JP4896903B2 - amplifier - Google Patents
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Description
本発明は、バイパス機能を備えた増幅器に係り、特に、雑音特性や損失特性の向上と共に小型化を図ったものに関する。 The present invention relates to an amplifier having a bypass function, and more particularly, to an amplifier that is reduced in size while improving noise characteristics and loss characteristics.
増幅器の入力信号を、必要に応じて出力側にバイパスせしめるバイパス機能を増幅器に付加することは従来から行われており、種々の構成が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2等参照)。
図9及び図10には、そのような従来の回路構成例が示されており、以下、これらの図を参照しつつ、従来回路について説明する。
最初に、図9に示された回路構成例について説明すれば、この従来回路は、入力端子21と増幅器23の入力段との間に入力用の整合回路25が、出力端子22と増幅器23の出力段との間に出力用の整合回路26が、それぞれ設けられると共に、増幅器23の入出力段間に、スイッチ素子24が接続されたものとなっている。
Adding a bypass function to the amplifier to bypass the input signal of the amplifier to the output side as necessary has been conventionally performed, and various configurations have been proposed (for example,
9 and 10 show such conventional circuit configuration examples, and the conventional circuit will be described below with reference to these drawings.
First, the circuit configuration example shown in FIG. 9 will be described. In this conventional circuit, an
かかる構成において、増幅器23を動作状態とする場合には、増幅器23がオン状態とされる一方、スイッチ素子24は、オフ状態とされる。したがって、増幅器23の動作状態にあっては、オフ状態のスイッチ素子24のアイソレーションが充分に確保されないと、増幅器23の入出力間に容量的結合が発生することになる。
一方、バイパス機能を用いる場合には、スイッチ素子24がオン状態とされ、増幅器23はオフ状態とされるため、オン状態にあるスイッチ素子24の通過損失が小さいほど、バイパス経路の特性は良好となるが、その反面、オフ状態にある増幅器23の入出力インピーダンスが充分に高くないと、バイパス経路の特性に影響を与えることになる。
In such a configuration, when the
On the other hand, when the bypass function is used, the
次に、図10に示された回路構成例について説明すれば、この従来回路は、入力端子31と増幅器33の入力段との間に、スイッチ素子36及び入力用の整合回路38が直列接続されて設けられる一方、増幅器33の出力段と出力端子32との間に、出力用の整合回路39及びスイッチ素子37が直列接続されて設けられている。
さらに、入力端子31と出力端子32との間には、スイッチ素子34及びスイッチ素子35が直列接続されて設けられたものとなっている。
Next, the circuit configuration example shown in FIG. 10 will be described. In this conventional circuit, a
Further, a
かかる構成においては、増幅器33を動作状態とする場合には、増幅器33と共にスイッチ素子36,37がオン状態とされる一方、スイッチ素子34及びスイッチ素子35は、オフ状態とされる。したがって、増幅器33の動作状態にあっては、オン状態のスイッチ素子36,37の通過損失が小さいほど増幅経路の特性は良好となるが、オフ状態のスイッチ素子34,35のアイソレーションが充分に確保されないと、増幅経路の入出力間の容量的結合が発生することになる。
In such a configuration, when the
また、バイパス機能を用いる場合には、スイッチ素子34,35の通過損失が小さいほどバイパス経路の特性は良好になるが、オフ状態のスイッチ素子36,37のアイソレーションが充分に確保されないと、整合回路38,39のインピーダンスがバイパス経路の特性に影響を与えることになる。
しかして、上述したような従来回路にあって、特に、前者の従来回路の場合には、バイパス経路中に、整合回路25,26が含まれる構成であるため、入出力側のインピーダンスのずれによるミスマッチングや整合回路25,26自体の損失により、バイパス経路における損失が大きくなるという問題がある。
In the conventional circuit as described above, in particular, in the case of the former conventional circuit, since the
一方、後者の従来回路の場合、前者の従来回路と異なり、バイパス経路における入出力側のインピーダンスのずれが小さく、また、増幅経路のインピーダンスの影響を受け難いため低損失であるという利点がある。また、増幅経路もバイパス経路の影響を受けにくいという利点があるが、その一方で、バイパス経路を設けない増幅器と比較すると、入力側と出力側でそれぞれスイッチ素子36,37を通過するため、損失が大きくなるという欠点がある。
オン状態のスイッチ素子の通過損失は小さいが、特に、増幅器の入力側において小さい損失であっても、雑音特性への影響が大きい。
また、この後者の従来回路をMMICで構成する場合、スイッチ素子を4つ又は3つ使用し、さらには、整合回路を内蔵するため、チップ面積の拡大を招くという問題がある。
On the other hand, unlike the former conventional circuit, the latter conventional circuit has the advantage that the impedance deviation on the input / output side in the bypass path is small, and that it is difficult to be affected by the impedance of the amplification path, so that the loss is low. Further, the amplification path has an advantage that it is not easily affected by the bypass path. On the other hand, compared with an amplifier that does not provide a bypass path, the amplifier path passes through the
Although the passage loss of the switch element in the on state is small, the influence on the noise characteristics is large even if the loss is particularly small on the input side of the amplifier.
