JP4672320B2 - High frequency amplifier - Google Patents

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Description

この発明は、温度特性が小さい高周波増幅装置に関するものである。   The present invention relates to a high-frequency amplifier having low temperature characteristics.

従来の高周波増幅装置では、エミッタ（ソース）接地トランジスタを増幅素子とした高周波増幅器に対して、ベースバイアス電圧を、カレントミラーもしくはベース電流補償のカレントミラー回路を用いて供給している（例えば、非特許文献１参照）。   In a conventional high frequency amplifier, a base bias voltage is supplied to a high frequency amplifier using an emitter (source) grounded transistor as an amplifying element using a current mirror or a current mirror circuit for base current compensation (for example, Patent Document 1).

青木英彦著、「アナログＩＣの機能回路設計入門 回路シミュレータＳＰＩＣＥを用いたＩＣ設計法」ＣＱ出版社、１９９２年９月２０日発行、Ｐ７２およびＰ７４Hidehiko Aoki, “Introduction to Functional Circuit Design of Analog ICs, IC Design Method Using Circuit Simulator SPICE”, CQ Publisher, published on September 20, 1992, P72 and P74

従来の高周波（差動）増幅装置においては、温度が変化したとしても、バイアス回路の基準電流Ｉｒｅｆがほぼ一定となるように動作する。図１１は、このようなカレントミラー定電圧バイアス回路を用いた場合の高周波（差動）増幅装置の温度特性を定性的に示す図である。同図において、横軸の温度Ｔは右方向にいくほど高くなる。前述のように基準電流Ｉｒｅｆは温度Ｔに対して一定である。一般的に、図１１のように直流電流増幅率βは温度Ｔが上がるほど小さくなるため、エミッタ（ソース）接地トランジスタのコレクタ（ドレイン）電流Ｉｃ（Ｉｄ）は、温度Ｔに対して小さくなる。   The conventional high-frequency (differential) amplifier operates so that the reference current Iref of the bias circuit becomes substantially constant even when the temperature changes. FIG. 11 is a diagram qualitatively showing temperature characteristics of the high-frequency (differential) amplifier when such a current mirror constant voltage bias circuit is used. In the figure, the temperature T on the horizontal axis increases as it goes to the right. As described above, the reference current Iref is constant with respect to the temperature T. In general, as shown in FIG. 11, the DC current amplification factor β decreases as the temperature T increases, so that the collector (drain) current Ic (Id) of the emitter (source) grounded transistor decreases with respect to the temperature T.

図１２は、利得に対して支配的なパラメータである電流増幅率ｈｆｅもしくは相互インダクタンスｇｍのコレクタ電流Ｉｃもしくはドレイン電流Ｉｄ依存性を示す図である。同図において、横軸のコレクタ電流Ｉｃもしくはドレイン電流Ｉｄは右方向にいくほど大きくなる。ｈｆｅ（ｇｍ）はＩｃ（Ｉｄ）に対してピークを持ち、一般的なバイアス条件はｈｆｅ（ｇｍ）がピークとなる電流よりも低い電流値に設定されている。その場合、電流が多いほど、ｈｆｅ（ｇｍ）は大きくなる。したがって、エミッタ（ソース）接地トランジスタのコレクタ（ドレイン）電流Ｉｃ（Ｉｄ）は、温度に対して小さくなるため、ｈｆｅ（ｇｍ）は温度に対して小さくなる。   FIG. 12 is a diagram showing the dependence of the current amplification factor hfe or the mutual inductance gm on the collector current Ic or the drain current Id, which is a dominant parameter for the gain. In the figure, the collector current Ic or the drain current Id on the horizontal axis increases as it goes to the right. hfe (gm) has a peak with respect to Ic (Id), and a general bias condition is set to a current value lower than the current at which hfe (gm) peaks. In that case, hfe (gm) increases as the current increases. Therefore, the collector (drain) current Ic (Id) of the emitter (source) grounded transistor is small with respect to temperature, and hfe (gm) is small with respect to temperature.

さらに、同じコレクタ（ドレイン）電流であっても、図１１に示すように、電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）は温度Ｔが高くなると小さくなる特性を一般的に持っている。   Further, even with the same collector (drain) current, the current amplification factor hfe (mutual inductance gm) generally has a characteristic of decreasing as the temperature T increases as shown in FIG.

以上より、温度が高くなるのに対してコレクタ（ドレイン）電流が小さくなることで電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）が小さくなる効果と、ｈｆｅ（ｇｍ）自身が温度に対して小さくなる効果とが合わさり、ｈｆｅ（ｇｍ）は温度上昇に対して小さくなる。このことにより、図１１に示すように、高周波（差動）増幅装置の利得Ｇａｉｎが温度Ｔが高くなると低くなるという問題がある。   As described above, the effect that the current amplification factor hfe (mutual inductance gm) is reduced by decreasing the collector (drain) current while the temperature is increased, and the effect that hfe (gm) itself is decreased with respect to the temperature. Together, hfe (gm) decreases with increasing temperature. As a result, as shown in FIG. 11, there is a problem that the gain Gain of the high-frequency (differential) amplifying device decreases as the temperature T increases.

従来の高周波（差動）増幅装置は、温度が高くなると利得が低くなるという温度特性を有しているという問題点があった。   Conventional high-frequency (differential) amplifiers have a problem that they have a temperature characteristic that the gain decreases as the temperature increases.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、温度特性を小さくすることができる高周波増幅装置を得るものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a high-frequency amplifier that can reduce temperature characteristics.

この発明に係る高周波増幅装置は、基準電流を供給する抵抗分割回路と、前記基準電流に基づいてバイアス電圧を印加するカレントミラー型定電圧バイアス回路と、前記バイアス電圧に基づいて高周波信号を増幅する高周波増幅器とを設けた高周波増幅装置であって、前記高周波増幅器は、高周波信号を増幅する、エミッタが接地された第１のトランジスタを有し、前記カレントミラー型定電圧バイアス回路は、前記第１のトランジスタのベースにバイアス電圧を印加する、エミッタが接地されカレントミラーを形成する第２のトランジスタを有し、前記抵抗分割回路は、基準電圧印加端子とグランドの間に挿入され、直列接続された第１及び第２の抵抗から構成され、前記第１及び第２の抵抗の接続点が第３の抵抗を介して前記第２のトランジスタのコレクタに接続され、温度が高くなるにつれ、前記第２のトランジスタのベース・コレクタ間の電圧が下がり前記基準電流が増加する特性を有するよう、前記第１、第２及び第３の抵抗から構成される前記カレントミラーの直列抵抗を調整し、さらに、該直列抵抗の値を調整した際に、所定の温度における前記ベース・コレクタ間の電圧と前記基準電流が一定となるよう、前記第１及び第２の抵抗の分割抵抗で前記カレントミラーに供給する電圧を下げるものである。 A high frequency amplifier according to the present invention includes a resistance dividing circuit for supplying a reference current, a current mirror type constant voltage bias circuit for applying a bias voltage based on the reference current, and amplifying a high frequency signal based on the bias voltage. A high-frequency amplifier having a high-frequency amplifier, wherein the high-frequency amplifier has a first transistor that amplifies a high-frequency signal and has an emitter grounded, and the current mirror type constant voltage bias circuit includes the first transistor A bias voltage is applied to the base of the transistor, the emitter is grounded and a second transistor is formed that forms a current mirror, and the resistor divider circuit is inserted between the reference voltage application terminal and the ground and connected in series is composed of a first and a second resistor, wherein the connecting point of the first and second resistors through a third resistor second tiger The first, second, and third resistors are connected to the collector of the transistor and have a characteristic that the reference current increases as the temperature increases as the temperature between the base and collector of the second transistor decreases. Adjusting the series resistance of the current mirror configured, and further adjusting the value of the series resistance so that the base-collector voltage and the reference current at a predetermined temperature are constant. The voltage supplied to the current mirror is lowered by the divided resistor of the second resistor .

この発明に係る高周波増幅装置は、温度特性を小さくすることができるという効果を奏する。   The high frequency amplification device according to the present invention has an effect that the temperature characteristics can be reduced.

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る高周波増幅装置について図１から図３までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る高周波増幅装置の構成を示す回路図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。 Embodiment 1 FIG.
A high-frequency amplifier according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a high-frequency amplifier according to Embodiment 1 of the present invention. In addition, in each figure, the same code | symbol shows the same or equivalent part.

図１において、この実施の形態１に係る高周波増幅装置は、高周波増幅器１００と、カレントミラー型定電圧バイアス回路１０１と、抵抗分割回路１６が設けられている。   In FIG. 1, the high-frequency amplifier according to the first embodiment includes a high-frequency amplifier 100, a current mirror type constant voltage bias circuit 101, and a resistance divider circuit 16.

