JPH01149603A - Negative feedback amplifier circuit - Google Patents

Negative feedback amplifier circuit

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JPH01149603A
JPH01149603A JP31020787A JP31020787A JPH01149603A JP H01149603 A JPH01149603 A JP H01149603A JP 31020787 A JP31020787 A JP 31020787A JP 31020787 A JP31020787 A JP 31020787A JP H01149603 A JPH01149603 A JP H01149603A
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resistor
drain
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Isamu Takano
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Abstract

PURPOSE:To realize a band compensating characteristic against a wide band by connecting drains of two FETs in parallel with each other and impressing input signals upon the gate of one of the two FETs and feedback signals upon the gate of the other FET and, at the same time, connecting band compensating circuits respectively composed of a resistance and capacity and inductance and resistance to the gates of the FETs. CONSTITUTION:FETs 31 and 32 are connected in parallel with each other and input signals and feedback signals are respectively inputted to the gates of the FETs 31 and 32. Therefore, an input signal path and feedback path can be separated from each other and input impedance and feedback quantities can be set independently to desired values. The input impedance value is nearly decided by a resistance 53, since the input impedance of an FET is usually extremely high. Moreover, two band compensating circuits and an impedance matching circuit are provided. As a result, the band compensating capacity of each band compensating circuit is reduced and the compensating range of each circuit can be changed. Accordingly, the circuit can be designed easily and the compensating band can be set at a higher level.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は負帰還増幅回路に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a negative feedback amplifier circuit.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第4図は、従来の負帰還増幅回路を示す回路図である。 FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional negative feedback amplifier circuit.

第4図は電界効果トランジスタ(以下FETと略称する
)としてガリウムヒ素(以下GaAsと略称する)FE
Tを用いたソース接地形−段の交流結合負帰還増幅回路
の構成を示したものである。
Figure 4 shows a gallium arsenide (hereinafter referred to as GaAs) FE as a field effect transistor (hereinafter referred to as FET).
This figure shows the configuration of a source-grounded-stage AC-coupled negative feedback amplifier circuit using T.

この例に関しては、1978年10月発行のマイクロウ
ェーブス(MAICROWAVES)の第17巻第10
号所載の論文「ユーズ・ネガティブ・フィードバック・
トウ・スラッシュ・ワイドバンド・ブイニスダブルアー
ルJ  (UseNegative  Feedbac
k  T。
For this example, see Volume 17, No. 10 of MAICROWAVES, October 1978.
The paper in the issue, “Use Negative Feedback,
Toe Slash Wideband Buinis Double R J (UseNegative Feedback
kT.

