JP4704293B2 - Bias circuit, amplifier, and portable terminal - Google Patents
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Description
本発明は、増幅回路に用いられるバイアス回路、増幅器、および携帯端末に関するものである。 The present invention relates to a bias circuit, an amplifier, and a portable terminal used in an amplifier circuit.
従来から、携帯電話やテレビ放送などには、無線通信システムや放送システムが広く使用され、上記無線通信システムや放送システムには、線形変調方式が採用されている。また、送信側と受信側とをつなぐ通信信号として高周波信号が用いられている。 Conventionally, wireless communication systems and broadcasting systems have been widely used for mobile phones and television broadcasts, and linear modulation systems have been adopted for the wireless communication systems and broadcasting systems. A high-frequency signal is used as a communication signal that connects the transmission side and the reception side.
通信時には、無線で通信が行われるので、高周波信号が損失してしまうおそれがある。そこで、高周波信号を増幅する増幅器(高周波増幅器)を備えることにより、例えば、送信する際には、大きな送信信号を送信するために、高周波信号を増幅している。一方、受信する際には、小さな受信信号を自機の回路上で処理するために、高周波信号を増幅している。これにより、無線通信において高周波増幅器は必要不可欠なものとなっている。 At the time of communication, since communication is performed wirelessly, a high-frequency signal may be lost. Therefore, by providing an amplifier (high frequency amplifier) that amplifies the high frequency signal, for example, when transmitting, the high frequency signal is amplified in order to transmit a large transmission signal. On the other hand, when receiving, a high frequency signal is amplified in order to process a small received signal on its own circuit. As a result, high-frequency amplifiers are indispensable in wireless communication.
しかし、高周波増幅器では、信号の増幅時に非線形性動作の影響を受けると、増幅した信号に信号の歪みが現れることが知られている。そのため、無線通信システムに用いられる高周波増幅器に対しては、より高い線形性を備えることが要求されている。 However, it is known that in a high-frequency amplifier, signal distortion appears in an amplified signal when it is affected by a nonlinear operation during signal amplification. For this reason, a high frequency amplifier used in a radio communication system is required to have higher linearity.
例えば、小信号の高周波信号を増幅する増幅器(小信号高周波増幅器)が、携帯無線端末の受信機用として使用されている。小信号高周波増幅器が受信信号を歪みなく増幅するためには、高い線形性を備えていることが要求される。しかし、一般的に、高い線形性を実現するためには、消費電流が大きくなることが必須となり、消費電力が大きくなるので、バッテリー駆動時間が短くなる。 For example, an amplifier (small signal high frequency amplifier) for amplifying a small signal high frequency signal is used for a receiver of a portable radio terminal. In order for the small-signal high-frequency amplifier to amplify the received signal without distortion, it is required to have high linearity. However, in general, in order to achieve high linearity, it is essential that the current consumption be increased, and since the power consumption is increased, the battery driving time is shortened.
また、高周波信号の電力を増幅する増幅器(高周波電力増幅器)が、バッテリーで駆動される携帯無線端末で使用されている。高周波電力増幅器は消費電力が比較的大きいので、バッテリー駆動時間が短くなる傾向がある。よって、携帯無線端末では、バッテリー駆動時間をできるだけ長くするために、高周波電力増幅器の電力消費効率をできるだけ高めることが必要となる。 In addition, an amplifier (high frequency power amplifier) that amplifies the power of a high frequency signal is used in a portable wireless terminal driven by a battery. Since the high frequency power amplifier consumes relatively large power, the battery driving time tends to be shortened. Therefore, in the portable radio terminal, it is necessary to increase the power consumption efficiency of the high-frequency power amplifier as much as possible in order to make the battery driving time as long as possible.
さらに、一般的に、高周波増幅器に強い(大きい)信号が入力されると、利得の低下を引き起こし線形性が劣化することが知られている。よって、高い線形性を保つためには、この強い信号が入力されたときの利得の低下を抑圧することが必要となる。 Furthermore, it is generally known that when a strong (large) signal is input to the high-frequency amplifier, the gain is reduced and the linearity is deteriorated. Therefore, in order to maintain high linearity, it is necessary to suppress a decrease in gain when this strong signal is input.
以上のように、より高い線形性が要求される高周波増幅器に対して、低消費電力で高い線形性を備えることが要求されている。ここで、高周波増幅器を構成する高周波増幅回路の構成と動作について説明する。 As described above, high-frequency amplifiers that require higher linearity are required to have high linearity with low power consumption. Here, the configuration and operation of the high-frequency amplifier circuit constituting the high-frequency amplifier will be described.
従来の基本的な高周波増幅回路は、トランジスタを備えることにより、トランジスタに入力される高周波信号を増幅することによって、増幅した高周波信号を出力する。また、トランジスタには、バイアスを与えるためにバイアス回路が接続されている。 A conventional basic high-frequency amplifier circuit includes a transistor, and amplifies a high-frequency signal input to the transistor, thereby outputting an amplified high-frequency signal. Further, a bias circuit is connected to the transistor in order to give a bias.
詳細には、トランジスタは、ベースが入力部、およびバイアス回路に接続されており、コレクタが出力部に接続されており、エミッタが接地される。これにより、ベースに入力される高周波信号、およびバイアス回路から供給されるバイアス電流がトランジスタのベースに入力されることによって、トランジスタの増幅率に応じてトランジスタのコレクタに増幅した高周波信号が出力される。そして、出力部に増幅した高周波信号が出力されることとなる。 Specifically, in the transistor, the base is connected to the input unit and the bias circuit, the collector is connected to the output unit, and the emitter is grounded. As a result, the high-frequency signal input to the base and the bias current supplied from the bias circuit are input to the base of the transistor, so that a high-frequency signal amplified to the collector of the transistor according to the amplification factor of the transistor is output. . Then, the amplified high frequency signal is output to the output unit.
ここで、トランジスタのベースには、バイアス回路から供給されるバイアス電流により、常にベース電流が流れている。これは、アナログ回路で一般的に用いられているA級バイアスというバイアス条件であり、常にベース電流を流しているため消費電力が大きい。 Here, the base current always flows through the base of the transistor due to the bias current supplied from the bias circuit. This is a bias condition called a class A bias generally used in analog circuits, and power consumption is large because a base current is always flowing.
そこで、A級バイアスではなく、出力電力が大きくなるにしたがってベース電流が増大する、B級に近いAB級バイアスやB級バイアスを用いることによって、高周波増幅器の消費電力を小さくすることができる。 Therefore, the power consumption of the high-frequency amplifier can be reduced by using a class B bias or class B bias close to class B, in which the base current increases as the output power increases instead of the class A bias.
しかしながら、AB級バイアスやB級バイアスは出力電力が大きくなるにしたがって、ベース電流が増大するため、そのバイアス回路はできる限り低い出力インピーダンスを持つことが望ましい。また、素子ばらつき、および環境温度の変化などにより、バイアス条件が変動することは望ましくない。 However, since the base current increases as the output power of the class AB bias and the class B bias increases, it is desirable that the bias circuit has an output impedance as low as possible. In addition, it is not desirable that the bias condition fluctuates due to element variations and changes in environmental temperature.
ここで、上記各要望に対して、従来から、高周波電力増幅器に備えられるバイアス回路として、以下に示す構成が開示されている。 Here, with respect to each of the above demands, conventionally, the following configuration has been disclosed as a bias circuit provided in a high-frequency power amplifier.
特許文献1には、バイアス設定トランジスタの電流増幅率と増幅トランジスタの電流増幅率とのペアリングをとるだけで、それぞれのトランジスタの電流増幅率が変動してもバイアス条件が変動しないバイアス回路が開示されている。また、特許文献2には、入力された高周波信号がバイアス回路に流れ込むことを遮断するチョークコイルを除くことにより、小型化を目的としたバイアス回路が開示されている。さらに、特許文献3には、高周波信号がバイアス回路に及ぼす影響を抑制するバイアス回路が提案されている。
また、特許文献4および5には、カレントミラー回路を構成しているため、トランジスタの特性ばらつきや温度変動には強いバイアス回路が開示されている。さらに、特許文献6には、高周波入力信号の電力が増加した場合にも、高周波増幅器の飽和出力電力および効率を高めるバイアス回路、また、カレントミラー回路を構成しているため、トランジスタの特性ばらつきや温度変動には強いバイアス回路が開示されている。
Further,
一方で、特許文献7には、電力増幅器の出力電力に応じて、バイアス回路のバイアス電流を調整するバイアス電流制御回路を備えることにより、電力付加効率を向上させるバイアス電流制御回路が開示されている。また、特許文献8には、入力される高周波信号に応じて、バイアス電流を調整することにより、電力増幅器の電力付加効率を向上させる適応性バイアス回路が開示されている。
しかしながら、上記従来のバイアス回路では、各要望に対して個別に解決しており、トランジスタなどの素子特性変動や環境温度変化でバイアス条件が変動せず、高周波増幅器の特性の向上、および低消費電力というすべての機能を満たして、線形性を向上させることができない。 However, the above-described conventional bias circuit solves each request individually, and the bias conditions do not vary due to variations in element characteristics such as transistors and environmental temperature, improving the characteristics of the high-frequency amplifier, and reducing power consumption The linearity cannot be improved by satisfying all the functions.
上記特許文献1では、バイアス回路は電流源として動作するため、出力インピーダンスが高いので、上述したように出力電力に応じてベース電流が増大するAB級またはB級バイアス回路に用いることができない。よって、消費電力を低減することが困難であるという問題点を有する。
In
また、上記特許文献2および3では、回路上のトランジスタは、完全な対称となる構成ではないため、トランジスタの特性変動、抵抗の特性変動、および環境温度変化などによりバイアス条件が変動する。よって、安定したバイアス条件を供給することができないという問題点を有する。
In
また、上記特許文献4および6では、2つのカレントミラー回路と増幅トランジスタのベース電流を補償するトランジスタとで構成されているので、全体的に1つのカレントミラー回路で構成されてはいない。よって、トランジスタの特性ばらつきや温度変動によるバイアス条件の変動を、より抑制する必要がある。
Further, in
さらに、上記特許文献5では、バイアス回路は、カレントミラー回路で構成されているが、増幅トランジスタはカレントミラー回路で構成されていない。よって、トランジスタの特性ばらつきや温度変動によるバイアス条件の変動を、より抑制する必要がある。
Furthermore, in
また、上記特許文献4および5では、単なるバイアス回路としてのみ動作するため、高周波電力増幅器の特性(例えば、電力消費効率など)を改善することはできないという問題点を有する。さらに、上記特許文献6では、高周波増幅器に強い信号が入力されたときの利得の低下を抑圧することについては、開示も示唆もなされていない。
Further, the above-mentioned
また、上記特許文献7および8では、多数の抵抗や能動素子を用いたバイアス回路を構成しており、トランジスタの特性ばらつきや環境温度変化により、バイアス点が変動する。よって、安定したバイアス条件を供給することができないという問題点を有する。 In Patent Documents 7 and 8, a bias circuit using a large number of resistors and active elements is configured, and the bias point varies due to variations in transistor characteristics and environmental temperature changes. Therefore, there is a problem that a stable bias condition cannot be supplied.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、入力信号に応じて安定した最適なバイアス条件を保ちながら、低消費電力で線形性を向上することができるバイアス回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a bias capable of improving linearity with low power consumption while maintaining a stable optimum bias condition according to an input signal. It is to provide a circuit.
本発明のバイアス回路は、上記課題を解決するために、第1のバイポーラトランジスタを用いたエミッタ接地増幅回路に接続されるバイアス回路において、ベースに電流源から出力される電流が供給され、エミッタが上記第1のバイポーラトランジスタのベースに接続され、コレクタが電源に接続される第2のバイポーラトランジスタと、ベースが上記第2のバイポーラトランジスタのベースに接続され、コレクタが電源に接続される第3のバイポーラトランジスタと、ベースが上記第3のバイポーラトランジスタのエミッタに接続され、エミッタが接地され、コレクタが上記電流源に接続される第4のバイポーラトランジスタと、一方の電極が上記第2のバイポーラトランジスタのベースに接続され、他方の電極が接地される第1の容量とを備えることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, the bias circuit of the present invention is configured such that in the bias circuit connected to the grounded emitter amplifier circuit using the first bipolar transistor, the current output from the current source is supplied to the base, A second bipolar transistor connected to the base of the first bipolar transistor and having a collector connected to the power source, and a third connected to the base of the second bipolar transistor and connected to the power source. A bipolar transistor, a fourth bipolar transistor having a base connected to the emitter of the third bipolar transistor, an emitter grounded, and a collector connected to the current source; and one electrode of the second bipolar transistor A first capacitor connected to the base and having the other electrode grounded; It is characterized in that it comprises.
