JP5601983B2 - Bias circuit - Google Patents

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この発明は、受信用増幅器として高周波半導体素子を用いたバイアス回路に関し、特に受信用増幅器への過入力時における破壊防止技術と過入力解消後の電気特性復帰速度の改善技術とに関するものである。   The present invention relates to a bias circuit that uses a high-frequency semiconductor element as a receiving amplifier, and more particularly to a technique for preventing destruction at the time of excessive input to the receiving amplifier and a technique for improving the electrical characteristic return speed after over-input is eliminated.

従来から、レーダ受信モジュールのバイアス回路として、受信用トランジスタの前段に検波回路および振幅制限回路を設け、検波回路で検知された信号レベルを比較器で比較し、過入力時には受信用トランジスタに過入力が印加されないように保護を行う制御回路を備えたものが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。   Conventionally, as a bias circuit for a radar receiver module, a detector circuit and an amplitude limiter circuit have been provided in front of the receiving transistor, and the signal level detected by the detector circuit is compared by a comparator. There has been proposed a device including a control circuit that protects against being applied (see, for example, Patent Document 1).

特開平4−130285号公報、第1図Japanese Patent Laid-Open No. 4-130285, FIG.

従来のバイアス回路は、上記特許文献1の構成によれば、受信用トランジスタの前段に検波回路および振幅制限回路を設けているので、検波回路および振幅制限回路の高周波通過損失により、受信機としての雑音性能が低下するという課題があった。また、比較器を含む複雑な回路を必要とするので、システム全体のコストが高くなるという課題があった。   According to the configuration of the above-mentioned Patent Document 1, the conventional bias circuit is provided with the detection circuit and the amplitude limiting circuit in the preceding stage of the receiving transistor. There was a problem that the noise performance deteriorated. Further, since a complicated circuit including a comparator is required, there is a problem that the cost of the entire system increases.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、受信雑音性能の低下をともなうことなく簡易な構成により受信用トランジスタを過入力による破壊から防ぐことのできるバイアス回路を得ることを目的とする。また、また過入力が解消された後、定常動作に復帰するまでの時間を改善したバイアス回路を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a bias circuit capable of preventing a receiving transistor from being destroyed by an excessive input with a simple configuration without deteriorating reception noise performance. For the purpose. It is another object of the present invention to provide a bias circuit that improves the time required to return to a steady operation after over-input is eliminated.

この発明に係るバイアス回路は、過入力保護回路を有さない受信用増幅器に用いられるバイアス回路であって、受信用増幅器を構成する受信用トランジスタのゲート端子に接続されたゲートバイアス回路と、受信用トランジスタのドレイン端子に接続されたドレインバイアス回路と、を備え、ゲートバイアス回路は、過入力時における受信用トランジスタのゲート電流またはゲート電圧の変化を検知して変化信号を生成する変化検知手段を有し、ドレインバイアス回路は、過入力時の変化信号に応答して、受信用トランジスタに対するドレイン出力電圧を低減させるように構成され、ドレインバイアス回路は、過入力時の変化信号が入力されるバッファ回路を含み、バッファ回路は、変化信号が入力された場合に、出力電圧値を通常のドレイン電圧から0Vに切替えるものである。 A bias circuit according to the present invention is a bias circuit used for a receiving amplifier having no over-input protection circuit, the gate bias circuit being connected to a gate terminal of a receiving transistor constituting the receiving amplifier, and a receiving circuit. And a drain bias circuit connected to the drain terminal of the transistor for use, and the gate bias circuit includes a change detection means for detecting a change in the gate current or gate voltage of the receiving transistor at the time of over-input and generating a change signal. And a drain bias circuit configured to reduce a drain output voltage to the receiving transistor in response to a change signal at the time of over-input , and the drain bias circuit is a buffer to which a change signal at the time of over-input is input The buffer circuit includes an output voltage value when a change signal is input. It is intended to switch from voltage to 0V.

この発明によれば、受信用増幅器を保護するバイアス回路において、過入力保護回路を用いない小型で簡易な構成により、雑音性能を損なうことなく過入力時における受信用増幅器の破壊を防ぐことができる。   According to the present invention, in a bias circuit that protects a receiving amplifier, it is possible to prevent destruction of the receiving amplifier at the time of over-input without impairing noise performance by a small and simple configuration that does not use an over-input protection circuit. .

この発明の実施の形態1に係るバイアス回路を示す回路構成図である。1 is a circuit configuration diagram showing a bias circuit according to a first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態2に係るバイアス回路を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the bias circuit based on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に係るバイアス回路を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the bias circuit based on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に係るバイアス回路を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the bias circuit based on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5に係るバイアス回路を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the bias circuit based on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態6に係るバイアス回路を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the bias circuit based on Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態6における計算例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of calculation in Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態6における計算例である。It is an example of calculation in Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態7に係るバイアス回路の実装状態を示す平面図である。It is a top view which shows the mounting state of the bias circuit based on Embodiment 7 of this invention. 図9内の破線枠内を詳細に示す平面図である。It is a top view which shows the inside of the broken-line frame in FIG. 9 in detail. この発明の実施の形態9における素子破壊電圧と最大耐電力との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the element breakdown voltage in Embodiment 9 of this invention, and maximum withstand power.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係るバイアス回路を受信回路とともに示す回路構成図である。
図1において、この発明が適用される受信回路は、受信信号を取得する受信アンテナ1と、受信用増幅器を構成する受信用トランジスタ2と、バイアス線路を兼ねる整合回路3と、MIM(Metal Insulator Metal)キャパシタからなる高周波短絡キャパシタ4と、受信信号出力端子5と、を備えている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a bias circuit according to Embodiment 1 of the present invention together with a receiving circuit.
1, a receiving circuit to which the present invention is applied includes a receiving antenna 1 that acquires a received signal, a receiving transistor 2 that constitutes a receiving amplifier, a matching circuit 3 that also serves as a bias line, and an MIM (Metal Insulator Metal). ) A high-frequency short-circuit capacitor 4 composed of a capacitor and a reception signal output terminal 5 are provided.

この場合、受信信号を増幅する受信用トランジスタ2は、過入力保護回路を有していない。
受信用トランジスタ2において、ゲート端子は、受信アンテナ1および一方の整合回路3に接続され、ドレイン端子は、他方の整合回路3および受信信号出力端子5に接続され、ソース端子はグランドに接続されている。
各整合回路3の他端は、個別の高周波短絡キャパシタ4を介してグランドに接続されている。
In this case, the reception transistor 2 that amplifies the reception signal does not have an over-input protection circuit.
In the receiving transistor 2, the gate terminal is connected to the receiving antenna 1 and one matching circuit 3, the drain terminal is connected to the other matching circuit 3 and the received signal output terminal 5, and the source terminal is connected to the ground. Yes.
The other end of each matching circuit 3 is connected to the ground via an individual high-frequency short-circuit capacitor 4.