Further, when the latter conventional circuit is constituted by MMIC, there is a problem that the chip area is increased because four or three switch elements are used and a matching circuit is incorporated.
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、増幅経路を低雑音に抑えつつ、バイパス経路が低損失で、しかも、小型化の容易な増幅器を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides an amplifier that can suppress the amplification path to low noise, have a low bypass path loss, and can be easily downsized.
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る増幅器は、
入出力間をバイパスするバイパス回路を備えた増幅器であって、
当該増幅器は、第1の増幅用電界効果トランジスタを用いてなり、当該第1の増幅用電界効果トランジスタは、そのソースに外部から入力信号の印加が可能とされると共に、当該ソースとグランドとの間にチョークインダクタが接続され、当該第1の増幅用電界効果トランジスタのドレインは、整合回路を介してスイッチ素子としての増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタのソースに接続され、当該増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタのドレインは信号出力可能とされる一方、
前記第1の増幅用電界効果トランジスタのソースと前記増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタのドレインは、キャパシタとスイッチ素子としてのバイパス経路スイッチ用電界効果トランジスタとが直列接続されてなるバイパス回路を介して接続され、
前記第1の増幅用電界効果トランジスタは、ゲートが外部からバイアス電圧印加可能とされると共に、交流的に接地される一方、ドレインには前記整合回路を介して電源電圧が印加されてなるものである。
かかる構成において、前記第1の増幅用電界効果トランジスタのドレインと整合回路との間に、第2の増幅用電界効果トランジスタが設けられてなり、当該第2の増幅用電界効果トランジスタのソースには、前記第1の増幅用電界効果トランジスタのドレインが接続され、当該第2の増幅用電界効果トランジスタのドレインは前記整合回路に接続される一方、前記第2の増幅用電界効果トランジスタのゲートは、前記第1の増幅用電界効果トランジスタのゲートに接続されてなるものも好適である。
In order to achieve the above object of the present invention, an amplifier according to the present invention comprises:
An amplifier having a bypass circuit that bypasses between the input and output,
The amplifier uses a first amplifying field effect transistor, and the first amplifying field effect transistor allows an input signal to be applied to the source from the outside, and between the source and the ground. A choke inductor is connected in between, and a drain of the first amplification field effect transistor is connected to a source of an amplification path switch field effect transistor as a switching element via a matching circuit, and the amplification path switch field effect is connected. While the transistor drain is enabled for signal output,
The source of the first amplification field effect transistor and the drain of the amplification path switch field effect transistor are connected via a bypass circuit in which a capacitor and a bypass path switch field effect transistor as a switch element are connected in series. And
The first amplifying field effect transistor has a gate that can be externally applied with a bias voltage and is grounded in an alternating manner, while a drain is applied with a power supply voltage via the matching circuit. is there.
In such a configuration, a second amplifying field effect transistor is provided between the drain of the first amplifying field effect transistor and the matching circuit, and the source of the second amplifying field effect transistor is The drain of the first amplifying field effect transistor is connected, the drain of the second amplifying field effect transistor is connected to the matching circuit, and the gate of the second amplifying field effect transistor is A device connected to the gate of the first amplifying field effect transistor is also suitable.
