JPH04260207A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH04260207A
JPH04260207A JP2191891A JP2191891A JPH04260207A JP H04260207 A JPH04260207 A JP H04260207A JP 2191891 A JP2191891 A JP 2191891A JP 2191891 A JP2191891 A JP 2191891A JP H04260207 A JPH04260207 A JP H04260207A
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JP
Japan
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transistor
resistor
gate
drain
source
Prior art date
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Pending
Application number
JP2191891A
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English (en)
Inventor
Yukio Sakai
幸雄 堺
Michio Tsuneoka
道朗 恒岡
Takeshi Sato
毅 佐藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、LO増幅器などの広帯
域の周波数特性をもつ差動増幅器として用いられる高周
波回路を集積化した半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の高周波回路を集積化した半導体装
置を図9に示す。
【0003】図9は従来の差動増幅器を構成する高周波
回路を集積化した半導体装置の回路図であり、差動対で
ある第1のトランジスタ3と第2のトランジスタ4はL
O増幅器51を構成しており、その特性はしきい値−0
.4V,相互コンダクタンス200mS/mm,ゲート
幅150μmのGaAsMESFET(メタルショット
キーゲート電界効果トランジスタ)である(以降、トラ
ンジスタはゲート幅以外、全て同じ特性を有するGaA
sMESFETを用いるものとする。)。第1のコンデ
ンサ9は、第2のトランジスタ4のゲートを高周波的に
接地するために設けている。また、第1のトランジスタ
3のゲートをLO入力端子31としている。いうまでも
なく、第2のトランジスタ4のゲートをLO入力端子と
し、第1のトランジスタ3のゲートをコンデンサで高周
波的に接地してもかまわない。第2の抵抗11と第3の
抵抗12はLO増幅器51の負荷である。また第1の抵
抗10はレベルシフトさせるために設けており、必要と
しない場合は省くことができる。第4の抵抗13と第5
の抵抗14はLO増幅器51を構成する第1のトランジ
スタ3のゲートと第2のトランジスタ4のゲートに均等
にバイアスを与えるために設けており、LO信号の漏洩
を防止する効果も兼ねている。第6の抵抗15と第7の
抵抗16は、LO増幅器51を構成する第1のトランジ
スタ3のゲートと第2のトランジスタ4のゲートに与え
るバイアスを決めるためのブリーダ抵抗である。
【0004】また、第4のトランジスタ6と第5のトラ
ンジスタ7は、LO緩衝増幅器52を構成するトランジ
スタであり、そのゲート幅はLO出力端子32の後段に
接続されるダブルバランスドミキサ回路のゲート幅と同
等以上の250μmにしており、LO信号の歪を抑制さ
せる効果をもたせている。この第4のトランジスタ6の
ゲートは第1のトランジスタ3のドレインに、第5のト
ランジスタ7のゲートは第2のトランジスタ4のドレイ
ンに接続されている。また、第8の抵抗17と第9の抵
抗18はソースフォロア型のLO緩衝増幅器52の負荷
であり、符号5は第1の定電流源,同8は第2の定電流
源,同30は電源端子を示すものであり、従来の高周波
回路を集積化した半導体装置はこのように構成されたも
のであった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、LO増幅器51を構成する第1のトランジ
スタ3の負荷である第2の抵抗11と、LO緩衝増幅器
52を構成する第4のトランジスタ6のゲートが直結さ
れているため、第4のトランジスタ6のゲート−ドレイ
ン間容量と第2の抵抗11によるCR時定数によって周
波数特性が劣化するという課題を有していた。
【0006】本発明は上記課題を解決し、周波数特性の
安定した半導体装置を提供することを目的とするもので
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明による半導体装置は、少なくとも2つ以上のト
ランジスタで構成された差動増幅器の第1のトランジス
タのソースと第2のトランジスタのソースを接続すると