また、この発明の実施の形態1に係るバイアス回路は、ゲートバイアス電圧Vgg(=−2[V])が印加されるゲート電圧印加端子6と、ドレインバイアス電圧Vdd(=10[V])印加されるドレイン電圧印加端子7と、一方の整合回路3を介してゲート電圧Vgをゲート端子に印加するゲートバイアス回路8と、他方の整合回路3を介してドレイン電圧Vdをドレイン端子に印加するドレインバイアス回路9とを備えている。なお、上記( )内の値は一例の値であり、他の値をもとり得る。以下、同様である。   In addition, the bias circuit according to the first embodiment of the present invention has a gate voltage application terminal 6 to which a gate bias voltage Vgg (= −2 [V]) is applied and a drain bias voltage Vdd (= 10 [V]) applied. A drain voltage application terminal 7, a gate bias circuit 8 that applies a gate voltage Vg to the gate terminal via one matching circuit 3, and a drain that applies a drain voltage Vd to the drain terminal via the other matching circuit 3 And a bias circuit 9. In addition, the value in the above parentheses is an example value, and may take other values. The same applies hereinafter.

ゲートバイアス回路8は、自身に流れるゲート電流Igの変化を検知して変化信号を生成する変化検知手段(図1には示されていない)を含み、ドレインバイアス回路9をフィードバック制御可能に構成されている。   The gate bias circuit 8 includes a change detection means (not shown in FIG. 1) that detects a change in the gate current Ig flowing in the gate bias circuit 8 and generates a change signal, and is configured so that the drain bias circuit 9 can be feedback-controlled. ing.

なお、以下の説明では、ゲートバイアス回路8およびドレインバイアス回路9に供給されるゲートバイアス電圧Vggおよびドレインバイアス電圧Vddと区別するために、実際にゲートバイアス回路8およびドレインバイアス回路9に印加されるバイアス電圧を、単に、ゲート電圧Vgおよびドレイン電圧Vdと称するものとする。   In the following description, in order to distinguish from the gate bias voltage Vgg and the drain bias voltage Vdd supplied to the gate bias circuit 8 and the drain bias circuit 9, it is actually applied to the gate bias circuit 8 and the drain bias circuit 9. The bias voltage is simply referred to as the gate voltage Vg and the drain voltage Vd.

図1の受信回路の構成によれば、受信アンテナ1と受信用トランジスタ2とが直接的に接続されているので、受信アンテナ1で受信した信号に付加的な雑音を加えることなく、受信用トランジスタ2で信号増幅することが可能であり、優れた雑音性能を実現することができる。   According to the configuration of the receiving circuit of FIG. 1, since the receiving antenna 1 and the receiving transistor 2 are directly connected, the receiving transistor is added without adding additional noise to the signal received by the receiving antenna 1. 2 can be amplified, and excellent noise performance can be realized.

また、図1のバイアス回路において、ゲートバイアス回路8およびドレインバイアス回路9は、それぞれ、高周波短絡キャパシタ4を介して接地されているので、受信用トランジスタ2および整合回路3から構成される受信増幅部に対して、高周波信号経路としては切り離されている。
したがって、ゲートバイアス回路8およびドレインバイアス回路9の中で発生する雑音信号が、受信用トランジスタ2で増幅されることはない。
Further, in the bias circuit of FIG. 1, since the gate bias circuit 8 and the drain bias circuit 9 are grounded via the high frequency short-circuit capacitor 4, respectively, a reception amplification unit composed of the reception transistor 2 and the matching circuit 3 is provided. On the other hand, the high-frequency signal path is separated.
Therefore, a noise signal generated in the gate bias circuit 8 and the drain bias circuit 9 is not amplified by the receiving transistor 2.

次に、図1に示したこの発明の実施の形態1による過入力時の動作について説明する。
受信アンテナ1から受信用トランジスタ2に過入力信号が入力されると、受信用トランジスタ2のゲート電流が大きく変化する。
過入力時における受信用トランジスタ2のゲート電流Igは、ゲートバイアス回路8の中を通るので、ゲートバイアス回路8は、ゲート電流Igの変化を信号として出力し、ドレインバイアス回路9を制御する。
Next, the operation at the time of excessive input according to Embodiment 1 of the present invention shown in FIG. 1 will be described.
When an excessive input signal is input from the receiving antenna 1 to the receiving transistor 2, the gate current of the receiving transistor 2 changes greatly.
Since the gate current Ig of the receiving transistor 2 at the time of excessive input passes through the gate bias circuit 8, the gate bias circuit 8 outputs a change in the gate current Ig as a signal and controls the drain bias circuit 9.

すなわち、ドレインバイアス回路9は、ゲートバイアス回路8からの変化信号に応答して、出力電圧値を切替えてドレイン電圧Vdを低減させる。
これにより、過入力時には、受信用トランジスタ2に与えるドレイン電圧Vdが低下されるので、受信用トランジスタ2が破壊するのを防ぐことができる。
That is, the drain bias circuit 9 switches the output voltage value in response to the change signal from the gate bias circuit 8 to reduce the drain voltage Vd.
Thereby, when the input is excessive, the drain voltage Vd applied to the receiving transistor 2 is lowered, so that the receiving transistor 2 can be prevented from being destroyed.

また、一般に、過入力が解消されてから定常状態に復帰するまでに要する時間は、動作電圧が高い方が遅くなるが、図1の回路構成によれば、過入力時にはドレイン電圧Vdが低減されているので、過入力が解消されてから定常状態に復帰するまでの時間を早くすることができ、ドレインラグに起因したリカバリタイムの遅延を解消することができる。   In general, the time required to return to the steady state after over-input is eliminated is slower as the operating voltage is higher. However, according to the circuit configuration of FIG. 1, the drain voltage Vd is reduced at the time of over-input. As a result, it is possible to shorten the time until the steady state is restored after the excessive input is eliminated, and the recovery time delay due to the drain lag can be eliminated.

以上のように、この発明の実施の形態1(図1)に係るバイアス回路は、過入力保護回路を有さない受信用増幅器に用いられるバイアス回路であって、受信用増幅器を構成する受信用トランジスタ2のゲート端子に接続されたゲートバイアス回路8と、受信用トランジスタ2のドレイン端子に接続されたドレインバイアス回路9と、を備えている。   As described above, the bias circuit according to Embodiment 1 (FIG. 1) of the present invention is a bias circuit used for a receiving amplifier that does not have an over-input protection circuit, and is a receiving circuit that constitutes a receiving amplifier. A gate bias circuit 8 connected to the gate terminal of the transistor 2 and a drain bias circuit 9 connected to the drain terminal of the receiving transistor 2 are provided.