高周波増幅器１００は、エミッタ（ソース）接地トランジスタ（第１のトランジスタ）４と、入力端子１とトランジスタ４のベースの間、出力端子２とトランジスタ４のコレクタの間に挿入されたＤＣカットの容量５と、コレクタ（ドレイン）バイアス電圧印加端子３とトランジスタ４のコレクタの間に接続されたコレクタ（ドレイン）バイアス電圧フィード用インダクタ６とから構成される。   The high-frequency amplifier 100 includes a grounded emitter (source) transistor (first transistor) 4, a DC-cut capacitor 5 inserted between the input terminal 1 and the base of the transistor 4, and between the output terminal 2 and the collector of the transistor 4. And a collector (drain) bias voltage feed inductor 6 connected between the collector (drain) bias voltage application terminal 3 and the collector of the transistor 4.

カレントミラー型定電圧バイアス回路１０１は、エミッタ（ソース）接地でかつカレントミラーを形成するトランジスタ（第２のトランジスタ）９から構成される。また、抵抗分割回路１６は、基準電圧印加端子１１に接続された抵抗１４と接地された抵抗１５から構成される。   The current mirror type constant voltage bias circuit 101 includes a transistor (second transistor) 9 that is grounded on an emitter (source) and forms a current mirror. The resistance dividing circuit 16 includes a resistor 14 connected to the reference voltage application terminal 11 and a resistor 15 grounded.

ベース（ゲート）バイアス電圧フィード用インダクタ７又はベース（ゲート）バイアスフィード用抵抗８は、トランジスタ４のベースとトランジスタ９のベース間に接続されている。また、抵抗１７は、トランジスタ９のコレクタと抵抗１４、１５の接続点の間に接続されている。なお、エミッタ（ソース）、コレクタ（ドレイン）や、ベース（ゲート）と括弧書きで併記しているのは、通常のトランジスタ以外にＣＭＯＳ等でもよいことを表している。   The base (gate) bias voltage feed inductor 7 or the base (gate) bias feed resistor 8 is connected between the base of the transistor 4 and the base of the transistor 9. The resistor 17 is connected between the collector of the transistor 9 and the connection point of the resistors 14 and 15. Note that the parentheses of the emitter (source), collector (drain), and base (gate) indicate that a CMOS or the like may be used in addition to a normal transistor.

つぎに、この実施の形態１に係る高周波増幅装置の動作について図面を参照しながら説明する。図２及び図３は、この発明の実施の形態１に係る高周波増幅装置の温度特性を示す図である。   Next, the operation of the high-frequency amplifier according to Embodiment 1 will be described with reference to the drawings. 2 and 3 are diagrams showing temperature characteristics of the high-frequency amplification device according to Embodiment 1 of the present invention.

高周波増幅器１００の入力端子１から入力した高周波信号は、ＤＣカット容量５を経由してエミッタ（ソース）接地トランジスタ４により増幅され、ＤＣカット容量５を経由して出力端子２から出力される。エミッタ（ソース）接地トランジスタ４のコレクタ（ドレイン）バイアス電圧は、コレクタ（ドレイン）バイアス電圧印加端子３から、コレクタ（ドレイン）バイアス電圧フィード用インダクタ６を介して印加され、ベース（ゲート）バイアス電圧は、定電圧バイアス回路１０１よりベース（ゲート）バイアス電圧フィード用インダクタ７もしくはベース（ゲート）バイアスフィード用抵抗８を介して印加される。   A high frequency signal input from the input terminal 1 of the high frequency amplifier 100 is amplified by the grounded emitter (source) transistor 4 via the DC cut capacitor 5 and output from the output terminal 2 via the DC cut capacitor 5. The collector (drain) bias voltage of the emitter (source) grounded transistor 4 is applied from the collector (drain) bias voltage application terminal 3 through the collector (drain) bias voltage feed inductor 6, and the base (gate) bias voltage is The voltage is applied from the constant voltage bias circuit 101 through the base (gate) bias voltage feed inductor 7 or the base (gate) bias feed resistor 8.

図１に示す高周波増幅装置は、基準電圧印加端子１１から、抵抗１４と抵抗１５で構成される抵抗分割回路１６、抵抗１７を介してカレントミラー型定電圧バイアス回路１０１へ基準電圧Ｖｒｅｆを印加することで、基準電流Ｉｒｅｆを供給している。抵抗１４、１５、１７の抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の設定により、従来と同じ基準電流Ｉｒｅｆを得ることは可能であるため、トランジスタ４のベース（ゲート）にバイアスを印加することができ、入力端子１から入力した高周波信号を増幅することができる。   The high frequency amplifier shown in FIG. 1 applies a reference voltage Vref from a reference voltage application terminal 11 to a current mirror type constant voltage bias circuit 101 via a resistor dividing circuit 16 and a resistor 17 each composed of a resistor 14 and a resistor 15. Thus, the reference current Iref is supplied. Since it is possible to obtain the same reference current Iref as before by setting the resistance values R1, R2, and R3 of the resistors 14, 15, and 17, a bias can be applied to the base (gate) of the transistor 4, and the input A high frequency signal input from the terminal 1 can be amplified.

図１１および前述の通り、従来例では基準電流抵抗の値を高く設定することで基準電流Ｉｒｅｆをほぼ一定としている結果、温度が変わった場合も基準電流Ｉｒｅｆを一定に保つため、高周波増幅装置は温度が上がると利得が低くなる特性を持つ。   As shown in FIG. 11 and the above, in the conventional example, the reference current Iref is set to be substantially constant by setting the reference current resistance value high. As a result, the reference current Iref is kept constant even when the temperature changes. As the temperature rises, the gain decreases.

一方、基準電流Ｉｒｅｆではなく、トランジスタ９のベース・コレクタ間の電圧Ｖｓｅｔを一定とした場合を考える。図１に示す高周波増幅装置で言えば、Ｒ１＝Ｒ３＝０Ω、Ｒ２＝∞Ωの場合に相当する。その場合、温度に対して電圧Ｖｓｅｔは一定となる。図２に、電圧Ｖｓｅｔが一定の場合の高周波増幅装置の定性的な温度特性を示す。同図において、横軸の温度Ｔは右方向にいくほど高くなる。電圧Ｖｓｅｔが一定の場合、温度Ｔが高いほど基準電流Ｉｒｅｆが大きくなる。直流電流増幅率β自体は温度Ｔが高くなると小さくなるが、それを考慮しても、コレクタ（ドレイン）電流Ｉｃ（Ｉｄ）は大きくなり、電流が大きくなることで、電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）も大きくなる。同じ電流値での電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）は温度Ｔが高くなると小さくなるが、コレクタ（ドレイン）電流Ｉｃ（Ｉｄ）の変化による電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）の方が大きいため、高周波増幅装置としては、温度Ｔが高くなると利得Ｇａｉｎが高くなる特性を有する。   On the other hand, let us consider a case where the base-collector voltage Vset of the transistor 9 is fixed, not the reference current Iref. Speaking of the high frequency amplifier shown in FIG. 1, this corresponds to the case of R1 = R3 = 0Ω and R2 = ∞Ω. In that case, the voltage Vset is constant with respect to the temperature. FIG. 2 shows qualitative temperature characteristics of the high-frequency amplifier when the voltage Vset is constant. In the figure, the temperature T on the horizontal axis increases as it goes to the right. When the voltage Vset is constant, the reference current Iref increases as the temperature T increases. The DC current amplification factor β itself decreases as the temperature T increases. However, even if this is taken into consideration, the collector (drain) current Ic (Id) increases, and the current increases, so that the current amplification factor hfe (mutual inductance) gm) also increases. The current amplification factor hfe (mutual inductance gm) at the same current value decreases as the temperature T increases, but the current amplification factor hfe (mutual inductance gm) due to the change in the collector (drain) current Ic (Id) is larger. As a high frequency amplifier, the gain Gain increases as the temperature T increases.

以上より、温度に対して基準電流Ｉｒｅｆを一定に保つようにした場合では、温度が高くなると利得が減少するが、逆に、電圧Ｖｓｅｔを一定とした場合には、温度が高くなると利得が増加することになる。このことから、基準電流Ｉｒｅｆ一定と電圧Ｖｓｅｔ一定の間で設定することにより、温度特性を小さくすることが可能と考えられる。   As described above, when the reference current Iref is kept constant with respect to the temperature, the gain decreases as the temperature increases. Conversely, when the voltage Vset is constant, the gain increases as the temperature increases. Will do. From this, it is considered that the temperature characteristic can be reduced by setting between the constant reference current Iref and the constant voltage Vset.

