JPH01198813A - 電界効果トランジスタ増幅器 - Google Patents

電界効果トランジスタ増幅器

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JPH01198813A
JPH01198813A JP63023573A JP2357388A JPH01198813A JP H01198813 A JPH01198813 A JP H01198813A JP 63023573 A JP63023573 A JP 63023573A JP 2357388 A JP2357388 A JP 2357388A JP H01198813 A JPH01198813 A JP H01198813A
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JP
Japan
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source
gate
fet
load
bias
Prior art date
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Pending
Application number
JP63023573A
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English (en)
Inventor
Sukenori Imai
祐記 今井
Takayuki Sugata
孝之 菅田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は多段接続が容易な高利得の電界効果トランジ
スタ増幅器に関する。
「従来の技術」 電界効果トランジスタ(以下FETと記す)増幅器の高
利得化を実現するためには増幅器1段あたりの利得の増
加及び多段接続が重要である。増幅器1段あたりの高利
得化のために従来のFET増幅器では第4図に示す構成
とされていた。すなわち、ソース接地FE711のゲー
トは入力端子12に接続され、その入力端子12には入
力の直流バイアスV1が与えられ、ソース接地FET 
11のソースは電源端子13に接続され、ドレインは出
力端子14に接続されると共に負荷用FE715のソー
スに接続される。負荷用FET 15のゲート及びソー
スは互に接続され、ドレインは電源端子16に接続され
る。電源端子13には電圧VSSが、電源端子16には
電圧■。。が印加される。
この従来の増幅器では負荷用FE115のゲート幅を1
0〜50μmとした場合、1〜5にΩ程度の負荷抵抗が
得られ、通常の抵抗素子を負荷とする構成に比べ高い負
荷抵抗が容易に実現出来、増幅器1段あたり利得の増加
が可能である。
[発明が解決しようとする課題」 しかしながらこの従来の増幅器ではソース接地FE71
1のドレイン電流!。、が負荷となるFET 15のド
レイン電流ILにより固定されるため、入力の直流バイ
アスV、の変化に対しFETII、15が飽和領域のバ
イアス条件からはずれ、増幅器として動作が可能な入力
の直流バイアス■1の許容範囲が狭く、直流バイアスV
、の変化に対する利得、出力の直流電位v0の変化が大
きいという欠点をもっていた。
第5図は上記の点に関する実験結果で、電源電圧v6.
を5V、VssをOV、Ff!T 11.15のゲート
幅を100μmとし、入力の直流バイアスv1に対する
電圧利得(入力端12と出力端14の小信号電圧振幅の
比のデシベル表示したもの)及び出力の直流電位Vc+
の変化を示したものである。
曲線17は利得変化、曲118はvoの変化を示す、こ
の結果から、入力の直流バイアスV、がOvで電圧利得
:17dB、Vo  :2.5Vにたいして±0.3V
の変化で利得は5dB以上劣化し、■。はIV以上変化
することがわかる。
このためこの種の増幅器を第6図に示すようにたとえば
レベルシフト段21を用いて直流的に結合して多段化し
た場合、初段の出力点22の直流電位の変化が次段の入
力点23の直流電位の変化となるため、安定に利得が得
られる入力端子12の直流バイアスの範囲が狭く多段接
続による高利得化の障害となっていた。
この発明の目的は上記の従来のFITを負荷とした増幅
器の欠点を解決し、高利得でかつ入力の直流バイアスの
変化に対する利得及び出力直流電位の変化が極めて小さ
い多段化が容易なFET増幅器を提供することにある。
「課題を解決するための手段」 この発明によればソース接地FETのゲートに入力端子
が接続され、ソースに第1電源端子が接続され、ドレイ
ンにゲート接地PETのソースと、定電流源用FETの