上記の構成によれば、第2のバイポーラトランジスタのベースが第1の容量により高周波的に接地されるため、入力されてくる高周波電圧が、第2のバイポーラトンジスタのベース/エミッタ間に直接印加されることになる。入力される高周波電圧が大きくなると、第2のバイポーラトランジスタのベース/エミッタ間に印加される電圧振幅が大きくなり、第2のバイポーラトランジスタのベース/エミッタ間のダイオード特性により、第2のバイポーラトランジスタのベース/エミッタ間の等価抵抗が小さくなる。 According to the above configuration, since the base of the second bipolar transistor is grounded in high frequency by the first capacitor, the input high frequency voltage is directly applied between the base / emitter of the second bipolar transistor. Will be. When the input high-frequency voltage increases, the voltage amplitude applied between the base / emitter of the second bipolar transistor increases, and the diode characteristics between the base / emitter of the second bipolar transistor cause the second bipolar transistor to The equivalent resistance between the base / emitter is reduced.
これにより、電流源から供給される電流が第2のバイポーラトランジスタのベースと第3のバイポーラトランジスタのベースとに分けられる比率が変化し、第2のバイポーラトランジスタのベースに、より多くの電流が供給されるようになる。よって、入力レベルに応じてバイアス電流を増加することが可能となる。 As a result, the ratio at which the current supplied from the current source is divided into the base of the second bipolar transistor and the base of the third bipolar transistor changes, and more current is supplied to the base of the second bipolar transistor. Will come to be. Therefore, the bias current can be increased according to the input level.
また、エミッタ接地増幅回路では、大きい信号が入力されると、出力レベルが増加するに従って出力が飽和し、利得が低下する。一方で、エミッタ接地増幅回路では、利得はバイアス電流に比例する。よって、出力レベルが増加するに従い、本来は利得が抑圧される。しかしながら、本発明のバイアス回路では、入力レベルが大きくなるに従い、バイアス電流が増加するため、そのバイアス電流の増加により発生する利得の増加が、出力レベルの増加に伴い発生する利得の抑圧を打ち消す。したがって、入力レベルに応じた最適なバイアス条件で、線形性を改善することが可能となる。 In the grounded emitter amplifier circuit, when a large signal is input, the output is saturated and the gain is lowered as the output level increases. On the other hand, in the grounded emitter amplifier circuit, the gain is proportional to the bias current. Thus, the gain is originally suppressed as the output level increases. However, in the bias circuit of the present invention, as the input level increases, the bias current increases. Therefore, the increase in gain caused by the increase in the bias current cancels the suppression of gain that occurs as the output level increases. Therefore, it is possible to improve linearity under an optimal bias condition corresponding to the input level.
しかも、第1のバイポーラトランジスタおよび第2のバイポーラトランジスタと、第3のバイポーラトランジスタおよび第4のバイポーラトランジスタとがミラー回路を構成しているので、バイアス条件が、バイポーラトランジスタ素子の特性ばらつきや環境温度変化の影響を受けることをより抑制している。よって、安定したバイアス条件を保つことが可能となる。 In addition, since the first bipolar transistor, the second bipolar transistor, the third bipolar transistor, and the fourth bipolar transistor constitute a mirror circuit, the bias condition is such that the characteristic variation of the bipolar transistor element and the ambient temperature More restrained from being affected by changes. Therefore, stable bias conditions can be maintained.
また、本発明のバイアス回路は、高周波信号がバイアス回路に流れ込まないように、抵抗などをバイアス回路の出力部に備えていない。よって、本発明のバイアス回路は、ミラー回路により電圧を設定する、すなわち、電圧源として構成されているため、AB級バイアスやB級バイアスのエミッタ接地増幅回路に用いることが可能となる。したがって、本実施の形態のバイアス回路は、AB級バイアスやB級バイアスを用いることにより、消費電力を低減することが可能となる。 Further, the bias circuit of the present invention does not include a resistor or the like at the output portion of the bias circuit so that a high-frequency signal does not flow into the bias circuit. Therefore, since the bias circuit of the present invention sets a voltage by a mirror circuit, that is, is configured as a voltage source, it can be used for a class AB bias or a class B bias grounded amplifier circuit. Therefore, the bias circuit of this embodiment can reduce power consumption by using a class AB bias or a class B bias.
以上により、本発明のバイアス回路は、入力信号に応じて安定した最適なバイアス条件を保ちながら、低消費電力で線形性を向上することが可能となる。また、第2〜4のバイポーラトランジスタ、および第1の容量から構成される簡単な構成であるので、小型化することが可能となる。 As described above, the bias circuit of the present invention can improve linearity with low power consumption while maintaining a stable optimum bias condition according to the input signal. In addition, since it is a simple configuration including the second to fourth bipolar transistors and the first capacitor, it is possible to reduce the size.
本発明のバイアス回路は、上記課題を解決するために、第1のバイポーラトランジスタを用いたエミッタ接地増幅回路に接続されるバイアス回路において、エミッタが上記第1のバイポーラトランジスタのベースに接続され、コレクタが電源に接続される第2のバイポーラトランジスタと、ベースが上記第2のバイポーラトランジスタのベースに接続され、コレクタが電源に接続される第3のバイポーラトランジスタと、ベースが上記第3のバイポーラトランジスタのエミッタに接続され、エミッタが接地され、コレクタが電流源に接続される第4のバイポーラトランジスタと、ベースが上記電流源に接続され、エミッタが上記第2のバイポーラトランジスタのベースに接続され、コレクタが電源に接続される第5のバイポーラトランジスタと、一方の電極が上記第2のバイポーラトランジスタのベースに接続され、他方の電極が接地される第1の容量とを備えることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, a bias circuit according to the present invention includes a bias circuit connected to a grounded emitter amplifier circuit using a first bipolar transistor, the emitter being connected to the base of the first bipolar transistor, and a collector. Is connected to the power source, the base is connected to the base of the second bipolar transistor, the collector is connected to the power source, and the base is the third bipolar transistor. A fourth bipolar transistor connected to the emitter, the emitter grounded, and a collector connected to the current source; a base connected to the current source; an emitter connected to the base of the second bipolar transistor; Fifth bipolar transistor connected to power supply One electrode connected to the base of said second bipolar transistor and the other electrode is characterized by comprising a first capacitor is grounded.
上記の構成によれば、第2のバイポーラトランジスタのベースが第1の容量により高周波的に接地されるため、入力されてくる高周波電圧が、第2のバイポーラトンジスタのベース/エミッタ間に直接印加されることになる。入力される高周波電圧が大きくなると、第2のバイポーラトランジスタのベース/エミッタ間に印加される電圧振幅が大きくなり、第2のバイポーラトランジスタのベース/エミッタ間のダイオード特性により、第2のバイポーラトランジスタのベース/エミッタ間の等価抵抗が小さくなる。 According to the above configuration, since the base of the second bipolar transistor is grounded in high frequency by the first capacitor, the input high frequency voltage is directly applied between the base / emitter of the second bipolar transistor. Will be. When the input high-frequency voltage increases, the voltage amplitude applied between the base / emitter of the second bipolar transistor increases, and the diode characteristics between the base / emitter of the second bipolar transistor cause the second bipolar transistor to The equivalent resistance between the base / emitter is reduced.
これにより、第5のバイポーラトランジスタのエミッタから出力される電流が第2のバイポーラトランジスタのベースと第3のバイポーラトランジスタのベースとに分けられる比率が変化し、第2のバイポーラトランジスタのベースに、より多くの電流が出力されるようになる。よって、入力レベルに応じてバイアス電流を増加することが可能となる。 As a result, the ratio at which the current output from the emitter of the fifth bipolar transistor is divided into the base of the second bipolar transistor and the base of the third bipolar transistor changes. A lot of current is output. Therefore, the bias current can be increased according to the input level.
また、エミッタ接地増幅回路では、大きい信号が入力されると、出力レベルが増加するに従って出力が飽和し、利得が低下する。一方で、エミッタ接地増幅回路では、利得はバイアス電流に比例する。よって、出力レベルが増加するに従い、本来は利得が抑圧される。しかしながら、本発明のバイアス回路では、入力レベルが大きくなるに従い、バイアス電流が増加するため、そのバイアス電流の増加により発生する利得の増加が、出力レベルの増加に伴い発生する利得の抑圧を打ち消す。したがって、入力レベルに応じた最適なバイアス条件で、線形性を改善することが可能となる。 In the grounded emitter amplifier circuit, when a large signal is input, the output is saturated and the gain is lowered as the output level increases. On the other hand, in the grounded emitter amplifier circuit, the gain is proportional to the bias current. Thus, the gain is originally suppressed as the output level increases. However, in the bias circuit of the present invention, as the input level increases, the bias current increases. Therefore, the increase in gain caused by the increase in the bias current cancels the suppression of gain that occurs as the output level increases. Therefore, it is possible to improve linearity under an optimal bias condition corresponding to the input level.
しかも、第1のバイポーラトランジスタおよび第2のバイポーラトランジスタと、第3のバイポーラトランジスタおよび第4のバイポーラトランジスタとがミラー回路を構成しているので、バイアス条件が、バイポーラトランジスタ素子の特性ばらつきや環境温度変化の影響を受けることをより抑制している。よって、安定したバイアス条件を保つことが可能となる。 In addition, since the first bipolar transistor, the second bipolar transistor, the third bipolar transistor, and the fourth bipolar transistor constitute a mirror circuit, the bias condition is such that the characteristic variation of the bipolar transistor element and the ambient temperature More restrained from being affected by changes. Therefore, stable bias conditions can be maintained.
また、本発明のバイアス回路は、上記ミラー回路を構成していることにより、電流源から第4のバイポーラトランジスタのコレクタに供給される電流は、第1のバイポーラトランジスタのコレクタ電流を決定することになる。 In addition, since the bias circuit of the present invention constitutes the above mirror circuit, the current supplied from the current source to the collector of the fourth bipolar transistor determines the collector current of the first bipolar transistor. Become.
しかしながら、電流源は、第2のバイポーラトランジスタのベース、および第3のバイポーラトランジスタのベースにも電流を供給しており、各バイポーラトランジスタの電流変動率が変化するとベース電流が大きく変化するため、第1のバイポーラトランジスタのコレクタ電流も変化することになってしまう。 However, the current source also supplies current to the base of the second bipolar transistor and the base of the third bipolar transistor, and the base current changes greatly when the current fluctuation rate of each bipolar transistor changes. The collector current of one bipolar transistor will also change.
そこで、本発明のバイアス回路は、ベースが電流源に接続され、エミッタが第2のバイポーラトランジスタのベースに接続され、コレクタが電源に接続される第5のバイポーラトランジスタを備えることにより、電流源から第2のバイポーラトランジスタのベース、および第3のバイポーラトランジスタのベースに供給される電流が、第5のバイポーラトランジスタの電流増幅率で割った電流となるので、極めて小さくなる。よって、第1のバイポーラトランジスタのコレクタ電流の変動を、大幅に抑圧することが可能となる。 Therefore, the bias circuit of the present invention includes a fifth bipolar transistor having a base connected to the current source, an emitter connected to the base of the second bipolar transistor, and a collector connected to the power supply. Since the current supplied to the base of the second bipolar transistor and the base of the third bipolar transistor is the current divided by the current amplification factor of the fifth bipolar transistor, it becomes extremely small. Therefore, it is possible to greatly suppress fluctuations in the collector current of the first bipolar transistor.
また、本発明のバイアス回路は、高周波信号がバイアス回路に流れ込まないように、抵抗などをバイアス回路の出力部に備えていない。よって、本発明のバイアス回路は、ミラー回路により電圧を設定する、すなわち、電圧源として構成されているため、AB級バイアスやB級バイアスのエミッタ接地増幅回路に用いることが可能となる。したがって、本実施の形態のバイアス回路は、AB級バイアスやB級バイアスを用いることにより、消費電力を低減することが可能となる。 Further, the bias circuit of the present invention does not include a resistor or the like at the output portion of the bias circuit so that a high-frequency signal does not flow into the bias circuit. Therefore, since the bias circuit of the present invention sets a voltage by a mirror circuit, that is, is configured as a voltage source, it can be used for a class AB bias or a class B bias grounded amplifier circuit. Therefore, the bias circuit of this embodiment can reduce power consumption by using a class AB bias or a class B bias.