従来例の回路で言えば、基準電流抵抗の抵抗値Ｒｒｅｆが大きいほど、基準電流Ｉｒｅｆ一定に近づき、Ｒｒｅｆが０に近いほど電圧Ｖｓｅｔ一定に近づくことになる。しかし、基準電圧Ｖｒｅｆと、必要な基準電流Ｉｒｅｆの値は決まっているため、従来例の回路ではＲｒｅｆは一意に決まってしまい、温度特性に対して最適化することができない。   In the circuit of the conventional example, the reference current Iref becomes closer to constant as the resistance value Rref of the reference current resistor is larger, and the voltage Vset becomes closer to constant as Rref is closer to 0. However, since the values of the reference voltage Vref and the required reference current Iref are determined, Rref is uniquely determined in the conventional circuit and cannot be optimized for the temperature characteristics.

図１に示す高周波増幅装置においては、基準電圧印加端子１１とカレントミラー型定電圧バイアス回路１０１の間には、抵抗１４、抵抗１５で形成される抵抗分割回路１６と抵抗１７がある。抵抗１４と抵抗１５の抵抗比を変えることで、基準電圧Ｖｒｅｆから必要な基準電流Ｉｒｅｆを設定することができるとともに、抵抗１４と抵抗１７の合計値によって、温度に対して基準電流Ｉｒｅｆ一定から電圧Ｖｓｅｔ一定まで変化することが可能である。したがって、抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７の値を最適化することによって、基準電流Ｉｒｅｆを設定するとともに、同時に温度に対して基準電流Ｉｒｅｆ一定から電圧Ｖｓｅｔ一定まで変化することができる。結果として、高周波増幅装置の利得の温度特性を変化することが可能である。   In the high-frequency amplifier shown in FIG. 1, there are a resistance dividing circuit 16 and a resistor 17 formed of a resistor 14 and a resistor 15 between the reference voltage application terminal 11 and the current mirror type constant voltage bias circuit 101. The required reference current Iref can be set from the reference voltage Vref by changing the resistance ratio of the resistor 14 and the resistor 15, and the voltage from a constant reference current Iref to the temperature can be set by the total value of the resistor 14 and the resistor 17. It is possible to change to Vset constant. Therefore, by optimizing the values of the resistor 14, the resistor 15, and the resistor 17, the reference current Iref can be set, and at the same time, the reference current Iref can be changed from the constant reference voltage Iref to the constant voltage Vset with respect to the temperature. As a result, it is possible to change the temperature characteristic of the gain of the high frequency amplifier.

図３は、例として高周波増幅装置の利得の温度特性を最小にした場合の高周波増幅装置の温度特性を示す。抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７の値を最適化することで、電圧Ｖｓｅｔは温度Ｔが高くなるにしたがって、若干下がる特性を有し、そのため、基準電流Ｉｒｅｆは若干増加する特性を有している。直流電流増幅率β自体の温度特性を考慮しても、コレクタ（ドレイン）電流Ｉｃ（Ｉｄ）は温度Ｔが高いほど、若干大きくなる特性となっている。そして、コレクタ（ドレイン）電流Ｉｃ（Ｉｄ）の変化による電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）の変化と、コレクタ（ドレイン）電流Ｉｃ（Ｉｄ）が一定でも発生するｈｆｅ（ｇｍ）の変化とがちょうど打ち消す関係にあり、結果として、高周波増幅装置の利得Ｇａｉｎの温度Ｔに対する変化は最小となっている。   FIG. 3 shows the temperature characteristics of the high-frequency amplifier when the gain temperature characteristics of the high-frequency amplifier are minimized. By optimizing the values of the resistors 14, 15, and 17, the voltage Vset has a characteristic that decreases slightly as the temperature T increases. Therefore, the reference current Iref has a characteristic that increases slightly. . Even considering the temperature characteristics of the direct current amplification factor β itself, the collector (drain) current Ic (Id) has a characteristic that increases slightly as the temperature T increases. The change in the current amplification factor hfe (mutual inductance gm) due to the change in the collector (drain) current Ic (Id) and the change in hfe (gm) that occurs even when the collector (drain) current Ic (Id) is constant are exactly the same. As a result, the change of the gain Gain of the high-frequency amplification device with respect to the temperature T is minimized.

以上より、この発明の実施の形態１においては、抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７の値を最適化することによって、コレクタ（ドレイン）電流が一定でも発生する電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）の変化を、コレクタ（ドレイン）電流の変化による電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）の変化で打ち消すことにより、温度特性の小さな高周波増幅装置を実現することが可能である。   As described above, in the first embodiment of the present invention, by optimizing the values of the resistor 14, the resistor 15, and the resistor 17, the current amplification factor hfe (mutual inductance gm) generated even when the collector (drain) current is constant. By canceling the change with the change of the current amplification factor hfe (mutual inductance gm) due to the change of the collector (drain) current, it is possible to realize a high-frequency amplification device with small temperature characteristics.

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る高周波増幅装置について図４を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態２に係る高周波増幅装置の構成を示す回路図である。 Embodiment 2. FIG.
A high-frequency amplifier according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a high-frequency amplification device according to Embodiment 2 of the present invention.

図４において、この実施の形態２に係る高周波増幅装置は、高周波増幅器１００と、カレントミラー型定電圧バイアス回路１０１と、抵抗分割回路１６が設けられている。   4, the high-frequency amplifier according to the second embodiment includes a high-frequency amplifier 100, a current mirror type constant voltage bias circuit 101, and a resistance divider circuit 16.

高周波増幅器１００は、エミッタ（ソース）接地トランジスタ（第１のトランジスタ）４と、入力端子１とトランジスタ４のベースの間、出力端子２とトランジスタ４のコレクタの間に挿入されたＤＣカットの容量５と、コレクタ（ドレイン）バイアス電圧印加端子３とトランジスタ４のコレクタの間に接続されたコレクタ（ドレイン）バイアス電圧フィード用インダクタ６とから構成される。   The high-frequency amplifier 100 includes a grounded emitter (source) transistor (first transistor) 4, a DC-cut capacitor 5 inserted between the input terminal 1 and the base of the transistor 4, and between the output terminal 2 and the collector of the transistor 4. And a collector (drain) bias voltage feed inductor 6 connected between the collector (drain) bias voltage application terminal 3 and the collector of the transistor 4.

カレントミラー型定電圧バイアス回路１０１は、エミッタ（ソース）接地でかつカレントミラーを形成するトランジスタ（第２のトランジスタ）９と、コレクタ電圧印加端子１３がコレクタに接続されたベース電流補償用のトランジスタ（第４のトランジスタ）１２とから構成される。また、抵抗分割回路１６は、基準電圧印加端子１１に接続された抵抗１４と接地された抵抗１５から構成される。   The current mirror type constant voltage bias circuit 101 includes a transistor (second transistor) 9 that is grounded at the emitter (source) and forms a current mirror, and a base current compensation transistor (collector voltage application terminal 13 connected to a collector). (Fourth transistor) 12. The resistance dividing circuit 16 includes a resistor 14 connected to the reference voltage application terminal 11 and a resistor 15 grounded.

ベース（ゲート）バイアス電圧フィード用インダクタ７又はベース（ゲート）バイアスフィード用抵抗８は、トランジスタ４のベースとトランジスタ９のベース間に接続されている。また、抵抗１７は、トランジスタ９のコレクタと抵抗１４、１５の接続点の間に接続されている。   The base (gate) bias voltage feed inductor 7 or the base (gate) bias feed resistor 8 is connected between the base of the transistor 4 and the base of the transistor 9. The resistor 17 is connected between the collector of the transistor 9 and the connection point of the resistors 14 and 15.

つぎに、この実施の形態２に係る高周波増幅装置の動作について図面を参照しながら説明する。   Next, the operation of the high-frequency amplifier according to Embodiment 2 will be described with reference to the drawings.

図４に示す実施の形態２の高周波増幅装置は、図１に示す実施の形態１の高周波増幅装置と比較して、カレントミラー型定電圧バイアス回路１０１として、単なるカレントミラーバイアス回路の代わりに、ベース電流補償カレントミラー型定電圧バイアス回路を用いた点のみが異なる。ベース電流補償用トランジスタ１２により、バイアス回路１０１の電流容量を増しているのみであるため、上記実施の形態１と基本的に同じ動作をする。   The high frequency amplifying device of the second embodiment shown in FIG. 4 is compared with the high frequency amplifying device of the first embodiment shown in FIG. 1 as a current mirror type constant voltage bias circuit 101, instead of a simple current mirror bias circuit. The only difference is that a base current compensation current mirror type constant voltage bias circuit is used. Since only the current capacity of the bias circuit 101 is increased by the base current compensation transistor 12, the operation is basically the same as in the first embodiment.