ソースとが接続され、ゲート接地PETのゲートに第2
電源端子が接続され、ドレインに出力端子が接続される
と共に負荷用FETのソースが接続され、定電流源用F
ETのゲート及びソースは互に接続され、ドレインはバ
イアス用PETのソースに接続され、バイアス用FIT
のゲート及びソースは互に接続されて負荷用PETのゲ
ートに接続され、バイアス用PETのドレイン及び負荷
用PETのドレインは共に第3電源端子に接続され、負
荷用FETのゲート及びソース間に容量素子が接続され
る。
「作用」 バイアス用FET及び定電流源用PH7により負荷用P
ETのゲートバイアスが与えられ、負荷用FETのゲー
ト及びソースは高周波的に接続され、バイアス用FET
と負荷有FETとの並列接続したものが、高周波におけ
るソース接地FETに対する負荷として作用する。この
増幅器では負荷となるPETのドレイン電流を入力の直
流バイアスに応じて変化させることができ、更に従来に
比べて高抵抗の負荷が得られる。
「実施例」 第1図はこの発明の実施例を示す、ソース接地F[!T
 11のゲートに入力端子!2が接続され、ソースに電
源端子13が接続され、ドレインにゲート接地PI!T
 21のソースと、定電流源用FET22のソースとが
接続され、ゲート接地FET 21のゲートは電源端子
23に接続され、ドレインに負荷用FET 15のソー
スが接続されると共に出力端子14が接続され、負荷用
FET15のドレインは電源端子16に接続される。定
電流源用FET22のゲート及びソースは互に接続され
、ドレインはバイアス用F[1724のソースに接続さ
れ、バイアス用FE724のソース及びゲートは互に接
続されて負荷用FETl5のゲートに接続され、ドレイ
ンは電源端子16に接続される。負荷用F[1T15の
ソース及びゲートは容量素子25を通じて互いに接続さ
れる。
この増幅器では負荷用FET 15のゲート26はバイ
アス用FET24のソース27に直接接続されて直流バ
イアスされており、一方負荷用FET 15のゲート2
6とソース28は容量素子25により接続されているた
めゲート26とソース28とは直流的な結合がない。こ
のため負荷用FET15を流れるドレイン電流I、はソ
ース28−の直流電位により変化することが可能である
。従ってソース接地FET 11のドレイン電流1’O
8が入力の直流バイアスVlを変えて変化した場合でも
、このドレイン電流■。、の変化に対応して負荷用FE
T15のソース28の直流電位が変化して負荷用FE7
15に流れるドレイン電流!、が変わる。このため、入
力の直流バイアス■1の変化に対しても負荷用FET1
5、ソース接地F!!T 11が常に飽和領域にバイア
スされるため、増幅器として動作が可能な入力の直流バ
イアスvlの許容範囲が極めて広いという特徴をもつ。
又、負荷用FET 15のソース28の直流電位の変化
は直接出力の直流電位v0の変化となるが、この出力の
直流電位v0の変化は、負荷用FE715のゲート幅を
WL、ソース接地FET 11のゲート幅をW3とした
時、Vo = (WL / W! ) X V +とな
るため、入力の直流バイアスVlの変化に対する出力の
直流電位v0の変化を小さくすることが出来、容品にレ
ベルシフト段を用いて直流的結合により多段化すること
が可能である。
更にこの発明の増幅器では高周波的にみた場合、ソース
接地FE711に対して、定電流源用FE722は、そ
のソース29がゲート接地FIT 21のソース31に
接続されているため負荷とならず、負荷用FE715と
バイアス用FET24との並列接続が負荷となる。定電
流源用PET 22はバイアス用FET24と共に負荷
用FE715のゲートに直流バイアスを与える作用をし
ている。
又、ゲート接地FE721がこれらの負荷とソース接地
FE711との間に挿入されているためソース接地FE
T 11に対して実効的に負荷が高くみえる。このため
ソース接地FET 11のドレインコンダクタンスをg
4、ゲート接地FET 21のトランスコンダクタンス
ga、とじ、負荷用PET15のゲート幅とバイアス用
F[!T24のゲート幅との和をソース接地FET 1
1のゲート幅に等しくした場合、負荷はほぼga X 
<ga /gas) +gaの逆数でg4/glIGく
1であるため負荷は2×g、の逆数より大きなものとな
る。これに対して第4図の従来のF[!?増幅器では負
荷は2×g4の逆数となるため、従来のものに比べこの
発明の増幅器では高い負荷が得られ、高利得化が実現さ
れる。
第2図は上記の点に関する実験結果の一例で、電源電圧
V、を5VSV、、をOv、バイアス電圧■、を1.5
vとしFET 11のゲート幅を100μm。
