構成された第2の増幅回
路の入力部が接続され、第1のフィルタの出力インピー
ダンスは第2のトランジスタの入力インピーダンスの実
部の1/2から2倍の間に設定され、第2の増幅回路の
出力部に第2のトランジスタの出力インピーダンスの実
部の1/2から2倍の間の入力インピーダンスを持つ第
2のフィルタを接続し、前記第1および第2のフィルタ
それぞれの入力インピーダンスと出力インピーダンスが
異なる増幅器を構成したものである。
【0006】
【作用】以上の構成とすると、第1の増幅回路から出力
された希望信号は第1のフィルタでほとんど減衰せずに
第2の増幅回路に入力されるが、第1の増幅回路から出
力された雑音は第1のフィルタで減衰して第2の増幅回
路に入力される。したがって、第2の増幅回路からは微
少な雑音しか出力されないのである。
【0007】
【実施例】図1は本発明の一実施例の回路ブロックを示
す。
【0008】図1において、1は第1の増幅回路で、そ
の出力には第1のフィルタ3が接続され、さらに第1の
フィルタ3の出力には第2の増幅回路2が接続されてい
る。第1の増幅回路1および第2の増幅回路2には電源
端子6が接続され、第1の増幅回路1の入力には入力端
子4が、第2の増幅回路2の出力には出力端子5が接続
されている。
【0009】上記構成において、入力端子4から入力さ
れた信号は第1の増幅回路1で増幅され、第1のフィル
タ3に入力される。また、同時に入力端子4から入力さ
れた雑音も第1の増幅回路1で増幅され、第1のフィル
タ3に入力される。さらに、第1の増幅回路1の内部で
発生した雑音も第1のフィルタ3に入力される。つま
り、第1の増幅回路1からはレベルの高い雑音が出力さ
れることになる。しかし、第1のフィルタ3が図2に示
すような帯域通過フィルタであれば、第1のフイルタ3
の出力からは第1の増幅回路1で増幅された信号(送信
帯域内にある)はほとんど減衰せずに出力され、雑音
(受信帯域内の雑音)は大きく減衰される。この結果、
第2の増幅回路2から出力端子5へも、大きな信号と微
少な雑音しか出力されないこととなる。また、本実施例
において第1のフィルタ3の送信帯域の損失は第1の増
幅回路1の増幅率の向上で十分カバーできるものであ
り、むしろ第2の増幅回路2の後ろにつながるフィルタ
の雑音の減衰量の緩和にともなう送信帯域の損失の減少
によって、第2の増幅回路2の出力電力を小さくできる
ので、増幅器の効率が向上する。本実施例のような増幅
器を無線通信機の送信側の増幅器に用いれば、消費電力
を削減することが可能となる。
【0010】図3は本発明の一構成例を示す断面図であ
る。図3において、10,11は第1および第2の増幅
回路1および2をそれぞれ構成する第1および第2のト
ランジスタである。14aから14cは電極パターン
で、誘電体13の内部に形成され、その上、下はアース
電極12a,12bで挟まれている。アース電極12a
の上部には誘電体15aが積層され、さらにその上部に
電極パターンを形成し、第1および第2のトランジスタ
10,11を実装して第1および第2の増幅回路が構成
されている。また、アース電極12bの下部には誘電体
15bが積層され、さらにその下部に電極パターンを形
成し、端子電極を構成している。16a,16bは電極
パターン14aもしくは14cの一部と誘電体13を介
して対向した電極パターンであり、17a,17bは電
極パターン16a,16bとそれぞれ誘電体15aを介
して対向した電極パターンである。電極パターン17a
は第1のトランジスタ10の出力端子と接続され、電極
パターン17bは第2のトランジスタ11の入力端子と
接続されている。19はスルーホールであり、第1およ
び第2のトランジスタ10および11の接地端子とアー
ス電極12a,12bに接続されている。
【0011】上記構成において、電極パターン14aか
ら14cと誘電体13とアース電極12a,12bで図
2に示したような第1のフィルタ3が構成され、対向し
たパターン電極14a,16a,17aの間にできる容
量で第1のトランジスタ10の出力端子と第1のフィル
タ3が接続される。また、同様に対向したパターン電極
14b,16b,17bの間にできる容量で第2のトラ
ンジスタ11の入力端子と第1のフィルタ3が接続され
る。以上のようにして、図1に示した回路ブロックを構
成することができ、本実施例のようにフィルタを積層構
造とすることにより小型化をはかることができる。ま
た、第1および第2のトランジスタ10,11の接地端
子をスルーホール19でアース電極12a,12bに接
地することにより、放熱をよくすることができる。ま
た、誘電体13にはフィルタを小型にするために比誘電
率10以上の誘電体を用い、誘電体15a,15bには
回路を構成しやすい比誘電率10以下の材料を用いるの
が好ましい。また、本実施例の構成をグリーンシートを
用いた積層で、一括焼成して形成する場合には、誘電体
15a,15bは同一材料で同じ厚みとした方が反りな
く焼成できる。
【0012】図4は本発明の他の構成例を示す断面図で
ある。図4において20a,20bは誘電体15aの一
部を貫通した凹部である。そして、この凹部20a,2
0bの内部に第1および第2のトランジスタ10,11
をそれぞれ実装し、第1および第2のトランジスタ1
0,11の接地端子をアース電極12aに直接接続する