したがって、上記実施の形態１の高周波増幅装置と同様に、抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７の値を最適化することによって、コレクタ（ドレイン）電流が一定でも発生する電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）の変化を、コレクタ（ドレイン）電流の変化による電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）の変化で打ち消すことにより、温度特性の小さな高周波増幅装置を実現することが可能である。   Therefore, similarly to the high-frequency amplifier of the first embodiment, by optimizing the values of the resistor 14, the resistor 15, and the resistor 17, the current amplification factor hfe (mutual inductance gm) generated even when the collector (drain) current is constant. ) Is canceled by a change in current amplification factor hfe (mutual inductance gm) due to a change in collector (drain) current, it is possible to realize a high-frequency amplifying device with small temperature characteristics.

実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る高周波増幅装置について図５を参照しながら説明する。図５は、この発明の実施の形態３に係る高周波増幅装置の構成を示す回路図である。 Embodiment 3 FIG.
A high-frequency amplifier according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a high-frequency amplification device according to Embodiment 3 of the present invention.

図５において、この実施の形態３に係る高周波増幅装置は、高周波増幅器１００と、カレントミラー型定電圧バイアス回路１０１と、抵抗分割回路１６が設けられている。   In FIG. 5, the high-frequency amplifier according to the third embodiment is provided with a high-frequency amplifier 100, a current mirror type constant voltage bias circuit 101, and a resistance divider circuit 16.

高周波増幅器１００は、エミッタ（ソース）接地トランジスタ（第１のトランジスタ）４と、入力端子１とトランジスタ４のベースの間、出力端子２とトランジスタ４のコレクタの間に挿入されたＤＣカットの容量５と、コレクタ（ドレイン）バイアス電圧印加端子３とトランジスタ４のコレクタの間に接続されたコレクタ（ドレイン）バイアス電圧フィード用インダクタ６とから構成される。   The high-frequency amplifier 100 includes a grounded emitter (source) transistor (first transistor) 4, a DC-cut capacitor 5 inserted between the input terminal 1 and the base of the transistor 4, and between the output terminal 2 and the collector of the transistor 4. And a collector (drain) bias voltage feed inductor 6 connected between the collector (drain) bias voltage application terminal 3 and the collector of the transistor 4.

カレントミラー型定電圧バイアス回路１０１は、エミッタ（ソース）接地でかつカレントミラーを形成するトランジスタ（第２のトランジスタ）９と、ベース電流補償用のトランジスタ（第４のトランジスタ）１２と、ｐｎｐ（ＰＭＯＳ）トランジスタ（第５のトランジスタ）１８と、コレクタ電圧印加端子１３がエミッタに接続され、カレントミラーを形成するｐｎｐ（ＰＭＯＳ）トランジスタ（第６のトランジスタ）１９とから構成される。また、抵抗分割回路１６は、基準電圧印加端子１１に接続された抵抗１４と接地された抵抗１５から構成される。   The current mirror type constant voltage bias circuit 101 includes a transistor (second transistor) 9 that forms a current mirror with an emitter (source) ground, a base current compensation transistor (fourth transistor) 12, and a pnp (PMOS) ) A transistor (fifth transistor) 18 and a pnp (PMOS) transistor (sixth transistor) 19 having a collector voltage application terminal 13 connected to the emitter and forming a current mirror. The resistance dividing circuit 16 includes a resistor 14 connected to the reference voltage application terminal 11 and a resistor 15 grounded.

ベース（ゲート）バイアス電圧フィード用インダクタ７又はベース（ゲート）バイアスフィード用抵抗８は、トランジスタ４のベースとトランジスタ９のベース間に接続されている。また、抵抗１７は、トランジスタ１８のエミッタと抵抗１４、１５の接続点の間に接続されている。   The base (gate) bias voltage feed inductor 7 or the base (gate) bias feed resistor 8 is connected between the base of the transistor 4 and the base of the transistor 9. The resistor 17 is connected between the emitter of the transistor 18 and the connection point of the resistors 14 and 15.

つぎに、この実施の形態３に係る高周波増幅装置の動作について図面を参照しながら説明する。   Next, the operation of the high-frequency amplifier according to Embodiment 3 will be described with reference to the drawings.

図５に示す実施の形態３の高周波増幅装置は、図４に示す実施の形態２の高周波増幅装置と比較して、ベース電流補償カレントミラー型定電圧バイアス回路１０１のベース電流補償トランジスタ１２の電流を基準電流にフィードバックする、ｐｎｐ（ＰＭＯＳ）トランジスタ１８、１９で構成されるｐｎｐ（ＰＭＯＳ）のカレントミラーが挿入されている点のみが異なる。   The high frequency amplifying device of the third embodiment shown in FIG. 5 is compared with the high frequency amplifying device of the second embodiment shown in FIG. 4 in the current of the base current compensation transistor 12 of the base current compensation current mirror type constant voltage bias circuit 101. The only difference is that a pnp (PMOS) current mirror composed of pnp (PMOS) transistors 18 and 19 is fed back to the reference current.

このバイアス回路１０１は、高周波増幅装置の高出力、高効率化のための回路であるが、設定するベースバイアス電圧については、図４に示す実施の形態２の高周波増幅装置と同様に設定できるため、実施の形態２の高周波増幅装置と同様に、抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７の値を最適化することによって、コレクタ（ドレイン）電流が一定でも発生する電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）の変化を、コレクタ（ドレイン）電流の変化による電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）の変化で打ち消すことにより、温度特性の小さな高周波増幅装置を実現することが可能である。   The bias circuit 101 is a circuit for increasing the output and efficiency of the high-frequency amplifier, but the base bias voltage to be set can be set in the same manner as the high-frequency amplifier of the second embodiment shown in FIG. Similarly to the high frequency amplifier of the second embodiment, by optimizing the values of the resistor 14, the resistor 15, and the resistor 17, the current amplification factor hfe (mutual inductance gm) generated even when the collector (drain) current is constant. By canceling the change with the change of the current amplification factor hfe (mutual inductance gm) due to the change of the collector (drain) current, it is possible to realize a high-frequency amplification device with small temperature characteristics.

実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る高周波増幅装置について図６を参照しながら説明する。図６は、この発明の実施の形態４に係る高周波増幅装置の構成を示す回路図である。 Embodiment 4 FIG.
A high frequency amplifier according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a high-frequency amplifier according to Embodiment 4 of the present invention.

図６において、この実施の形態４に係る高周波増幅装置は、高周波差動増幅器１０２と、カレントミラー型定電圧バイアス回路１０１と、抵抗分割回路１６が設けられている。   6, the high-frequency amplifier according to the fourth embodiment includes a high-frequency differential amplifier 102, a current mirror type constant voltage bias circuit 101, and a resistance divider circuit 16.

高周波差動増幅器１０２は、２個のエミッタ（ソース）接地トランジスタ（第１及び第３のトランジスタ）４と、２個の入力端子１と２個のトランジスタ４のベースの間、２個の出力端子２と２個のトランジスタ４のコレクタの間に挿入されたＤＣカットの４個の容量５と、コレクタ（ドレイン）バイアス電圧印加端子３と２個のトランジスタ４のコレクタの間に接続されたコレクタ（ドレイン）バイアス電圧フィード用の２個のインダクタ６又はコレクタ（ドレイン）バイアスフィード用抵抗２０とから構成される。   The high-frequency differential amplifier 102 includes two emitter (source) grounded transistors (first and third transistors) 4, two input terminals 1, and two output terminals between the bases of the two transistors 4. 4 capacitors 5 of DC cut inserted between the collectors of 2 and 2 transistors 4, and collectors connected between the collector (drain) bias voltage application terminal 3 and the collectors of the 2 transistors 4 ( It comprises two inductors 6 for drain) bias voltage feed or resistors 20 for collector (drain) bias feed.

カレントミラー型定電圧バイアス回路１０１は、エミッタ（ソース）接地でかつカレントミラーを形成するトランジスタ（第２のトランジスタ）９から構成される。また、抵抗分割回路１６は、基準電圧印加端子１１に接続された抵抗１４と接地された抵抗１５から構成される。   The current mirror type constant voltage bias circuit 101 includes a transistor (second transistor) 9 that is grounded on an emitter (source) and forms a current mirror. The resistance dividing circuit 16 includes a resistor 14 connected to the reference voltage application terminal 11 and a resistor 15 grounded.