ともに第1の定電流源を介して接地し、前記第1のトラ
ンジスタのドレインに第2の抵抗の一端を接続し、前記
第2のトランジスタのドレインに第3の抵抗の一端を接
続し、前記第2の抵抗の他端と前記第3の抵抗の他端を
接続するとともに第1の抵抗を介して電源端子に接続し
、前記第2のトランジスタのゲートを第1のコンデンサ
を介して接地するとともに第5の抵抗の一端に接続し、
前記第1のトランジスタのゲートをLO入力端子とする
とともに第4の抵抗の一端に接続し、前記第4の抵抗の
他端を前記第5の抵抗の他端に接続するとともに第6の
抵抗の他端と第7の抵抗の他端に接続し、前記第6の抵
抗の一端を電源端子に接続し、前記第7の抵抗の一端を
接地し、第4のトランジスタのドレインと第5のトラン
ジスタのドレインを電源端子に接続し、前記第5のトラ
ンジスタのゲートを第1のコイルを介して前記第2のト
ランジスタのドレインに接続し、前記第4のトランジス
タのゲートを第2のコイルを介して前記第1のトランジ
スタのドレインに接続し、前記第4のトランジスタのソ
ースと第8の抵抗の一端を接続するとともにLO出力端
子とし、前記第5のトランジスタのソースと第9の抵抗
の一端を接続するとともにLO出力端子とし、前記第8
の抵抗の他端と前記第9の抵抗の他端を接続するととも
に第2の定電流源を介して接地した構成にしたものであ
る。
【0008】
【作用】この構成により、LO増幅器51を構成する第
1のトランジスタ3の負荷である第2の抵抗11とLO
緩衝増幅器52を構成する第4のトランジスタ6のゲー
トが第2のコイル2によって高周波的に分離された状態
となるので結果としてCR時定数による周波数特性の劣
化を防止することができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。なお本実施例において、従来例と同一部品には同
一番号をつけて説明を行う。
【0010】(実施例1)図1は本発明の第1の実施例
による差動増幅器を構成する高周波回路を集積化した半
導体装置を示す回路図であり、差動対である第1のトラ
ンジスタ3と第2のトランジスタ4はLO増幅器51を
構成しており、その特性はしきい値−0.4V,相互コ
ンダクタンス200mS/mm,ゲート幅150μmの
GaAsMESFET(メタルショットキーゲート電界
効果トランジスタ)である(以降、トランジスタはゲー
ト幅以外、全て同じ特性を有するGaAsMESFET
を用いるものとする。)。第1のコンデンサ9は、第2
のトランジスタ4のゲートを高周波的に接地するために
設けている。また、第1のトランジスタ3のゲートをL
O入力端子31としている。いうまでもなく、第2のト
ランジスタ4のゲートをLO入力端子とし、第1のトラ
ンジスタ3のゲートをコンデンサで高周波的に接地して
もかまわない。第2の抵抗11と第3の抵抗12はLO
増幅器51の負荷である。また第1の抵抗10はレベル
シフトさせるために設けており、必要としない場合は省
くことができる。第4の抵抗13と第5の抵抗14はL
O増幅器51を構成する第1のトランジスタ3のゲート
と第2のトランジスタ4のゲートに均等にバイアスを与
えるために設けており、LO信号の漏洩を防止する効果
も兼ねている。第6の抵抗15と第7の抵抗16は、L
O増幅器51を構成する第1のトランジスタ3のゲート
と第2のトランジスタ4のゲートに与えるバイアスを決
めるためのブリーダ抵抗である。
【0011】また、第4のトランジスタ6と第5のトラ
ンジスタ7は、LO緩衝増幅器52を構成するトランジ
スタであり、そのゲート幅はLO出力端子32の後段に
接続されるダブルバランスドミキサ回路のゲート幅と同
等以上の250μmにしており、LO信号の歪を抑制さ
せる効果をもたせている。また、第8の抵抗17と第9
の抵抗18はソースフォロア型のLO緩衝増幅器52の
負荷である。
【0012】図1に示すごとく、本実施例においては第
1のコイル1及び第2のコイル2を用いた。この第1の
コイル1及び第2のコイル2はLO緩衝増幅器52を構
成する第4のトランジスタ6のゲート及び第5のトラン
ジスタ7のゲートのインピーダンスを高周波になるほど
高くするために設けている。そしてこの状態において第
1のコイル1及び第2のコイル2がLO増幅器51を構
成する第2のトランジスタ4のドレイン及び第1のトラ
ンジスタ3のドレインにそれぞれ接続されている。なお
、図中符号5は第1の定電流源,同8は第2の定電流源
,同30は電源端子を示すものである。このように接続
することにより、LO増幅器51の出力負荷端からみた
LO緩衝増幅器52の入力インピーダンスは高周波にな
るほど高くなるのでLO出力端子32での周波数特性は
平坦な特性となる。
【0013】図2は上記図1に示す第1の発明と同様の
構成にした実施例を示す回路図であり、図2では定電流
源に第3,第6のトランジスタ5a,8aを使用し、ト
ランジスタの製造上から生じるしきい値の変動に追従す
る電流の変化を抑えるためにソースに第10,第11の