本発明によれば、ゲート接地増幅器を用いる構成としたので、従来と異なり、入力側のスイッチ素子や整合回路を用いることなく、ゲート接地増幅器を構成する電界効果トランジスタのゲート幅や消費電流の適宜な設定によって入力インピーダンスが調整可能となり、低雑音特性の増幅器を提供することができるという効果を奏するものである。
また、バイパス経路が、従来と異なり、増幅経路の入力整合回路を通過することなくオフ状態となるスイッチ素子で構成され、増幅経路と分離されているため、低損失で、しかも、従来に比して、スイッチ素子の数が少なくて済むため、小型化が容易である。
According to the present invention, since the configuration using the grounded-gate amplifier, unlike the conventional case, the gate width and current consumption of the field-effect transistor constituting the grounded-gate amplifier can be appropriately set without using the switch element or matching circuit on the input side. With this setting, the input impedance can be adjusted, and an amplifier having low noise characteristics can be provided.
Also, unlike the conventional case, the bypass path is configured by a switch element that is turned off without passing through the input matching circuit of the amplification path, and is separated from the amplification path, so that the loss is low and compared with the conventional one. Therefore, since the number of switch elements is small, the size can be easily reduced.
以下、本発明の実施の形態について、図1乃至図8を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における第1の構成例について、図1を参照しつつ説明する。
この第1の構成例における増幅器は、第1の増幅用電界効果トランジスタ5と、増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタ6と、バイパス経路スイッチ用電界効果トランジスタ7と、整合回路8と、チョークインダクタ9と、バイパスキャパシタ10及び直流カットキャパシタ11を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
The members and arrangements described below do not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.
First, a first configuration example according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The amplifier in the first configuration example includes a first amplification
まず、第1の増幅用電界効果トランジスタ5のソースは、入力端子1に接続されると共に、チョークインダクタ9の一端に接続されており、このチョークインダクタ9の他端は、グランドに接続されたものとなっている。なお、入力端子1には、外部からの入力信号(高周波信号)が印加されるものとなっている。
また、第1の増幅用電界効果トランジスタ5のドレインは、整合回路8を介して増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタ6のソースに接続され、この増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタ6のドレインは、出力端子2に接続されている。
First, the source of the first amplifying
The drain of the first amplification
さらに、第1の増幅用電界効果トランジスタ5のゲートは、バイパスキャパシタ10を介してグランドに接続されると共に、バイアス印加端子4を介して外部からバイアス電圧が印加されるようになっている。
また、バイパス経路スイッチ用電界効果トランジスタ7のソースは、直流カットキャパシタ11を介して入力端子1に接続される一方、ドレインは、増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタ6のドレインと共に出力端子2に接続されたものとなっている。
Further, the gate of the first amplifying
The source of the bypass path switching
なお、第1の増幅用電界効果トランジスタ5、増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタ6及びバイパス経路スイッチ用電界効果トランジスタ7の動作に必要な電源電圧は、電源電圧端子3及び整合回路8を介して外部から供給されるものとなっている。
また、増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタ6及びバイパス経路スイッチ用電界効果トランジスタ7のゲートには、それぞれ別個に、外部から必要なバイアス電圧が印加できるようになっている。
かかる構成においては、高周波信号が、第1の増幅用電界効果トランジスタ5、整合回路8及び増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタ6を通過する増幅経路と、直流カットキャパシタ11及びバイパス経路スイッチ用電界効果トランジスタ7を通過するバイパス経路とが、次述するように、動作状態に応じて、択一的に形成されるものとなっている。
The power supply voltage necessary for the operation of the first amplification
Further, a necessary bias voltage can be applied to the gates of the amplification path switch
