JPH02101808A - 高周波増幅回路 - Google Patents

高周波増幅回路

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JPH02101808A
JPH02101808A JP63254346A JP25434688A JPH02101808A JP H02101808 A JPH02101808 A JP H02101808A JP 63254346 A JP63254346 A JP 63254346A JP 25434688 A JP25434688 A JP 25434688A JP H02101808 A JPH02101808 A JP H02101808A
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JP
Japan
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field effect
effect transistor
gate bias
signal level
section
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Application number
JP63254346A
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English (en)
Inventor
Masahide Yamauchi
山内 眞英
Tetsuo Mori
哲郎 森
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • H03F1/306Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in junction-FET amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/60Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
    • H03F3/601Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators using FET's, e.g. GaAs FET's

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

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〕 この発明は高周波増幅回路に関し、特に電界効果トラン
ジスタを用いた高周波増幅回路に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は従来のガリウム砒素電界効果トランジスタ(以
下、GaAs FETと称す)を用いた高周波増幅回路
の一部であり、図において、1は入力部、2は出力部、
3はドレインバイアス部、4はケ゛−トバイアス部、1
0は入力部ストリップライン、6はゲートバイアス部ス
トリップライン、7はドレインバイアス部ストリップラ
イン、8は出力部ストリップライン、9は出力整合用コ
ンデンサ、14はGa^5FET、11,12.13は
それぞれ第1、第2.及び第3のゲートバイアス抵抗で
ある。
前記各部品は第4図のように結線がなされ、高周波増幅
を行なう。
次に動作について説明する。
GaAs FET 14には、ドレイン電圧がドレイン
バイアス部3から、ドレインバイアスストリップライン
7を経て印加され、又ゲートバイアス電圧がゲートバイ
アス部4から、ゲートバイアス抵抗11.12,13.
及びゲートバイアスストリップライン6を経て印加され
る。この状態において、入力部1より高周波信号が増幅
回路に入れば、出力部2より増幅された信号を取り出す
ことができる。
第4図は高周波増幅回路の動作時における、入出力特性
図を示す図である。横軸に入力信号レベルP ins左
縦軸に出力信号レベルPout、右縦軸に電力付加効率
ηadd s及びドレイン電流I、を示し、実線が入力
信号レベルPinと出力信号レベルPoutとの関係、
点線が入力信号レベルPinと効率ηaddとの関係、
−点鎖線が入力信号レベルPinとトランジスタ14の
ドレイン電流■。との関係を示している。また、 であり、Vゎはソース・ドレイン間電圧を示す。
〔発明が解決しようとする課題〕 従来の高周波増幅回路は以上のように構成されているの
で、A級増幅動作で入力信号レベルPinが低い場合、
効率ηaddが低くくなるという欠点があった。即ち、
利得GLI−は、 より、上記の0式は、 と書き換えることができ、ゲートバイアス電圧は一定で
あるためドレイン電流IO+  ドレイ7を圧■。もほ