ゲートバイアス回路8は、過入力時における受信用トランジスタ2のゲート電流Igまたはゲート電圧Vgの変化を検知して変化信号を生成する変化検知手段を有し、ドレインバイアス回路9は、過入力時の変化信号に応答して、受信用トランジスタ2に対するドレイン電圧Vdを低減させるように構成されている。   The gate bias circuit 8 has change detecting means for detecting a change in the gate current Ig or the gate voltage Vg of the receiving transistor 2 at the time of excessive input and generates a change signal. In response to the change signal, the drain voltage Vd for the receiving transistor 2 is reduced.

このように、過入力時における受信用トランジスタ2のゲート電流Igまたはゲート電圧Vgの変化に応答して、ドレイン電圧Vdが低下するように構成することにより、過入力保護回路を有さない受信用トランジスタ2においても、簡易な構成で小型に、雑音性能を損なうことなく過入力における破壊を防ぐことができる。   As described above, the drain voltage Vd is lowered in response to the change in the gate current Ig or the gate voltage Vg of the receiving transistor 2 at the time of over-input, so that it does not have an over-input protection circuit. Also in the transistor 2, it is possible to prevent destruction due to excessive input without reducing the noise performance with a simple configuration and a small size.

実施の形態2.
なお、上記実施の形態1(図1)では、ゲートバイアス回路8内の変化検知手段について具体的に言及しなかったが、図2のように、抵抗10およびゲート電圧検知箇所Gを用いてもよい。
図2はこの発明の実施の形態2に係るバイアス回路を示す回路構成図であり、前述(図1参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment (FIG. 1), the change detection means in the gate bias circuit 8 is not specifically mentioned, but the resistor 10 and the gate voltage detection point G are used as shown in FIG. Good.
FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a bias circuit according to Embodiment 2 of the present invention. The same components as those described above (see FIG. 1) are denoted by the same reference numerals as those described above, and detailed description thereof is omitted.

図2において、この発明の実施の形態2に係るバイアス回路は、前述(図1)のゲートバイアス回路8として、抵抗10およびゲート電圧検知箇所Gを備えている。
抵抗10の一端には、ドレインバイアス回路9を制御するためのゲート電圧検知箇所Gが設けられている。
2, the bias circuit according to the second embodiment of the present invention includes a resistor 10 and a gate voltage detection point G as the gate bias circuit 8 described above (FIG. 1).
One end of the resistor 10 is provided with a gate voltage detection point G for controlling the drain bias circuit 9.

すなわち、抵抗10は、ゲート電圧印加端子6と整合回路3との間に挿入され、ゲート電圧検知箇所Gは、抵抗10と整合回路3との接続点に設けられており、抵抗10およびゲート電圧検知箇所Gは、変化検知手段として機能する。   That is, the resistor 10 is inserted between the gate voltage application terminal 6 and the matching circuit 3, and the gate voltage detection point G is provided at the connection point between the resistor 10 and the matching circuit 3. The detection location G functions as a change detection means.

次に、図2に示したこの発明の実施の形態2による動作について説明する。
ここでは、ゲート電圧印加端子6に供給されるゲートバイアス電圧Vggと、抵抗10の抵抗値R(=数100Ω〜数kΩ)と、過入力時に抵抗10に流れるゲート電流Igとの関係を考慮する。
まず、定常状態においては、ゲート電流Igが流れないので、ゲート電圧検知箇所Gのゲート電圧Vgは、ゲートバイアス電圧Vggと同一値になる。
Next, the operation according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2 will be described.
Here, the relationship between the gate bias voltage Vgg supplied to the gate voltage application terminal 6, the resistance value R (= several hundred Ω to several kΩ) of the resistor 10, and the gate current Ig flowing through the resistor 10 when over-input is considered. .
First, since the gate current Ig does not flow in the steady state, the gate voltage Vg at the gate voltage detection point G has the same value as the gate bias voltage Vgg.

一方、過入力によりゲート電流Igが流れると、抵抗10において、電位降下(=R×Ig)が生じるので、ゲート電圧検知箇所Gにおけるゲート電圧Vgは、定常状態でのゲートバイアス電圧Vggよりも電位降下(=R×Ig)分だけ低下する。   On the other hand, when the gate current Ig flows due to excessive input, a potential drop (= R × Ig) occurs in the resistor 10, so that the gate voltage Vg at the gate voltage detection point G is higher than the gate bias voltage Vgg in the steady state. Decrease by the drop (= R × Ig).

したがって、過入力時におけるゲート電圧検知箇所Gの電圧低下を変化信号として生成し、ドレインバイアス回路9を制御することにより、過入力時に受信用トランジスタ2に与えるドレイン電圧Vdを低下させて、受信用トランジスタ2が破壊するのを防ぐことができる。   Accordingly, a voltage drop at the gate voltage detection point G at the time of over-input is generated as a change signal, and the drain bias circuit 9 is controlled to reduce the drain voltage Vd applied to the receiving transistor 2 at the time of over-input, thereby The transistor 2 can be prevented from being destroyed.

また、この場合、過入力時の変化検知回路を、単一の抵抗10のみで構成可能なので、回路構成を安価かつ小型にすることができる。
また、前述と同様に、抵抗10で発生する雑音電力は、高周波短絡キャパシタ4を介して接地されることにより、受信用トランジスタ2および整合回路3から構成される受信増幅部に対して、高周波信号経路として切り離されているので、雑音性能を低下させることはない。
Further, in this case, since the change detection circuit at the time of excessive input can be configured by only the single resistor 10, the circuit configuration can be made inexpensive and small.
Similarly to the above, the noise power generated in the resistor 10 is grounded via the high-frequency short-circuit capacitor 4, so that the high-frequency signal is transmitted to the reception amplification unit composed of the reception transistor 2 and the matching circuit 3. Since it is separated as a path, noise performance is not degraded.

以上のように、この発明の実施の形態2(図2)によれば、ゲートバイアス回路内の変化検知手段は、受信用トランジスタ2のゲート端子に直列接続された抵抗10を含み、受信用トランジスタ2のゲート電圧Vgの変化として、過入力時に抵抗10に流れるゲート電流Igの変化を検知する。   As described above, according to the second embodiment (FIG. 2) of the present invention, the change detecting means in the gate bias circuit includes the resistor 10 connected in series to the gate terminal of the receiving transistor 2, and the receiving transistor As a change in the gate voltage Vg of 2, the change in the gate current Ig flowing in the resistor 10 at the time of excessive input is detected.

このように、過入力時に流れるゲート電流Igの変化を抵抗10で検知して、ドレイン電圧Vdを低減させることにより、過入力保護回路を有さない受信用トランジスタ2においても、簡易な構成で小型に、雑音性能を損なうことなく過入力における破壊を防ぐことができる。   In this way, the change in the gate current Ig flowing at the time of over-input is detected by the resistor 10 and the drain voltage Vd is reduced, so that the receiving transistor 2 having no over-input protection circuit is small in size with a simple configuration. In addition, it is possible to prevent destruction due to excessive input without impairing noise performance.

