JP4220982B2 - 分布型増幅器 - Google Patents
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Description
一方、分布型増幅器は、トランジスタの入力容量と伝送線路のインダクタンス成分で帯域が決まるため、広帯域化に適した回路構成として、光通信や高周波無線通信の分野で用いられている。
ここで、バイアス回路106は、キャパシタ106Aと、チョークコイル106Bとを備え、キャパシタ106Aの一端と、チョークコイル106Bの一端とを接続した構成になっている。そして、キャパシタ106Aの他端は出力端子OUTに接続され、チョークコイル106Bの他端はバイアス電圧電源(バイアス電圧Vdd)に接続されている。
このように、従来の分布型増幅器では、回路を動作させるために、出力側伝送線路101の出力端子OUT側に、チョークコイル106Bを備えるバイアス回路106を設けているため、チョークコイル106Bによって非常に大きな面積が占有されてしまうという課題がある。また、チョークコイル106Bとしては、mH級のインダクタンスを持つものが必要であり、高価であるため、実装コストも増加してしまうという課題もある。
また、本発明の分布型増幅器は、入力側伝送線路と、出力側伝送線路と、入力側伝送線路及び出力側伝送線路に接続された複数のプッシュプル増幅回路とを備え、複数のプッシュプル増幅回路が、いずれも、プッシュ側トランジスタと、プル側トランジスタとを備えるプッシュプル増幅回路であり、入力側伝送線路として、プッシュ側トランジスタ及びプル側トランジスタの双方に共通の入力側伝送線路を備えることを特徴としている。
さらに、本発明の分布型増幅器は、入力側伝送線路と、出力側伝送線路と、入力側伝送線路及び出力側伝送線路に接続された複数のプッシュプル増幅回路とを備え、複数のプッシュプル増幅回路が、いずれも、プッシュ側トランジスタと、プル側トランジスタとを備えるプッシュプル増幅回路であり、一定の電圧を供給しうる定電圧電源を備え、入力側伝送線路が、プッシュ側トランジスタ及びプル側トランジスタのゲート又はベースに接続されており、出力側伝送線路が、プル側トランジスタのソース又はエミッタ、及び、プッシュ側トランジスタのドレイン又はコレクタに接続されており、定電圧電源が、プル側トランジスタのドレイン又はコレクタに接続されており、プッシュ側トランジスタのソース又はエミッタが接地されていることを特徴としている。
また、本発明の分布型増幅器は、入力側伝送線路と、出力側伝送線路と、入力側伝送線路及び出力側伝送線路に接続された複数のプッシュプル増幅回路とを備え、複数のプッシュプル増幅回路が、いずれも、プッシュ側トランジスタと、プル側トランジスタとを備えるプッシュプル増幅回路であり、プッシュ側トランジスタ及びプル側トランジスタが、同型のトランジスタであり、一方のトランジスタに入力される信号の位相を、他方のトランジスタに入力される信号の位相に対して反転させる位相反転回路を備えることを特徴としている。
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態にかかる分布型増幅器について、図1〜図4を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる分布型増幅器は、例えば図1に示すように、入力側伝送線路1と、出力側伝送線路2と、入力側伝送線路1及び出力側伝送線路2に接続された複数の増幅回路3を並列に接続した構成になっている。
ここでは、複数のプッシュプル増幅回路3は、いずれも、nチャネル型トランジスタ(プッシュ側トランジスタ)3Aと、pチャネル型トランジスタ(プル側トランジスタ)3Bとを備える相補型プッシュプル増幅回路である。つまり、プッシュプル増幅回路は、2つの異型のトランジスタ(異なる導電型のチャネルが形成されるトランジスタ)を備える相補型プッシュプル増幅回路である。
さらに具体的に説明すると、本実施形態では、pMOSFET3B及びnMOSFET3Aのゲートに、それぞれ入力側伝送線路が接続されている。つまり、pMOSFET3Bのゲートに、プル側入力伝送線路1Bが接続されており、nMOSFET3Aのゲートに、プッシュ側入力伝送線路1Aが接続されている。ここでは、これらの入力側伝送線路1A,1Bをいずれも分配器6を介して入力端子INに接続し、pMOSFET3B及びnMOSFET3Aのゲートに同相信号が入力されるようにしている(ゲート同相入力)。