以上により、本発明のバイアス回路は、入力信号に応じて安定した最適なバイアス条件を保ちながら、低消費電力で線形性を向上することが可能となる。また、第2〜5のバイポーラトランジスタ、および第1の容量から構成される簡単な構成であるので、小型化することが可能となる。 As described above, the bias circuit of the present invention can improve linearity with low power consumption while maintaining a stable optimum bias condition according to the input signal. Moreover, since it is a simple structure comprised from the 2nd-5th bipolar transistor and 1st capacity | capacitance, it becomes possible to reduce in size.
また、本発明のバイアス回路では、上記第1の容量の両側の少なくとも一方には、第1の抵抗が設けられていることが好ましい。これにより、第1の抵抗が、第1の容量の両側の少なくとも一方に設けられているので、第1の容量に蓄積される電荷の量の度合いを調整することが可能となる。 In the bias circuit of the present invention, it is preferable that a first resistor is provided on at least one of both sides of the first capacitor. Thus, since the first resistor is provided on at least one of the both sides of the first capacitor, it is possible to adjust the degree of the amount of charge accumulated in the first capacitor.
なお、第1の容量に蓄積される電荷の量の調整するためには、第1の容量の容量値を調整する方法もある。ところが、実際に使用している容量値は、周波数や増幅回路の形式によっても異なるが、非常に小さな値となるため、小さな容量値を安定して作ることは困難である。また、この容量値により出力レベルの増加による利得抑圧量と、バイアス電流増加に伴う利得増加量とが、打ち消しあうように調整しなければならないため、高い設定精度が要求される。 Note that there is a method of adjusting the capacitance value of the first capacitor in order to adjust the amount of charge accumulated in the first capacitor. However, although the capacitance value actually used varies depending on the frequency and the form of the amplifier circuit, it is a very small value, and it is difficult to stably produce a small capacitance value. In addition, since the gain suppression amount due to the increase in the output level and the gain increase amount due to the increase in the bias current must be adjusted by this capacitance value, high setting accuracy is required.
したがって、第1の容量の容量値は十分な精度で作成できる大きさに保ったまま、第1の抵抗を付加することにより、第1の容量に蓄積される電荷の量の度合いをより高い精度で調整することが可能となる。 Therefore, by adding the first resistor while keeping the capacitance value of the first capacitor at a size that can be created with sufficient accuracy, the degree of the amount of charge accumulated in the first capacitor can be increased with higher accuracy. It becomes possible to adjust with.
本発明の増幅器は、上記課題を解決するために、上記バイアス回路と、上記バイアス回路からバイアス電流を供給される上記第1のバイポーラトランジスタを有し、入力信号を増幅して出力信号を生成する上記エミッタ接地増幅回路とを備えることを特徴としている。 In order to solve the above problems, an amplifier according to the present invention includes the bias circuit and the first bipolar transistor to which a bias current is supplied from the bias circuit, and amplifies an input signal to generate an output signal. And a grounded-emitter amplifier circuit.
上記の構成によれば、安定したバイアス条件を保つバイアス回路を備えているので、第1のバイポーラトランジスタを、悪影響なく動作させる。また、低消費電力で線形性を向上することが可能となるバイアス回路を備えているので、低消費電力で線形性が向上した増幅器を実現することが可能となる。さらに、バイアス回路と第1のバイポーラトランジスタとから構成される簡単な構成であるので、小型化することが可能となる。 According to the above configuration, since the bias circuit that maintains a stable bias condition is provided, the first bipolar transistor is operated without adverse effects. In addition, since the bias circuit capable of improving linearity with low power consumption is provided, an amplifier with improved linearity with low power consumption can be realized. Furthermore, since it is a simple configuration including the bias circuit and the first bipolar transistor, it is possible to reduce the size.
本発明の携帯端末は、上記課題を解決するために、上記増幅器を備えることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a mobile terminal according to the present invention includes the amplifier.
上記の構成によれば、携帯端末は、小型で、線形性を向上することができる増幅器を備えることにより、増幅時における線形性を向上させ、小型化することが可能となる。 According to the above configuration, the portable terminal is small and includes the amplifier capable of improving the linearity, thereby improving the linearity during amplification and reducing the size.
また、携帯端末は、低消費電力な増幅器を備えることにより、増幅器が占める消費電力を効率化するので、携帯端末の低消費電力化が可能となる。よって、この低消費電力化により、バッテリー駆動時間が長くなるので、連続通信時間を長くしたり、小型バッテリーによる駆動を行ったりすることが可能となる。したがって、長時間使用可能な機能を有する携帯端末を実現することが可能となる。 In addition, since the portable terminal includes an amplifier with low power consumption, the power consumption occupied by the amplifier is made efficient, so that the power consumption of the portable terminal can be reduced. Therefore, since the battery driving time is increased due to the low power consumption, it is possible to extend the continuous communication time or drive with a small battery. Therefore, a mobile terminal having a function that can be used for a long time can be realized.
さらに、携帯端末は、温度などが異なる様々な環境で使用されることが想定される。しかしながら、上記増幅器を備えることにより、環境温度による増幅器の特性変動を十分に抑制させることが可能となるので、携帯端末で要求される温度範囲においても、安定した増幅器の特性を実現することが可能となる。 Furthermore, it is assumed that the portable terminal is used in various environments having different temperatures. However, by providing the above amplifier, it is possible to sufficiently suppress the fluctuation of the amplifier characteristics due to the environmental temperature, so that stable amplifier characteristics can be realized even in the temperature range required for the portable terminal. It becomes.
本発明のバイアス回路は、以上のように、ベースに電流源から出力される電流が供給され、エミッタが上記第1のバイポーラトランジスタのベースに接続され、コレクタが電源に接続される第2のバイポーラトランジスタと、ベースが上記第2のバイポーラトランジスタのベースに接続され、コレクタが電源に接続される第3のバイポーラトランジスタと、ベースが上記第3のバイポーラトランジスタのエミッタに接続され、エミッタが接地され、コレクタが上記電流源に接続される第4のバイポーラトランジスタと、一方の電極が上記第2のバイポーラトランジスタのベースに接続され、他方の電極が接地される第1の容量とを備える構成である。 In the bias circuit of the present invention, as described above, the base is supplied with the current output from the current source, the emitter is connected to the base of the first bipolar transistor, and the collector is connected to the power source. A transistor, a base connected to the base of the second bipolar transistor, a collector connected to a power source, a base connected to the emitter of the third bipolar transistor, an emitter grounded, The fourth bipolar transistor has a collector connected to the current source, and a first capacitor having one electrode connected to the base of the second bipolar transistor and the other electrode grounded.
それゆえ、第1の容量を備えることにより、線形性を改善し、しかも、低消費電力であり、また、第1のバイポーラトランジスタと第2のバイポーラトランジスタとからなる回路と、第3のバイポーラトランジスタと第4のバイポーラトランジスタとからなる回路とが、ミラー回路を構成しているので、バイアス条件が素子ばらつきや環境温度の変動による影響を受けないので、入力信号に応じて安定した最適なバイアス条件を保ちながら、低消費電力で線形性を向上することができるバイアス回路を提供するという効果を奏する。 Therefore, by providing the first capacitor, the linearity is improved, the power consumption is low, the circuit including the first bipolar transistor and the second bipolar transistor, and the third bipolar transistor. And the fourth bipolar transistor constitute a mirror circuit, so that the bias condition is not affected by variations in the element or the environmental temperature, so that the optimum bias condition that is stable according to the input signal can be obtained. Thus, there is an effect of providing a bias circuit capable of improving linearity with low power consumption while maintaining the above.
〔実施の形態1〕
本発明の一実施形態について図1〜9に基づいて説明すれば、以下の通りである。図1は、本実施の形態の増幅回路10の基本構成を示す回路図である。なお、増幅回路10は、本発明のバイアス回路を好適に説明するための一例として構成されている基本的な回路を示すものである。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a circuit diagram showing a basic configuration of an
最初に、本実施の形態のバイアス回路を有する増幅回路10の基本構成、および基本動作について説明し、その後、詳細な実施例について説明する。
First, the basic configuration and basic operation of the
本実施の形態の増幅回路10(エミッタ接地増幅回路)は、信号を増幅するための信号増幅用エミッタ接地バイポーラトランジスタQ1(第1のトランジスタ)、バイアスを供給するためのバイアス用バイポーラトランジスタQ2(第2のトランジスタ)、基準電圧を発生するための基準電圧発生用バイポーラトランジスタQ3(第3のトランジスタ)、基準電圧を発生するための基準電圧発生用バイポーラトランジスタQ4(第4のトランジスタ)、コンデンサC1(第1の容量)、負荷抵抗R1、入力または整合回路の直流電圧と増幅用トランジスタQ2のベース電圧とを分離するためのコンデンサCin、入力部11、出力部12、入力整合回路(MNin)13、出力整合回路(MNout)14、および電流Irefを発生する電流源15を備えている。
The amplifier circuit 10 (grounded emitter amplifier circuit) of the present embodiment includes a signal amplifying grounded bipolar transistor Q1 (first transistor) for amplifying a signal and a biasing bipolar transistor Q2 (first transistor) for supplying a bias. 2), a reference voltage generating bipolar transistor Q3 (third transistor) for generating a reference voltage, a reference voltage generating bipolar transistor Q4 (fourth transistor) for generating a reference voltage, and a capacitor C1 (fourth transistor). A first capacitor), a load resistor R1, a capacitor Cin for separating the DC voltage of the input or matching circuit and the base voltage of the amplifying transistor Q2, an
なお、入力整合回路(MNin)や外部の回路で直流電圧が分離されている場合には、コンデンサCinは不要である。また、出力整合回路(MNout)により出力部12と負荷抵抗R1の直流電圧とが分離されず、問題が発生する場合には、出力部にも直流分離用のコンデンサをつけるとよい。
Note that the capacitor Cin is not necessary when the DC voltage is separated by the input matching circuit (MNin) or an external circuit. Further, if the output matching circuit (MNout) does not separate the DC voltage of the
なお、説明の便宜上、以下では、信号増幅用エミッタ接地バイポーラトランジスタQ1を増幅用トランジスタQ1、バイアス用バイポーラトランジスタQ2をバイアス用トランジスタQ2、基準電圧発生用バイポーラトランジスタQ3,4をそれぞれ基準電圧発生用トランジスタQ3,4とする。 For convenience of explanation, in the following description, the signal amplifying grounded bipolar transistor Q1 is the amplifying transistor Q1, the biasing bipolar transistor Q2 is the biasing transistor Q2, and the reference voltage generating bipolar transistors Q3 and 4 are the reference voltage generating transistors. Let Q3,4.
本実施の形態のバイアス回路は、バイアス用トランジスタQ2、基準電圧発生用トランジスタQ3,4、コンデンサC1、および電流源15で構成される部分であり、バイアス用トランジスタQ2のエミッタ電流Ie2をバイアス電流として、増幅用トランジスタQ1のベースに供給している。
The bias circuit of the present embodiment is a part constituted by a bias transistor Q2, reference voltage generating transistors Q3 and Q4, a capacitor C1, and a
増幅回路10では、図1に示すように、入力部11から入力された高周波入力信号が、入力整合回路13、およびコンデンサCinを通過して、増幅用トランジスタQ1に入力される。そして、高周波入力信号は、増幅用トランジスタQ1において増幅され、出力整合回路14を通過して、出力部12から高周波出力信号として出力される。
In the
入力整合回路13および出力整合回路14は、入出力での信号の反射を防ぐため入出力部側に設けられている回路である。負荷抵抗R1は、増幅用トランジスタQ1のコレクタの負荷として設けられている。
The
増幅用トランジスタQ1は、ベースが入力部11側、詳細には、コンデンサCinに接続されており、コレクタが出力部12側および電源側、詳細には、出力整合回路14と負荷抵抗R1とに接続されており、エミッタが接地されている。
The amplifying transistor Q1 has a base connected to the
ここで、増幅用トランジスタQ1のベースには、バイアス回路、詳細には、バイアス用トランジスタQ2のエミッタも接続されている。 Here, a bias circuit, specifically, an emitter of the bias transistor Q2 is also connected to the base of the amplifying transistor Q1.