5lash  Wideband  VSWR,MIC
ROWAVES  OCT  1978.Vol17N
o、10)に詳述されている。この回路で使用されるG
aAs−FETは、シリコン・バイポーラトランジスタ
に比べ最大発振周波数が非常に高く、最大有能電力利得
が大きくかつ低雑音である等の特徴を有するから、広帯
域な低雑音増幅器あるいはマイクロ波帯の発振回路等に
広く用いられている。また、電子の移動度が大きいため
相互コンダクタンスgmも大きくなり、直列抵抗が小さ
くかつ寄生容量が小さい等の理由により、高速で動作し
かつ消費電力が少ないという利点が有る。第4図におい
て、入力端1に入力された信号はコンデンサ51により
直流成分が遮断され、FET3のゲート電位は、抵抗5
2及び抵抗53によって構成されるバイアス回路を介し
て直流電源VOGが端子58から加えられる。帰還抵抗
54が無い場合、FET3に入力された信号は、FET
3の相互コンダクタンスgmと負荷抵抗56の抵抗値と
の積によって決る電圧増幅炭分だけ増幅され、出力側に
設けた直流遮断用のコンデンサ57を介して出力端2か
ら出力される。一般に電源変動に対する安定の向上、ト
ランジスタのバラツキによる特性変動の吸収、非直線歪
の改善、より一層の広帯域化等を目的として増幅回路に
負帰還を施すことが広く用いられるが、その−例として
第4図に示すようにFET3のドレインからゲートへの
電圧期間を行うための帰還抵抗54を挿入して帰還路と
する回路型式が公知である。コンデンサ55は帰還路の
直流成分を遮断するためのものである。帰還量は、抵抗
52と抵抗53と入力信号源の出力インピーダンスとを
並列したインピーダンスの値と、帰還抵抗54の抵抗値
との分圧比でほぼ定まる。
5lash Wideband VSWR, MIC
ROWAVES OCT 1978. Vol17N
o, 10). G used in this circuit
aAs-FET has characteristics such as a very high maximum oscillation frequency, large maximum available power gain, and low noise compared to silicon bipolar transistors, so it can be used as a wideband low-noise amplifier or a microwave band oscillation circuit. It is widely used. In addition, since the electron mobility is high, the mutual conductance gm is also large, and the series resistance and parasitic capacitance are small, so there are advantages of high-speed operation and low power consumption. In FIG. 4, the DC component of the signal input to the input terminal 1 is blocked by the capacitor 51, and the gate potential of the FET 3 is set by the resistor 5.
A DC power supply VOG is applied from a terminal 58 through a bias circuit constituted by a resistor 53 and a resistor 53 . If there is no feedback resistor 54, the signal input to FET3 is
The voltage is amplified by a voltage amplification value determined by the product of the mutual conductance gm of No. 3 and the resistance value of the load resistor 56, and is output from the output end 2 via a DC cutoff capacitor 57 provided on the output side. In general, applying negative feedback to amplifier circuits is widely used for the purpose of improving stability against power supply fluctuations, absorbing characteristic fluctuations due to transistor variations, improving nonlinear distortion, and further widening the band. As shown in FIG. 4, a circuit type is known in which a feedback resistor 54 is inserted to provide a feedback path for controlling the voltage period from the drain to the gate of the FET 3. The capacitor 55 is for blocking the direct current component of the return path. The feedback amount is approximately determined by the voltage division ratio between the impedance value of the resistor 52, the resistor 53, and the output impedance of the input signal source in parallel, and the resistance value of the feedback resistor 54.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した従来の帰還増幅回路においては、電界効果トラ
ンジスタ自身の持つ容量等によりある程度以上の広帯域
化が難しく、さらには帰還路が入力信号路に接続されて
いるために、該帰還増幅回路の入力インピーダンスと帰
還量とをそれぞれ独立に設定することが不可能であるた
め回路設計に手間がかかり、かつ入力インピーダンスと
帰還量の設定し得る範囲にかなりの制約を受けるという
欠点がある。また、第4図に示すような負帰還増幅回路
を高速光受信回路のフロントエンドアンプとして用いる
場合、増幅回路の出力信号の帯域特性は光検出器の容量
と負荷抵抗との時定数により劣化した特性となっている
。従来はこの点を改善するために、第4図に示す増幅回
路と接続してCとRから構成される等化回路を挿入し、
更に増幅するという手段をとっていた。しかし、この手
段の場合、増幅回路多段接続による特性劣化、増幅段数
の増大といった欠点がある。また他の手段としては、第
4図の増幅回路の負荷抵抗56と、電圧VDDの直流電
源を供給される端子59との間にインダクタンスを挿入
し、インダクタンスとの直列ピーキング回路を構成し帯
域補償をおこなうという手段がある。しかし、この手段
でも良好な特性を確保するためにインダクタンスの値を
大きくする方向でもちいることにより浮遊容量が増加゛
し、ひいては自己共振周波数の低下を生じ、良好な特性
が得られないという欠点がある。また、GB/S帯(〜
l0GH2)までの広帯域増幅器の実現を考えた場合、
トランジスタの(S21)特性がおおむね6DB10C
Tで減少することから、たんなるC−R結合増幅器では
充分な帯域を確保することが不可能である。また、負帰
還をほどこしたとしても、帯域は広がるが利得は低下す
る。さらに、ピーキング回路を用いたとしても、上限の
帯域を持上げる程度の働きしかしないため、大幅に帯域
を高域側に伸ばすことは難しいといった多くの欠点があ
る。
In the conventional feedback amplifier circuit described above, it is difficult to widen the band beyond a certain level due to the capacitance of the field effect transistor itself, and furthermore, since the feedback path is connected to the input signal path, the input impedance of the feedback amplifier circuit is Since it is impossible to set the input impedance and the amount of feedback independently, it takes time and effort to design the circuit, and the range in which the input impedance and the amount of feedback can be set is severely restricted. Furthermore, when using a negative feedback amplifier circuit as shown in Fig. 4 as a front-end amplifier of a high-speed optical receiver circuit, the band characteristics of the output signal of the amplifier circuit deteriorate due to the time constant of the photodetector capacitance and load resistance. It has become a characteristic. Conventionally, in order to improve this point, an equalization circuit consisting of C and R was inserted in connection with the amplifier circuit shown in Fig. 4.
They took measures to further amplify it. However, this method has drawbacks such as deterioration of characteristics due to multi-stage connection of amplifier circuits and an increase in the number of amplification stages. Another method is to insert an inductance between the load resistor 56 of the amplifier circuit shown in FIG. There is a way to do this. However, even with this method, if the value of inductance is increased in order to ensure good characteristics, stray capacitance increases, which in turn causes a decrease in the self-resonant frequency, making it impossible to obtain good characteristics. There is. Also, GB/S band (~
When considering the realization of a wideband amplifier up to 10GH2),
The (S21) characteristics of the transistor are approximately 6DB10C.
Since the frequency decreases with T, it is impossible to secure a sufficient bandwidth with a simple C-R coupled amplifier. Furthermore, even if negative feedback is applied, the band will be widened but the gain will be reduced. Furthermore, even if a peaking circuit is used, it only works to raise the upper limit band, so it has many drawbacks, such as making it difficult to significantly extend the band to the high frequency side.

第1の発明の目的は上述した欠点を除去し、入力インピ
ーダンスと帰還量とをそれぞれ独立に設定でき広帯域か
つ回路設計が容易な負帰還増幅回路を提供することにあ
る。また、2個の帯域補償回路を備え帯域補償特性を分
割化する事により高帯域に対する帯域補償を実現し、周
波数特性が広帯域な負帰還増幅回路を提供することにあ
る。
A first object of the invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, and to provide a negative feedback amplifier circuit that can independently set the input impedance and the amount of feedback, has a wide band, and is easy to design. Another object of the present invention is to provide a negative feedback amplifier circuit that has two band compensation circuits and divides the band compensation characteristics to realize band compensation for a high band, and has a wide frequency characteristic.

また第2の本発明の目的は、上述した欠点を除去し、°
帰還量を定める抵抗分圧比をかえることなく、帰還信号
が印加される電界効果トランジスタのゲート電圧を可変
とすることにより広帯域でなおかつ利得を可変できる負
帰還増幅回路を提供することにある。
A second object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to
It is an object of the present invention to provide a negative feedback amplifier circuit which can be used in a wide band and whose gain can be varied by varying the gate voltage of a field effect transistor to which a feedback signal is applied without changing the resistor voltage division ratio that determines the amount of feedback.