FET15及び21のゲート幅を90.17 m5FE
T 22゜24のゲート幅を10μmとし、入力の直流
バイアス■、に対する電圧利得(入力端10と出力端1
1の小信号電圧振幅の比のデシベル表示したもの)及び
■。の変化を示したものである0曲線32は利得変化を
、曲線33は■。の変化を示す、この図から入力の直流
バイアス■1がOvで電圧利得が21dBとなり従来の
第4図に示したFET増幅器に比べ4dB程度高利得化
されている。更に入力の直流バイアスVlが−0,5■
から+〇、2vの広い範囲で20dB以上の利得が得ら
れ、voの変化もIV以内に押えられており、入力の直
流バイアスv1に対する許容範囲が広いことがわかる。
又、以上の実験結果はFETのゲート幅を限定している
が、このゲート幅に限定されることなく各FETのゲー
ト幅は5〜1000μm程度の範囲をとることが可能で
ある。 PHT l 5のゲート、ソース間に接続する
容量素子25としてはダイオードを用いてもよい、つま
り第3図に示したダイオード34を用い、第3図Aに示
すようにダイオード34の陽極端子35をゲート26に
、陰極端子36をソース28に接続することも可能であ
り、又陽極端子35をソース28に、陰極端子36をゲ
ート26に接続することも可能である。更に第3図B、
  Cに示すように陰極端子を共通接続したダイオード
あるいは陽極端子を共通接続したダイオードをゲート2
6とソース28との間に接続することも可能である。こ
れらの構成ではダイオード34の空乏層容量を利用する
ものである。
「発明の効果」 以上説明したようにこの発明によるFET増幅器は、従
来のこの種の増幅器に比べ高利得でかつ入力の直流バイ
アスの変化に対する利得及び出力直流電位の変化が小さ
いため多段接続も容易であるから掻めて高利得の多段接
続増幅器を容易に実現出来る利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明によるFET増幅の一例を示す回路図
、第2図は第1図に示した増幅器についての入力の直流
バイアス変化に対する電圧利得変化特性及び出力の直流
電位変化特性を示す図、第3図は容量素子としてのダイ
オードの各種別を示す図、第4図は従来のFET増幅器
を示す回路図、第5図は第4図に示した増幅器について
の入力の直流バイアス変化に対する電圧利得変化特性及
び出力の直流電位変化特性を示す図、第6図は第4図に
示した増幅器を多段接続した状態を示す回路図である。 特許出願人 日本電信電話株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ゲートが入力端子に接続され、ソースが第1電源
    端子に接続されたソース接地電界効果トランジスタと、 そのソース接地電界効果トランジスタのドレインにソー
    スが接続され、ゲートが第2電源端子に接続され、ドレ
    インが出力端子に接続されたゲート接地電界効果トラン
    ジスタと、 ソース及びゲートが互に接続されて上記ソース接地電界
    効果トランジスタのドレインに接続された定電流源用電
    界効果トランジスタと、 ソース及びゲートが互に接続されて上記定電流源用電界
    効果トランジスタのドレインに接続され、ドレインが第
    3電源端子に接続されたバイアス用電界効果トランジス
    タと、 そのバイアス用電界効果トランジスタのソースにゲート
    が接続され、ソースが上記ゲート接地電界効果トランジ
    スタのドレインに接続され、ドレインが上記第3電源端
    子に接続された負荷用電界効果トランジスタと、 その負荷用電界効果トランジスタのゲート及びソース間
    に接続された容量素子とを具備する電界効果トランジス
    タ増幅器。
JP63023573A 1988-02-03 1988-02-03 電界効果トランジスタ増幅器 Pending JPH01198813A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6777896B2 (en) 2002-07-09 2004-08-17 Nikon Corporation Methods and apparatus for initializing a planar motor
KR100855921B1 (ko) * 1999-02-04 2008-09-02 가부시키가이샤 니콘 평면모터장치 및 그 구동방법, 스테이지장치 및 그구동방법, 노광장치 및 노광방법, 그리고 디바이스 및 그제조방법

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