抵抗19,20を挿入し、電流の変動から発生する抵抗
の電圧降下をトランジスタのゲート−ソース間電圧にフ
ィードバックさせて電流の変動を抑えるようにしている
【0014】このような回路構成を行った本実施例の半
導体装置は、図3に示すように平坦な周波数特性を得る
ことができる。なお、図中破線は従来例を示す。加えて
トランジスタの製造上から生じるトランジスタのゲート
−ソース間容量(以下Cgsという)、ゲート−ドレイ
ン間容量(以下Cgdという)の変動に対しても図4に
示すように周波数特性が劣化しないので安定した増幅動
作を行うことが可能になる。
【0015】(実施例2)図5は本発明の第2の実施例
による差動増幅器を構成する高周波回路を集積化した半
導体装置を示す回路図であり、差動対である第1のトラ
ンジスタ3と第2のトランジスタ4はLO増幅器51を
構成しており、その特性はしきい値−0.4V,相互コ
ンダクタンス200mS/mm,ゲート幅100μmの
GaAsMESFET(メタルショットキーゲート電界
効果トランジスタ)である。第1のコンデンサ9は、第
2のトランジスタ4のゲートを高周波的に接地するため
に設けている。また、第1のトランジスタ3のゲートを
LO入力端子31としている。いうまでもなく、第2の
トランジスタ4のゲートをLO入力端子とし、第1のト
ランジスタ3のゲートをコンデンサで高周波的に接地し
てもかまわない。第2aのトランジスタ11aと第3a
のトランジスタ12aはLO増幅器51の負荷であり、
ゲートとソースを共通にすることによりインピーダンス
の高い負荷を実現している。第1aの抵抗10aはLO
増幅器51の利得を調整するために設けており、さらに
差動対である第1のトランジスタ3のドレインと第2の
トランジスタ4のドレインの直流バイアスを安定にして
いる。
【0016】また、第4のトランジスタ6と第5のトラ
ンジスタ7は、LO緩衝増幅器52を構成するトランジ
スタであり、そのゲート幅はLO出力端子32の後段に
接続されるダブルバランスドミキサ回路のゲート幅と同
等以上の250μmにしており、LO信号の歪を抑制さ
せる効果をもたせている。また、第8の抵抗17と第9
の抵抗18はソースフォロア型のLO緩衝増幅器52の
負荷である。図2に示すごとく、本実施例においては第
2aのトランジスタ11aと第3aのトランジスタ12
aを用いた。このトランジスタのゲートとソースは第1
のトランジスタ3のドレイン及び第2のトランジスタ4
のドレインにそれぞれ接続されている。そしてこの状態
において、第1のトランジスタ3のドレインが第4のト
ランジスタ6のゲートに、第2のトランジスタ4のドレ
インが第5のトランジスタ7のゲートにそれぞれ接続さ
れている。このようにLO増幅器51の負荷をトランジ
スタで構成することにより、後段のLO緩衝増幅器52
を構成する第4のトランジスタ6と第5のトランジスタ
7のゲート−ソース間容量及びゲート−ドレイン間容量
が前段のLO増幅器51の負荷と結合しにくくなるため
周波数特性の劣化が起こらないようになる。
【0017】図6は上記図5に示す第2の実施例と同様
の構成にした実施例を示す回路図であり、図6では定電
流源に第6のトランジスタ8aを使用しトランジスタの
製造上から生じるしきい値の変動に追従する電流の変化
を抑えるためにソースに第11の抵抗20を挿入し、電
流の変動から発生する抵抗の電圧降下をトランジスタの
ゲート−ソース間電圧にフィードバックさせて電流の変
動を抑えるようにしている。このような回路構成を行っ
た本実施例の半導体装置は、図7に示すような周波数特
性を得ることができる。なお、図中破線は従来例を示す
。加えてトランジスタの製造上から生じるトランジスタ
のCgs,Cgdの変動に対しても図8に示すように周
波数特性が劣化しにくくなるので安定した増幅動作を行
うことが可能となる。
【0018】
【発明の効果】本発明による半導体装置はこのように構
成されるため、LO増幅器を構成する第1のトランジス
タの負荷である第2aのトランジスタとLO緩衝増幅器
を構成する第4のトランジスタが、Cgs,Cgdの変
動に対しても影響を受けにくい状態となり、結果として
周波数特性の劣化を防止することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における半導体装置を示
す電気回路図
【図2】本発明の第1の実施例における半導体装置を示
す電気回路図
【図3】本発明の第1の実施例における半導体装置の周
波数特性図
【図4】本発明の第1の実施例における半導体装置の周
波数特性図
【図5】本発明の第2の実施例における半導体装置を示
す電気回路図
【図6】本発明の第2の実施例における半導体装置を示
す電気回路図
【図7】本発明の第2の実施例における半導体装置の周
波数特性図
【図8】本発明の第2の実施例における半導体装置の周
波数特性図
【図9】従来の半導体装置を示す電気回路図
【符号の説明】