さに第3の発明の目的は、前記の欠点を除去しかつ帰還
路の一部を可変利得とすることにより広帯域でなおかつ
利得を可変できる負帰還増幅回路を提供することにある
A third object of the present invention is to provide a negative feedback amplifier circuit which eliminates the above-mentioned drawbacks and allows a wide band and variable gain by making a part of the feedback path variable gain.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

第1の発明の負帰還増幅回路は、第一の抵抗とコンデン
サとの並列接続による第一の帯域補償回路と、第二の抵
抗とインダクタンスとの直列接続による第二の帯域補償
回路と、入力信号を入力され分布定数線路と第三の抵抗
とから構成される低域通過型マイクロ波帯インピーダン
ス整合/変換回路と、前記低域通過型マイクロ波帯イン
ピーダンス整合/変換回路の出力端にゲートが接続され
前記低域通過型マイクロ波帯インピーダンス整合/変換
回路の出力信号を入力されドレインを前記第二の帯域補
償回路を介して電源供給端子に接続されソースを前記第
一の帯域補償回路を介して設置された第一の電界効果ト
ランジスタと、ドレインを前記第一の電界効果トランジ
スタのトレインに接続されソースを接地された第二の電
界効果トランジスタと、前記第一の電界効果トランジス
タのドレインと前記第二の電界効果トランジスタのゲー
ト間に接続された帰還回路とを備えて構成される。
The negative feedback amplifier circuit of the first invention includes a first band compensation circuit formed by connecting a first resistor and a capacitor in parallel, a second band compensation circuit formed by series connection of a second resistor and an inductance, and an input A low-pass microwave band impedance matching/conversion circuit configured to receive a signal and comprising a distributed constant line and a third resistor, and a gate at the output end of the low-pass microwave band impedance matching/conversion circuit. connected to input the output signal of the low-pass type microwave band impedance matching/conversion circuit; the drain is connected to the power supply terminal via the second band compensation circuit; and the source is connected to the power supply terminal via the first band compensation circuit. a second field effect transistor whose drain is connected to the train of the first field effect transistor and whose source is grounded; and a feedback circuit connected between the gates of the second field effect transistor.

また第2の発明の負帰還増幅回路は、第一の抵抗とコン
デンサとの並列接続による第一の帯域補償回路と、第二
の抵抗とインダクタンスとの直列接続による第二の帯域
補償回路と、入力信号を入力され分布定数線路と第三の
抵抗とから構成される低域通過型マイクロ波帯インピー
ダンス整合/変換回路と、前記低域通過型マイクロ波帯
インピーダンス整合/変換回路の出力端にゲートが接続
され前記低域通過型マイクロ波帯インピーダンス整合/
変換回路の出力信号を入力されドレインを前記第二の帯
域補償回路を介して電源供給端子に接続されソースを前
記第一の帯域補償回路を介して接地された第一の電界効
果トランジスタと、ドレインを前記第一の電界効果トラ
ンジスタのトレインに接続されソースを接地された第二
の電界効果トランジスタと、前記第一の電界効果トラン
ジスタのドレインと前記第二の電界効果トランジスタの
ゲート間に接続され前記第二の電界効果トランジスタの
ゲート電位を変化させる可変直流電源を有する帰還回路
とを備えて構成される。
Further, the negative feedback amplifier circuit of the second invention includes a first band compensation circuit by connecting a first resistor and a capacitor in parallel, a second band compensation circuit by connecting a second resistor and an inductance in series, A low-pass microwave band impedance matching/conversion circuit that receives an input signal and is composed of a distributed constant line and a third resistor, and a gate at the output end of the low-pass microwave band impedance matching/conversion circuit. is connected to the low-pass microwave band impedance matching/
a first field effect transistor, which receives the output signal of the conversion circuit, has a drain connected to a power supply terminal via the second band compensation circuit, and has a source grounded via the first band compensation circuit; a second field effect transistor connected to the train of the first field effect transistor and having a grounded source; and a second field effect transistor connected between the drain of the first field effect transistor and the gate of the second field effect transistor; and a feedback circuit having a variable DC power supply that changes the gate potential of the second field effect transistor.

さらに第3の発明の負帰還回路は、第一の抵抗とコンデ
ンサとの並列接続による第一の帯域補償回路と、第二の
抵抗とインダクタンスとの直列接続による第二の帯域補
償回路と、入力信号を入力され分布定数線路と第三の抵
抗とから構成される低域通過型マイクロ波帯インピーダ
ンス整合/変換回路と、前記低域通過型マイクロ波帯イ
ンピーダンス整合/変換回路の出力端にゲートが接続さ
れ前記低域通過型マイクロ波帯インピーダンス整合/変
換回路の出力信号を入力されトレインを前記第二の帯域
補償回路を介して電源供給端子に接続されソースを前記
第一の帯域補償回路を介して接地された第一の電界効果
トランジスタと、ドレインを前記第一の電界効果トラン
ジスタのトレインに接続されソースを接地された第二の
電界効果トラン゛ジスタと、前記第一の電界効果トラン
ジスタのドレンインと前記第二の電界効果トランジスタ
のゲート間に接続され前記第二の電界効果トランジスタ
のゲートに入力する信号量変化させる可変抵抗を有する
帰還回路とを備えて構成される。
Furthermore, the negative feedback circuit of the third invention includes a first band compensation circuit formed by connecting a first resistor and a capacitor in parallel, a second band compensation circuit formed by series connection of a second resistor and an inductance, and an input A low-pass microwave band impedance matching/conversion circuit configured to receive a signal and comprising a distributed constant line and a third resistor, and a gate at the output end of the low-pass microwave band impedance matching/conversion circuit. The output signal of the low-pass microwave band impedance matching/conversion circuit is connected to the power supply terminal via the second band compensation circuit, and the source is connected to the power supply terminal via the first band compensation circuit. a first field effect transistor whose drain is connected to the train of the first field effect transistor and whose source is grounded; and a drain input of the first field effect transistor. and a feedback circuit having a variable resistor connected between the gates of the second field effect transistor and changing the amount of signal input to the gate of the second field effect transistor.