実施の形態3.
なお、上記実施の形態1、2(図1、図2)では、ドレインバイアス回路9の具体的構成について言及しなかったが、図3のように、バッファ回路12を用いてもよい。
図3はこの発明の実施の形態3に係るバイアス回路を示す回路構成図であり、前述(図1、図2参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments (FIGS. 1 and 2), the specific configuration of the drain bias circuit 9 is not mentioned, but a buffer circuit 12 may be used as shown in FIG.
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a bias circuit according to Embodiment 3 of the present invention. Components similar to those described above (see FIGS. 1 and 2) are denoted by the same reference numerals as those described above, and detailed description thereof is omitted. To do.

図3において、この発明の実施の形態3に係るバイアス回路は、前述(図2)のドレインバイアス回路9として、バッファ回路12を備えている。
バッファ回路12は、ゲート電圧検知箇所G(ゲートバイアス回路)からの入力電圧がゲートバイアス電圧Vgg(=−2[V])と同一値の場合(正常時)には、ドレイン電圧Vdとしてドレインバイアス電圧Vdd(=10[V])を出力し、入力電圧が前述の電圧降下分だけ低下した値(=Vgg−R×Ig)の場合(過入力時)には、バッファ回路12は、ドレイン電圧Vdとして0[V]を出力するように構成されている。
3, the bias circuit according to the third embodiment of the present invention includes a buffer circuit 12 as the drain bias circuit 9 described above (FIG. 2).
When the input voltage from the gate voltage detection point G (gate bias circuit) is the same value as the gate bias voltage Vgg (= −2 [V]) (normal), the buffer circuit 12 uses the drain bias as the drain voltage Vd. When the voltage Vdd (= 10 [V]) is output and the input voltage is a value (= Vgg−R × Ig) that is reduced by the above-described voltage drop (at the time of excessive input), the buffer circuit 12 It is configured to output 0 [V] as Vd.

すなわち、バッファ回路12から受信用トランジスタ2に対しては、定常状態時にはドレインバイアス電圧Vddが供給され、過入力状態時には0[V]が供給される。
これにより、過入力時においても、受信用トランジスタ2が破壊するのを防ぐことができる。
That is, the drain bias voltage Vdd is supplied from the buffer circuit 12 to the receiving transistor 2 in the steady state, and 0 [V] is supplied in the over-input state.
As a result, it is possible to prevent the receiving transistor 2 from being destroyed even during an excessive input.

以上のように、この発明の実施の形態3(図3)によれば、ドレインバイアス回路は、過入力時の変化信号が入力されるバッファ回路12を含み、バッファ回路12は、変化信号が入力された場合に、ドレイン電圧Vdを通常のドレインバイアス電圧Vddから0[V]に切替える。   As described above, according to the third embodiment (FIG. 3) of the present invention, the drain bias circuit includes the buffer circuit 12 to which the change signal at the time of excessive input is input, and the buffer circuit 12 receives the change signal. In this case, the drain voltage Vd is switched from the normal drain bias voltage Vdd to 0 [V].

このように、過入力時の変化信号に応答するバッファ回路12でドレインバイアス回路を構成することにより、過入力保護回路を有さない受信用トランジスタ2においても、簡易な構成で小型に、雑音性能を損なうことなく過入力における破壊を防ぐことができる。   In this way, by configuring the drain bias circuit with the buffer circuit 12 that responds to a change signal at the time of excessive input, the receiving transistor 2 that does not have an excessive input protection circuit can be reduced in size and noise performance with a simple configuration. It is possible to prevent destruction due to excessive input without damaging the power.

実施の形態4.
なお、上記実施の形態3(図3)では、バッファ回路12の具体的構成について言及しなかったが、図4のように、CMOS回路により構成してもよい。
図4はこの発明の実施の形態4に係るバイアス回路を示す回路構成図であり、前述(図3参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
Embodiment 4 FIG.
In the third embodiment (FIG. 3), the specific configuration of the buffer circuit 12 is not mentioned, but a CMOS circuit may be used as shown in FIG.
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a bias circuit according to Embodiment 4 of the present invention. The same components as those described above (see FIG. 3) are denoted by the same reference numerals as those described above, and detailed description thereof is omitted.

図4において、この発明の実施の形態4に係るバイアス回路は、前述(図3)のバッファ回路12として、ディプリーション型のNMOSトランジスタ13と、エンハンスメント型のPMOSトランジスタ14と、からなるCMOS回路を備えている。
NMOSトランジスタ13およびPMOSトランジスタ14は、各動作閾値電圧が、ゲートバイアス電圧Vggと電圧降下後の電圧値(=Vgg−R×Ig)との中間値となるように製造されている。
4, the bias circuit according to the fourth embodiment of the present invention is a CMOS circuit comprising a depletion type NMOS transistor 13 and an enhancement type PMOS transistor 14 as the buffer circuit 12 described above (FIG. 3). It has.
The NMOS transistor 13 and the PMOS transistor 14 are manufactured so that each operation threshold voltage is an intermediate value between the gate bias voltage Vgg and the voltage value after voltage drop (= Vgg−R × Ig).

次に、図4に示したこの発明の実施の形態4による動作について説明する。
まず、ゲート電圧検知箇所Gのゲート電圧Vgがゲートバイアス電圧Vgg(定常状態)の場合には、NMOSトランジスタ13は導通状態(ON)、PMOSトランジスタ14は非導通状態(OFF)である。
Next, the operation according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 4 will be described.
First, when the gate voltage Vg at the gate voltage detection point G is the gate bias voltage Vgg (steady state), the NMOS transistor 13 is in a conductive state (ON) and the PMOS transistor 14 is in a non-conductive state (OFF).

したがって、NMOSトランジスタ13およびPMOSトランジスタ14(バッファ回路)から出力されるドレイン電圧Vdは、ドレイン電圧印加端子7に供給されるドレインバイアス電圧Vddと等しくなる。   Therefore, the drain voltage Vd output from the NMOS transistor 13 and the PMOS transistor 14 (buffer circuit) is equal to the drain bias voltage Vdd supplied to the drain voltage application terminal 7.

一方、ゲート電圧検知箇所Gのゲート電圧VgがVgg−R×Ig(過入力状態)の場合には、NMOSトランジスタ13は非導通、PMOSトランジスタ14は導通状態となり、ドレイン電圧Vdは0[V]となる。
これにより、前述と同様に、受信用トランジスタ2が破壊するのを防ぐことができる。
On the other hand, when the gate voltage Vg at the gate voltage detection point G is Vgg−R × Ig (over-input state), the NMOS transistor 13 is non-conductive, the PMOS transistor 14 is conductive, and the drain voltage Vd is 0 [V]. It becomes.
As a result, the receiving transistor 2 can be prevented from being destroyed as described above.