バイアス用トランジスタQ2は、ベースが基準電圧発生用トランジスタQ3のベース、コンデンサC1、および電流源15に接続されており、コレクタが電源に接続されている。また、エミッタが増幅用トランジスタQ1のベースに接続されているので、エミッタ電流Ie2が増幅用トランジスタQ1のベースに供給される。よって、バイアス用トランジスタQ2は、増幅用トランジスタQ1のベースを駆動させるベース駆動用トランジスタとも言える。
The bias transistor Q2 has a base connected to the base of the reference voltage generating transistor Q3, the capacitor C1, and the
基準電圧発生用トランジスタQ3は、ベースがバイアス用トランジスタQ2のベース、コンデンサC1、および電流源15に接続されており、コレクタが電源に接続されており、エミッタが基準電圧発生用トランジスタQ4のベースに接続されている。
The reference voltage generating transistor Q3 has a base connected to the base of the biasing transistor Q2, a capacitor C1, and a
基準電圧発生用トランジスタQ4は、ベースが基準電圧発生用トランジスタQ3のエミッタに接続されており、コレクタがバイアス用トランジスタQ2、および電流源15に接続されており、エミッタが接地されている。
The base of the reference voltage generating transistor Q4 is connected to the emitter of the reference voltage generating transistor Q3, the collector is connected to the biasing transistor Q2 and the
また、増幅用トランジスタQ1とバイアス用トランジスタQ2とからなる二段積みのトランジスタ回路と、基準電圧発生用トランジスタQ3およびQ4からなる二段積みのトランジスタ回路とがミラー回路を構成している。さらに、基準電圧発生用トランジスタQ4は、基準電圧発生用トランジスタQ3とともに、電流源15から供給される電流Irefにより基準電圧を発生する部分となっている。
A two-stage transistor circuit composed of the amplifying transistor Q1 and the bias transistor Q2 and a two-stage transistor circuit composed of the reference voltage generating transistors Q3 and Q4 form a mirror circuit. Further, the reference voltage generating transistor Q4, together with the reference voltage generating transistor Q3, is a portion that generates a reference voltage by the current Iref supplied from the
コンデンサC1は、一方の電極がバイアス用トランジスタQ2のベース、基準電圧発生用トランジスタQ3のベース、電流源15に接続されており、他方の電極が接地されている。
One electrode of the capacitor C1 is connected to the base of the biasing transistor Q2, the base of the reference voltage generating transistor Q3, and the
電流源15は、バイアス用トランジスタQ2に電流を流し込まなければならない。安定したバイアス電流を設定するためにはバンドギャップを用い、電流を流し出すことが可能な電流源を用いるとよい。
The
また、バイアス用トランジスタQ2のベースの電位は、増幅用トランジスタQ1のベース/エミッタ電圧とバイアス用トランジスタQ2のベース/エミッタ電圧との和となるため、シリコンバイポーラトランジスタを用いた場合には、1.6V程度になる。 Since the base potential of the biasing transistor Q2 is the sum of the base / emitter voltage of the amplifying transistor Q1 and the base / emitter voltage of the biasing transistor Q2, when the silicon bipolar transistor is used, 1. It becomes about 6V.
電源電圧が3V程度の場合、出力電圧が1.6Vに対応できるバンドギャップ基準電源を作ることが難しい場合には、電流を吸い込むバンドギャップ基準電源を作成し、P型電界効果トランジスタを用いたカレントミラー回路などを用いて電流の向きを変えることが望ましい。また、それほど精度が要求されない場合には、単純な抵抗を電源とバイアス用トランジスタQ2のベースとの間に接続してもよい。 When it is difficult to create a bandgap reference power supply that can handle an output voltage of 1.6 V when the power supply voltage is about 3 V, a bandgap reference power supply that draws current is created and a current using a P-type field effect transistor is used. It is desirable to change the direction of current using a mirror circuit or the like. In the case where accuracy is not so required, a simple resistor may be connected between the power supply and the base of the bias transistor Q2.
以上の構成により、増幅用トランジスタQ1のベースに入力される高周波入力信号は、バイアス回路が備えるバイアス条件が与えられる状態で増幅され、高周波出力信号として出力される。 With the above configuration, the high-frequency input signal input to the base of the amplifying transistor Q1 is amplified in a state where a bias condition included in the bias circuit is given, and is output as a high-frequency output signal.
詳細には、入力される高周波信号が小さいときには、増幅用トランジスタQ1のベースに入力される高周波入力信号は、バイアス用トランジスタQ2のエミッタ電流Ie2がバイアス電流として、増幅用トランジスタQ1のベースに供給されている状態(すなわち、ミラー回路が構成されていることにより、基準電圧発生用トランジスタQ4のコレクタに供給される電流によって、増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流が決定されている状態)で増幅され、高周波出力信号として出力される。 Specifically, when the input high frequency signal is small, the high frequency input signal input to the base of the amplifying transistor Q1 is supplied to the base of the amplifying transistor Q1 using the emitter current Ie2 of the biasing transistor Q2 as a bias current. (That is, the collector current of the amplifying transistor Q1 is determined by the current supplied to the collector of the reference voltage generating transistor Q4 due to the configuration of the mirror circuit) and the high frequency Output as an output signal.
一方、入力される高周波電流が大きくなってくると、後述するように、バイアス用トランジスタQ2のベース/エミッタ間の等価抵抗が小さくなり、増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流が増加する。 On the other hand, when the input high-frequency current increases, as will be described later, the equivalent resistance between the base and the emitter of the biasing transistor Q2 decreases, and the collector current of the amplifying transistor Q1 increases.
なお、図1において、電源端子はすべて共通の電源に接続されている。電源系統が共通化されることにより回路が単純になる。また、負荷抵抗R1が接続されている電源からは大きな高周波電流が流れるため、電源インピーダンスが十分に低くなければ電圧が高周波電流に応じて変動する。そのような場合にすべての電源端子を共通化すると、電源端子を経由して高周波信号が漏洩し、回路に悪影響を及ぼすことがある。 In FIG. 1, all power terminals are connected to a common power source. A common power supply system simplifies the circuit. In addition, since a large high-frequency current flows from the power source to which the load resistor R1 is connected, the voltage varies according to the high-frequency current unless the power source impedance is sufficiently low. In such a case, if all the power supply terminals are shared, a high frequency signal leaks via the power supply terminals, which may adversely affect the circuit.
上記の場合には、電源端子を分離するとよい。特に負荷抵抗が接続されている電源端子と、それ以外のバイアス回路用の電源端子とは分離することが望ましい。バイアス用トランジスタQ2および基準電圧発生用トランジスタQ3のコレクタが接続されている電源端子の電圧が若干変動しても、それほど大きな影響は出ない。 In the above case, the power supply terminal may be separated. In particular, it is desirable to separate the power supply terminal to which the load resistor is connected from the other power supply terminals for the bias circuit. Even if the voltage at the power supply terminal to which the collectors of the bias transistor Q2 and the reference voltage generating transistor Q3 are connected varies slightly, there is no significant effect.
しかしながら、基準電流源の周波数応答、許容出力電圧範囲などの諸特性によっては、基準電流源が接続されている電源端子に漏洩した高周波信号が悪影響を及ぼすことがあるため、できるだけ雑音が少ない電源に接続することが望ましい。バイアス回路用の電源のみを共通化し、負荷が接続されている電源端子を分離すれば、雑音の影響を受けにくくなり、かつ、回路があまり複雑にならない。 However, depending on various characteristics such as the frequency response of the reference current source and the allowable output voltage range, a high-frequency signal leaking to the power supply terminal to which the reference current source is connected may have an adverse effect. It is desirable to connect. If only the power supply for the bias circuit is shared and the power supply terminal to which the load is connected is separated, it is less susceptible to noise and the circuit is not so complicated.
次に、上記バイアス回路を有する増幅回路10の構成および機能を備えた、小信号の高周波信号を増幅する増幅回路(小信号増幅回路)20の実施例について、図2〜8を参照しながら説明する。なお、説明の便宜上、上記増幅回路10の図面(図1)で示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
Next, an embodiment of an amplifying circuit (small signal amplifying circuit) 20 that amplifies a small signal high-frequency signal having the configuration and function of the amplifying
まず、小信号増幅回路20の構成を説明し、その後、小信号増幅回路20の特性に対する測定結果について説明する。図2は、本実施の形態の小信号増幅回路20の一構成例を示す回路図である。
First, the configuration of the small
小信号増幅回路20(エミッタ接地増幅回路)は、図2に示すように、入力整合回路13および出力整合回路14を除いた増幅回路10の構成に加え、抵抗R21、抵抗R22(第1の抵抗)、電界効果トランジスタQ23、電圧Vrefを発生する基準電源24、およびコンデンサC25をさらに備えており、小信号を受信する受信機搭載用に設計された構成を有している。
As shown in FIG. 2, the small signal amplifier circuit 20 (grounded emitter amplifier circuit) includes a resistor R21 and a resistor R22 (first resistor) in addition to the configuration of the
トランジスタQ1〜Q4は、SiGeのNPN型バイポーラトランジスタであり、電流増幅率は約100である。増幅用トランジスタQ1およびバイアス用トランジスタQ2の総エミッタ面積は30(μm2)であり、基準電圧発生用トランジスタQ3およびQ4の総エミッタ面積は1(μm2)である。 The transistors Q1 to Q4 are SiGe NPN bipolar transistors and have a current amplification factor of about 100. The total emitter area of the amplifying transistor Q1 and the bias transistor Q2 is 30 (μm 2 ), and the total emitter area of the reference voltage generating transistors Q3 and Q4 is 1 (μm 2 ).
ここで、小信号増幅回路20では、基準電圧発生用トランジスタQ3およびQ4のエミッタ面積は、増幅用トランジスタQ1およびバイアス用トランジスタQ2の1/30のエミッタ面積とすると共に、抵抗R21を基準電圧発生用トランジスタQ4のエミッタに接続していることにより、できるだけ消費電力を削減している。抵抗R21は、基準電圧オフセット用の抵抗であり、その抵抗値は105(Ω)である。
Here, in the small
本実施例では基準電圧生成部の消費電流を小さくするために、トランジスタサイズを小さくすると共に基準電圧発生用トランジスタQ4のエミッタに抵抗R21を加えているが、それらの片側のみを使用するなど、一般的なカレントミラーで基準電圧生成部の電流を減らすいろいろな方法を用いることができる。 In this embodiment, in order to reduce the current consumption of the reference voltage generation unit, the transistor size is reduced and the resistor R21 is added to the emitter of the reference voltage generating transistor Q4. However, only one of them is used. Various methods can be used to reduce the current of the reference voltage generator with a typical current mirror.
また、入力される高周波電力が大きくなるに従い、増幅用トランジスタQ1に供給されるベース電流が増加する。すなわち、それを駆動するバイアス用トランジスタQ2のベース電流も増加できなければならない。そのためには、バイアス用トランジスタQ2に流れるベース電流は、基準電圧生成回路に供給される基準電流の1/10以下程度が必要となり、できれば1/100が望ましい。なお、本実施例の回路構成では、基準電流としては、60μAが供給されており、バイアス用トランジスタQ2のベースには、小信号入力時には、0.2μAの電流が入力されている。この電流は、基準電流の1/300以下の電流となっている。 Further, as the high frequency power input increases, the base current supplied to the amplifying transistor Q1 increases. That is, it is necessary to increase the base current of the biasing transistor Q2 for driving it. For this purpose, the base current flowing through the biasing transistor Q2 needs to be about 1/10 or less of the reference current supplied to the reference voltage generation circuit, and is preferably 1/100 if possible. In the circuit configuration of this embodiment, 60 μA is supplied as the reference current, and a current of 0.2 μA is input to the base of the biasing transistor Q2 when a small signal is input. This current is 1/300 or less of the reference current.
コンデンサC1は、歪み補償用に備えられているコンデンサである。その大きさは、再現性を損なわない適当な大きさにするため、8(pF)の容量を用いている。但し、8(pF)は最適な歪補償を得るためにはやや大きい容量のため、歪補償度合いを抑圧するために、抵抗R22を歪補償用のコンデンサC1と接地との間に直列に接続している。なお、抵抗R22は、歪補償用のコンデンサC1とバイアス用トランジスタQ2との間に直列に接続してもよい。抵抗R22の抵抗値は400(Ω)である。 The capacitor C1 is a capacitor provided for distortion compensation. The capacity is 8 (pF) in order to make it an appropriate size that does not impair reproducibility. However, since 8 (pF) has a slightly large capacity for obtaining optimum distortion compensation, a resistor R22 is connected in series between the distortion compensation capacitor C1 and the ground in order to suppress the degree of distortion compensation. ing. The resistor R22 may be connected in series between the distortion compensating capacitor C1 and the biasing transistor Q2. The resistance value of the resistor R22 is 400 (Ω).