〔実施例〕〔Example〕

次に図面を参照しながらまず第1の発明について詳細な
説明を行う。
Next, the first invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は第1の発明の一実施例を示す回路図である。第
1図の実施例は、第一および第二の電界効果トランジス
タFET31.FET32のドレイン同士をそれぞれ並
列に接続し、FET31のゲートにはコンデンサ51.
低域通過型マイクロ波帯インピーダンス整合/変換回路
5oを介して入力信号を印加し、FET32のゲートに
は帰還回路10を介して出力信号の一部を印加するよう
にし、またFET31のソースをコンデンサ101と第
一の抵抗としての抵抗102との並列接続で構成される
第一の帯域補償回路としての帯域補償回路1000をが
いしてグランドに接地するようにし、さらに並列接続し
たFET31とFET32のドレインと電圧■oDの直
流電源に接続される端子1001を設け、FET31と
FET32の負荷としている。第1図において、FET
31.32の直流バイアスは抵抗56とインダクタンス
103を介して端子59がら加えらる。抵抗56とイン
ダクタンス103とは直列ピーキング回路を構成してい
る。抵抗56は、通常の抵抗の如く受動素子であっても
、あるいはFETを含む能動素子であってもよい。コン
デンサ51゜57.55はいずれも直流遮断用のコンデ
ンサである。同図においては帰還回路10の構成の一例
として交流結合による例を示した。入力端1に入力され
た入力信号は、コンデンサ51により直流成分が遮断さ
れてFET31のゲートに入力される。低域通過型マイ
クロ波帯インピーダンス整合/変換回路50における低
域通過型マイクロ波帯インピーダンス整合回路511は
無損失整合回路であり、帯域上限において信号源側を見
込んだインピーダンスはどの切断面においても複素共役
の関係にあり電力反射係数〔S〕2がゼロになるような
条件に設定されている。抵抗53は入力インピーダンス
を決定するものであるが、マイクロ波帯では低域通過型
マイクロ波帯インピーダンス変換回路531により高イ
ンピーダンスに変換され主線路には殆ど影響を与えない
。したがって、無損失回路によるインピーダンス整合が
充分におこなわれ帯域上限においてFET31の最大有
能電力利得かえられる。FET31の直流ゲート電位は
、端子58を介して電圧VGGの直流電源に接続された
抵抗52で構成されるバイアス回路によって与えられる
。FET31によって増幅されてドレインに出力される
信号は、コンデンサ57によって直流成分が遮断され出
力端2から出力される。この出力される信号の周波数特
性は、帯域補償回路1000のコンデンサ101と抵抗
102および帯域補償回路1001のインダクタンス1
03と抵抗56とで決るピーキング特性を有しており、
これによって帯域がより改善あれた広帯域特性となって
いる。インダクタンス103、抵抗56、コンデンサ1
01、抵抗102の値は所望の特性にしたがって適切に
選定するとかできる。一方、FET32のゲートには帰
還回路10の帰還抵抗54を介して出力信号の一部が入
力される。この信号の位相は、入力端1の入力信号の位
相を反転したものである。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the first invention. The embodiment of FIG. 1 includes first and second field effect transistors FET31. The drains of the FETs 32 are connected in parallel, and the gate of the FET 31 is connected to a capacitor 51.
An input signal is applied via a low-pass microwave band impedance matching/conversion circuit 5o, a part of the output signal is applied to the gate of FET 32 via a feedback circuit 10, and the source of FET 31 is connected to a capacitor. A band compensation circuit 1000 as a first band compensation circuit consisting of a parallel connection of a resistor 101 and a resistor 102 as a first resistor is removed and grounded, and the drains and voltages of FET31 and FET32 connected in parallel are connected to the ground. (2) A terminal 1001 connected to the oD DC power supply is provided and serves as a load for FET31 and FET32. In Figure 1, FET
A DC bias of 31.32 is applied from terminal 59 via resistor 56 and inductance 103. The resistor 56 and the inductance 103 constitute a series peaking circuit. The resistor 56 may be a passive element such as a normal resistor, or may be an active element including a FET. Capacitors 51, 57, and 55 are all DC-blocking capacitors. In the figure, as an example of the configuration of the feedback circuit 10, an example using AC coupling is shown. The input signal input to the input terminal 1 has its DC component cut off by the capacitor 51 and is input to the gate of the FET 31 . The low-pass microwave band impedance matching circuit 511 in the low-pass microwave band impedance matching/conversion circuit 50 is a lossless matching circuit, and the impedance looking toward the signal source side at the upper limit of the band is complex in any cut plane. The conditions are set such that there is a conjugate relationship and the power reflection coefficient [S]2 becomes zero. The resistor 53 determines the input impedance, but in the microwave band, it is converted to a high impedance by a low-pass microwave band impedance conversion circuit 531 and has almost no effect on the main line. Therefore, impedance matching by the lossless circuit is sufficiently performed, and the maximum available power gain of the FET 31 can be changed at the upper limit of the band. The DC gate potential of the FET 31 is given by a bias circuit composed of a resistor 52 connected via a terminal 58 to a DC power source of voltage VGG. The DC component of the signal amplified by the FET 31 and output to the drain is blocked by the capacitor 57, and the signal is output from the output terminal 2. The frequency characteristics of this output signal are determined by the capacitor 101 and resistor 102 of the band compensation circuit 1000 and the inductance 1 of the band compensation circuit 1001.
It has a peaking characteristic determined by 03 and resistance 56,
This results in improved broadband characteristics. Inductance 103, resistance 56, capacitor 1
01, and the value of the resistor 102 can be appropriately selected according to desired characteristics. On the other hand, a part of the output signal is input to the gate of the FET 32 via the feedback resistor 54 of the feedback circuit 10. The phase of this signal is the inverted phase of the input signal at input terminal 1.