以上のように、この発明の実施の形態4(図4)によれば、バッファ回路は、NMOSトランジスタ13およびPMOSトランジスタ14からなるCMOS回路により構成されているので、過入力保護回路を有さない受信用増幅器においても、簡易な構成で小型に、雑音性能を損なうことなく過入力における破壊を防ぐことができる。   As described above, according to the fourth embodiment (FIG. 4) of the present invention, the buffer circuit is constituted by the CMOS circuit composed of the NMOS transistor 13 and the PMOS transistor 14, and therefore does not have an over-input protection circuit. Also in the receiving amplifier, it is possible to prevent destruction due to excessive input without compromising noise performance with a simple configuration and a small size.

実施の形態5.
なお、上記実施の形態4(図4)では、バッファ回路をCMOS回路で構成したが、図5のように、直列接続された2段のインバータ回路で構成してもよい。
図5はこの発明の実施の形態5に係るバイアス回路を示す回路構成図であり、前述(図4参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
Embodiment 5 FIG.
In the fourth embodiment (FIG. 4), the buffer circuit is configured by a CMOS circuit, but may be configured by a two-stage inverter circuit connected in series as shown in FIG.
FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a bias circuit according to Embodiment 5 of the present invention. Components similar to those described above (see FIG. 4) are denoted by the same reference numerals as those described above, and detailed description thereof is omitted.

図5において、この発明の実施の形態5に係るバイアス回路は、ドレインバイアス回路を構成するバッファ回路として、前述(図4)のCMOS回路に代えて、直列接続された2段のインバータ回路を備えている。   5, the bias circuit according to the fifth embodiment of the present invention includes a two-stage inverter circuit connected in series instead of the CMOS circuit described above (FIG. 4) as a buffer circuit constituting the drain bias circuit. ing.

2段のインバータ回路は、直列接続されたFET(電界効果型トランジスタ)16、17と、FET16、17の各ドレイン端子に個別に接続された抵抗18、19と、により構成されている。
すなわち、FET16および抵抗18は、前段のインバータ回路を構成し、FET17および抵抗19は、後段のインバータ回路を構成している。
The two-stage inverter circuit includes FETs (Field Effect Transistors) 16 and 17 connected in series and resistors 18 and 19 individually connected to the drain terminals of the FETs 16 and 17, respectively.
That is, the FET 16 and the resistor 18 constitute a front-stage inverter circuit, and the FET 17 and the resistor 19 constitute a rear-stage inverter circuit.

FET16のドレイン端子は、抵抗18を介して接地され、FET16のソース端子は、制御電圧Vp(FETのピンチオフ電圧=−5[V])が印加される制御電圧印加端子20に接続されている。   The drain terminal of the FET 16 is grounded via a resistor 18, and the source terminal of the FET 16 is connected to a control voltage application terminal 20 to which a control voltage Vp (FET pinch-off voltage = −5 [V]) is applied.

FET17のソース端子は接地され、FET17のドレイン端子は、抵抗19を介してドレイン電圧印加端子7に接続されるとともに、整合回路3を介して受信用トランジスタ2のドレイン端子に接続されている。   The source terminal of the FET 17 is grounded, and the drain terminal of the FET 17 is connected to the drain voltage application terminal 7 through the resistor 19 and is connected to the drain terminal of the receiving transistor 2 through the matching circuit 3.

次に、図5に示したこの発明の実施の形態5による動作について説明する。
まず、定常状態において、ゲート電圧検知箇所Gで検知されるゲート電圧Vgがゲートバイアス電圧Vgg(=−2[V])を示す場合には、FET16の入力電圧(ゲート電位)が制御電圧Vp(=−5[V]:ソース電位)よりも高いので、FET16は導通状態である。
Next, the operation according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 5 will be described.
First, in the steady state, when the gate voltage Vg detected at the gate voltage detection point G indicates the gate bias voltage Vgg (= −2 [V]), the input voltage (gate potential) of the FET 16 is the control voltage Vp ( = −5 [V]: source potential), the FET 16 is in a conductive state.

したがって、FET16および抵抗18からなるインバータ回路の出力電圧Voは、制御電圧Vpと等しくなる。
このとき、FET17は、ピンチオフ状態(非導通)となるので、FET17および抵抗19からなるインバータ回路から出力されるドレイン電圧Vdは、ドレインバイアス電圧Vdd(=10[V])と等しくなる。
Therefore, the output voltage Vo of the inverter circuit composed of the FET 16 and the resistor 18 becomes equal to the control voltage Vp.
At this time, since the FET 17 is in a pinch-off state (non-conducting), the drain voltage Vd output from the inverter circuit including the FET 17 and the resistor 19 is equal to the drain bias voltage Vdd (= 10 [V]).

一方、過入力状態において、ゲート電圧検知箇所Gのゲート電圧Vgが電圧降下後の電圧値(=Vgg−R×Ig<−10[V])を示す場合には、FET16のゲート電位がソース電位(−5[V])よりも十分低くなるので、FET16は、ピンチオフ状態(非導通)となる。   On the other hand, when the gate voltage Vg at the gate voltage detection point G indicates the voltage value after the voltage drop (= Vgg−R × Ig <−10 [V]) in the over-input state, the gate potential of the FET 16 is the source potential. Since it is sufficiently lower than (−5 [V]), the FET 16 is in a pinch-off state (non-conductive).

したがって、FET16および抵抗18(前段のインバータ回路)の出力電圧Voが0[V]となるので、FET17が導通状態となり、FET16および抵抗18(後段のインバータ回路)から出力されるドレイン電圧Vdは、0[V]となる。
これにより、受信用トランジスタ2が破壊するのを防ぐことができる。
また、FET16、17としては、受信用トランジスタ2と同様のトランジスタが使用可能なので、化合物半導体を使用する場合、モノリシック集積化が容易になる。
Therefore, since the output voltage Vo of the FET 16 and the resistor 18 (previous stage inverter circuit) becomes 0 [V], the FET 17 becomes conductive, and the drain voltage Vd output from the FET 16 and the resistor 18 (rear stage inverter circuit) is 0 [V].
This can prevent the receiving transistor 2 from being destroyed.
Further, since the same transistors as the receiving transistor 2 can be used as the FETs 16 and 17, monolithic integration is facilitated when a compound semiconductor is used.

以上のように、この発明の実施の形態5(図5)によれば、バッファ回路は、直列接続された2段のインバータ回路により構成されているので、過入力保護回路を有さない受信用増幅器においても、簡易な構成で小型に、雑音性能を損なうことなく過入力における破壊を防ぐことができる。   As described above, according to the fifth embodiment (FIG. 5) of the present invention, the buffer circuit is constituted by the two-stage inverter circuit connected in series, and therefore, for reception without an over-input protection circuit. Also in the amplifier, it is possible to prevent destruction due to excessive input without reducing the noise performance with a simple configuration and a small size.