ぼ一定となる。また、利得GLPも一定値をとることか
ら上記■°は、 yyadd =に’  ・Pin (但し、に゛は定数
)と表わされ、第5図に示すように電力付加効率ηad
dは入力レベルPinに正比例することとなる。
従って、入力レベルが低い場合では、高周波増幅に寄与
しない無駄な直流電力が消費されることとなり、高い効
率を得ることができなかった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、低入力信号レベルでも高効率を得ることので
きる高周波増幅回路を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る高周波増幅回路は、増幅を行なう電界効
果トランジスタの出力側のストリップラインに出力信号
レベルを検出する出力検出用ストリップライン、抵抗、
及びダイオードからなる出力検出部を設けるとともに、
ゲートバイアス回路に第2の電界効果トランジスタを挿
入し、かつ、前記の抵抗の端子電圧を前記第2の電界効
果トランジスタに印加し、増幅を行なう電界効果トラン
ジスタのゲートバイアス電圧を上記出力信号レベル合わ
せて可変にしたものである。
〔作用〕
この発明においては、増幅を行なう電界効果トランジス
タの出力側に出力ネ食出部を設けるとともに、電界効果
トランジスタのゲートバイアス回路に第2の電界効果ト
ランジスタを挿入し、これらを結線するようにしたので
、第2の電界効果トランジスタのゲートには前記出力検
出部の信号に基づいた電圧が印加され、出力信号レベル
の減少とともに前記第2の電界効果トランジスタのドレ
イン電流は増加する。これに伴い第1の電界効果トラン
ジスタのゲートバイアスは深くなり、ソース・ドレイン
間電流が減少し、低信号レベルでの効率が向上すること
となる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を歯について説明する。
第1図は本発明の一実施例による高周波増幅回路のブロ
ック図であり、図において、1は入力部、2は出力部、
3はドレインバイアス部、4はゲートバイアス部、5は
検出バイアス部、6はゲートバイアスストリップライン
S、、7はドレインバイアスストリップラインSI、、
8は出力部ストリップラインS0.9は整合用コンデン
サ、10は入力部ストリップラインSIN、11は第1
のケートバイアス抵抗Rc+、12は第2のゲートバイ
アス抵抗Rcz114はGaAsよりなる第1の電界効
果トランジスタFETI、15は出力部ストリップライ
ン8に並設された出力検出部ストリップラインSDi、
16は出力検出部ストリップライン15に結線された検
出用ダイオードDJ 、178.17bはそれぞれ出力
検出部ストリップライン15の両端と接地との間に挿入
された検出用抵抗RD i18はゲートバイアス部4と
第1及び第2のゲートバイアス抵抗11.12との間に
挿入された第2の電界効果トランジスタFf!T2.1
9a、19bはそれぞれ検出用抵抗173.17bと接
地間に挿入されたコンデンサである。
前記部品は第1図のように結線され、高周波増幅を行な
うことができる。
次に動作について説明する。
第1の電界効果トランジスタ14には、ドレイン電圧が
ドレインバイアス部3から、ドレインストリップライン
7を経て印加され、又ゲートバイアス電圧も、ゲートバ
イアス部4から第2の電界効果形トランジスタ18、ゲ
ートバイアス抵抗11.12およびゲートバイアススト
リップライン6を経て印加される。前記状態において、
入力部1より高周波信号が増幅回路に入れば、出力部2
より増幅された信号を取り出すことができる。
ここで本発明により付加された、自動バイアス制御回路
系の動作について説明する。
出力信号レベルPoutは、前記出力検出部ストリップ
ライン15、検出ダイオード16及び検出用抵抗17a
、17bによって前記検出用抵抗17bの両端に直流電
圧として取り出すことができる。この電圧を第2の電界
効果形トランジスタ18のゲートにV GStとして印
加することにより、前記電界効果トランジスタ18のソ
ース・ドレイン間電流taxを制御することができる。
即ち、検出用抵抗RDロアbを流れる電流I□は、 l64=に+ ・ Pout  −RD!(但し、kl
は定数) であるので、第2の電界効果トランジスタ18のゲート
印加電圧VGS□は、 Vest −(kI’  ・Pout  −Roi  
l V+  l)(但し、kloは定数、■1は検出バ
イアス電圧;V+<O) となり、従って、トランジスタ18のソース・ドレイン
間電流towは、 ID2=  kg(k+’  ・Pout  −RI、
=  l’i’+  l) +A(但し、k、は定数) と表すことができる。又、第1の電界効果トランジスタ
14のゲートに印加されるバイアス電圧V011は、第