なお、コンデンサC1に蓄積される電荷の量の調整(コンデンサC1によるインピーダンスを調整)するためには、コンデンサC1の容量値を調整することによっても可能である。ところが、実際に使用している容量値は、周波数や増幅回路の形式によっても異なるが、例えば2(pF)などと非常に小さな値となる。このような小さな容量値を安定して作ることは困難である。 In order to adjust the amount of charge accumulated in the capacitor C1 (adjustment of impedance by the capacitor C1), it is also possible to adjust the capacitance value of the capacitor C1. However, although the capacitance value actually used varies depending on the frequency and the form of the amplifier circuit, it is a very small value such as 2 (pF). It is difficult to stably produce such a small capacitance value.
また、この容量値により、後述するように、出力レベルの増加による利得抑圧量と、バイアス用トランジスタQ2のベース/エミッタ間のダイオード特性により引き起こされるバイアス電流増加に伴う利得増加量とが、打ち消しあうように調整しなければならないため、高い設定精度が要求される。 As will be described later, this capacitance value cancels out the gain suppression amount due to the increase in output level and the gain increase amount due to the increase in bias current caused by the diode characteristics between the base and emitter of the bias transistor Q2. Therefore, a high setting accuracy is required.
したがって、コンデンサC1の容量値は十分な精度で作成できる大きさに保ったまま、抵抗R22を付加することにより、コンデンサC1に蓄積される電荷の量の度合いをより高い精度で調整することが可能となる。 Therefore, it is possible to adjust the degree of the amount of charge accumulated in the capacitor C1 with higher accuracy by adding the resistor R22 while keeping the capacitance value of the capacitor C1 at a size that can be created with sufficient accuracy. It becomes.
また、歪補償の度合いを調整するためには、コンデンサC1の調整、そのコンデンサC1と直列に抵抗R22を入れる以外に、バイアス用トランジスタQ2のエミッタと増幅用トランジスタQ1のベースとの間に抵抗を入れるなど、または、増幅用トランジスタQ1のベースからバイアス用トランジスタQ2のエミッタ、バイアス用トランジスタQ2のベース、コンデンサC1、接地という高周波パス(高周波信号が流れる経路)の中の適当な場所に抵抗を入れるなど、様々な方法を好適に用いることが可能である。 In order to adjust the degree of distortion compensation, in addition to adjusting the capacitor C1 and inserting a resistor R22 in series with the capacitor C1, a resistor is provided between the emitter of the biasing transistor Q2 and the base of the amplifying transistor Q1. Or a resistor is inserted in an appropriate place in the high-frequency path (path through which the high-frequency signal flows) from the base of the amplifying transistor Q1 to the emitter of the biasing transistor Q2, the base of the biasing transistor Q2, the capacitor C1, and the ground. For example, various methods can be suitably used.
また、バイアス用トランジスタQ2のベースからコンデンサC1,抵抗R22,接地までで構成される回路を、歪補償回路とする。但し、抵抗R22は好適に備えてもよいし、備えなくてもよい。 A circuit composed of the base of the biasing transistor Q2, the capacitor C1, the resistor R22, and the ground is referred to as a distortion compensation circuit. However, the resistor R22 may be suitably provided or may not be provided.
電流源15は、環境温度の上昇による順方向伝達特性(gm)の劣化が抑えられるように、温度に比例して電流が増加する電流源であり、増幅用トランジスタQ1に流れる電流の基準となる電流Irefを発生する。電流Irefは、標準条件では60(μA)が流れるように設計されている。これにより、増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流Ic1は2.3(mA)程度となる。
The
電界効果トランジスタQ23は、Nチャネルの電界効果トランジスタであり、ゲートが基準電源24を介して接地されており、ドレインが出力部12側および電源側、詳細には、DC成分を分離して出力するための分離用出力容量であるコンデンサC25と負荷抵抗R1とに接続されており、ソースが増幅用トランジスタQ1のコレクタに接続されており、カスコード接続となっている。
The field effect transistor Q23 is an N-channel field effect transistor, the gate is grounded via the
また、電界効果トランジスタQ23は、高周波特性改善のため、増幅用トランジスタQ1のコレクタに接続して、カスコード接続とすることにより、増幅用トランジスタQ1のベース/コレクタ間の容量による利得抑圧の効果が、ミラー効果により増大することを抑制することが可能となる。 In addition, the field effect transistor Q23 is connected to the collector of the amplifying transistor Q1 to improve the high frequency characteristics, and is connected to the cascode, whereby the effect of gain suppression due to the capacitance between the base and the collector of the amplifying transistor Q1 is increased. It is possible to suppress an increase due to the mirror effect.
なお、カスコード接続されるトランジスタはベース接地のバイポーラトランジスタでも良いが、電界効果トランジスタの方がゲートに電流が流れないためバイアス回路が簡単になることや、電界効果トランジスタのゲート/ドレイン間電圧が低くなっても増幅回路の特性に与える悪影響の度合いがバイポーラトランジスタより低いなどの利点がある。 Note that the cascode-connected transistor may be a base-grounded bipolar transistor. However, the field effect transistor has a simpler bias circuit because no current flows to the gate, and the field-effect transistor has a lower gate-drain voltage. Even so, there is an advantage that the adverse effect on the characteristics of the amplifier circuit is lower than that of the bipolar transistor.
ここで、小信号増幅回路20では、コンデンサC1を除く回路において、増幅用トランジスタQ1およびバイアス用トランジスタQ2と、基準電圧発生用トランジスタQ3およびQ4とが、2段積みしたバイポーラトランジスタに対するミラー回路となっている。
Here, in the small
具体的には、入力部11に高いレベルの高周波信号が入っていない状況では、増幅用トランジスタQ1とバイアス用トランジスタQ2とからなる二段積みバイポーラトランジスタ回路と、基準電圧発生用トランジスタQ3およびQ4からなる二段積みのバイポーラトランジスタ回路とによって、ミラー回路が構成されている。
Specifically, in a situation where a high-level high-frequency signal is not input to the
これにより、増幅用トランジスタQ1のベース/エミッタ間電圧とバイアス用トランジスタQ2のベース/エミッタ間電圧との和と、基準電圧発生用トランジスタQ4のベース/エミッタ間電圧と基準電圧発生用トランジスタQ3のベース/エミッタ間電圧との和は等しくなる。 Thus, the sum of the base / emitter voltage of the amplifying transistor Q1 and the base / emitter voltage of the biasing transistor Q2, the base / emitter voltage of the reference voltage generating transistor Q4, and the base of the reference voltage generating transistor Q3. / The sum with the emitter voltage becomes equal.
よって、バイアス用トランジスタQ2のベース、および基準電圧発生用トランジスタQ3のベースに流れるベース電流Ib2およびIb3は同じとなる。ここで、全てのトランジスタサイズが同じであれば、電流設定のための電流源15から流れる電流Irefからベース電流Ib2およびIb3を引いた電流が、増幅用トランジスタQ1に流れる。
Therefore, the base currents Ib2 and Ib3 flowing through the base of the bias transistor Q2 and the base of the reference voltage generating transistor Q3 are the same. Here, if all the transistor sizes are the same, a current obtained by subtracting the base currents Ib2 and Ib3 from the current Iref flowing from the
したがって、電流Irefの電流値に比べ、ベース電流Ib2およびIb3が十分に小さい時には、環境温度変化やトランジスタの特性がウエハごとに変動しても、増幅用トランジスタQ1の電流と電流Irefとは一致する。それゆえ、増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流Ic1の電流値が、製造ばらつきによる素子ばらつきや環境温度変化による影響を受けず、ばらつかないことが可能となる。 Therefore, when the base currents Ib2 and Ib3 are sufficiently small compared to the current value of the current Iref, the current of the amplifying transistor Q1 and the current Iref coincide with each other even if the environmental temperature change and the transistor characteristics vary from wafer to wafer. . Therefore, the current value of the collector current Ic1 of the amplifying transistor Q1 is not affected by variations in elements due to manufacturing variations and environmental temperature changes, and thus can not vary.
本実施例では、基準電圧生成回路の消費電流を削減するため、基準電圧生成回路のトランジスタのサイズが小さくなっており、また、抵抗R21が追加されている。この回路構成により本来のミラー回路からは若干特性がずれることになる。この回路形式における増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流Ic1について、電流増幅率と環境温度を変化させて測定して結果を、それぞれ図3および4に示す。 In this embodiment, in order to reduce the current consumption of the reference voltage generation circuit, the size of the transistor of the reference voltage generation circuit is reduced, and a resistor R21 is added. This circuit configuration slightly deviates from the original mirror circuit. The collector current Ic1 of the amplifying transistor Q1 in this circuit format is measured by changing the current amplification factor and the environmental temperature, and the results are shown in FIGS. 3 and 4, respectively.
図3は、増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流Ic1と相対電流増幅率との関係を示すグラフであり、縦軸の左はコレクタ電流Ic1(mA)、縦軸の右は変動率(%)、横軸は相対電流増幅率を示している。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the collector current Ic1 of the amplifying transistor Q1 and the relative current gain, the left of the vertical axis is the collector current Ic1 (mA), the right of the vertical axis is the variation rate (%), and the horizontal The axis indicates the relative current gain.
図4は、増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流Ic1と環境温度との関係を示すグラフであり、縦軸の左はコレクタ電流Ic1(mA)、縦軸の右は変動率(%)、横軸は環境温度(度)を示している。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the collector current Ic1 of the amplifying transistor Q1 and the ambient temperature. The left of the vertical axis is the collector current Ic1 (mA), the right of the vertical axis is the variation rate (%), and the horizontal axis is Indicates environmental temperature (degrees).
変化させる前の増幅用トランジスタQ1は、コレクタ電流Ic1が2.3(mA)程度となっており、電流増幅率は100である。そこで、増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流Ic1の電流増幅率依存性を確認するために、トランジスタQ1〜Q4の電流増幅率をそれぞれ50〜200%と大きく変化させる。電流増幅率とは、バイポーラトランジスタが有する特性であり、最も大きくばらつく特性であることが知られている。 The amplification transistor Q1 before the change has a collector current Ic1 of about 2.3 (mA) and a current amplification factor of 100. Therefore, in order to confirm the dependency of the collector current Ic1 of the amplifying transistor Q1 on the current amplification factor, the current amplification factors of the transistors Q1 to Q4 are largely changed to 50 to 200%, respectively. The current amplification factor is a characteristic of a bipolar transistor, and is known to be the characteristic that varies the most.
しかしながら、電流増幅率を50〜200%と大きく変化させたときの増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流Ic1を確認すると、その電流の変動率は±1%以内の変動に抑えられており、極めて安定した電流を保っていることがわかる。 However, when the collector current Ic1 of the amplifying transistor Q1 when the current amplification factor is greatly changed to 50 to 200% is confirmed, the fluctuation rate of the current is suppressed to a fluctuation within ± 1%, which is extremely stable. It can be seen that the current is maintained.
また、増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流Ic1の温度依存性を確認するために、環境温度を−30〜95度と大きく変化させる。しかしながら、増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流Ic1は、その電流の変動率を確認すると±3%以内の変動に抑えられていることがわかる。 Further, in order to confirm the temperature dependence of the collector current Ic1 of the amplifying transistor Q1, the environmental temperature is greatly changed from -30 to 95 degrees. However, it can be seen that the collector current Ic1 of the amplifying transistor Q1 is suppressed to a fluctuation within ± 3% when the fluctuation rate of the current is confirmed.
よって、本実施の形態のバイアス回路は、増幅用トランジスタQ1およびバイアス用トランジスタQ2と、基準電圧発生用トランジスタQ3およびQ4とが、2段積みしたバイポーラトランジスタに対するミラー回路を構成していることにより、基準電圧発生用トランジスタQ4に流れる電流が、増幅用トランジスタQ1に流れることになる。 Therefore, in the bias circuit of the present embodiment, the amplifying transistor Q1, the biasing transistor Q2, and the reference voltage generating transistors Q3 and Q4 constitute a mirror circuit for a bipolar transistor stacked in two stages. The current flowing through the reference voltage generating transistor Q4 flows through the amplifying transistor Q1.
したがって、基準電圧発生用トランジスタQ4に流れる電流を設定すれば、増幅用トランジスタQ1に流れる電流を設定することが可能となるので、トランジスタの製造ばらつきによる素子ばらつきや環境温度変化による影響を抑制し、バイアス条件が変動せず、安定したバイアス条件を保つことが可能となる。したがって、増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流Ic1の電流値をばらつかせないことが可能となる。 Therefore, if the current flowing through the reference voltage generating transistor Q4 is set, it is possible to set the current flowing through the amplifying transistor Q1, thereby suppressing the influence of element variations due to transistor manufacturing variations and environmental temperature changes, The bias conditions do not vary, and stable bias conditions can be maintained. Therefore, the current value of the collector current Ic1 of the amplifying transistor Q1 cannot be varied.