In this configuration, the amplification path through which the high-frequency signal passes through the first amplification
次に、かかる構成における動作について説明すれば、まず、増幅動作とする場合、第1の増幅用電界効果トランジスタ5及び増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタ6のゲートに、それぞれを動作状態とするに必要な所定のバイアス電圧を印加する一方、バイパス経路スイッチ用電界効果トランジスタ7のゲートには、バイパス経路スイッチ用電界効果トランジスタ7をオフ状態とするに必要な所定のバイアス電圧を印加する。
第1の増幅用電界効果トランジスタ5は、整合回路8を介してドレインに電源電圧が印加される一方、ソースは、チョークインダクタ9を介して直流的に接地された状態であるため、ゲート接地増幅器として動作することとなる。
Next, the operation in such a configuration will be described. First, in the case of an amplification operation, it is necessary to put each of the gates of the first amplification
In the first amplifying
一方、増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタ6及びバイパス経路スイッチ用電界効果トランジスタ7は、ソース・ドレイン間の電位差を殆ど無くすことで、それぞれゲートに印加されるバイアス電圧(切替電圧)によりオン状態とオフ状態が切り替わるスイッチ素子として動作する。
第1の増幅用電界効果トランジスタ5は、ゲート接地増幅器として動作するため、ソースから見た入力インピーダンスが低く、ドレインから見た出力インピーダンスが高いという特徴を有する。
On the other hand, the amplification path switch
Since the first amplifying
ゲート接地増幅器の入力インピーダンスは、それに用いられる電界効果トランジスタのゲート幅、消費電流を適宜選択することにより調整可能であるので、第1の増幅用電界効果トランジスタ5のゲート幅、消費電流の調整により、入力端子1の特性インピーダンスに近づけることができ、そのため、この第1の回路構成例は、従来と異なり、入力整合回路を設けることなく構成されたものとなっている。
The input impedance of the grounded-gate amplifier can be adjusted by appropriately selecting the gate width and current consumption of the field effect transistor used therefor. Therefore, by adjusting the gate width and current consumption of the first amplification
一方、出力段は、整合回路8により出力端子2において要求される特性インピーダンスに調整されるものとなっているが、増幅経路が動作状態の場合、増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタ6がオン状態のスイッチ素子として機能しているため、増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタ6の通過損失は小さく、整合に殆ど影響を与えることはない。
また、バイパス経路スイッチ用電界効果トランジスタ7は、オフ状態であるため、このアイソレーションが大きいほど入力端子1と出力端子2の容量的結合は小さくなり、増幅経路の特性劣化をより抑圧できるものとなっている。
On the other hand, the output stage is adjusted to the characteristic impedance required at the
Further, since the bypass path switching
次に、バイパス経路を動作状態とする場合について説明する。
この場合、バイパス経路スイッチ用電界効果トランジスタ7をオン状態とする一方、第1の増幅用電界効果トランジスタ5及び増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタ6をオフ状態とする。
オン状態のバイパス経路スイッチ用電界効果トランジスタ7によるスイッチ素子としての通過損失は、実質的にバイパス経路全体の通過損失となる。一方、オフ状態の第1の増幅用電界効果トランジスタ5及び増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタ6によるスイッチ素子としてのアイソレーションが大きいほど、整合回路8がバイパス経路のインピーダンスに与える影響は小さくなり、バイパス経路の特性劣化を小さくすることができるものとなっている。
Next, a case where the bypass path is set in an operating state will be described.
In this case, the bypass path switching
The passage loss as a switching element by the
例えば、仮に、増幅経路に入力整合回路を設けた場合を想定すると、その場合、バイパス経路が動作する際、入力整合回路とのアイソレーションをとるために増幅経路の入力側にスイッチ素子を設け、入力整合回路とバイパス経路との接続を断つような構成とする必要がある。これは、図10に示された従来回路と同様の構成を有することとなり、増幅経路が動作する際の雑音特性が劣化すると共に素子数の増加を招くこととなる。 For example, assuming that an input matching circuit is provided in the amplification path, a switch element is provided on the input side of the amplification path in order to isolate the input matching circuit when the bypass path operates. The input matching circuit and the bypass path need to be disconnected. This has the same configuration as that of the conventional circuit shown in FIG. 10, and the noise characteristic when the amplification path operates is deteriorated and the number of elements is increased.