さらに、pMOSFET3Bのドレインに、一定の電源電圧Vddを供給しうる定電圧電源が接続されている。一方、nMOSFET3Aのソースは接地されている。
つまり、入力端子INから入力信号が入力されると、入力信号は、分配器6で2つの入力側伝送線路1(プッシュ側入力伝送線路1A及びプル側入力伝送線路1B)のそれぞれに分配される。
次に、分配器6によって分配された同相の入力信号は、それぞれの入力側伝送線路1A,1B上を伝播し、その一部が複数の増幅回路3のそれぞれに入力される。ここでは、一方の入力信号は、プッシュ側入力伝送線路1A上を伝播し、その一部が複数のnMOSFET3Aのゲートのそれぞれに印加される。一方、他方の入力信号は、プル側入力伝送線路1B上を伝播し、その一部が複数のpMOSFET3Bのゲートのそれぞれに印加される。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態にかかる分布型増幅器について、図5を参照しながら説明する。
なお、その他の構成及び動作は、上述の第1実施形態のものと同じであるため、ここでは説明を省略する。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態にかかる分布型増幅器について、図6を参照しながら説明する。
つまり、本分布型増幅器は、図6に示すように、複数のプッシュプル増幅回路3が、いずれも、npnバイポーラトランジスタ(プッシュ側トランジスタ)3aと、pnpバイポーラトランジスタ(プル側トランジスタ)3bとを備える相補型プッシュプル増幅回路として構成されている。つまり、プッシュプル増幅回路3は、2つの異型のトランジスタを備える相補型プッシュプル増幅回路である。ここで、上述の第1実施形態にかかる電界効果トランジスタのベース,ソース,ドレインは、それぞれ、バイポーラトランジスタのベース,エミッタ,コレクタに対応する。なお、図6では、上述の第1実施形態(図1参照)と同一のものには同一の符号を付している。
したがって、本実施形態にかかる分布型増幅器によれば、上述の第1実施形態と同様に、従来の分布型増幅器において必要とされていたバイアス電圧供給用のチョークコイルが不要となり、コンパクト化を図ることができるとともに、コストを低く抑えることができるという利点がある。この結果、分布型増幅器の占有面積を小さくすることができるため、非常にコンパクトな集積回路(IC)及びモジュールを実現できることになる。
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態にかかる分布型増幅器について、図7を参照しながら説明する。
つまり、本分布型増幅器は、図7に示すように、複数のプッシュプル増幅回路3が、いずれも、npnバイポーラトランジスタ(プッシュ側トランジスタ)3aと、pnpバイポーラトランジスタ(プル側トランジスタ)3bとを備える相補型プッシュプル増幅回路として構成されている。つまり、プッシュプル増幅回路3は、2つの異型のトランジスタを備える相補型プッシュプル増幅回路である。ここで、上述の第2実施形態にかかる電界効果トランジスタのベース,ソース,ドレインは、それぞれ、バイポーラトランジスタのベース,エミッタ,コレクタに対応する。なお、図7では、上述の第2実施形態(図5参照)と同一のものには同一の符号を付している。
したがって、本実施形態にかかる分布型増幅器によれば、上述の第2実施形態と同様に、従来の分布型増幅器において必要とされていたバイアス電圧供給用のチョークコイルが不要となり、コンパクト化を図ることができるとともに、コストを低く抑えることができるという利点がある。この結果、分布型増幅器の占有面積を小さくすることができるため、非常にコンパクトな集積回路(IC)及びモジュールを実現できることになる。
[その他]
なお、上述の各実施形態では、プッシュプル増幅回路を、2つの異型のトランジスタ(異なる導電型のチャネルが形成されるトランジスタ)を備える相補型プッシュプル増幅回路として構成しているが、これに限られるものではない。