一方、入力部11からコンデンサCinを通過して、増幅用トランジスタQ1のベースに入力される高周波信号として与えられる高周波電流の一部は、バイアス用トランジスタQ2のエミッタを経由して、コンデンサC1に流れ込む。これにより、高周波信号の入力レベルが高くなるにしたがって、バイアス用トランジスタQ2のベース/エミッタ間を流れる高周波電流が大きくなる。
On the other hand, a part of the high-frequency current given as a high-frequency signal that passes through the capacitor Cin from the
すると、トランジスタのベース/エミッタ間は、ダイオード特性をもっているので、高周波電流は整流されるとともに、高周波電流の増大に伴い、バイアス用トランジスタQ2のベース/エミッタ間の等価抵抗が徐々に小さくなる。 Then, since the base / emitter of the transistor has a diode characteristic, the high-frequency current is rectified, and the equivalent resistance between the base / emitter of the bias transistor Q2 gradually decreases as the high-frequency current increases.
高周波電流が小さい場合には、増幅用トランジスタQ1およびバイアス用トランジスタQ2と、基準電圧発生用トランジスタQ4および基準電圧発生用トランジスタQ3とがミラー回路を構成し、基準電圧発生用トランジスタQ4に流れる電流に応じた電流が増幅用トランジスタQ1に流れるが、高周波電流の増加に伴い、バイアス用トランジスタQ2のベース/エミッタ間の等価抵抗が小さくなる。それゆえ、電流源15から供給される電流Irefが、より高い割合で、バイアス用トランジスタQ2のベースに供給されるようになり、増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流Ic1が増大する。
When the high-frequency current is small, the amplifying transistor Q1 and the biasing transistor Q2, the reference voltage generating transistor Q4 and the reference voltage generating transistor Q3 form a mirror circuit, and the current flowing through the reference voltage generating transistor Q4 A corresponding current flows through the amplifying transistor Q1, but as the high frequency current increases, the equivalent resistance between the base and the emitter of the biasing transistor Q2 decreases. Therefore, the current Iref supplied from the
これにより、基準電圧発生用トランジスタQ4に流れる電流が少し減少し、そのコレクタ電圧が若干低下する。しかしながら、基準電圧発生用トランジスタQ4に流れる電流に対するバイアス用トランジスタQ2のベースに流れている電流の割合は極めて小さいため、コレクタ電圧の低下の度合いは非常に小さい。 As a result, the current flowing through the reference voltage generating transistor Q4 is slightly reduced, and the collector voltage is slightly reduced. However, since the ratio of the current flowing through the base of the bias transistor Q2 to the current flowing through the reference voltage generating transistor Q4 is extremely small, the degree of decrease in the collector voltage is very small.
したがって、入力部11に入力される高周波信号の入力レベルの増大に伴い、基準電圧発生用トランジスタQ3のベースに供給される電流よりも、より多くの電流がバイアス用トランジスタQ2のベースに供給されることにより、入力レベルの増大に応じたバイアス電流が増幅用トランジスタQ1のベースに供給される。それゆえ、小信号(低入力レベル)に対応するように増幅回路を構成していると、強い入力レベルの信号が入力された場合、増幅するトランジスタが対応しきれず、増幅した信号に大きな歪みが現れる。しかしながら、高周波信号を増幅する増幅用トランジスタQ1は、入力レベルの増大に応じながら高周波信号を増幅するので、増大しても歪みを低減させたコレクタ電流Ic1を出力することが可能となる。
Therefore, as the input level of the high-frequency signal input to the
ここで、増幅用トランジスタQ1、バイアス用トランジスタQ2、および基準電圧発生用トランジスタQ4のバイアス点の入力電力依存性を測定した結果を、それぞれ図5および6に示す。 Here, the results of measuring the input power dependence of the bias points of the amplifying transistor Q1, the biasing transistor Q2, and the reference voltage generating transistor Q4 are shown in FIGS. 5 and 6, respectively.
図5は、バイアス用トランジスタQ2のベース電流Ib2と入力電力との関係、および基準電圧発生用トランジスタQ4のコレクタ電流Ic4と入力電力との関係を示すグラフであり、縦軸の左はベース電流Ib2(μA)、縦軸の右はコレクタ電流Ic4(μA)、横軸は入力電力(dBuV)を示している。また、参考データとして、小信号増幅回路20において、歪補償用のコンデンサC1がない場合、すなわち歪補償回路がない場合の特性を破線で示す。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the base current Ib2 of the biasing transistor Q2 and the input power and the relationship between the collector current Ic4 of the reference voltage generating transistor Q4 and the input power. The left side of the vertical axis shows the base current Ib2 (ΜA), the right side of the vertical axis indicates the collector current Ic4 (μA), and the horizontal axis indicates the input power (dBuV). As reference data, the characteristics of the small
図6は、増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流Ic1と入力電力との関係を示すグラフであり、縦軸はコレクタ電流Ic1(mA)、横軸は入力電力(dBuV)を示している。また、参考データとして、歪補償回路がない場合の特性を破線で示す。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the collector current Ic1 and the input power of the amplifying transistor Q1, and the vertical axis shows the collector current Ic1 (mA) and the horizontal axis shows the input power (dBuV). In addition, as reference data, characteristics when there is no distortion compensation circuit are indicated by broken lines.
図5のグラフに示すように、歪補償用のコンデンサC1の有無にかかわらず、基準電圧発生用トランジスタQ4のコレクタ電流Ic4は、入力電力が増大するにつれて、入力電力が約85(dBuV)付近から減少し、その分だけバイアス用トランジスタQ2のベース電流Ib2が増加している。 As shown in the graph of FIG. 5, regardless of the presence or absence of the distortion compensating capacitor C1, the collector current Ic4 of the reference voltage generating transistor Q4 increases from about 85 (dBuV) as the input power increases. The base current Ib2 of the biasing transistor Q2 increases correspondingly.
また、一定電圧の生成回路すなわち電流源15と基準電圧発生用トランジスタQ4とを構成する回路には約60(μA)流れている。ベース駆動用回路すなわちバイアス用トランジスタQ2と増幅用トランジスタQ1とを構成する回路には、入力信号が本アプリケーションでの最大ピーク電力である100(dBμV)のときに、6(μA)が流れている。この最大入力電力時の電流比を大きくするほど歪補償特性が強くなるが、バイアス回路での消費電流が大きくなるため、一般的には5〜20倍程度の電流比が用いられる。
Further, about 60 (μA) flows through a constant voltage generating circuit, that is, a circuit constituting the
また、バイアス用トランジスタQ2のベース電流Ib2が増加することにより、図6に示すように、増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流Ic1が増加することがわかる。これらのトランジスタの電流増幅率は約100なので、増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流Ic1は入力電力が低い場合には2.3(mA)程度を示し、入力電力が高くなることにより、コレクタ電流Ic1は5(mA)程度まで増加することがわかる。 It can also be seen that the collector current Ic1 of the amplifying transistor Q1 increases as the base current Ib2 of the biasing transistor Q2 increases as shown in FIG. Since the current amplification factor of these transistors is about 100, the collector current Ic1 of the amplifying transistor Q1 is about 2.3 (mA) when the input power is low, and the collector current Ic1 is increased by increasing the input power. It turns out that it increases to about 5 (mA).
ところで、通常、増幅回路では、出力レベルが増加するにしたがって出力が飽和し、利得が低下する。一方、増幅するトランジスタのコレクタ電流が増加するとトランジスタの順方向伝達特性(gm)が増加し、利得が増加する。 By the way, in an amplifier circuit, as the output level increases, the output saturates and the gain decreases. On the other hand, when the collector current of the amplifying transistor increases, the forward transfer characteristic (gm) of the transistor increases and the gain increases.
そこで、本実施の形態の小信号増幅回路20では、歪補償回路を加えることにより、コレクタ電流の増加による利得増加が出力飽和による利得低下をキャンセルする(打ち消す)ため、線形性が改善する。これについて、利得を測定した結果を図7に示す。
Therefore, in the small
図7は、利得と入力電力との関係、および相対利得と入力電力との関係を示すグラフであり、縦軸の左は利得(dB)、縦軸の右は相対利得(dB)、横軸は入力電力(dBuV)を示している。また、参考データとして、歪補償回路がない場合の特性を破線で示す。 FIG. 7 is a graph showing the relationship between gain and input power, and the relationship between relative gain and input power. The left vertical axis represents gain (dB), the right vertical axis represents relative gain (dB), and the horizontal axis. Indicates the input power (dBuV). In addition, as reference data, characteristics when there is no distortion compensation circuit are indicated by broken lines.
歪補償回路を加えた結果、歪補償回路がない利得については、入力電力が70(dBuV)程度から利得が徐々に劣化しているのに対し、歪補償回路が付加された利得は、入力電力が80(dBuV)程度まで、利得がほとんど劣化していないことがわかる。 As a result of adding the distortion compensation circuit, the gain without the distortion compensation circuit is gradually deteriorated from the input power of about 70 (dBuV), whereas the gain with the added distortion compensation circuit is the input power. It can be seen that the gain is hardly deteriorated up to about 80 (dBuV).
また、線形性の指標となる3次入力インターセプトポイント(IIP3;Third Order Input Intercept Point)を測定した結果を図8に示す。図8は、IIP3と入力電力との関係を示すグラフであり、縦軸はIIP3(dBuV)、横軸は入力電力(dBuV)を示している。また、参考データとして、歪補償回路がない場合の特性を破線で示す。 Moreover, the result of having measured the 3rd order input intercept point (IIP3; Third Order Input Intercept Point) used as the linearity parameter | index is shown in FIG. FIG. 8 is a graph showing the relationship between IIP3 and input power, where the vertical axis represents IIP3 (dBuV) and the horizontal axis represents input power (dBuV). In addition, as reference data, characteristics when there is no distortion compensation circuit are indicated by broken lines.
歪補償回路を加えた結果、歪補償回路がない場合に比べ、IIP3が5(dB)程度改善していることがわかる。通常、IIP3を4(dB)上げるためには、電流を5(dB)に相当する3倍流すことが必要である。しかしながら、本実施の形態の小信号増幅回路20では、低消費電流を保ちながら、電流を増加させなくても、歪補償回路を付加することにより、線形性を改善していることがわかる。
As a result of adding the distortion compensation circuit, it can be seen that IIP3 is improved by about 5 (dB) compared to the case without the distortion compensation circuit. Usually, in order to increase IIP3 by 4 (dB), it is necessary to flow the current three times corresponding to 5 (dB). However, in the small
よって、本実施の形態のバイアス回路では、バイアス用トランジスタQ2のベースがコンデンサC1により高周波的に接地されるため、入力部11に入力されてくる高周波電圧が、バイアス用トランジスタQ2のベース/エミッタ間に直接印加されることになる。入力部11に入力される高周波電圧が大きくなると、バイアス用トランジスタQ2のベース/エミッタ間に印加される電圧振幅が大きくなるため、バイアス用トランジスタQ2のベース/エミッタ間のダイオード特性により、バイアス用トランジスタQ2のベース/エミッタ間の等価抵抗が小さくなる。
Therefore, in the bias circuit of the present embodiment, since the base of the bias transistor Q2 is grounded at high frequency by the capacitor C1, the high-frequency voltage input to the
これにより、電流源15から供給される電流Irefが、バイアス用トランジスタQ2のベースと基準電圧発生用トランジスタQ3のベースとに分けられる比率が変化し、バイアス用トランジスタQ2のベースに、より多くの電流が供給されるようになる。よって、入力レベルに応じてバイアス電流を増加することが可能となる。
As a result, the ratio at which the current Iref supplied from the
また、小信号増幅回路20では、入力部11に大きい信号が入力されると、出力レベルが増加するにしたがって出力が飽和し、利得が低下する。一方で、小信号増幅回路20では、利得はバイアス電流に比例する。
Further, in the small
よって、出力レベルが増加するに従い、本来であれば利得は抑圧されるが、本実施の形態のバイアス回路では、入力レベルが大きくなるに従い、バイアス電流が増加するため、そのバイアス電流の増加により発生する利得の増加が、出力レベルの増加に伴い発生する利得の抑圧を打ち消す。したがって、入力レベルに応じた最適なバイアス条件で、線形性を改善することが可能となる。 Therefore, as the output level increases, the gain is originally suppressed. However, in the bias circuit of this embodiment, the bias current increases as the input level increases. The increase in gain cancels the suppression of gain that occurs as the output level increases. Therefore, it is possible to improve linearity under an optimal bias condition corresponding to the input level.