ことにより放熱をさらによくしている。
【0013】なお、図3および図4において電極パター
ン14a,16a,17aのどちらかの間をビアホール
で接続して、他方の間だけを容量としても同様の効果が
得られる。同様に、図3および図4において電極パター
ン14b,16b,17bのどちらかの間をビアホール
で接続して、他方の間だけを容量としてもよい。
【0014】図5は図1における第1のフィルタ3の入
出力インピーダンスを示す図である。図5において21
は第1もしくは第2のトランジスタ10もしくは11の
入出力インピーダンスの領域であり、22は第1のフィ
ルタ3の入出力インピーダンスの領域である。通信機の
送信側の増幅器に用いられるトランジスタは大電力を出
力するためその入出力インピーダンスは図5に示したよ
うに低インピーダンスとなっている。そこで、本発明に
おいて用いる第1のフィルタ3の入出力インピーダンス
は50Ωではなく、接続される第1もしくは第2のトラ
ンジスタ10もしくは11の出力インピーダンスもしく
は入力インピーダンスの実部の1/2から2倍の間のイ
ンピーダンスとし、第1および第2のトランジスタ1
0,11と第1のフィルタ3を直接接続することによ
り、通常整合回路に用いられるコイルやコンデンサの損
失をなくし、効率をよくする。すなわち、第1および第
2のトランジスタ10,11の入出力インピーダンスが
図5の領域21にある場合、第1のフィルタの入出力イ
ンピーダンスを図5の領域22にすればよい。また、図
3および図4に示したような構成で第1のフィルタ3を
構成し、第1および第2のトランジスタ10,11と接
続する場合には対向する電極パターン14,16,17
の対向面積によっては第1のフィルタ3の入出力インピ
ーダンスを第1および第2のトランジスタ10,11の
複素共役とすることもできる。また、第1のフィルタ3
の入出力インピーダンスはそれぞれ接続されるインピー
ダンスに対応して独立に設定することができる。
【0015】図6は本発明の他の実施例の回路ブロック
を示す図であり、図7はその構成を示す図である。
【0016】図6において、23は第2の増幅回路2の
出力と出力端子5の間に接続された第2のフィルタであ
る。また、図7において24および25は電極パターン
で図2および図3において誘電体13の内部に形成され
ている電極パターンである。26はアース電極12aと
12bに接続されたスルーホールである。
【0017】上記の構成において、第2のフィルタ23
は第2の増幅回路2から出力される希望信号はほとんど
減衰させず雑音を減衰させ、その入力インピーダンスは
第2のトランジスタ11の出力インピーダンスの実部の
1/2から2倍の間に設定されているので第2のトラン
ジスタ11に直接接続することができる。その結果、第
2の増幅回路2の効率を向上させることができる。ま
た、第1および第2のフィルタ3,23を図7のように
積層構造の同一平面に電極パターン24と25を形成し
たストリップラインで構成した場合、その間にアース電
極12a,12bに接続されたスルーホールを形成する
ことにより電極パターン24と25の結合を防ぐことが
できる。この際、スルーホール26の間隔を電極パター
ン24,25のもっとも短い線路の長さよりも短くする
ことにより、結合を大きく防ぐことができる。また、電
極パターン24と25を図7のように直角に配置するこ
とにより電極パターン24と25の結合をさらに防ぐこ
とができる。
【0018】なお、第1および第2のフィルタ3,23
の特性は図2に示したような通信機の送信帯域を通過さ
せ、受信帯域を減衰させる帯域通過フィルタの他に、図
8に示すような受信帯域を減衰させる帯域阻止フィルタ
などを用いることができる。
【0019】また、平行した2本の伝送線路を用いた方
向性結合器を積層構造で一体構成し、増幅器の所望の箇
所から電力を取り出す構成にすれば、電力制御用のモニ
ターとして利用できる機能を付加することもできる。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明は、第1のトランジ
スタで構成された第1の増幅回路の出力部に第1のトラ
ンジスタの出力インピーダンスの実部の1/2から2倍
の間の入力インピーダンスを持つ第1のフィルタを接続
し、第1のフィルタの出力部に第2のトランジスタで構
成された第2の増幅回路の入力部が接続され、第1のフ
ィルタの出力インピーダンスは第2のトランジスタの入
力インピーダンスの実部の1/2から2倍の間に設定さ
れ、第2の増幅回路の出力部に第2のトランジスタの出
力インピーダンスの実部の1/2から2倍の間の入力イ
ンピーダンスを持つ第2のフィルタを接続し、前記第1
および第2のフィルタそれぞれの入力インピーダンスと
出力インピーダンスが異なる増幅器としたものである。
【0021】以上の構成にすることにより、第1の増幅
回路から出力された希望信号は第1のフィルタでほとん
ど減衰せずに第2の増幅回路に入力されるが、第1の増
幅回路から出力された雑音は第1のフィルタで減衰して
第2の増幅回路に入力される。したがって、第2の増幅
回路からは微少な雑音しか出力されないのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路ブロック図
【図2】本発明のフィルタの特性図
【図3】本発明の一構成例を示す断面図