２個のベース（ゲート）バイアス電圧フィード用インダクタ７又はベース（ゲート）バイアスフィード用抵抗８は、２個のトランジスタ４のベースとトランジスタ９のベース間に接続されている。また、抵抗１７は、トランジスタ９のコレクタと抵抗１４、１５の接続点の間に接続されている。   Two base (gate) bias voltage feed inductors 7 or base (gate) bias feed resistors 8 are connected between the bases of the two transistors 4 and the transistor 9. The resistor 17 is connected between the collector of the transistor 9 and the connection point of the resistors 14 and 15.

つぎに、この実施の形態４に係る高周波増幅装置の動作について図面を参照しながら説明する。   Next, the operation of the high-frequency amplifier according to Embodiment 4 will be described with reference to the drawings.

図６に示す実施の形態４の高周波差動増幅装置は、図１に示す実施の形態１の高周波増幅装置と比較して、２個のエミッタ（ソース）接地トランジスタ４を差動動作させ、高周波差動増幅器１０２として点のみが異なる。   The high-frequency differential amplifier of the fourth embodiment shown in FIG. 6 is different from the high-frequency amplifier of the first embodiment shown in FIG. Only the difference as the differential amplifier 102 is different.

したがって、図１に示す実施の形態１の高周波増幅装置と同様の議論が成り立ち、抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７の値を最適化することによって、コレクタ（ドレイン）電流が一定でも発生する電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）の変化を、コレクタ（ドレイン）電流の変化による電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）の変化で打ち消すことにより、温度特性の小さな高周波差動増幅装置を実現することが可能である。   Therefore, the same argument as that of the high-frequency amplifier according to the first embodiment shown in FIG. 1 holds, and by optimizing the values of the resistors 14, 15, and 17, current amplification that occurs even when the collector (drain) current is constant. By canceling the change in the rate hfe (mutual inductance gm) with the change in the current amplification factor hfe (mutual inductance gm) due to the change in the collector (drain) current, it is possible to realize a high-frequency differential amplifier having small temperature characteristics. It is.

実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る高周波増幅装置について図７を参照しながら説明する。図７は、この発明の実施の形態５に係る高周波増幅装置の構成を示す回路図である。 Embodiment 5. FIG.
A high-frequency amplifier according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a high-frequency amplifier according to Embodiment 5 of the present invention.

図７において、この実施の形態５に係る高周波増幅装置は、高周波差動増幅器１０２と、カレントミラー型定電圧バイアス回路１０１と、抵抗分割回路１６が設けられている。   In FIG. 7, the high-frequency amplifier according to the fifth embodiment is provided with a high-frequency differential amplifier 102, a current mirror type constant voltage bias circuit 101, and a resistance divider circuit 16.

高周波差動増幅器１０２は、２個のエミッタ（ソース）接地トランジスタ（第１及び第３のトランジスタ）４と、２個の入力端子１と２個のトランジスタ４のベースの間、２個の出力端子２と２個のトランジスタ４のコレクタの間に挿入されたＤＣカットの４個の容量５と、コレクタ（ドレイン）バイアス電圧印加端子３と２個のトランジスタ４のコレクタの間に接続されたコレクタ（ドレイン）バイアス電圧フィード用の２個のインダクタ６又はコレクタ（ドレイン）バイアスフィード用抵抗２０とから構成される。   The high-frequency differential amplifier 102 includes two emitter (source) grounded transistors (first and third transistors) 4, two input terminals 1, and two output terminals between the bases of the two transistors 4. 4 capacitors 5 of DC cut inserted between the collectors of 2 and 2 transistors 4, and collectors connected between the collector (drain) bias voltage application terminal 3 and the collectors of the 2 transistors 4 ( It comprises two inductors 6 for drain) bias voltage feed or resistors 20 for collector (drain) bias feed.

カレントミラー型定電圧バイアス回路１０１は、エミッタ（ソース）接地でかつカレントミラーを形成するトランジスタ（第２のトランジスタ）９と、コレクタ電圧印加端子１３がコレクタに接続されたベース電流補償用のトランジスタ（第４のトランジスタ）１２とから構成される。また、抵抗分割回路１６は、基準電圧印加端子１１に接続された抵抗１４と接地された抵抗１５から構成される。   The current mirror type constant voltage bias circuit 101 includes a transistor (second transistor) 9 that is grounded at the emitter (source) and forms a current mirror, and a base current compensation transistor (collector voltage application terminal 13 connected to a collector). (Fourth transistor) 12. The resistance dividing circuit 16 includes a resistor 14 connected to the reference voltage application terminal 11 and a resistor 15 grounded.

２個のベース（ゲート）バイアス電圧フィード用インダクタ７又はベース（ゲート）バイアスフィード用抵抗８は、２個のトランジスタ４のベースとトランジスタ９のベース間に接続されている。また、抵抗１７は、トランジスタ９のコレクタと抵抗１４、１５の接続点の間に接続されている。   Two base (gate) bias voltage feed inductors 7 or base (gate) bias feed resistors 8 are connected between the bases of the two transistors 4 and the transistor 9. The resistor 17 is connected between the collector of the transistor 9 and the connection point of the resistors 14 and 15.

つぎに、この実施の形態５に係る高周波増幅装置の動作について図面を参照しながら説明する。   Next, the operation of the high-frequency amplifier according to Embodiment 5 will be described with reference to the drawings.

図７に示す実施の形態５の高周波増幅装置は、図６に示す実施の形態４の高周波増幅装置と比較して、カレントミラー型定電圧バイアス回路１０１として、単なるカレントミラーバイアス回路の代わりに、ベース電流補償カレントミラー型定電圧バイアス回路を用いた点のみが異なる。ベース電流補償用トランジスタ１２により、バイアス回路１０１の電流容量を増しているのみであるため、上記実施の形態１、４と基本的に同じ動作をする。   The high frequency amplifying device of the fifth embodiment shown in FIG. 7 is compared with the high frequency amplifying device of the fourth embodiment shown in FIG. 6 as a current mirror type constant voltage bias circuit 101, instead of a simple current mirror bias circuit. The only difference is that a base current compensation current mirror type constant voltage bias circuit is used. Since only the current capacity of the bias circuit 101 is increased by the base current compensation transistor 12, the operation is basically the same as in the first and fourth embodiments.

したがって、図６に示す実施の形態４の高周波増幅装置と同様に、抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７の値を最適化することによって、コレクタ（ドレイン）電流が一定でも発生する電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）の変化を、コレクタ（ドレイン）電流の変化による電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）の変化で打ち消すことにより、温度特性の小さな高周波差動増幅装置を実現することが可能である。   Therefore, as in the high-frequency amplification device of the fourth embodiment shown in FIG. 6, by optimizing the values of the resistor 14, the resistor 15, and the resistor 17, the current amplification factor hfe () generated even when the collector (drain) current is constant. By canceling the change of the mutual inductance gm) with the change of the current amplification factor hfe (mutual inductance gm) due to the change of the collector (drain) current, it is possible to realize a high-frequency differential amplifier with small temperature characteristics.

実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係る多段構成の高周波増幅装置について図８及び図９を参照しながら説明する。図８は、この発明の実施の形態６に係る高周波増幅装置の構成を示す回路図である。 Embodiment 6 FIG.
A multistage high-frequency amplifier according to Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a high-frequency amplification device according to Embodiment 6 of the present invention.

図８において、この実施の形態６に係る高周波増幅装置は、３段の高周波増幅器１００が設けられ、各段にはカレントミラー型定電圧バイアス回路１０１が設けられ、さらに、１段目と２段目には抵抗分割回路１６が設けられている。   In FIG. 8, the high-frequency amplifier according to the sixth embodiment is provided with a three-stage high-frequency amplifier 100, each stage is provided with a current mirror type constant voltage bias circuit 101, and the first and second stages. A resistance dividing circuit 16 is provided in the eye.

各段の高周波増幅器１００には、コレクタ（ドレイン）バイアス電圧印加端子３と、ベース（ゲート）バイアス電圧フィード用インダクタ７又はベース（ゲート）バイアスフィード用抵抗８とが接続されている。また、１段目の高周波増幅器１００には、入力端子１が接続され、３段目の高周波増幅器１００には、出力端子２が接続されている。   A collector (drain) bias voltage application terminal 3 and a base (gate) bias voltage feed inductor 7 or a base (gate) bias feed resistor 8 are connected to the high-frequency amplifier 100 at each stage. The input terminal 1 is connected to the first-stage high-frequency amplifier 100, and the output terminal 2 is connected to the third-stage high-frequency amplifier 100.

１段目と２段目の抵抗分割回路１６は、基準電圧印加端子１１に接続された抵抗１４と接地された抵抗１５から構成される。   The first-stage and second-stage resistance dividing circuits 16 include a resistor 14 connected to the reference voltage application terminal 11 and a grounded resistor 15.