実施の形態6.
なお、上記実施の形態5(図5)では、2段のインバータ回路の各負荷素子を抵抗18、19で構成したが、図6のように、ゲート・ソース間が短絡されたFET(バイアス用トランジスタ)22、23で構成してもよい。
図6はこの発明の実施の形態6に係るバイアス回路を示す回路構成図であり、前述(図5参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
Embodiment 6 FIG.
In the fifth embodiment (FIG. 5), each load element of the two-stage inverter circuit is composed of resistors 18 and 19. However, as shown in FIG. Transistors) 22 and 23 may be used.
FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing a bias circuit according to Embodiment 6 of the present invention. Components similar to those described above (see FIG. 5) are denoted by the same reference numerals as those described above, and detailed description thereof is omitted.

図6において、この発明の実施の形態6に係るバイアス回路は、2段のインバータ回路の構成要素として、前述(図5)の抵抗18、19に代えて、FET(電界効果型トランジスタ)22、23を備えている。
FET22、23は、それぞれ、インバータ回路内の負荷トランジスタとして機能し、FET16、17とともに、2段のインバータ回路を構成している。
In FIG. 6, the bias circuit according to the sixth embodiment of the present invention includes FETs (field effect transistors) 22, instead of the resistors 18 and 19 described above (FIG. 5) as constituent elements of a two-stage inverter circuit. 23.
Each of the FETs 22 and 23 functions as a load transistor in the inverter circuit, and constitutes a two-stage inverter circuit together with the FETs 16 and 17.

この発明の実施の形態6における動作は、前述の抵抗18、19が、それぞれ、FET22、23に置き換わったことを除けば、前述(図5)と同様である。
一般に、集積回路において、負荷トランジスタの方が、抵抗よりも小型に作ることができ、また、負荷トランジスタの方が、抵抗よりも非線形性が大きいので、導通・非道通の状態切替えにおける電圧設定の余裕度が大きくなる。
The operation of the sixth embodiment of the present invention is the same as that described above (FIG. 5) except that the resistors 18 and 19 are replaced with FETs 22 and 23, respectively.
In general, in an integrated circuit, a load transistor can be made smaller than a resistor, and a load transistor has a higher nonlinearity than a resistor. The margin increases.

次に、図7および図8を参照しながら、この発明の実施の形態6における具体的な計算例について説明する。
図7はマイクロ波回路シミュレータを用いた計算結果の一例を示す説明図であり、図8は図7の計算結果を示す説明図である。
Next, a specific calculation example in the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of a calculation result using a microwave circuit simulator, and FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating the calculation result of FIG.

図7において、定常状態では、ゲート電流Ig=0[mA]、ゲート電圧Vg=−2[V](=Vgg)であり、前段のインバータ回路(FET16がオン、FET22がオフ)の出力電圧Vo=−5[V](=Vp)となり、後段のインバータ回路(FET17がオフ、FET23がオン)からのドレイン電圧Vd≒10[V](=Vdd)となる。   In FIG. 7, in a steady state, the gate current Ig = 0 [mA], the gate voltage Vg = −2 [V] (= Vgg), and the output voltage Vo of the inverter circuit in the previous stage (FET 16 is on and FET 22 is off). = −5 [V] (= Vp), and the drain voltage Vd≈10 [V] (= Vdd) from the subsequent inverter circuit (FET 17 is OFF and FET 23 is ON).

一方、過入力時には、ゲート電流Ig=10[mA]〜20[mA]、ゲート電圧Vg(=Vgg−R×Ig)<−10[V]であり、前段のインバータ回路(FET16がオフ、FET22がオン)の出力電圧Vo=0[V]となり、後段のインバータ回路(FET17がオン、FET23がオフ)からのドレイン電圧Vd≒0[V]となる。   On the other hand, at the time of excessive input, the gate current Ig = 10 [mA] to 20 [mA], the gate voltage Vg (= Vgg−R × Ig) <− 10 [V], and the inverter circuit in the previous stage (FET 16 is OFF, FET 22 Output voltage Vo = 0 [V], and the drain voltage Vd≈0 [V] from the subsequent inverter circuit (FET 17 is on and FET 23 is off).

このとき、ゲート電流Ig、ゲート電圧Vg、ドレイン電圧Vdは、たとえば、入力レベル(横軸)に対して、図8のように変動する。
図8の計算結果から明らかなように、2段のインバータ回路(ドレインバイアス回路)としてFET16、17、22、23を用いることにより、25[dBm]以上(横軸参照)の過入力が入った場合に、受信用トランジスタ2のドレイン電圧Vdを約1[V]まで低下させる効果が認められる。
At this time, the gate current Ig, the gate voltage Vg, and the drain voltage Vd vary as shown in FIG. 8, for example, with respect to the input level (horizontal axis).
As is apparent from the calculation result of FIG. 8, over input of 25 [dBm] or more (refer to the horizontal axis) was input by using FETs 16, 17, 22, and 23 as the two-stage inverter circuit (drain bias circuit). In this case, the effect of reducing the drain voltage Vd of the receiving transistor 2 to about 1 [V] is recognized.

これにより、過入力時においても、たとえば、GaN LNA(Low Noise Amplifier)、または、GaN HEMT(High Electron Mobility Transistor:高電子移動度トランジスタ)からなる受信用トランジスタ2のドレイン電圧Vdを自動的に低減して、ドレイン・ゲート間の電圧振幅を小さくすることができるので、受信用トランジスタ2の破壊を防ぐことができる。   Thereby, even at the time of over-input, for example, the drain voltage Vd of the receiving transistor 2 made of, for example, GaN LNA (Low Noise Amplifier) or GaN HEMT (High Electron Mobility Transistor) is automatically reduced. Thus, the voltage amplitude between the drain and the gate can be reduced, so that the receiving transistor 2 can be prevented from being destroyed.

以上のように、この発明の実施の形態6(図6)によれば、2段のインバータ回路の各負荷素子は、ゲート・ソース間が短絡されたFET(バイアス用トランジスタ)22、23により構成されているので、過入力保護回路を有さない受信用トランジスタ2においても、簡易な構成で小型に、雑音性能を損なうことなく過入力における破壊を防ぐことができる。   As described above, according to the sixth embodiment (FIG. 6) of the present invention, each load element of the two-stage inverter circuit is composed of FETs (bias transistors) 22 and 23 in which the gate and the source are short-circuited. Therefore, even in the receiving transistor 2 that does not have an over-input protection circuit, it is possible to prevent destruction due to over-input without reducing the noise performance with a simple configuration and a small size.

実施の形態7.
なお、上記実施の形態6(図5)では、ドレインバイアス回路において2段のインバータ回路を構成するFET16、17、22、23の実装構造について言及しなかったが、図9および図10のように、受信用トランジスタ2とともに、同一基板上にモノリシック成形してもよい。
Embodiment 7 FIG.
In the sixth embodiment (FIG. 5), the mounting structure of the FETs 16, 17, 22, and 23 constituting the two-stage inverter circuit in the drain bias circuit is not mentioned, but as shown in FIGS. The monolithic molding may be performed on the same substrate together with the receiving transistor 2.