これに対して、本発明の実施の形態における増幅器においては、入力段にゲート接地増幅器を用いたことにより、上述したような入力整合回路及び入力側のスイッチ素子が不要となり、雑音特性の改善がなされると共に、より小型化を実現したものとなっている。 On the other hand, in the amplifier according to the embodiment of the present invention, the use of a grounded-gate amplifier at the input stage eliminates the need for the input matching circuit and the input side switching element as described above, and improves the noise characteristics. As a result, it has become smaller.
図2には、第2の構成例が示されており、以下、同図を参照しつつ、この第2の構成例における増幅器について説明する。
なお、図1に示された構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明することとする。
この第2の構成例は、電界効果トランジスタ2段縦列接続からなるゲート接地増幅器を用いた構成としたものである。
FIG. 2 shows a second configuration example. Hereinafter, an amplifier in the second configuration example will be described with reference to FIG.
The same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and different points will be mainly described below.
This second configuration example uses a grounded-gate amplifier composed of a two-stage field effect transistor cascade connection.
すなわち、第1の増幅用電界効果トランジスタ5のソースには、第2の増幅用電界効果トランジスタ5bのドレインが接続され、この第2の増幅用電界効果トランジスタ5bのソースは整合回路8を介して増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタ6のソースに接続されたものとなっている。
そして、第1の増幅用電界効果トランジスタ5のゲートと第2の増幅用電界効果トランジスタ5bのゲートが相互に接続されている。
That is, the source of the first amplifying
The gate of the first amplifying
かかる構成においては、第1の増幅用電界効果トランジスタ5は、スイッチ素子として機能し、増幅動作は、主に第2の増幅用電界効果トランジスタ5bによって行われるものとなっている。
第1の増幅用電界効果トランジスタ5は、スイッチ素子としての動作となるために、その抵抗値や容量値を調整することで、増幅器の入力インピーダンスの調整が可能となり、この第1の増幅用電界効果トランジスタ5は、整合回路としての機能を果たすものとなっている。それ故、第1の増幅用電界効果トランジスタ5は、インピーダンス調整素子と捉えることができるものとなっている。
このため、この第2の構成例における増幅器は、図1に示された第1の構成例における増幅器と比較して、増幅経路の入力インピーダンスを入力端子1における特性インピーダンスに近づけることが容易なものとなっている。
なお、増幅動作、バイパス動作は、基本的に第1の構成例と同様であるので、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。
In such a configuration, the first amplifying
Since the first amplification
For this reason, the amplifier in the second configuration example can easily bring the input impedance of the amplification path closer to the characteristic impedance at the
The amplification operation and the bypass operation are basically the same as those in the first configuration example, and thus detailed description thereof is omitted here.
次に、図3乃至図8には、本発明の実施の形態における増幅器に用いられたゲート接地増幅器が、ソース接地増幅器に比して有効であることや、ゲート接地増幅器の入力インピーダンスの調整にゲート幅が有効であることを表す種々のシミュレーション結果が示されており、以下、これらの図について説明することとする。
最初に、図3について説明すれば、この図は、1つの電界効果トランジスタを用いて構成されたゲート接地増幅器のS11パラメータと、1つの電界効果トランジスタを用いて構成されたソース接地増幅器のS11パラメータの周波数変化のシミュレーション結果を、スミス図上に表したものである。同図においては、それぞれのシミュレーション結果の直近に、それぞれ対応する増幅器の種類を表す「ゲート接地」又は「ソース接地」の文字が表記されている(図4乃至図6についても同様)。
Next, FIGS. 3 to 8 show that the grounded-gate amplifier used in the amplifier according to the embodiment of the present invention is more effective than the grounded-source amplifier and adjusts the input impedance of the grounded-gate amplifier. Various simulation results showing that the gate width is effective are shown, and these figures will be described below.
First, referring to FIG. 3, this figure shows the S11 parameter of a grounded-gate amplifier configured using one field effect transistor and the S11 parameter of a source-grounded amplifier configured using one field effect transistor. The frequency change simulation results are shown on the Smith diagram. In the same figure, the letters “gate grounding” or “source grounding” representing the corresponding amplifier type are shown in the immediate vicinity of each simulation result (the same applies to FIGS. 4 to 6).