FET32のゲート電位は、帰還回路10の抵抗11と
抵抗12とで構成されるバイアス回路を介して、端子5
8に接続される直流電源から与えられる。FET32に
帰還される信号の大きさは、抵抗11と抵抗12とを並
列にした抵抗値と帰還抵抗54の抵抗値R9との比によ
ってほぼ決る。なお、第1図の回路構成の場合、FET
31とFET32とは並列に接続されているため、FE
T31の負荷抵抗値は、抵抗56に帰還回路10の入力
抵抗とFET31の相互コンダクタンスgmとFET3
1の負荷抵抗値との関係で決る。
The gate potential of the FET 32 is applied to the terminal 5 via a bias circuit composed of a resistor 11 and a resistor 12 of the feedback circuit 10.
It is supplied from a DC power supply connected to 8. The magnitude of the signal fed back to the FET 32 is approximately determined by the ratio of the resistance value of the resistor 11 and the resistor 12 in parallel to the resistance value R9 of the feedback resistor 54. In addition, in the case of the circuit configuration shown in Fig. 1, the FET
31 and FET 32 are connected in parallel, so the FE
The load resistance value of T31 is determined by the resistor 56, the input resistance of the feedback circuit 10, the mutual conductance gm of FET31, and the FET3
It is determined by the relationship with the load resistance value of 1.

第1図に示す回路は、FET31とFET32とを並列
に接続し、FET31のゲートには入力信号を、FET
32のゲートには帰還信号を各々入力する構成をとって
いる。したがって、入力信号路と帰還路とは分離するこ
とができ、入力インピーダンスと帰還量とをそれぞれ独
立に所望の値に設定することが可能となり回路設計が容
易である。この場合、入力インピーダンスの値は、通常
FETの入力インピーダンスがきわめて高いので、はぼ
抵抗53によって決められる。また、第1図に示す回路
は、帯域補償回路を2回路、インピーダンス整合回路を
有しているため、それぞれの帯域補償能力が軽減され、
また補償範囲も変えて構成することが可能であるため、
補償帯域も高くとる事ができる。
The circuit shown in FIG.
The configuration is such that a feedback signal is input to each of the 32 gates. Therefore, the input signal path and the feedback path can be separated, and the input impedance and feedback amount can be independently set to desired values, which facilitates circuit design. In this case, the value of the input impedance is determined by the resistor 53 since the input impedance of the FET is usually very high. Furthermore, since the circuit shown in FIG. 1 has two band compensation circuits and an impedance matching circuit, the band compensation capability of each circuit is reduced.
In addition, the scope of compensation can be changed and configured.
The compensation band can also be set high.

次に図面を参照して第2の発明について詳細な説明を行
う。
Next, the second invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2図は第2の発明の一実施例を示す回路図である。第
2図に示す実施例は、FET31.32のドレインを並
列に接続し、FET31のゲートにはコンデンサ51.
低域通過型マイクロ波帯インピーダンス整合/変換回路
50を介して入力信号を印加し、FET32のゲートに
は帰還抵抗54を介して出力信号の一部を印加するとと
もにFET32のゲートバイアス直流電圧として電圧v
cori’rの可変直流電圧源13を設け、更にFET
31のソースをコンデンサ101と抵抗102との並列
接続で構成される帯域補償回路1000を介してグラン
ドに接地するようにし、更に並列接続したFET31.
FET32のドレインと電圧■DDの直流電源59との
間にインダクタンス103と抵抗56と直列回路から成
る帯域補償回路1001を設け、FET31とFET3
2の負荷として構成される。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the second invention. In the embodiment shown in FIG. 2, the drains of FETs 31 and 32 are connected in parallel, and the gate of FET 31 is connected to a capacitor 51.
An input signal is applied through a low-pass microwave band impedance matching/conversion circuit 50, and a part of the output signal is applied to the gate of the FET 32 through a feedback resistor 54, and a voltage is applied as a gate bias DC voltage of the FET 32. v
A cori'r variable DC voltage source 13 is provided, and an FET
The source of FET 31.
A band compensation circuit 1001 consisting of an inductance 103, a resistor 56, and a series circuit is provided between the drain of the FET 32 and the DC power supply 59 of the voltage DD.
It is configured as two loads.

入力端1に入力された信号は、FET31によって増幅
されてコンデンサ57によって直流成分が遮断されて出
力端2から出力される。この出力される信号の周波数特
性は、帯域補償回路1000.1001とで決るピーキ
ング特性および低域通過型マイクロ波帯インピーダンス
整合/変換回路50によって帯域が改善された広帯域の
特性となっている。
The signal input to the input terminal 1 is amplified by the FET 31, the DC component is blocked by the capacitor 57, and the signal is output from the output terminal 2. The frequency characteristics of this output signal have a peaking characteristic determined by the band compensation circuits 1000 and 1001 and a broadband characteristic whose band is improved by the low-pass type microwave band impedance matching/conversion circuit 50.

FET32のゲートには、帰還抵抗54を介してFET
31の出力信号の一部が入力される。
A FET is connected to the gate of the FET 32 via a feedback resistor 54.
A part of the output signal of No. 31 is input.