１段目と２段目の抵抗１７は、定電圧バイアス回路１０１と抵抗１４、１５の接続点の間に接続されている。また、３段目の基準電流抵抗１０は、定電圧バイアス回路１０１と基準電圧印加端子１１の間に接続されている。   The first-stage and second-stage resistors 17 are connected between the connection points of the constant voltage bias circuit 101 and the resistors 14 and 15. The third-stage reference current resistor 10 is connected between the constant voltage bias circuit 101 and the reference voltage application terminal 11.

つぎに、この実施の形態６に係る多段構成の高周波増幅装置の動作について図面を参照しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態６に係る高周波増幅装置の温度特性を示す図である。   Next, the operation of the multistage high-frequency amplifier according to Embodiment 6 will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a diagram showing temperature characteristics of the high-frequency amplification device according to Embodiment 6 of the present invention.

入力端子１より入力した高周波信号は３段の高周波増幅器１００で増幅され、出力端子２より出力される。１段目、２段目の高周波増幅装置は、図１、図４、図５に示された実施の形態１、２、３の高周波増幅装置のように、カレントミラー型定電圧バイアス回路１０１に、基準電圧Ｖｒｅｆを、抵抗１４、１５で構成される抵抗分割回路１６と抵抗１７を介して印加する構成となっている。   The high frequency signal input from the input terminal 1 is amplified by the three-stage high frequency amplifier 100 and output from the output terminal 2. The first-stage and second-stage high-frequency amplifiers are the same as the high-frequency amplifiers of the first, second, and third embodiments shown in FIGS. The reference voltage Vref is applied via a resistor dividing circuit 16 and resistors 17 composed of resistors 14 and 15.

したがって、１段目、２段目の高周波増幅装置は、実施の形態１、２、３で述べたように抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７を最適化することによってコレクタ（ドレイン）電流が一定でも発生する電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）の変化を、コレクタ（ドレイン）電流の変化による電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）の変化で打ち消すことにより、温度特性の小さな高周波増幅装置となっている。結果として、この実施の形態６では温度特性の小さな多段構成の高周波増幅装置を実現することが可能である。   Therefore, the first-stage and second-stage high-frequency amplifiers are optimized even when the collector (drain) current is constant by optimizing the resistors 14, 15, and 17 as described in the first, second, and third embodiments. By canceling the generated change in current amplification factor hfe (mutual inductance gm) with the change in current amplification factor hfe (mutual inductance gm) due to the change in collector (drain) current, a high-frequency amplification device with small temperature characteristics is obtained. . As a result, in the sixth embodiment, it is possible to realize a high-frequency amplification device having a multistage configuration with small temperature characteristics.

さらに、実施の形態１、２、３で述べたように、１段目、２段目の高周波増幅装置は抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７を最適化することで、温度特性が最小となる条件よりもＶｓｅｔ一定に近い条件に設定することも可能である。その場合の高周波増幅装置の温度特性を図９に示す。温度Ｔが上がるとＶｓｅｔは若干下がるが、Ｉｒｅｆは増加し、直流電流増幅率β自体の温度特性を考慮しても、コレクタ（ドレイン）電流Ｉｃ（Ｉｄ）は温度Ｔが上がると増加する。コレクタ（ドレイン）電流Ｉｃ（Ｉｄ）は温度Ｔが上がると増加することで、電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）が増加する効果の方が、電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）自体の温度Ｔが上がると小さくなる特性よりも若干上回るため、高周波増幅装置としては、温度Ｔが上がると若干利得Ｇａｉｎが増加する特性となっている。このように、１段目、２段目の高周波増幅装置は温度Ｔが高くなると利得Ｇａｉｎが増加する特性となる。３段目の高周波増幅装置は通常のカレントミラーバイアス回路１０１を用いており、温度Ｔに対して基準電流Ｉｒｅｆが一定となるため、温度Ｔが高くなると利得Ｇａｉｎが減少する特性を有している。   Furthermore, as described in the first, second, and third embodiments, the first-stage and second-stage high-frequency amplifiers are optimized for the resistance 14, the resistance 15, and the resistance 17, so that the temperature characteristics are minimized. It is also possible to set the conditions closer to Vset constant than. FIG. 9 shows the temperature characteristics of the high-frequency amplifier in that case. When the temperature T increases, Vset decreases slightly, but Iref increases, and the collector (drain) current Ic (Id) increases as the temperature T increases even when the temperature characteristics of the direct current amplification factor β itself are taken into account. The collector (drain) current Ic (Id) increases as the temperature T increases, and the effect of increasing the current amplification factor hfe (mutual inductance gm) is the temperature T of the current amplification factor hfe (mutual inductance gm) itself. When the temperature T rises, it slightly exceeds the characteristic that becomes smaller. Therefore, the high frequency amplification device has a characteristic that the gain Gain slightly increases as the temperature T rises. As described above, the first-stage and second-stage high-frequency amplifiers have the characteristic that the gain Gain increases as the temperature T increases. The third-stage high-frequency amplifying device uses a normal current mirror bias circuit 101, and the reference current Iref is constant with respect to the temperature T. Therefore, the gain Gain decreases as the temperature T increases. .

したがって、１段目、２段目の高周波増幅装置は抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７を最適化することで、温度特性が最小となる条件よりもＶｓｅｔ一定に近い条件に設定し、１段目、２段目の高周波増幅装置の温度特性を温度が高くなると利得が増加する特性に設定することによって、３段目の高周波増幅装置の温度が上がると利得が減少する温度特性を補償し、多段構成の高周波増幅装置全体での温度特性を小さくすることができる。   Therefore, the first-stage and second-stage high frequency amplifying devices are set to a condition that is closer to a constant Vset than the condition that the temperature characteristic is minimized by optimizing the resistor 14, the resistor 15, and the resistor 17. By setting the temperature characteristic of the second-stage high-frequency amplifier to a characteristic in which the gain increases as the temperature increases, the temperature characteristic in which the gain decreases as the temperature of the third-stage high-frequency amplifier increases is compensated. It is possible to reduce the temperature characteristics of the entire high-frequency amplification device having the configuration.

なお、ここでは、高周波増幅装置が３段構成で、１段目、２段目に基準電圧Ｖｒｅｆを抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７を介してカレントミラー型定電圧バイアス回路１０１に印加する高周波増幅装置を用いた場合の例を示したが、高周波増幅装置の段数が異なっても、基準電圧Ｖｒｅｆを抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７を介してカレントミラー型定電圧バイアス回路１０１に印加する高周波増幅装置を異なる増幅段に用いても、同様の効果を得ることが可能である。また、全ての増幅段に基準電圧Ｖｒｅｆを抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７を介してカレントミラー型定電圧バイアス回路１０１に印加する高周波増幅装置を用いても同様の効果を得ることができる。また、全ての増幅段が高周波増幅器１００を備える高周波増幅装置ではなく、高周波差動増幅器１０２を備える高周波増幅装置が一部用いられている多段構成の高周波増幅装置においても、同様な効果を有する。   Here, the high-frequency amplifier has a three-stage configuration, and the high-frequency amplifier that applies the reference voltage Vref to the current mirror type constant voltage bias circuit 101 via the resistors 14, 15 and 17 in the first and second stages. Although an example in the case of using the device is shown, the high-frequency amplification in which the reference voltage Vref is applied to the current mirror type constant voltage bias circuit 101 via the resistor 14, the resistor 15, and the resistor 17 even if the number of stages of the high-frequency amplifier is different Similar effects can be obtained even if the apparatus is used for different amplification stages. The same effect can be obtained by using a high-frequency amplifier that applies the reference voltage Vref to the current mirror type constant voltage bias circuit 101 via the resistors 14, 15, and 17 in all amplifier stages. The same effect can be obtained in a multi-stage high-frequency amplifier in which not all high-frequency amplifiers including the high-frequency amplifier 100 are used, but a high-frequency amplifier including a high-frequency differential amplifier 102 is used in part.

実施の形態７．
この発明の実施の形態７に係る多段構成の高周波増幅装置について図１０を参照しながら説明する。図１０は、この発明の実施の形態７に係る高周波増幅装置の構成を示す回路図である。 Embodiment 7 FIG.
A multistage high frequency amplifier according to Embodiment 7 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of a high-frequency amplifier according to Embodiment 7 of the present invention.

図１０において、この実施の形態７に係る高周波増幅装置は、３段の高周波差動増幅器１０２が設けられ、各段にはカレントミラー型定電圧バイアス回路１０１が設けられ、さらに、１段目と２段目には抵抗分割回路１６が設けられている。   In FIG. 10, the high-frequency amplifier according to the seventh embodiment is provided with a three-stage high-frequency differential amplifier 102, a current mirror type constant voltage bias circuit 101 is provided at each stage, and the first stage and A resistance divider circuit 16 is provided in the second stage.