2のゲートバイアス抵抗12の抵抗をRG!とすると、 Vast  =  Rat CA  kzl<1 ・P
out  −R,,1+kZIVl  +3 即ち、 Vast  =  RczX I trzであ
り、従って上式より出力信号レベルPoutが低い場合
は、トランジスタ14のゲート印加電圧vG31は小さ
く (深いバイアスと)なり、ソース・ドレイン間電流
■。も減少する。即ち、出力信号レベルPoutが低い
ときでも主増幅トランジスタ14のソース・ドレイン間
電流I。を下げることができ、高効率を得ることができ
ることとなる。
また、第2図は本発明による高周波増幅回路の動作時に
おける入出力特性を示す図である。表示内容は従来例で
説明した第4図と同一であり、実線が入力信号レベルP
inと出力信号レベルPoutとの関係、点線が入力信
号レベルPinと効率ηaddの関係、及び−点鎖線が
入力信号レベルPinとトランジスタ14のドレイン電
流I0との関係を示している。第2図と第4図を比較す
ると明らかのように本発明による第2図では、低入力信
号レベルでも高効率が得られていることが分かる。
以上のように本実施例によれば、出力検出部ストリップ
ライン15.検出用ダイオード16.検出用抵抗17a
、17b、  トランジスタ18等から構成される出力
信号検出回路とゲートバイアス電圧制御回路を設けるよ
うにしたので、出力信号レベルの減少とともに第1の電
界効果トランジスタ14のゲートバイアス部に挿入した
トランジスタ18のドレイン電流が増加し、これに伴い
トランジスタ14のゲートバイアスは深くなるので、ソ
ース・ドレイン間電流を減少することができ、従って、
低い入力信号レベルでも高い効率を得ることができる。
また、上記出力検出用回路とゲートバイアス電圧制御回
路はトランジスタ14の近傍に容易に設けることができ
るので、高周波混成集積回路としても使用できる。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、増幅された出力信号レ
ベルを検出する出力信号レベル検出部と、増幅を行なう
電界効果トランジスタのゲートバイアス電圧を上記出力
信号レベルに応じて制御するゲートバイアス制御回路を
設けるようにしたので、入力信号レベルが小さい時には
増幅を行なう電界効果トランジスタのソース・ドレイン
間電流を低減させることができ、これにより、入力信号
レベルが小さい時にも高効率を有する高周波増幅回路を
得ることができる。またこの出力信号レベル検出部とゲ
ートバイアス制御回路は主増幅電界効果トランジスタの
近傍に容易に構成することができるので、高周波混成集
積回路として使用できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による高周波増幅回路の構成
を示す図、第2図は本発明の一実施例による高周波増幅
回路の入出力特性を示す図、第3図は従来の高周波増幅
回路の構成を示す図、第4図は従来の高周波増幅回路の
入出力特性を示す図、第5図は従来の高周波増幅回路に
おいて、低入力信号レベルにおける入力信号レベルPi
nと効率ηaddとの関係を示す図である。 図中、1は入力部、2は出力部、3はドレインバイアス
部、4はゲートバイアス部、5は検出バイアス部、6は
ゲートバイアスストリップライン、7はドレインバイア
スストリップライン、8は出力部ストリップライン、9
は整合用コンデンサ、10は入力部ストリップライン、
11は第1のゲートバイアス抵抗、12は第2のゲート
バイアス抵抗、14は第1の電界効果トランジスタ、1
5は出力検出部ストリップライン、16は検出用ダイオ
ード、17a、17bは検出用抵抗、18は第2の電界
効果トランジスタ、19a  、19bはコンデンサで
ある。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電界効果トランジスタを用いた高周波増幅回路に
    おいて、 主増幅を行なう電界効果トランジスタの出力信号レベル
    を検出するための出力検出用ストリップラインと、 該出力検出用ストリップラインの両端と接地との間にそ
    れぞれ設けられた抵抗と、 該抵抗の端子電圧がそのゲートに印加されるよう上記電
    界効果トランジスタのゲートバイアス回路にダイオード
    とともに挿入された第2の電界効果トランジスタとを備
    え、 上記電界効果トランジスタのゲートバイアス電位を該電
    界効果トランジスタの出力信号レベルに応じた電位とす
    ることを特徴とする高周波増幅回路。
JP63254346A 1988-10-07 1988-10-07 高周波増幅回路 Pending JPH02101808A (ja)

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