また、従来のバイアス回路はA級バイアスが基本となっており、入力レベルに伴いバイアス電流を変化させる必要がない。よって、バイアス回路のインピーダンスが高くても大きな問題がなかった。しかしながら、AB級バイアスやB級バイアスを用いる場合には、入力レベルの増加に伴い、バイアス電流が増加していく。 Further, the conventional bias circuit is basically a class A bias, and there is no need to change the bias current according to the input level. Therefore, there is no big problem even if the impedance of the bias circuit is high. However, when a class AB bias or a class B bias is used, the bias current increases as the input level increases.
一方で、入力レベルの増加により増幅する増幅用トランジスタQ1のベース電圧はわずかしか下がらない。よって、バイアス回路としては、電圧源的な動作、つまり出力インピーダンスを低く保たなければならない。従来のバイアス回路のように、高周波信号がバイアス回路に流れ込まないように抵抗などがバイアス回路の出力部に備えられていると、出力インピーダンスが高くなるので、AB級バイアスやB級バイアスの増幅回路に用いることができない。 On the other hand, the base voltage of the amplifying transistor Q1 that amplifies as the input level increases decreases only slightly. Therefore, the bias circuit must keep the voltage source operation, that is, the output impedance low. If a resistor or the like is provided at the output part of the bias circuit so that a high-frequency signal does not flow into the bias circuit as in the conventional bias circuit, the output impedance becomes high. It cannot be used for.
よって、本実施の形態のバイアス回路は、ミラー回路により電圧を設定する、すなわち、電圧源として構成されているため、AB級バイアスやB級バイアスの増幅回路に用いることが可能となる。 Therefore, the bias circuit of the present embodiment sets a voltage by a mirror circuit, that is, is configured as a voltage source, and thus can be used for a class AB bias or a class B bias amplifier circuit.
したがって、本実施の形態のバイアス回路は、AB級バイアスやB級バイアスを用いることにより、消費電力を低減することが可能となる。 Therefore, the bias circuit of this embodiment can reduce power consumption by using a class AB bias or a class B bias.
以上により、本実施の形態のバイアス回路は、入力信号に応じて安定した最適なバイアス条件を保ちながら、低消費電力で線形性を向上することが可能となる。また、バイアス回路は、簡単な構成であるので、小型化することが可能となり、また、小信号増幅回路20も小型化することが可能となる。
As described above, the bias circuit according to the present embodiment can improve linearity with low power consumption while maintaining a stable optimum bias condition according to an input signal. Further, since the bias circuit has a simple configuration, it can be reduced in size, and the small
また、上述したように、小信号増幅回路20において、基準電流である電流Irefの一部がバイアス用トランジスタQ2のベースおよび基準電圧発生用トランジスタQ3のベースに流れ込むため、実際に増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流Ic1を決める電流は、基準電流Irefからベース電流Ib2・Ib3を減じた電流値となる。
Further, as described above, in the small
このため、低い電流増幅率のトランジスタを用いた場合、基準電流Irefの電流値が設定よりも若干ずれると、電流増幅率の変化に伴い、ベース電流Ib2・Ib3の電流値が大きく変化するため、増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流Ic1も変化してしまう。 For this reason, when a transistor having a low current amplification factor is used, if the current value of the reference current Iref is slightly deviated from the setting, the current values of the base currents Ib2 and Ib3 greatly change with the change of the current amplification factor. The collector current Ic1 of the amplifying transistor Q1 also changes.
そこで、図9に示すように、バイアス用トランジスタQ2のベースおよび基準電圧発生用トランジスタQ3のベースに、ベース電流を供給するためのベース電流供給用バイポーラトランジスタQ35を追加する。図9は、本実施の形態の増幅回路30の一構成例を示す回路図である。
Therefore, as shown in FIG. 9, a base current supply bipolar transistor Q35 for supplying a base current is added to the base of the bias transistor Q2 and the base of the reference voltage generation transistor Q3. FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration example of the
増幅回路30(エミッタ接地増幅回路)は、図9に示すように、図1に示す増幅回路10の構成に加え、ベース電流供給用バイポーラトランジスタQ35(第5のトランジスタ)を備えている。なお、増幅回路30は、増幅回路10の構成に追加させる構成としているが、これに限らず、図2に示す小信号増幅回路20の構成にベース電流供給用バイポーラトランジスタQ35を追加させる構成としてもよい。
As shown in FIG. 9, the amplifier circuit 30 (grounded emitter amplifier circuit) includes a base current supply bipolar transistor Q35 (fifth transistor) in addition to the configuration of the
ベース電流供給用バイポーラトランジスタQ35は、ベースが電流源15に接続されており、コレクタが電源に接続されており、エミッタがバイアス用トランジスタQ2のベース、および基準電圧発生用トランジスタQ3のベースに接続されている。
The base current supply bipolar transistor Q35 has a base connected to the
増幅回路30では、ベース電流供給用バイポーラトランジスタQ35を備えることにより、基準電流Irefからは、バイアス用トランジスタQ2および基準電圧発生用トランジスタQ3のベース電流Ib2およびIb3として、ベース電流供給用バイポーラトランジスタQ35の電流増幅率で割った電流が減じられるだけとなる。
The
したがって、基準電流Irefから減じられる電流値は極めて小さくなり、低い電流増幅率のトランジスタを用いた場合、基準電流Irefの電流値が設定よりも若干ずれると、電流増幅率の変化に伴い、ベース電流Ib2・Ib3の電流値が大きく変化するため、増幅用トランジスタQ1のコレクタ電流Ic1も変化してしまう現象を、大幅に抑圧することが可能となる。 Therefore, the current value subtracted from the reference current Iref becomes extremely small. When a transistor having a low current amplification factor is used, if the current value of the reference current Iref is slightly deviated from the setting, the base current is changed along with the change in the current amplification factor. Since the current values of Ib2 and Ib3 change greatly, the phenomenon that the collector current Ic1 of the amplifying transistor Q1 also changes can be greatly suppressed.
なお、ベース電流供給用バイポーラトランジスタQ35は、電界効果トランジスタを使用することも可能である。このトランジスタはミラー回路の基準電圧生成に寄与していないため、バイポーラである必要は無い。電界効果トランジスタにすることにより、基準電流源15に接続される箇所が電界効果トランジスタのゲートとなるため、電流が全く流れない。そのため、基準電流のすべてが基準電圧発生用トランジスタQ4に流れ込むことになるため、より正確な電流設定を行うことが可能となる。
The base current supply bipolar transistor Q35 may be a field effect transistor. Since this transistor does not contribute to the generation of the reference voltage of the mirror circuit, it does not have to be bipolar. By using a field effect transistor, the location connected to the reference
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施の形態について図10〜12に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。図10は、本実施の形態の高周波電力増幅回路40の一構成例を示す回路図である。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. Configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first embodiment are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted. FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration example of the high-frequency
高周波電力増幅回路40(エミッタ接地増幅回路)は、図10に示すように、前記実施の形態1の、抵抗R21および電流源15を除いた増幅回路10の構成に加えて、ベースバラスト抵抗R45、抵抗R46、制御回路47、電流制限抵抗R48、およびインダクタL1をさらに備えている。なお、トランジスタQ41〜Q45は、増幅回路10におけるトランジスタQ1〜Q4にそれぞれ対応し、同様の接続構成を有しているが、後述するように、使用しているトランジスタの種類が異なるため、新たな符号を付けている。
As shown in FIG. 10, the high frequency power amplifier circuit 40 (grounded emitter amplifier circuit) includes a base ballast resistor R45, in addition to the configuration of the
トランジスタQ41〜Q44は、GaAsを用いたNPN型ヘテロジャンクションバイポーラトランジスタ(HBT;Heterojunction Bipolar Transistor)である。増幅用トランジスタQ41の総エミッタ面積は360(μm2)であり、バイアス用トランジスタQ42の総エミッタ面積は120(μm2)であり、基準電圧発生用トランジスタQ33およびQ34の総エミッタ面積は60(μm2)である。 The transistors Q41 to Q44 are NPN heterojunction bipolar transistors (HBT) using GaAs. The total emitter area of the amplifying transistor Q41 is 360 (μm 2 ), the total emitter area of the biasing transistor Q42 is 120 (μm 2 ), and the total emitter area of the reference voltage generating transistors Q33 and Q34 is 60 (μm 2 ). 2 ).
ベースバラスト抵抗R45は、増幅用トランジスタQ41が熱によって大電流が流れるようになる熱暴走を防ぐために、バイアス用トランジスタQ42のエミッタと増幅用トランジスタQ41との間に直列に接続されている。 The base ballast resistor R45 is connected in series between the emitter of the biasing transistor Q42 and the amplifying transistor Q41 in order to prevent thermal runaway in which a large current flows through the amplifying transistor Q41 due to heat.
また、ベースバラスト抵抗R45とバイアス回路のバランスを取るために、抵抗R46が、基準電圧発生用トランジスタQ44のエミッタと接地との間に直列に接続されている。なお、ベースバラスト抵抗R45が入ることにより、歪補償の度合いが若干小さくなるため、そのことを考慮した上で歪補償用の容量値などを調整している。 In order to balance the base ballast resistor R45 and the bias circuit, a resistor R46 is connected in series between the emitter of the reference voltage generating transistor Q44 and the ground. In addition, since the degree of distortion compensation is slightly reduced when the base ballast resistor R45 is inserted, the capacitance value for distortion compensation is adjusted in consideration of this fact.
制御回路47は、高周波電力増幅回路40において、出力部12の出力レベルに応じて、消費電流が制御できるような基準電流を供給している。制御回路47は、電流発生方向側が、制御回路47から出力される電流を制限する電流制限抵抗R48を介して、バイアス用トランジスタQ42のベース、基準電圧発生用トランジスタQ43のベース、および基準電圧発生用トランジスタQ44のコレクタに接続されている。
In the high frequency
インダクタL1は、前記実施の形態1に示した受信機に設けられる増幅回路に負荷として備えられる抵抗とは異なり、出力される高周波信号を損失しないための出力側の負荷として用いられている。また、増幅用トランジスタQ41のコレクタに対してバイアスするためのインダクタである。インダクタL1は、一方の電極が増幅用トランジスタQ41のコレクタ、および、出力部12側、詳細には出力整合回路14に接続されており、他方の電極が電源に接続されている。
Unlike the resistor provided as a load in the amplifier circuit provided in the receiver shown in the first embodiment, the inductor L1 is used as a load on the output side so as not to lose the high-frequency signal to be output. Further, it is an inductor for biasing the collector of the amplifying transistor Q41. The inductor L1 has one electrode connected to the collector of the amplifying transistor Q41 and the
なお、本実施の形態の高周波電力増幅回路40では、出力の効率が重視されるため、カスコード接続は用いていない。
In the high-frequency
ここで、制御回路47からの最大電圧は2.9(V)であり、電流制限抵抗R48は125(Ω)、ベースバラスト抵抗R45は15(Ω)、抵抗R46は10(Ω)となっている。また、増幅用トランジスタQ41のアイドル時のコレクタ電流Ic41は34(mA)となっており、AB級バイアスとなっている。さらに、入力電力が、20(dBm)出力時には、コレクタ電流Ic41は180(mA)程度となる。
Here, the maximum voltage from the
次に、高周波電力増幅回路40において、入力電力を変化させたときの利得を測定した結果を図11に示す。図11は、利得と入力電力との関係を示すグラフであり、縦軸は利得(dB)、横軸は入力電力(dBm)を示している。また、参考データとして、歪補償回路がない場合の特性を破線で示す。
Next, FIG. 11 shows the result of measuring the gain when the input power is changed in the high-frequency
歪補償回路なしの利得においても、入力電力が−5(dBm)以上ではトランジスタの電流増幅率の電流依存性や寄生容量などにより若干の利得伸張が発生しているが、−5(dBm)以下の領域では利得の抑圧が発生していることがわかる。一方、歪補償回路付の利得の場合には、利得伸張が発生していることが認められ、利得の抑圧が抑えられていることがわかる。 Even in the gain without the distortion compensation circuit, when the input power is −5 (dBm) or more, a slight gain expansion occurs due to the current dependency of the transistor current amplification factor or parasitic capacitance, but it is −5 (dBm) or less. It can be seen that gain suppression occurs in the region of. On the other hand, in the case of a gain with a distortion compensation circuit, it can be seen that gain expansion has occurred, and that suppression of gain is suppressed.