FET32の直流ゲートバイアス電圧は、電圧VCON
Tの可変直流電源13の出力電圧を、抵抗11と抵抗1
2とで分圧した値となる。なお第2図の回路においてF
ET31とFET32とは並列に接続されているため、
FET31の負荷抵抗値は、負荷抵抗56に可変帰還回
路20の入力抵抗とFET32の動作抵抗とを並列に接
続したものとなる。
The DC gate bias voltage of FET32 is the voltage VCON
The output voltage of variable DC power supply 13 of T is set by resistor 11 and resistor 1.
It is the value obtained by dividing the pressure by 2. In addition, in the circuit of Fig. 2, F
Since ET31 and FET32 are connected in parallel,
The load resistance value of the FET 31 is obtained by connecting the load resistance 56, the input resistance of the variable feedback circuit 20, and the operating resistance of the FET 32 in parallel.

いま、可変直流電源13の出力電圧を変化させると、抵
抗11と抵抗12の分圧比によって決るFET32の直
流ゲートバイアス電圧が変化する。これによってFET
32の直流動作点が変化し、そのためFET32の相互
コンダクタンスが変る。したがって負帰還回路の電圧伝
達関数、言い換えれば帰還量を変化させることができる
。すなわち、可変直流電源13を用いることにより、負
帰還増幅回路の利得を可変とすることができる。この可
変利得増幅回路は、寄生インピーダンスを生じやすい可
変抵抗素子を用いていないので、利得量を大きく変えて
も利得の周波数特性を劣化することなく利得可変とする
ことができるという特徴がある。この実施例によれば入
力信号レベルの変動に対応して利得を変化させて常に一
定出力信号レベルを得る、いわゆるAGC回路を構成す
ることができ、また入力インピーダンスと帰還量とをそ
れぞれ独立に設定が可能なより広帯域な負帰還増幅回路
が得られる。更に回路設計が容易であるという特徴があ
る。
Now, when the output voltage of the variable DC power supply 13 is changed, the DC gate bias voltage of the FET 32, which is determined by the voltage division ratio between the resistors 11 and 12, changes. This allows the FET
The DC operating point of FET 32 changes and therefore the transconductance of FET 32 changes. Therefore, the voltage transfer function of the negative feedback circuit, in other words, the amount of feedback can be changed. That is, by using the variable DC power supply 13, the gain of the negative feedback amplifier circuit can be made variable. This variable gain amplifier circuit does not use a variable resistance element that tends to cause parasitic impedance, so it has the feature that the gain can be varied without deteriorating the frequency characteristics of the gain even if the gain amount is changed significantly. According to this embodiment, it is possible to configure a so-called AGC circuit that always obtains a constant output signal level by changing the gain in response to fluctuations in the input signal level, and also sets the input impedance and feedback amount independently. A wider-band negative feedback amplifier circuit capable of Another feature is that circuit design is easy.

次に図面を参照して第3の発明について説明を行う。Next, the third invention will be explained with reference to the drawings.

第3図は第3の発明の一実施例を示す回路図である。第
3図に示す実施例は、FET31.FET32のドレイ
ンを接続し、FET31のゲートにはコンデンサ51.
低域通過型マイクロ波帯インピーダンス整合/変換回路
50を介して入力信号を印加し、FET32のゲートに
は出力信号の一部を可変帰還回路30を介して印加する
ようにし、更に帯域補償回路1000、帯域補償回路1
001を設けて構成される。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the third invention. The embodiment shown in FIG. 3 includes FET 31. The drain of FET32 is connected, and the gate of FET31 is connected to a capacitor 51.
An input signal is applied through a low-pass microwave band impedance matching/conversion circuit 50, a part of the output signal is applied to the gate of the FET 32 through a variable feedback circuit 30, and a band compensation circuit 1000 is applied. , band compensation circuit 1
001 is provided.

第3図の構成は、第1図の回路における帰還抵抗54の
かわりに可変抵抗541を用いたものである。FET3
2への帰還信号は、可変帰還回路30の可変抵抗541
を介して印加される。この時の帰還量は、可変帰還回路
30の可変抵抗541を介して印加される。この時の帰
還量は、可変抵抗541の抵抗値Rfvと抵抗11.抵
抗12の並列接続値との比によってきまる。
The configuration of FIG. 3 uses a variable resistor 541 in place of the feedback resistor 54 in the circuit of FIG. FET3
The feedback signal to 2 is transmitted through the variable resistor 541 of the variable feedback circuit 30.
applied via. The amount of feedback at this time is applied via the variable resistor 541 of the variable feedback circuit 30. The feedback amount at this time is the resistance value Rfv of the variable resistor 541 and the resistor 11. It is determined by the ratio to the parallel connection value of the resistor 12.

したがって、可変抵抗541を変化させることにより帰
還量が変化し、増幅回路の利得を可変とすることができ
る。FET32の直流ゲート電位は抵抗11、抵抗12
によって制定されるため、可変抵抗541を変化させて
もFET32の直流ゲート電位は一定に保たれる。第3
図の回路においても、第1図の回路と同様に帯域補償回
路1000.1001.低域通過型マイクロ波帯インピ
ーダンス整合/変換回路50によって周波数特性のより
広帯域化が得られる。また、入力信号路と帰還路とは分
離することができ、入力インピーダンスと帰還量とを独
立に設定することが可能な広帯域負帰還増幅回路が得ら
れる。また、第3図の回路を用いることにより入力レベ
ルの変動に対応して利得を変化させて常に一定出力信号
レベルを得る、いわゆるAGC回路を構成することがで
きる。
Therefore, by changing the variable resistor 541, the amount of feedback changes, and the gain of the amplifier circuit can be made variable. The DC gate potential of FET32 is resistor 11 and resistor 12.
Therefore, even if the variable resistor 541 is changed, the DC gate potential of the FET 32 is kept constant. Third
In the circuit shown in the figure, band compensation circuits 1000, 1001, . The low-pass microwave band impedance matching/conversion circuit 50 provides a wider frequency characteristic. Further, the input signal path and the feedback path can be separated, and a wideband negative feedback amplifier circuit can be obtained in which the input impedance and the amount of feedback can be set independently. Furthermore, by using the circuit shown in FIG. 3, it is possible to construct a so-called AGC circuit that changes the gain in response to fluctuations in the input level and always obtains a constant output signal level.