また、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することができる。
入力側伝送線路と、
出力側伝送線路と、
入力側伝送線路及び出力側伝送線路に接続された複数の増幅回路とを備え、
前記増幅回路が、プッシュプル増幅回路であることを特徴とする、分布型増幅器。
前記複数のプッシュプル増幅回路が、いずれも、プッシュ側トランジスタと、プル側トランジスタとを備えるプッシュプル増幅回路であることを特徴とする、付記1記載の分布型増幅回路。
(付記3)
前記入力側伝送線路として、前記プッシュ側トランジスタに信号を入力するプッシュ側入力伝送線路と、前記プル側トランジスタに信号を入力するプル側入力伝送線路とを備え、
前記プッシュ側入力伝送線路及び前記プル側入力伝送線路の入力側に設けられ、前記プッシュ側トランジスタと前記プル側トランジスタとに同相の入力信号が入力されるように入力信号を分配する分配器を備えることを特徴とする、付記2記載の分布型増幅器。
前記入力側伝送線路として、前記プッシュ側トランジスタ及び前記プル側トランジスタの双方に共通の入力側伝送線路を備えることを特徴とする、付記2記載の分布型増幅器。
(付記5)
一定の電圧を供給しうる定電圧電源を備え、
前記入力側伝送線路が、前記プッシュ側トランジスタ及び前記プル側トランジスタのゲートに接続されており、
前記出力側伝送線路が、前記プル側トランジスタのソース又はエミッタ、及び、前記プッシュ側トランジスタのドレイン又はコレクタに接続されており、
前記定電圧電源が、前記プル側トランジスタのドレイン又はコレクタに接続されており、
前記プッシュ側トランジスタのソース又はエミッタが接地されていることを特徴とする、付記2〜4のいずれか1項に記載の分布型増幅器。
前記プッシュ側トランジスタが、nチャネル型トランジスタであり、
前記プル側トランジスタが、pチャネル型トランジスタであることを特徴とする、付記2〜5のいずれか1項に記載の分布型増幅器。
(付記7)
前記nチャネル型トランジスタが、nチャネル型MOS電界効果トランジスタであり、
前記pチャネル型トランジスタが、pチャネル型MOS電界効果トランジスタであることを特徴とする、付記6記載の分布型増幅器。
前記プッシュ側トランジスタが、npnバイポーラトランジスタであり、
前記プル側トランジスタが、pnpバイポーラトランジスタであることを特徴とする、付記2〜5のいずれか1項に記載の分布型増幅器。
(付記9)
前記プッシュ側トランジスタ及び前記プル側トランジスタが、同型のトランジスタであり、
一方のトランジスタに入力される信号の位相を、他方のトランジスタに入力される信号の位相に対して反転させる位相反転回路を備えることを特徴とする、付記2〜5のいずれか1項に記載の分布型増幅器。
前記トランジスタが、nチャネル型トランジスタであることを特徴とする、付記9記載の分布型増幅器。
(付記11)
前記nチャネル型トランジスタが、nチャネル型MOS電界効果トランジスタであることを特徴とする、付記10記載の分布型増幅器。
前記トランジスタが、npnバイポーラトランジスタであることを特徴とする、付記9記載の分布型増幅器。
(付記13)
前記入力側伝送線路は、一端が入力端子に接続され、他端が終端抵抗を介して接地されていることを特徴とする、付記1〜12のいずれか1項に記載の分布型増幅器。
前記出力側伝送線路が、一端が出力端子に接続され、他端が終端回路を介して接地されていることを特徴とする、付記1〜13のいずれか1項に記載の分布型増幅器。
1A プッシュ側入力伝送線路
1B プル側入力伝送線路
2 出力側伝送線路
3 増幅回路(プッシュプル増幅回路)
3A nチャネル型トランジスタ(プッシュ側トランジスタ)
3B pチャネル型トランジスタ(プル側トランジスタ)
3a npnバイポーラトランジスタ(プッシュ側トランジスタ)
3b pnpバイポーラトランジスタ(プル側トランジスタ)
4 伝送線路のインダクタンス成分を示すブロック
5 ユニットセル
6 分配器
7 終端抵抗
8 終端回路
8A 終端抵抗
8B キャパシタ
Claims (10)
- 入力側伝送線路と、
出力側伝送線路と、
入力側伝送線路及び出力側伝送線路に接続された複数のプッシュプル増幅回路とを備え、
前記複数のプッシュプル増幅回路が、いずれも、プッシュ側トランジスタと、プル側トランジスタとを備えるプッシュプル増幅回路であり、