各段の高周波差動増幅器１０２には、コレクタ（ドレイン）バイアス電圧印加端子３と、ベース（ゲート）バイアス電圧フィード用インダクタ７又はベース（ゲート）バイアスフィード用抵抗８とが接続されている。また、１段目の高周波差動増幅器１０２には、２個の入力端子１が接続され、３段目の高周波差動増幅器１０２には、２個の出力端子２が接続されている。   The high-frequency differential amplifier 102 at each stage is connected to a collector (drain) bias voltage application terminal 3 and a base (gate) bias voltage feed inductor 7 or a base (gate) bias feed resistor 8. Two input terminals 1 are connected to the first-stage high-frequency differential amplifier 102, and two output terminals 2 are connected to the third-stage high-frequency differential amplifier 102.

１段目と２段目の抵抗分割回路１６は、基準電圧印加端子１１に接続された抵抗１４と接地された抵抗１５から構成される。   The first-stage and second-stage resistance dividing circuits 16 include a resistor 14 connected to the reference voltage application terminal 11 and a grounded resistor 15.

１段目と２段目の抵抗１７は、定電圧バイアス回路１０１と抵抗１４、１５の接続点の間に接続されている。また、３段目の基準電流抵抗１０は、定電圧バイアス回路１０１と基準電圧印加端子１１の間に接続されている。   The first-stage and second-stage resistors 17 are connected between the connection points of the constant voltage bias circuit 101 and the resistors 14 and 15. The third-stage reference current resistor 10 is connected between the constant voltage bias circuit 101 and the reference voltage application terminal 11.

つぎに、この実施の形態７に係る多段構成の高周波増幅装置の動作について図面を参照しながら説明する。   Next, the operation of the multistage high frequency amplifier according to Embodiment 7 will be described with reference to the drawings.

入力端子１より入力した高周波信号は３段の高周波差動増幅器１０２で増幅され、出力端子２より出力される。１段目、２段目の高周波増幅装置は、図６、図７に示された実施の形態４、５の高周波増幅装置のように、カレントミラー型定電圧バイアス回路１０１に、基準電圧Ｖｒｅｆを、抵抗１４、１５で構成される抵抗分割回路１６と抵抗１７を介して印加する構成となっている。   A high-frequency signal input from the input terminal 1 is amplified by a three-stage high-frequency differential amplifier 102 and output from the output terminal 2. The first-stage and second-stage high-frequency amplifying devices apply the reference voltage Vref to the current mirror type constant voltage bias circuit 101 as in the high-frequency amplifying devices of Embodiments 4 and 5 shown in FIGS. The resistor 14 and the resistor 15 are applied via a resistor dividing circuit 16 and a resistor 17.

したがって、１段目、２段目の高周波増幅装置は、実施の形態４、５で述べたように抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７を最適化することによってコレクタ（ドレイン）電流が一定でも発生する電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）の変化を、コレクタ（ドレイン）電流の変化による電流増幅率ｈｆｅ（相互インダクタンスｇｍ）の変化で打ち消すことにより、温度特性の小さな高周波増幅装置となっている。結果として、この実施の形態７では温度特性の小さな多段構成の高周波増幅装置を実現することが可能である。   Therefore, the first-stage and second-stage high-frequency amplifiers are generated even when the collector (drain) current is constant by optimizing the resistors 14, 15 and 17 as described in the fourth and fifth embodiments. By canceling the change of the current amplification factor hfe (mutual inductance gm) by the change of the current amplification factor hfe (mutual inductance gm) due to the change of the collector (drain) current, a high frequency amplification device with small temperature characteristics is obtained. As a result, in the seventh embodiment, it is possible to realize a high-frequency amplification device having a multistage configuration with small temperature characteristics.

さらに、上記実施の形態６で述べたように、１段目、２段目の高周波増幅装置は抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７を最適化することで、温度特性が最小となる条件よりもＶｓｅｔ一定に近い条件に設定することも可能である。その場合、１段目、２段目の高周波増幅装置は温度が高くなると利得が増加する特性となる。３段目の高周波増幅装置は通常のカレントミラーバイアス回路１０１を用いており、温度に対して基準電流Ｉｒｅｆが一定となるため、温度が高くなると利得が減少する特性を有している。   Furthermore, as described in the sixth embodiment, the first-stage and second-stage high-frequency amplifiers optimize the resistors 14, 15, and 17, so that the Vset becomes lower than the condition that the temperature characteristics are minimized. It is also possible to set conditions close to a constant. In that case, the first-stage and second-stage high-frequency amplifiers have characteristics that the gain increases as the temperature increases. The third-stage high-frequency amplifier uses a normal current mirror bias circuit 101, and has a characteristic that the gain decreases as the temperature increases because the reference current Iref is constant with respect to the temperature.

したがって、１段目、２段目の高周波増幅装置は抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７を最適化することで、温度特性が最小となる条件よりもＶｓｅｔ一定に近い条件に設定し、１段目、２段目の高周波増幅装置の温度特性を温度が高くなると利得が増加する特性に設定することによって、３段目の高周波増幅装置の温度が上がると利得が減少する温度特性を補償し、高周波差動増幅器１０２を備える多段構成の高周波増幅装置全体での温度特性を小さくすることができる。   Therefore, the first-stage and second-stage high frequency amplifying devices are set to a condition that is closer to a constant Vset than the condition that the temperature characteristic is minimized by optimizing the resistor 14, the resistor 15, and the resistor 17. By setting the temperature characteristic of the second-stage high-frequency amplifying device to a characteristic in which the gain increases as the temperature increases, the temperature characteristic in which the gain decreases as the temperature of the third-stage high-frequency amplifying device rises is compensated. The temperature characteristics of the entire multistage high-frequency amplifier device including the differential amplifier 102 can be reduced.

なお、ここでは、高周波増幅装置が３段構成で、１段目、２段目に基準電圧を抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７を介してカレントミラー型定電圧バイアス回路１０１に印加する高周波差動増幅器１０２を備える高周波増幅装置を用いた場合の例を示したが、高周波増幅装置の段数が異なっても、基準電圧を抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７を介してカレントミラー型定電圧バイアス回路１０１に印加する高周波差動増幅器１０２を備える高周波増幅装置を異なる増幅段に用いても、同様の効果を得ることが可能である。また、全ての増幅段に基準電圧を抵抗１４、抵抗１５、抵抗１７を介してカレントミラー型定電圧バイアス回路１０１に印加する高周波差動増幅器１０２を備える高周波増幅装置を用いても同様の効果を得ることができる。また、全ての増幅段が高周波差動増幅器１０２を備える高周波増幅装置ではなく、高周波増幅器１００を備える高周波増幅装置が一部用いられている多段構成の高周波増幅装置においても、同様な効果を有する。   Here, the high-frequency amplifying apparatus has a three-stage configuration, and a high-frequency differential that applies a reference voltage to the current mirror type constant voltage bias circuit 101 via the resistors 14, 15 and 17 in the first and second stages. Although an example in the case of using a high-frequency amplifier including the amplifier 102 is shown, the current mirror type constant voltage bias circuit 101 is connected to the reference voltage via the resistor 14, the resistor 15, and the resistor 17 even if the number of stages of the high-frequency amplifier is different. The same effect can be obtained even if a high-frequency amplifying device including the high-frequency differential amplifier 102 applied to is used in different amplification stages. The same effect can be obtained by using a high-frequency amplifier having a high-frequency differential amplifier 102 that applies a reference voltage to the current mirror type constant voltage bias circuit 101 via the resistors 14, 15 and 17 in all amplifier stages. Obtainable. In addition, a high-frequency amplifier having a multi-stage configuration in which a part of the high-frequency amplifier including the high-frequency amplifier 100 is used instead of the high-frequency amplifier including all the high-frequency differential amplifiers 102 has the same effect.

この発明の実施の形態１に係る高周波増幅装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係る高周波増幅装置の温度特性を示す図である。It is a figure which shows the temperature characteristic of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係る高周波増幅装置の温度特性を示す図である。It is a figure which shows the temperature characteristic of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２に係る高周波増幅装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３に係る高周波増幅装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態４に係る高周波増幅装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態５に係る高周波増幅装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態６に係る高周波増幅装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態６に係る高周波増幅装置の温度特性を示す図である。It is a figure which shows the temperature characteristic of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態７に係る高周波増幅装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 7 of this invention. 従来の高周波増幅装置の温度特性を示す図である。It is a figure which shows the temperature characteristic of the conventional high frequency amplifier. 高周波増幅装置における、利得に対して支配的なパラメータである電流増幅率ｈｆｅもしくは相互インダクタンスｇｍのコレクタ電流Ｉｃもしくはドレイン電流Ｉｄ依存性を示す図である。It is a figure which shows the collector current Ic or the drain current Id dependence of the current amplification factor hfe or the mutual inductance gm which is a dominant parameter with respect to the gain in the high frequency amplifier.