図9はこの発明の実施の形態7に係るバイアス回路の実装状態を示す平面図であり、前述(図6)の回路をモノリシック成形した例を示している。
また、図10は図9内の破線枠内を詳細に示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing a mounted state of the bias circuit according to the seventh embodiment of the present invention, and shows an example in which the circuit described above (FIG. 6) is monolithically formed.
FIG. 10 is a plan view showing in detail the broken line frame in FIG.

図9、図10において、前述(図6参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、各FET16、17、22、23は、ゲートフィンガ構造により形成されているものとする。
9 and 10, the same components as those described above (see FIG. 6) are denoted by the same reference numerals as those described above and will not be described in detail.
In this case, the FETs 16, 17, 22, and 23 are assumed to have a gate finger structure.

図9、図10内の受信用トランジスタ2およびFET16、17、22、23において、各太線は、それぞれのゲート端子を示している。また、ハッチング円は、スルーホールを示している。   In the receiving transistor 2 and the FETs 16, 17, 22, and 23 in FIGS. 9 and 10, each bold line indicates a gate terminal. A hatched circle indicates a through hole.

以上のように、この発明の実施の形態7(図9、図10)によれば、ゲートバイアス回路(ゲート電圧印加端子6、抵抗10およびゲート電圧検知箇所G)と、ドレインバイアス回路(ドレイン電圧印加端子7、FET16、17、22、23および制御電圧印加端子20)とは、受信回路(受信用トランジスタ2、整合回路3、高周波短絡キャパシタ4および受信信号出力端子5)とともに、同一基板24上にモノリシック成形されている。
これにより、前述の効果に加えて、モノリシック成形により、バイアス回路全体の小型化を実現することができる。
As described above, according to the seventh embodiment (FIGS. 9 and 10) of the present invention, the gate bias circuit (gate voltage application terminal 6, resistor 10 and gate voltage detection point G) and the drain bias circuit (drain voltage) The application terminal 7, FETs 16, 17, 22, and 23 and the control voltage application terminal 20) are on the same substrate 24 together with the reception circuit (reception transistor 2, matching circuit 3, high-frequency short-circuit capacitor 4, and reception signal output terminal 5). Is monolithically molded.
Thereby, in addition to the above-mentioned effect, the entire bias circuit can be reduced in size by monolithic molding.

実施の形態8.
なお、上記実施の形態7(図9、図10)では、特に言及しなかったが、FET16、17、22、23(バイアス用トランジスタ)のゲート長は、受信用トランジスタ2のゲート長よりも長く設定してもよい。
Embodiment 8 FIG.
Although not particularly mentioned in the seventh embodiment (FIGS. 9 and 10), the gate lengths of the FETs 16, 17, 22, and 23 (bias transistors) are longer than the gate length of the reception transistor 2. It may be set.

一般に、FETにおいて、良好な雑音性能を得るためには、ゲート長は短いことが望ましいが、ゲート長を短くするために微細加工を行うと、歩留まりが低下する可能性が高くなる。   In general, in FETs, it is desirable that the gate length be short in order to obtain good noise performance. However, if microfabrication is performed in order to shorten the gate length, there is a high possibility that the yield will decrease.

そこで、受信用トランジスタ2については、良好な雑音性能を得るために、微細加工によりゲート長を短く設定するが、バイアス用トランジスタを構成するFET16、17、22、23については、特に高速動作を必要としないので、微細加工(歩留まりの低下)を回避するために、受信用トランジスタ2よりもゲート長を長く設定する。
なお、ゲート長は、図9、図10内の各ゲート端子(太線)の厚さ(数μm)であり、図中で明示することは困難である。
Therefore, in order to obtain good noise performance for the receiving transistor 2, the gate length is set short by fine processing, but the FETs 16, 17, 22, and 23 constituting the biasing transistor need to operate particularly fast. Therefore, in order to avoid fine processing (decrease in yield), the gate length is set longer than that of the receiving transistor 2.
The gate length is the thickness (several μm) of each gate terminal (thick line) in FIGS. 9 and 10, and is difficult to specify in the drawings.

以上のように、この発明の実施の形態8によれば、各トランジスタをモノリシック成形する際に、高速動作を必要としないFET16、17、22、23(バイアス用トランジスタ)のゲート長を、高速動作を必要とする受信用トランジスタ2のゲート長よりも長く設定したので、良好な雑音性能と歩留まりとを同時に実現することができる。   As described above, according to the eighth embodiment of the present invention, when each transistor is monolithically formed, the gate lengths of the FETs 16, 17, 22, and 23 (bias transistors) that do not require high-speed operation are set to high-speed operation. Since it is set longer than the gate length of the receiving transistor 2 that requires the above, good noise performance and yield can be realized at the same time.

実施の形態9.
なお、上記実施の形態1〜8(図1〜図10)では、特に言及しなかったが、図11のように、受信用トランジスタ2、またはFET16、17、22、23(バイアス用トランジスタ)として、窒化ガリウム(GaN)トランジスタを用いてもよい。
Embodiment 9 FIG.
Although not particularly mentioned in the first to eighth embodiments (FIGS. 1 to 10), as shown in FIG. 11, the receiving transistor 2 or FETs 16, 17, 22, and 23 (bias transistors) are used. A gallium nitride (GaN) transistor may be used.

図11はこの発明の実施の形態9におけるトランジスタ素子の破壊電圧Vbrと最大耐電力Pmaxとの関係を示す説明図であり、公知文献(たとえば、信学技法IEICE Technical Report MW2008−84)に記載の特性図を引用している。   FIG. 11 is an explanatory diagram showing the relationship between the breakdown voltage Vbr of the transistor element and the maximum withstand power Pmax according to the ninth embodiment of the present invention, and is described in a known document (for example, IEICE Technical Report MW 2008-84). The characteristic diagram is quoted.

従来から、マイクロ波領域での受信用トランジスタ2には、ガリウム砒素(GaAs)トランジスタが使用されているが、ガリウム砒素トランジスタは、耐圧が低いので過入力に弱いという問題がある。
一方、近年において開発が進められている窒化ガリウムトランジスタは、耐圧が高いので、ガリウム砒素トランジスタに比べて、さらに大きな過入力に耐えられる利点がある。
Conventionally, a gallium arsenide (GaAs) transistor has been used as the receiving transistor 2 in the microwave region. However, the gallium arsenide transistor has a problem that it has a low breakdown voltage and is vulnerable to excessive input.
On the other hand, a gallium nitride transistor that has been developed in recent years has a high breakdown voltage, and therefore has an advantage that it can withstand a larger over-input than a gallium arsenide transistor.