前記入力側伝送線路として、前記プッシュ側トランジスタに信号を入力するプッシュ側入力伝送線路と、前記プル側トランジスタに信号を入力するプル側入力伝送線路とを備え、
前記プッシュ側入力伝送線路及び前記プル側入力伝送線路の入力側に設けられ、前記プッシュ側トランジスタと前記プル側トランジスタとに同相の入力信号が入力されるように入力信号を分配する分配器を備えることを特徴とする、分布型増幅器。 - 入力側伝送線路と、
出力側伝送線路と、
入力側伝送線路及び出力側伝送線路に接続された複数のプッシュプル増幅回路とを備え、
前記複数のプッシュプル増幅回路が、いずれも、プッシュ側トランジスタと、プル側トランジスタとを備えるプッシュプル増幅回路であり、
前記入力側伝送線路として、前記プッシュ側トランジスタ及び前記プル側トランジスタの双方に共通の入力側伝送線路を備えることを特徴とする、分布型増幅器。 - 入力側伝送線路と、
出力側伝送線路と、
入力側伝送線路及び出力側伝送線路に接続された複数のプッシュプル増幅回路とを備え、
前記複数のプッシュプル増幅回路が、いずれも、プッシュ側トランジスタと、プル側トランジスタとを備えるプッシュプル増幅回路であり、
一定の電圧を供給しうる定電圧電源を備え、
前記入力側伝送線路が、前記プッシュ側トランジスタ及び前記プル側トランジスタのゲート又はベースに接続されており、
前記出力側伝送線路が、前記プル側トランジスタのソース又はエミッタ、及び、前記プッシュ側トランジスタのドレイン又はコレクタに接続されており、
前記定電圧電源が、前記プル側トランジスタのドレイン又はコレクタに接続されており、
前記プッシュ側トランジスタのソース又はエミッタが接地されていることを特徴とする、分布型増幅器。 - 一定の電圧を供給しうる定電圧電源を備え、
前記入力側伝送線路が、前記プッシュ側トランジスタ及び前記プル側トランジスタのゲート又はベースに接続されており、
前記出力側伝送線路が、前記プル側トランジスタのソース又はエミッタ、及び、前記プッシュ側トランジスタのドレイン又はコレクタに接続されており、
前記定電圧電源が、前記プル側トランジスタのドレイン又はコレクタに接続されており、
前記プッシュ側トランジスタのソース又はエミッタが接地されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の分布型増幅器。 - 入力側伝送線路と、
出力側伝送線路と、
入力側伝送線路及び出力側伝送線路に接続された複数のプッシュプル増幅回路とを備え、
前記複数のプッシュプル増幅回路が、いずれも、プッシュ側トランジスタと、プル側トランジスタとを備えるプッシュプル増幅回路であり、
前記プッシュ側トランジスタ及び前記プル側トランジスタが、同型のトランジスタであり、
一方のトランジスタに入力される信号の位相を、他方のトランジスタに入力される信号の位相に対して反転させる位相反転回路を備えることを特徴とする、分布型増幅器。 - 前記プッシュ側トランジスタが、nチャネル型トランジスタであり、
前記プル側トランジスタが、pチャネル型トランジスタであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の分布型増幅器。 - 前記プッシュ側トランジスタが、npnバイポーラトランジスタであり、
前記プル側トランジスタが、pnpバイポーラトランジスタであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の分布型増幅器。 - 前記プッシュ側トランジスタ及び前記プル側トランジスタが、同型のトランジスタであり、
一方のトランジスタに入力される信号の位相を、他方のトランジスタに入力される信号の位相に対して反転させる位相反転回路を備えることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の分布型増幅器。 - 前記トランジスタが、nチャネル型トランジスタであることを特徴とする、請求項5又は8記載の分布型増幅器。
- 前記トランジスタが、npnバイポーラトランジスタであることを特徴とする、請求項5又は8記載の分布型増幅器。
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