【図4】本発明の他の構成例を示す断面図
【図5】本発明のフィルタのインピーダンスを示す図
【図6】本発明の他の実施例の回路ブロック図
【図7】図6のフィルタの一つのパターン図
【図8】本発明の他のフィルタの特性図
【符号の説明】
1 第1の増幅回路 2 第2の増幅回路 3 第1のフィルタ 10 第1のトランジスタ 11 第2のトランジスタ 13 誘電体 14 電極パターン 15 誘電体 20 凹部 21 トランジスタの入出力インピーダンスの領域 22 フィルタの入出力インピーダンスの領域 23 第2のフィルタ 24 電極パターン 25 電極パターン 26 スルーホール
フロントページの続き (72)発明者 藤橋 芳邦 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4−27205(JP,A) 特開 昭57−73511(JP,A) 特開 平5−136644(JP,A) 実開 昭62−32618(JP,U) 実開 平7−25625(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03F 1/00 - 3/72

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のトランジスタで構成された第1の
    増幅回路の出力部に第1のトランジスタの出力インピー
    ダンスの実部の1/2から2倍の間の入力インピーダン
    スを持つ第1のフィルタを接続し、第1のフィルタの出
    力部に第2のトランジスタで構成された第2の増幅回路
    の入力部が接続され、第1のフィルタの出力インピーダ
    ンスは第2のトランジスタの入力インピーダンスの実部
    の1/2から2倍の間に設定され、第2の増幅回路の出
    力部に第2のトランジスタの出力インピーダンスの実部
    の1/2から2倍の間の入力インピーダンスを持つ第2
    のフィルタを接続し、前記第1および第2のフィルタそ
    れぞれの入力インピーダンスと出力インピーダンスが異
    なる増幅器。
  2. 【請求項2】 フィルタは、上、下をアース電極で挟ま
    れた誘電体内部に電極パターンを設けて形成した請求項
    1に記載の増幅器。
  3. 【請求項3】 フィルタは、上、下をアース電極で挟ま
    れた比誘電率10以上の誘電体内部に電極パターンを設
    けて形成し、前記上側のアース電極の上部に比誘電率1
    0以下の誘電体材料を介して電極パターンを形成し第1
    および第2の増幅回路を実装した請求項1に記載の増幅
    器。
  4. 【請求項4】 フィルタは、上、下をアース電極で挟ま
    れた比誘電率10以上の誘電体内部に電極パターンを設
    けて形成し、前記上側のアース電極の上部に比誘電率1
    0以下の誘電体材料を介して電極パターンを形成し、第
    1および第2の増幅回路を実装するとともに、前記下側
    のアース電極の下部に前記比誘電率10以下の誘電体材
    料を介して端子電極の一部を設けた請求項1に記載の増
    幅器。
  5. 【請求項5】 フィルタと増幅回路を誘電体材料を介し
    て対向設置した電極間の容量で接続した請求項2に記載
    の増幅器。
  6. 【請求項6】 誘電体表面に凹部を設け、この凹部に第
    1および第2のトランジスタを設置した請求項2に記載
    の増幅器。
  7. 【請求項7】 第1および第2のトランジスタの接地端
    子を接続する電極パターンをスルーホールで上側および
    下側のアース電極に接続した請求項2に記載の増幅器。
  8. 【請求項8】 比誘電率10以上の誘電体内部もしくは
    比誘電率10以下の誘電体表面に方向性結合器を電極パ
    ターンで構成した請求項2に記載の増幅器。
  9. 【請求項9】 第1のフィルタと第2のフィルタの間に
    上側のアース電極と下側のアース電極に接続された複数
    のスルーホールもしくはビアホールを形成した請求項1
    に記載の増幅器。
  10. 【請求項10】 第1のフィルタと第2のフィルタをス
    トリップライン構成とし、第1のフィルタのストリップ
    ラインと第2のフィルタのストリップラインの向きを直
    角とした請求項1に記載の増幅器。
  11. 【請求項11】 フィルタを帯域通過フィルタとし、通
    信機の送信帯域を前記帯域通過フィルタの通過帯域と
    し、通信機の受信帯域を前記帯域通過フィルタの減衰帯
    域とした請求項1に記載の増幅器。
  12. 【請求項12】 フィルタを帯域阻止フィルタとし、通
    信機の受信帯域を前記帯域阻止フィルタの阻止帯域とし
    た請求項1に記載の増幅器。
  13. 【請求項13】 上、下のアース電極の上側と下側の比
    誘電率10以下の誘電体材料を同一の材料とし、かつ同
    じ厚みとした請求項2に記載の増幅器。
  14. 【請求項14】 上、下のアース電極に接続されたスル
    ーホールもしくはビアホールの間隔を第1および第2の
    フィルタのストリップラインの線路の長さよりも短くし
    た請求項8に記載の増幅器。
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