図11から明らかなように、この発明の実施の形態9による窒化ガリウム(GaN)トランジスタを使用することにより、ガリウム砒素(GaAs)トランジスタの場合(Pmax<20[dBm]、Vbr=数[V])に比べて、100倍以上の高耐電力(Pmax>40[dBm]、Vbr=150[V])が得られることが分かる。   As apparent from FIG. 11, by using the gallium nitride (GaN) transistor according to the ninth embodiment of the present invention, in the case of the gallium arsenide (GaAs) transistor (Pmax <20 [dBm], Vbr = number [V]. It can be seen that a high withstand power 100 times or more (Pmax> 40 [dBm], Vbr = 150 [V]) can be obtained.

すなわち、窒化ガリウムトランジスタを使用することにより、過入力時における耐久電圧がさらに向上する。
特に、前述の実施の形態7のように、FET16、17、22、23(バイアス用トランジスタ)を、受信用トランジスタ2とともに同一基板24上にモノリシック成形した場合には、すべてのトランジスタが同一構成となるので、製造上においても有効である。
That is, by using the gallium nitride transistor, the endurance voltage at the time of excessive input is further improved.
In particular, when the FETs 16, 17, 22, and 23 (bias transistors) are monolithically formed on the same substrate 24 together with the receiving transistor 2 as in the seventh embodiment, all the transistors have the same configuration. Therefore, it is effective in manufacturing.

以上のように、この発明の実施の形態9によれば、受信用トランジスタ2またはFET16、17、22、23(バイアス用トランジスタ)が、窒化ガリウムトランジスタにより構成されているので、前述の効果に加えて、さらに大きな過入力に耐えられる利点がある。   As described above, according to the ninth embodiment of the present invention, the receiving transistor 2 or the FETs 16, 17, 22, and 23 (bias transistors) are formed of gallium nitride transistors. Thus, there is an advantage that it can withstand a larger over-input.

1 受信アンテナ、2 受信用トランジスタ、3 整合回路、4 高周波短絡キャパシタ、5 受信信号出力端子、6 ゲート電圧印加端子、7 ドレイン電圧印加端子、8 ゲートバイアス回路、9 ドレインバイアス回路、10、18、19 抵抗、12 バッファ回路、13 NMOSトランジスタ、14 PMOSトランジスタ、15 バイアス回路からのドレイン電圧供給箇所、16、17、22、23 FET(電界効果型トランジスタ)、20 制御電圧印加端子、24 同一基板、G ゲート電圧検知箇所、Ig ゲート電流、Vd ドレイン電圧、Vdd ドレインバイアス電圧、Vg ゲート電圧、Vgg ゲートバイアス電圧。   1 receiving antenna, 2 receiving transistor, 3 matching circuit, 4 high frequency short-circuit capacitor, 5 receiving signal output terminal, 6 gate voltage applying terminal, 7 drain voltage applying terminal, 8 gate bias circuit, 9 drain bias circuit, 10, 18, 19 resistor, 12 buffer circuit, 13 NMOS transistor, 14 PMOS transistor, 15 drain voltage supply location from bias circuit, 16, 17, 22, 23 FET (field effect transistor), 20 control voltage application terminal, 24 same substrate, G Gate voltage detection location, Ig gate current, Vd drain voltage, Vdd drain bias voltage, Vg gate voltage, Vgg gate bias voltage.

Claims (8)

過入力保護回路を有さない受信用増幅器に用いられるバイアス回路であって、
前記受信用増幅器を構成する受信用トランジスタのゲート端子に接続されたゲートバイアス回路と、
前記受信用トランジスタのドレイン端子に接続されたドレインバイアス回路と、を備え、
前記ゲートバイアス回路は、過入力時における前記受信用トランジスタのゲート電流またはゲート電圧の変化を検知して変化信号を生成する変化検知手段を有し、
前記ドレインバイアス回路は、前記過入力時の変化信号に応答して、前記受信用トランジスタに対するドレイン出力電圧を低減させるように構成され
前記ドレインバイアス回路は、前記過入力時の変化信号が入力されるバッファ回路を含み、
前記バッファ回路は、前記変化信号が入力された場合に、出力電圧値を通常のドレイン電圧から0Vに切替えることを特徴とするバイアス回路。
A bias circuit used for a receiving amplifier having no over-input protection circuit,
A gate bias circuit connected to a gate terminal of a receiving transistor constituting the receiving amplifier;
A drain bias circuit connected to a drain terminal of the receiving transistor,
The gate bias circuit has a change detection means for detecting a change in the gate current or gate voltage of the receiving transistor at the time of over-input and generating a change signal,
The drain bias circuit is configured to reduce a drain output voltage to the receiving transistor in response to a change signal at the time of the over-input ,
The drain bias circuit includes a buffer circuit to which a change signal at the time of excessive input is input,
The buffer circuit, wherein the output voltage value is switched from a normal drain voltage to 0 V when the change signal is input .
前記変化検知手段は、前記受信用トランジスタのゲート端子に直列接続された抵抗を含み、前記受信用トランジスタのゲート電圧の変化として、前記過入力時に前記抵抗に流れるゲート電流の変化を検知することを特徴とする請求項1に記載のバイアス回路。   The change detection means includes a resistor connected in series to the gate terminal of the receiving transistor, and detects a change in the gate current flowing through the resistor at the time of the over-input as a change in the gate voltage of the receiving transistor. The bias circuit according to claim 1, wherein: 前記バッファ回路は、CMOS回路により構成されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のバイアス回路。 The buffer circuit includes a bias circuit according to claim 1 or claim 2, characterized in that it is constituted by a CMOS circuit. 前記バッファ回路は、直列接続された2段のインバータ回路により構成されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のバイアス回路。 The buffer circuit includes a bias circuit according to claim 1 or claim 2, characterized in that it is constituted by two stages of inverter circuits connected in series. 前記2段のインバータ回路の各負荷素子は、ゲート・ソース間が短絡されたバイアス用トランジスタにより構成されたことを特徴とする請求項に記載のバイアス回路。 5. The bias circuit according to claim 4 , wherein each load element of the two-stage inverter circuit includes a bias transistor in which a gate and a source are short-circuited. 前記バイアス用トランジスタは、前記受信用トランジスタとともに、同一基板上にモノリシック成形されたことを特徴とする請求項に記載のバイアス回路。 6. The bias circuit according to claim 5 , wherein the biasing transistor is monolithically formed on the same substrate together with the receiving transistor. 前記バイアス用トランジスタのゲート長は、前記受信用トランジスタのゲート長よりも長く設定されたことを特徴とする請求項に記載のバイアス回路。 The bias circuit according to claim 6 , wherein a gate length of the biasing transistor is set to be longer than a gate length of the receiving transistor. 前記受信用トランジスタまたは前記バイアス用トランジスタは、窒化ガリウムトランジスタにより構成されたことを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか1項に記載のバイアス回路。 The bias circuit according to any one of claims 1 to 7, wherein the reception transistor or the bias transistor is formed of a gallium nitride transistor.
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