符号の説明Explanation of symbols

１ 入力端子、２ 出力端子、３ コレクタ（ドレイン）バイアス電圧印加端子、４ エミッタ（ソース）接地トランジスタ、５ ＤＣカットの容量、６ コレクタ（ドレイン）バイアス電圧フィード用インダクタ、７ ベース（ゲート）バイアス電圧フィード用インダクタ、８ ベース（ゲート）バイアスフィード用抵抗、９ トランジスタ、１０ 基準電流抵抗、１１ 基準電圧印加端子、１２ トランジスタ、１３ コレクタ電圧印加端子、１４ 抵抗、１５ 抵抗、１６ 抵抗分割回路、１７抵抗、１８ ｐｎｐ（ＰＭＯＳ）トランジスタ、１９ ｐｎｐ（ＰＭＯＳ）トランジスタ、２０ コレクタ（ドレイン）バイアスフィード用抵抗、１００ 高周波増幅器、１０１ 定電圧バイアス回路、１０２ 高周波差動増幅器。   1 input terminal, 2 output terminal, 3 collector (drain) bias voltage application terminal, 4 emitter (source) ground transistor, 5 DC cut capacity, 6 collector (drain) bias voltage feed inductor, 7 base (gate) bias voltage Inductor for feed, 8 Base (gate) bias feed resistor, 9 transistor, 10 reference current resistor, 11 reference voltage application terminal, 12 transistor, 13 collector voltage application terminal, 14 resistor, 15 resistor, 16 resistor divider circuit, 17 resistor , 18 pnp (PMOS) transistor, 19 pnp (PMOS) transistor, 20 collector (drain) bias feed resistor, 100 high frequency amplifier, 101 constant voltage bias circuit, 102 high frequency differential amplifier.

Claims (6)

基準電流を供給する抵抗分割回路と、
前記基準電流に基づいてバイアス電圧を印加するカレントミラー型定電圧バイアス回路と、
前記バイアス電圧に基づいて高周波信号を増幅する高周波増幅器とを備えた高周波増幅装置であって、
前記高周波増幅器は、高周波信号を増幅する、エミッタが接地された第１のトランジスタを有し、
前記カレントミラー型定電圧バイアス回路は、前記第１のトランジスタのベースにバイアス電圧を印加する、エミッタが接地されカレントミラーを形成する第２のトランジスタを有し、
前記抵抗分割回路は、基準電圧印加端子とグランドの間に挿入され、直列接続された第１及び第２の抵抗から構成され、前記第１及び第２の抵抗の接続点が第３の抵抗を介して前記第２のトランジスタのコレクタに接続され、
温度が高くなるにつれ、前記第２のトランジスタのベース・コレクタ間の電圧が下がり前記基準電流が増加する特性を有するよう、前記第１、第２及び第３の抵抗から構成される前記カレントミラーの直列抵抗を調整し、さらに、該直列抵抗の値を調整した際に、所定の温度における前記ベース・コレクタ間の電圧と前記基準電流が一定となるよう、前記第１及び第２の抵抗の分割抵抗で前記カレントミラーに供給する電圧を下げる
ことを特徴とする高周波増幅装置。 A resistor divider for supplying a reference current;
A current mirror type constant voltage bias circuit for applying a bias voltage based on the reference current;
A high-frequency amplifier including a high-frequency amplifier that amplifies a high-frequency signal based on the bias voltage,
The high-frequency amplifier has a first transistor whose emitter is grounded, which amplifies a high-frequency signal,
The current mirror type constant voltage bias circuit includes a second transistor that applies a bias voltage to a base of the first transistor and that has an emitter grounded to form a current mirror;
The resistor divider circuit is composed of a first resistor and a second resistor inserted in series between a reference voltage application terminal and the ground, and a connection point of the first resistor and the second resistor is a third resistor. Connected to the collector of the second transistor via
As the temperature increases, the voltage of the base and collector of the second transistor decreases and the reference current increases, so that the current mirror composed of the first, second, and third resistors has a characteristic. The first and second resistors are divided so that the base-collector voltage and the reference current at a predetermined temperature are constant when the series resistance is adjusted and the value of the series resistance is adjusted. A high-frequency amplification device , wherein a voltage supplied to the current mirror is lowered by a resistor . 基準電流を供給する抵抗分割回路と、
前記基準電流に基づいてバイアス電圧を印加するカレントミラー型定電圧バイアス回路と、
前記バイアス電圧に基づいて高周波信号を増幅する高周波差動増幅器とを備えた高周波増幅装置であって、
前記高周波差動増幅器は、高周波信号を増幅する、エミッタ同士が接続されかつ接地された第１及び第３のトランジスタを有し、
前記カレントミラー型定電圧バイアス回路は、前記第１及び第３のトランジスタのベースにバイアス電圧を印加する、エミッタが接地されカレントミラーを形成する第２のトランジスタを有し、
前記抵抗分割回路は、基準電圧印加端子とグランドの間に挿入され、直列接続された第１及び第２の抵抗から構成され、前記第１及び第２の抵抗の接続点が第３の抵抗を介して前記第２のトランジスタのコレクタに接続され、
温度が高くなるにつれ、前記第２のトランジスタのベース・コレクタ間の電圧が下がり前記基準電流が増加する特性を有するよう、前記第１、第２及び第３の抵抗から構成される前記カレントミラーの直列抵抗を調整し、さらに、該直列抵抗の値を調整した際に、所定の温度における前記ベース・コレクタ間の電圧と前記基準電流が一定となるよう、前記第１及び第２の抵抗の分割抵抗で前記カレントミラーに供給する電圧を下げる
ことを特徴とする高周波増幅装置。 A resistor divider for supplying a reference current;
A current mirror type constant voltage bias circuit for applying a bias voltage based on the reference current;
A high-frequency amplifier including a high-frequency differential amplifier that amplifies a high-frequency signal based on the bias voltage,
The high-frequency differential amplifier has first and third transistors that amplify a high-frequency signal and whose emitters are connected and grounded,
The current mirror type constant voltage bias circuit includes a second transistor that applies a bias voltage to the bases of the first and third transistors, an emitter is grounded, and forms a current mirror.
The resistor divider circuit is composed of a first resistor and a second resistor inserted in series between a reference voltage application terminal and the ground, and a connection point of the first resistor and the second resistor is a third resistor. Connected to the collector of the second transistor via
As the temperature increases, the voltage of the base and collector of the second transistor decreases and the reference current increases, so that the current mirror composed of the first, second, and third resistors has a characteristic. The first and second resistors are divided so that the base-collector voltage and the reference current at a predetermined temperature are constant when the series resistance is adjusted and the value of the series resistance is adjusted. A high-frequency amplification device , wherein a voltage supplied to the current mirror is lowered by a resistor . 前記カレントミラー型定電圧バイアス回路は、前記第２のトランジスタのベース電流を補償する第４のトランジスタをさらに有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の高周波増幅装置。 The high-frequency amplifier according to claim 1, wherein the current mirror type constant voltage bias circuit further includes a fourth transistor that compensates a base current of the second transistor. 前記カレントミラー型定電圧バイアス回路は、前記第４のトランジスタの電流を前記基準電流にフィードバックし、かつカレントミラーを形成する、ベース同士が接続された第５及び第６のトランジスタをさらに有する
ことを特徴とする請求項３記載の高周波増幅装置。 The current mirror type constant voltage bias circuit further includes fifth and sixth transistors whose bases are connected, which feeds back the current of the fourth transistor to the reference current and forms a current mirror. The high-frequency amplifier according to claim 3, wherein 複数の増幅段から構成された高周波増幅装置であって、
前記複数の増幅段のうち、少なくとも１つの増幅段が請求項１、３又は４記載の高周波増幅装置によって構成されている
ことを特徴とする高周波増幅装置。 A high-frequency amplification device composed of a plurality of amplification stages,
5. The high-frequency amplifier according to claim 1, wherein at least one of the plurality of amplifier stages is configured by the high-frequency amplifier according to claim 1. 複数の増幅段から構成された高周波増幅装置であって、
前記複数の増幅段のうち、少なくとも１つの増幅段が請求項２又は３記載の高周波増幅装置によって構成されている
ことを特徴とする高周波増幅装置。 A high-frequency amplification device composed of a plurality of amplification stages,
The high frequency amplification device, wherein at least one of the plurality of amplification stages is constituted by the high frequency amplification device according to claim 2 or 3.
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