なお以上の説明では広帯域増幅回路を構成するのに適し
たFETとしてGaAs−FETを用いる場合について
述べたが、本発明の範囲はこれに限定されるものではな
く、シリコンのFETを用いる場合にも全く同様に適用
されることはいうまでもない。
In the above explanation, a case has been described in which a GaAs-FET is used as a FET suitable for configuring a wideband amplifier circuit, but the scope of the present invention is not limited to this, and it can also be applied to a case where a silicon FET is used. Needless to say, the same applies.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、第1の発明によれば、FETを用
いた広帯域増幅回路として2個のFETのトレイン同士
を並列接続し、一方のFETのゲートには低域通過型マ
イクロ波帯インピーダンス整合/変換回路を介して入力
信号を印加し、他方のFETのゲートには帰還信号を印
加するようにし、更に入力信号を印加したFETのソー
スとグランド間に抵抗と容量から成る帯域補償回路を接
続し、また2個のFETの接続されたドレインと直流電
圧源との間にインダクタンスと抵抗から成る帯域補償回
路を接続して用いることにより、入力インピーダンスと
帰還量とを各々独立に設定することができ、広帯域に対
する帯域補償特性を実現し、かつ広帯域特性を有し、な
おかつ安定度の良い負帰還増幅回路が得られるという効
果がある。
As explained above, according to the first invention, two FET trains are connected in parallel as a broadband amplifier circuit using FETs, and a low-pass microwave band impedance matching is provided at the gate of one FET. /The input signal is applied through the conversion circuit, the feedback signal is applied to the gate of the other FET, and a band compensation circuit consisting of a resistor and capacitor is connected between the source of the FET to which the input signal is applied and the ground. Furthermore, by connecting and using a band compensation circuit consisting of an inductance and a resistance between the connected drains of the two FETs and the DC voltage source, the input impedance and feedback amount can be set independently. This has the advantage that it is possible to realize a band compensation characteristic for a wide band, and to obtain a negative feedback amplifier circuit that has a wide band characteristic and has good stability.

また第2の発明によれば第1の発明の回路における帰還
信号を印加するFETの直流ゲートバイアス電圧を可変
直流電圧源を用いて変化させることにより、利得が可変
で入力インピーダンスと帰還量とを独立に設定でき、か
つ周波数特性の良い負帰還増幅回路かえられるという効
果がある。
Further, according to the second invention, by changing the DC gate bias voltage of the FET to which the feedback signal is applied in the circuit of the first invention using a variable DC voltage source, the gain is variable and the input impedance and the amount of feedback can be adjusted. This has the effect of being able to be set independently and replacing the negative feedback amplifier circuit with good frequency characteristics.

更に第3の発明によれば、第1の発明における広帯域負
帰還増幅回路の帰還路内の帰還抵抗として可変抵抗を用
いることにより、利得が可変で入力インピーダンスと帰
還量とを独立に設定でき安定性のよい周波数特性のすぐ
れた負帰還増幅回路が得られるという効果がある。
Furthermore, according to the third invention, by using a variable resistor as the feedback resistor in the feedback path of the broadband negative feedback amplifier circuit in the first invention, the gain is variable and the input impedance and feedback amount can be set independently and stabilized. This has the effect of providing a negative feedback amplifier circuit with excellent frequency characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は第1の発明の一実施例を示す回路図、第2図は
第2の発明の一実施例を示す回路図、第3図は第3の発
明の一実施例を示す図、第4図は従来の負帰還増幅回路
を示す回路図である。 1・・・入力端、2・・・出力端、13・・・可変直流
電源、3,31.32・・・FET、52,53,11
.12,56,102・・・抵抗、54・・・帰還抵抗
、541・・・可変抵抗、51.57,55,101・
・・ケンダンサ、103・・・インダクタンス、100
0・・・第一の帯域補償回路、1001・・・第二の帯
域補償回路、50・・・低域通過型マイクロ波帯インピ
ーダンス整合/変換回路、511・・・低域通過型マイ
クロ波帯インピーダンス整合回路、531・・・低域通
過型マイクロ波帯インピーダンス変換回路。 代理人 弁理士  内 原  音 羊1 口 第2 司 第3 回 亥膣隠 第4 図
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the first invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the second invention, and FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the third invention. FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional negative feedback amplifier circuit. 1... Input end, 2... Output end, 13... Variable DC power supply, 3, 31. 32... FET, 52, 53, 11
.. 12,56,102...Resistor, 54...Feedback resistor, 541...Variable resistor, 51.57,55,101...
... Kendansa, 103 ... Inductance, 100
0...First band compensation circuit, 1001...Second band compensation circuit, 50...Low pass type microwave band impedance matching/conversion circuit, 511...Low pass type microwave band Impedance matching circuit, 531...Low-pass type microwave band impedance conversion circuit. Agent Patent Attorney Uchihara Otoyo 1 Kuchi 2 Tsukasa 3rd Inquiry 4