また、線形性の指標となる3次入力インターセプトポイント(IIP3)を測定した結果を図12に示す。図12は、IIP3と出力電力との関係を示すグラフであり、縦軸はIIP3(dBm)、横軸は入力電力(dBm)を示している。また、参考データとして、歪補償回路がない場合の特性を破線で示す。 FIG. 12 shows the result of measuring the third-order input intercept point (IIP3) that is an index of linearity. FIG. 12 is a graph showing the relationship between IIP3 and output power. The vertical axis represents IIP3 (dBm) and the horizontal axis represents input power (dBm). In addition, as reference data, characteristics when there is no distortion compensation circuit are indicated by broken lines.
歪補償回路を加えた結果、歪補償回路がない場合に比べ、IIP3が、出力電力が15(dBm)以上の高出力領域において、2(dB)程度改善していることがわかる。よって、高周波電力増幅回路40では、線形性を改善していることがわかる。
As a result of adding the distortion compensation circuit, it can be seen that IIP3 is improved by about 2 (dB) in the high output region where the output power is 15 (dBm) or more, compared to the case without the distortion compensation circuit. Therefore, it can be seen that the high frequency
以上により、本実施の形態の高周波電力増幅回路40では、AB級バイアス、かつ、制御回路47により基準電流が制御できるようになっているので、消費電力を低減させることが可能となる。また、比較的大きな電流を扱う高周波電力増幅回路であっても、本実施の形態の高周波電力増幅回路40であれば、各部品の値を適宜設定し、カレントミラー型のバイアス回路に歪補償機能を付加することにより、線形性を向上させることが可能となる。
As described above, in the high-frequency
〔実施の形態3〕
本発明の他の実施の形態について図13に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1および2と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態1および2の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。図13は、本実施の形態の携帯端末50の一構成例を示すブロック図である。
[Embodiment 3]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIG. Configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first and second embodiments. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of
携帯端末50は、図13に示すように、アンテナ51、バンドパスフィルタ(BPF;Band Pass Filter)52、高周波信号用の小信号増幅器(LNA)53、ミキサ(MIX)54、電圧制御発信器(VCO)55、および復調回路(DEMOD)56を備えている。
As shown in FIG. 13, the
ここで、小信号増幅器53は、上述した本発明のバイアス回路を有する小信号増幅回路20を、小信号の高周波信号を増幅する小信号増幅器として構成したものである。但し、これに限らず、増幅回路30で構成してもよいし、本発明のバイアス回路を有する小信号用の高周波増幅器であればよい。
Here, the
携帯端末50では、アンテナ51に受信された高周波信号が、バンドパスフィルタ52において、設定されている帯域の高周波信号のみが通過するようにフィルタにかけられる。そして、通過した高周波信号は、小信号増幅器53にて増幅される。次いで、増幅された高周波信号は、ミキサ54において、電圧制御発信器55から発生される信号と混合され、復調回路56にて復調される。
In the
よって、携帯端末50は、小型で、線形性を向上することが可能な本発明のバイアス回路を有する小信号増幅器53を備えることにより、増幅時における線形性が向上するので、小信号増幅器53の入力側に接続されるバンドパスフィルタ52の遮断特性に対する要求仕様を緩めること、または、バンドパスフィルタ52自身を取り去ることが可能となる。これにより、バンドパスフィルタ52部分におけるフィルタ機能のロスが低減され、受信感度を向上させることが可能となる。したがって、本実施の形態の携帯端末50は、小型で、かつ、高感度な機能を有することが可能となる。
Therefore, since the
また、携帯端末50は、温度などが異なる様々な環境で使用されることが想定される。しかしながら、本発明のバイアス回路を備えることにより、環境温度による増幅器の特性変動を十分に抑制させることが可能となるので、携帯端末50で要求される温度範囲においても、安定した小信号増幅器53の特性を実現することが可能となる。
Moreover, it is assumed that the
さらに、本発明のバイアス回路では、通信システムの特性に応じて利得と消費電流との関係を最適化することが可能なため、低消費電力で、長時間の使用が可能な携帯端末50を実現することが可能となる。
Furthermore, the bias circuit of the present invention can optimize the relationship between gain and current consumption according to the characteristics of the communication system, thereby realizing a
なお、携帯端末50は、無線通信に好適に用いられるが、これに限らず、必要に応じて有線通信に用いてもよい。
In addition, although the
〔実施の形態4〕
本発明の他の実施の形態について図14に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1〜3と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態1〜3の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。図14は、本実施の形態の携帯端末60の一構成例を示すブロック図である。
[Embodiment 4]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIG. Configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first to third embodiments. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of
携帯端末60は、図14に示すように、アンテナ51、バンドパスフィルタ(BPF)52、電力増幅器(PA)63、ミキサ(MIX)54、電圧制御発信器(VCO)55、および変調回路(MOD)66を備えている。
As shown in FIG. 14, the
ここで、電力増幅器63は、上述した本発明のバイアス回路を有する高周波電力増幅回路40を、高周波信号の電力を増幅する電力増幅器として構成したものである。但し、これに限らず、本発明のバイアス回路を有する高出力用の高周波電力増幅器であればよい。
Here, the
携帯端末60では、変調回路66において変調された高周波信号が、ミキサ54において、電圧制御発信器55から発生される信号と混合され、電力増幅器63に出力される。次いで、混合された高周波信号は、電力増幅器63にて増幅され、バンドパスフィルタ52において、設定されている帯域の高周波信号のみが通過するようにフィルタにかけられる。そして、通過した高周波信号は、アンテナ51から通信相手側に送信される。
In the
電力増幅器は比較的高出力であるので、一般的に携帯端末では、携帯端末の中で電力増幅器が占める消費電力がかなり大きい。しかしながら、携帯端末60は、小型で、低消費電力で線形性を向上することができる本発明のバイアス回路を有する電力増幅器63を備えることにより、電力増幅器が占める消費電力を効率化するので、携帯端末60の低消費電力化が可能となる。よって、この低消費電力化により、バッテリー駆動時間が長くなるので、連続通信時間を長くしたり、小型バッテリーによる駆動を行ったりすることが可能となる。したがって、本実施の形態の携帯端末60は、小型で、かつ、長時間使用可能な機能を有することが可能となる。
Since the power amplifier has a relatively high output, generally, the power consumed by the power amplifier in the mobile terminal is considerably large in the mobile terminal. However, since the
近年は、CDMAやOFDMなどの高い線形性を要求される変調方式が一般的となってきている。よって、低消費電力を保ちながら高い線形性を実現することが非常に重要となっている。これに対して、携帯端末60は、上記変調方式においても対応させることが可能となる。
In recent years, modulation schemes such as CDMA and OFDM that require high linearity have become common. Therefore, it is very important to realize high linearity while maintaining low power consumption. On the other hand, the
また、携帯端末60は、温度などが異なる様々な環境で使用されることが想定される。しかしながら、本発明のバイアス回路を備えることにより、環境温度による増幅器の特性変動を十分に抑制させることが可能となり、携帯端末60で要求される温度範囲においても、安定した電力増幅器63の特性を実現することが可能となる。
Moreover, it is assumed that the
さらに、本発明のバイアス回路では、通信システムの特性に応じて利得と消費電流との関係を最適化することが可能なため、低消費電力で、長時間の使用が可能な携帯端末60を実現することが可能となる。
Furthermore, the bias circuit of the present invention can optimize the relationship between gain and current consumption according to the characteristics of the communication system, thereby realizing a
なお、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、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the technical means disclosed in different embodiments can be appropriately combined. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、無線通信を行う通信機に好適に利用することができる。 The present invention can be suitably used for a communication device that performs wireless communication.
10,30 増幅回路(エミッタ接地増幅回路)
15 電流源
20 小信号増幅回路(エミッタ接地増幅回路)
40 高周波電力増幅回路(エミッタ接地増幅回路)
47 制御回路
50,60 携帯端末
53 小信号増幅器(増幅器)
63 電力増幅器(増幅器)
Q1,Q41 信号増幅用エミッタ接地バイポーラトランジスタ(第1のトランジスタ)
Q2,Q42 バイアス用バイポーラトランジスタ(第2のトランジスタ)
Q3,Q43 基準電圧発生用バイポーラトランジスタ(第3のトランジスタ)
Q4,Q44 基準電圧発生用バイポーラトランジスタ(第4のトランジスタ)
Q23 電界効果トランジスタ
Q35 ベース電流供給用バイポーラトランジスタ(第5のトランジスタ)
C1 コンデンサ(第1の容量)
R22 抵抗(第1の抵抗)
L1 インダクタ
10,30 Amplifier circuit (Emitter grounded amplifier circuit)
15
40 High frequency power amplifier circuit (grounded emitter amplifier circuit)
47
63 Power amplifier
Q1, Q41 Common emitter bipolar transistor for signal amplification (first transistor)
Q2, Q42 Bipolar transistor for bias (second transistor)
Q3, Q43 Bipolar transistor for generating reference voltage (third transistor)
Q4, Q44 Reference voltage generating bipolar transistor (fourth transistor)
Q23 Field effect transistor Q35 Bipolar transistor for supplying base current (fifth transistor)
C1 capacitor (first capacitor)
R22 resistor (first resistor)
L1 inductor
Claims (4)
ベースに電流源から出力される電流が供給され、エミッタが上記第1のバイポーラトランジスタのベースに接続され、コレクタが電源に接続される第2のバイポーラトランジスタと、
ベースが上記第2のバイポーラトランジスタのベースに接続され、コレクタが電源に接続される第3のバイポーラトランジスタと、
ベースが上記第3のバイポーラトランジスタのエミッタに接続され、エミッタが接地され、コレクタが上記電流源に接続される第4のバイポーラトランジスタと、
一方の電極が上記第2のバイポーラトランジスタのベースと上記第3のバイポーラトランジスタのベースとに接続され、他方の電極が接地される第1の容量とを備えており、
上記第1の容量の両側の少なくとも一方には、第1の抵抗が設けられていることを特徴とするバイアス回路。 In the bias circuit connected to the grounded emitter amplifier circuit using the first bipolar transistor,
A second bipolar transistor having a base supplied with a current output from a current source, an emitter connected to the base of the first bipolar transistor, and a collector connected to a power source;
A third bipolar transistor having a base connected to the base of the second bipolar transistor and a collector connected to a power source;
A fourth bipolar transistor having a base connected to the emitter of the third bipolar transistor, an emitter grounded, and a collector connected to the current source;
One electrode connected to the bases of said third bipolar transistor of said second bipolar transistor and the other electrode comprises a first capacitor being grounded,
Above at least one either side of the first capacitor, a bias circuit, wherein that you have a first resistor is provided.
エミッタが上記第1のバイポーラトランジスタのベースに接続され、コレクタが電源に接続される第2のバイポーラトランジスタと、
ベースが上記第2のバイポーラトランジスタのベースに接続され、コレクタが電源に接続される第3のバイポーラトランジスタと、
ベースが上記第3のバイポーラトランジスタのエミッタに接続され、エミッタが接地され、コレクタが電流源に接続される第4のバイポーラトランジスタと、
ベースが上記電流源に接続され、エミッタが上記第2のバイポーラトランジスタのベースに接続され、コレクタが電源に接続される第5のバイポーラトランジスタと、
一方の電極が上記第2のバイポーラトランジスタのベースと上記第3のバイポーラトランジスタのベースとに接続され、他方の電極が接地される第1の容量とを備えており、
上記第1の容量の両側の少なくとも一方には、第1の抵抗が設けられていることを特徴とするバイアス回路。 In the bias circuit connected to the grounded emitter amplifier circuit using the first bipolar transistor,
A second bipolar transistor having an emitter connected to the base of the first bipolar transistor and a collector connected to a power source;
A third bipolar transistor having a base connected to the base of the second bipolar transistor and a collector connected to a power source;
A fourth bipolar transistor having a base connected to the emitter of the third bipolar transistor, an emitter grounded, and a collector connected to a current source;
A fifth bipolar transistor having a base connected to the current source, an emitter connected to the base of the second bipolar transistor, and a collector connected to a power source;
One electrode connected to the bases of said third bipolar transistor of said second bipolar transistor and the other electrode comprises a first capacitor being grounded,
Above at least one either side of the first capacitor, a bias circuit, wherein that you have a first resistor is provided.
上記バイアス回路からバイアス電流を供給される上記第1のバイポーラトランジスタを有し、入力信号を増幅して出力信号を生成する上記エミッタ接地増幅回路とを備えることを特徴とする増幅器。 The bias circuit according to claim 1 or 2 ,
An amplifier comprising the first bipolar transistor to which a bias current is supplied from the bias circuit, and the grounded-emitter amplifier circuit for amplifying an input signal and generating an output signal.
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