1  第1のコイル 2  第2のコイル 3  第1のトランジスタ 4  第2のトランジスタ 5  第1の定電流源 6  第4のトランジスタ 7  第5のトランジスタ 8  第2の定電流源 9  第1のコンデンサ 10  第1の抵抗 11  第2の抵抗 12  第3の抵抗 13  第4の抵抗 14  第5の抵抗 15  第6の抵抗 16  第7の抵抗 17  第8の抵抗 18  第9の抵抗 30  電源端子 31  LO入力端子 32  LO入力端子 51  LO増幅器 52  LO緩衝増幅器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも2つ以上のトランジスタで構成
    された差動増幅器の第1のトランジスタのソースと第2
    のトランジスタのソースを接続するとともに第1の定電
    流源を介して接地し、前記第1のトランジスタのドレイ
    ンに第2の抵抗の一端を接続し、前記第2のトランジス
    タのドレインに第3の抵抗の一端を接続し、前記第2の
    抵抗の他端と前記第3の抵抗の他端を接続するとともに
    第1の抵抗を介して電源端子に接続し、前記第2のトラ
    ンジスタのゲートを第1のコンデンサを介して接地する
    とともに第5の抵抗の一端に接続し、前記第1のトラン
    ジスタのゲートをLO入力端子とするとともに第4の抵
    抗の一端に接続し、前記第4の抵抗の他端を前記第5の
    抵抗の他端に接続するとともに第6の抵抗の他端と第7
    の抵抗の他端に接続し、前記第6の抵抗の一端を電源端
    子に接続し、前記第7の抵抗の一端を接地し、第4のト
    ランジスタのドレインと第5のトランジスタのドレイン
    を電源端子に接続し、前記第5のトランジスタのゲート
    を第1のコイルを介して前記第2のトランジスタのドレ
    インに接続し、前記第4のトランジスタのゲートを第2
    のコイルを介して前記第1のトランジスタのドレインに
    接続し、前記第4のトランジスタのソースと第8の抵抗
    の一端を接続するとともにLO出力端子とし、前記第5
    のトランジスタのソースと第9の抵抗の一端を接続する
    とともにLO出力端子とし、前記第8の抵抗の他端と前
    記第9の抵抗の他端を接続するとともに第2の定電流源
    を介して接地する構成とした半導体装置。
  2. 【請求項2】少なくとも2つ以上のトランジスタで構成
    された差動増幅器の第1のトランジスタのソースと第2
    のトランジスタのソースを接続するとともに第3のトラ
    ンジスタのドレインに接続し、前記第3のトランジスタ
    のゲートとソースを接地し、前記第1のトランジスタの
    ドレインに第2aのトランジスタのゲートとソースを接
    続するとともに第1aの抵抗の一端に接続し、前記第2
    のトランジスタのドレインに第3aのトランジスタのゲ
    ートとソースを接続するとともに第1aの抵抗の他端に
    接続し、前記第2aのトランジスタのドレインと前記第
    3aのトランジスタのドレインを電源端子に接続し、前
    記第2のトランジスタのゲートを第1のコンデンサを介
    して接地するとともに第5の抵抗の一端に接続し、前記
    第1のトランジスタのゲートをLO入力端子とするとと
    もに第4の抵抗の一端に接続し、前記第4の抵抗の他端
    を前記第5の抵抗の他端に接続するとともに第6の抵抗
    の他端と第7の抵抗の他端に接続し、前記第6の抵抗の
    一端を電源端子に接続し、前記第7の抵抗の一端を接地
    し、第4のトランジスタのドレインと第5のトランジス
    タのドレインを電源端子に接続し、前記第4のトランジ
    スタのゲートを前記第1のトランジスタのドレインに接
    続し、前記第5のトランジスタのゲートを前記第2のト
    ランジスタのドレインに接続し、前記第4のトランジス
    タのソースと第8の抵抗の一端を接続するとともにLO
    出力端子とし、前記第5のトランジスタのソースと第9
    の抵抗の一端を接続するとともにLO出力端子とし、前
    記第8の抵抗の他端と前記第9の抵抗の他端を接続する
    とともに第2の定電流源を介して接地する構成とした半
    導体装置。
JP2191891A 1991-02-15 1991-02-15 半導体装置 Pending JPH04260207A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009094595A (ja) * 2007-10-04 2009-04-30 Fujitsu Microelectronics Ltd 差動増幅回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009094595A (ja) * 2007-10-04 2009-04-30 Fujitsu Microelectronics Ltd 差動増幅回路

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