この図によれば、ソース接地増幅器に比してゲート接地増幅器は周波数特性が小さいことが確認できる。なお、シミュレーションは、電界効果トランジスタのゲート幅を960μm、ドレイン電流を3.4mAとした場合のものである。 According to this figure, it can be confirmed that the frequency characteristics of the grounded-gate amplifier are smaller than those of the grounded-source amplifier. The simulation is for a field effect transistor having a gate width of 960 μm and a drain current of 3.4 mA.
次に、図4は、ゲート接地増幅器及びソース接地増幅器の周波数変化に対するS11パラメータの変化をシミュレーションした結果を示す特性線図である。
同図においては、横軸は周波数変化を、縦軸はS11パラメータの変化をそれぞれ表している。なお、シミュレーション条件は、図3の場合と同様である。
同図によれば、ソース接地増幅器は、ゲート接地増幅器に比して入力インピーダンスが非常に高いことが確認できる。このため、ソース接地増幅器においては、コイルやコンデンサを用いた整合回路によって整合を取る場合、元々周波数特性が大きいことと相俟って広帯域化が難しいという欠点がある。
これに対して、ゲート接地増幅器の場合には、先に述べたように整合回路を用いること無く整合の取れた広帯域で低NF(雑音指数)を実現することができる。
Next, FIG. 4 is a characteristic diagram showing the result of simulating the change of the S11 parameter with respect to the frequency change of the common-gate amplifier and the common-source amplifier.
In the figure, the horizontal axis represents frequency change, and the vertical axis represents S11 parameter change. The simulation conditions are the same as in the case of FIG.
According to the figure, it can be confirmed that the grounded source amplifier has a very high input impedance compared to the grounded gate amplifier. For this reason, in the common source amplifier, when matching is performed by a matching circuit using a coil or a capacitor, there is a drawback that it is difficult to widen the band due to the originally high frequency characteristics.
On the other hand, in the case of a grounded-gate amplifier, a low NF (noise figure) can be realized in a wide band with matching without using a matching circuit as described above.
図5は、ゲート接地増幅器を電界効果トランジスタ1段とした場合と、2段とした場合におけるS11パラメータの周波数変化のシミュレーション結果を、スミス図上に表したものである。なお、シミュレーション条件は、図3の場合と同様である。なお、図5において「ゲート接地1」の表記は、電界効果トランジスタ1段の回路であることを、「ゲート接地2」の表記は、電界効果トランジスタを2段スタックに構成した回路であることを、それぞれ意味するものである。
同図によれば、いずれの場合も、図3で説明したと同様、ソース接地増幅器に比して周波数特性が小さいことが確認できる。
FIG. 5 is a Smith diagram showing the simulation result of the frequency change of the S11 parameter when the grounded-gate amplifier has one stage and two stages of field effect transistors. The simulation conditions are the same as in the case of FIG. In FIG. 5, the notation of “grounded
According to the figure, it can be confirmed that in any case, the frequency characteristic is smaller than that of the common source amplifier as described in FIG.
図6は、ゲート接地増幅器を電界効果トランジスタ1段で構成した場合と、2段で構成した場合における周波数変化に対するS11パラメータの変化をシミュレーションした結果を表す特性線図である。
同図において、横軸は周波数変化を、縦軸はS11パラメータの変化をそれぞれ表している。なお、シミュレーション条件は、図3の場合と同様である。
同図によれば、電界効果トランジスタ2段スタックとした場合の方が、1段の場合に比して入力インピーダンスを所望する入力インピーダンス(例えば、Zs=50Ω)に下げることが容易であることが確認できる。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the results of simulating changes in the S11 parameter with respect to frequency changes when the grounded-gate amplifier is configured with one stage of field effect transistor and with two stages.
In the figure, the horizontal axis represents frequency change, and the vertical axis represents S11 parameter change. The simulation conditions are the same as in the case of FIG.
According to the figure, it is easier to reduce the input impedance to a desired input impedance (for example, Zs = 50Ω) when the field effect transistor has a two-stage stack than when it has a single stage. I can confirm.