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第一の抵抗とコンデンサとの並列接続による第一
の帯域補償回路と、第二の抵抗とインダクタンスとの直
列接続による第二の帯域補償回路と、入力信号を入力さ
れ分布定数線路と第三の抵抗とから構成される低域通過
型マイクロ波帯インピーダンス整合/変換回路の出力端
にゲートが接続され前記低域通過型マイクロ波帯インピ
ーダンス整合/変換回路の出力信号を入力されドレイン
を前記第二の帯域補償回路を介して電源供給端子に接続
されソースを前記第一の帯域補償回路を介して接地され
た第一の電界効果トランジスタと、トレインを前記第一
の電界効果トランジスタのドレインに接続されソースを
接地された第二の電界効果トランジスタと、前記第一の
電界効果トランジスタのドレインと前記第二の電界効果
トランジスタのゲート間に接続された帰還回路とを備え
、前記入力信号を帯域補償して増幅した出力信号を前記
第一の電界効果トランジスタのドレインから得るように
したことを特徴とする負帰還増幅回路。
(1) A first band compensation circuit by connecting a first resistor and a capacitor in parallel, a second band compensation circuit by connecting a second resistor and an inductance in series, and a distributed constant line to which an input signal is input. A gate is connected to the output terminal of a low-pass type microwave band impedance matching/conversion circuit composed of a third resistor, and an output signal of the low-pass type microwave band impedance matching/conversion circuit is inputted to the drain. a first field effect transistor connected to a power supply terminal via the second band compensation circuit, a source of which is grounded via the first band compensation circuit; and a train connected to the drain of the first field effect transistor. a second field effect transistor whose source is grounded; and a feedback circuit connected between the drain of the first field effect transistor and the gate of the second field effect transistor, A negative feedback amplifier circuit, characterized in that a band-compensated and amplified output signal is obtained from the drain of the first field effect transistor.
(2)第一の抵抗とコンデンサとの並列接続による第一
の帯域補償回路と、第二の抵抗とインダクタンスとの直
列接続による第二の帯域補償回路と、入力信号を入力さ
れ分布定数線路と第三の抵抗とから構成される低域通過
型マイクロ波帯インピーダンス整合/変換回路と、前記
低域通過型マイクロ波帯インピーダンス整合/変換回路
の出力端にゲートが接続され前記低域通過型マイクロ波
帯インピーダンス整合/変換回路の出力信号を入力され
ドレインを前記第二の帯域補償回路を介して電源供給端
子に接続されソースを前記第一の帯域補償回路を介して
接地された第一の電界効果トランジスタと、ドレインを
前記第一の電界効果トランジスタのドレインに接続され
ソースを接地された第二の電界効果トランジスタと、前
記第一の電界効果トランジスタのドレインと電気第二の
電界効果トランジスタのゲート間に接続され前記第二の
電界効果トランジスタのゲート電位を変化させる可変直
流電源を有する帰還回路とを備え、前記入力信号を帯域
補償して増幅した出力信号を前記第一の電界効果トラン
ジスタのドレインから得るようにしたことを特徴とする
負帰還増幅回路。
(2) A first band compensation circuit by connecting a first resistor and a capacitor in parallel, a second band compensation circuit by connecting a second resistor and an inductance in series, and a distributed constant line to which an input signal is input. a low-pass type microwave band impedance matching/conversion circuit comprising a third resistor, and a gate connected to the output end of the low-pass type microwave band impedance matching/conversion circuit, A first electric field is connected to the output signal of the waveband impedance matching/conversion circuit, the drain is connected to the power supply terminal via the second band compensation circuit, and the source is grounded via the first band compensation circuit. a second field effect transistor having a drain connected to the drain of the first field effect transistor and a source grounded; a drain of the first field effect transistor and a gate of the second field effect transistor; and a feedback circuit having a variable DC power supply connected between the drain and the drain of the first field-effect transistor to change the gate potential of the second field-effect transistor. A negative feedback amplifier circuit characterized in that it obtains from
(3)第一の抵抗とコンデンサとの並列接続による第一
の帯域補償回路と、第二の抵抗とインダクタンスとの直
列接続による第二の帯域補償回路と、入力信号を入力さ
れ分布定数線路と第三の抵抗とから構成される低域通過
型マイクロ波帯インピーダンス整合/変換回路と、前記
低域通過型マイクロ波帯インピーダンス整合/変換回路
の出力端にゲートが接続され前記低域通過型マイクロ波
帯インピーダンス整合/変換回路の出力信号を入力され
ドレンインを前記第二の帯域補償回路を介して電源供給
端子に接続されソースを前記第一の帯域補償回路を介し
て接地された第一の電界効果トランジスタと、ドレイン
を前記第一の電界効果トランジスタのドレインに接続さ
れソースを接地された第二の電界効果トランジスタのゲ
ート間に接続され前記第二の電界効果トランジスタのゲ
ートに入力する信号量を変化させる可変抵抗を有する帰
還回路とを備え、前記入力信号を帯域補償して増幅した
出力信号を前記第一の電界効果トランジスタのドレイン
から得るようにしたことを特徴とする負帰還増幅回路。
(3) A first band compensation circuit by connecting a first resistor and a capacitor in parallel, a second band compensation circuit by connecting a second resistor and an inductance in series, and a distributed constant line to which an input signal is input. a low-pass type microwave band impedance matching/conversion circuit comprising a third resistor, and a gate connected to the output end of the low-pass type microwave band impedance matching/conversion circuit, The output signal of the waveband impedance matching/conversion circuit is inputted, the drain is connected to the power supply terminal through the second band compensation circuit, and the source is connected to the first electric field grounded through the first band compensation circuit. an amount of signal input to the gate of the second field effect transistor connected between the effect transistor and the gate of the second field effect transistor whose drain is connected to the drain of the first field effect transistor and whose source is grounded. a feedback circuit having a variable resistance to be changed, and an output signal obtained by band-compensating and amplifying the input signal is obtained from the drain of the first field effect transistor.
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