図7は、ゲート接地増幅器において、ゲート幅Wgtを変えた場合におけるS11パラメータの変化を、シミュレーションした結果をスミス図上に表したものである。なお、シミュレーションは、電界効果トランジスタのドレイン電流を3.4mAとした場合のものである。
また、図8には、ゲート接地増幅器において、種々のゲート幅Wgtにおける周波数変化に対するS11パラメータの変化についてのシミュレーション結果を表す特性線が示されている。同図において、横軸は、周波数変化を、縦軸は、S11パラメータの変化を、それぞれ表している。
FIG. 7 is a Smith diagram showing the simulation result of the change of the S11 parameter when the gate width Wgt is changed in the grounded-gate amplifier. In the simulation, the drain current of the field effect transistor is 3.4 mA.
FIG. 8 shows characteristic lines representing simulation results for changes in the S11 parameter with respect to frequency changes in various gate widths Wgt in the grounded-gate amplifier. In the figure, the horizontal axis represents frequency change, and the vertical axis represents S11 parameter change.
これらの図によれば、ゲート幅Wgtを小さくするにしたがい、S11パラメータを下げることができ、これによって、入力インピーダンスの調整が可能なことが確認できる。但し、ゲート幅Wgtの調整は、NFとのトレードオフとなるため、現実的には、他の条件等を勘案して総合的に判断して適切な値を選択する必要がある。 According to these figures, it is possible to confirm that the S11 parameter can be lowered as the gate width Wgt is reduced, and thereby the input impedance can be adjusted. However, since the adjustment of the gate width Wgt is a trade-off with NF, it is actually necessary to make a comprehensive decision in consideration of other conditions and select an appropriate value.
5…第1の増幅用電界効果トランジスタ
5b…第2の増幅用電界効果トランジスタ
6…増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタ
7…バイパス経路スイッチ用電界効果トランジスタ
8…整合回路
5 ... first amplification
Claims (2)
当該増幅器は、第1の増幅用電界効果トランジスタを用いてなり、当該第1の増幅用電界効果トランジスタは、そのソースに外部から入力信号の印加が可能とされると共に、当該ソースとグランドとの間にチョークインダクタが接続され、当該第1の増幅用電界効果トランジスタのドレインは、整合回路を介してスイッチ素子としての増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタのソースに接続され、当該増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタのドレインは信号出力可能とされる一方、
前記第1の増幅用電界効果トランジスタのソースと前記増幅経路スイッチ用電界効果トランジスタのドレインは、キャパシタとスイッチ素子としてのバイパス経路スイッチ用電界効果トランジスタとが直列接続されてなるバイパス回路を介して接続され、
前記第1の増幅用電界効果トランジスタは、ゲートが外部からバイアス電圧印加可能とされると共に、交流的に接地される一方、ドレインには前記整合回路を介して電源電圧が印加されてなることを特徴とする増幅器。 An amplifier having a bypass circuit that bypasses between the input and output,
The amplifier uses a first amplifying field effect transistor, and the first amplifying field effect transistor allows an input signal to be applied to the source from the outside, and between the source and the ground. A choke inductor is connected in between, and a drain of the first amplification field effect transistor is connected to a source of an amplification path switch field effect transistor as a switching element via a matching circuit, and the amplification path switch field effect is connected. While the transistor drain is enabled for signal output,
The source of the first amplification field effect transistor and the drain of the amplification path switch field effect transistor are connected via a bypass circuit in which a capacitor and a bypass path switch field effect transistor as a switch element are connected in series. And
The first amplifying field effect transistor has a gate that can be externally applied with a bias voltage and is grounded in an alternating manner, while a drain is applied with a power supply voltage via the matching circuit. A characteristic amplifier.
前記第2の増幅用電界効果トランジスタのゲートは、前記第1の増幅用電界効果トランジスタのゲートに接続されてなることを特徴とする請求項1記載の増幅器。 A second amplifying field effect transistor is provided between the drain of the first amplifying field effect transistor and the matching circuit, and the source of the second amplifying field effect transistor includes the first amplifying field effect transistor. The drain of the second amplification field effect transistor is connected, and the drain of the second amplification field effect transistor is connected to the matching circuit,
2. The amplifier according to claim 1, wherein a gate of the second amplification field effect transistor is connected to a gate of the first amplification field effect transistor.
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