JPH05175761A - 可制御増幅回路 - Google Patents

可制御増幅回路

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JPH05175761A
JPH05175761A JP4128884A JP12888492A JPH05175761A JP H05175761 A JPH05175761 A JP H05175761A JP 4128884 A JP4128884 A JP 4128884A JP 12888492 A JP12888492 A JP 12888492A JP H05175761 A JPH05175761 A JP H05175761A
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G1/00Details of arrangements for controlling amplification
    • H03G1/04Modifications of control circuit to reduce distortion caused by control
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G1/00Details of arrangements for controlling amplification
    • H03G1/0005Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
    • H03G1/0035Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal using continuously variable impedance elements
    • H03G1/007Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal using continuously variable impedance elements using FET type devices

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 直線性に対する制限を持たないか、または公
知の可制御増幅回路の制限よりもかなり少ない制限を有
し、直線的なゲインが得られる制御範囲がかなり低い給
電電圧で得られる可制御増幅回路を提供する。 【構成】 制御入力端子Ga2 を有する制御トランジスタ
Ta2 と、入力信号を可制御増幅するための電界効果増幅
トランジスタTa1 とを、給電電圧とグランドとの間に順
次カスコード配列して具え、制御トランジスタTa2 によ
り電界効果増幅トランジスタTa1 の動作点を、オーミッ
ク範囲においてゲイン制御信号の制御範囲の少なくとも
一部分でゲイン制御信号に依存して変えるようにした可
制御増幅回路において、制御入力端子Ga2 を、主として
制御範囲の上記の部分においてゲイン制御信号に応じて
反対方向に変化する可制御バイアス電圧を印加する可制
御バイアス回路Tbを経て、電界効果増幅トランジスタの
ゲート入力端子Ga1 にも結合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ゲイン制御信号を印
加する制御入力端子を有する制御トランジスタと、ゲー
ト入力端子に印加される入力信号を可制御増幅するため
の電界効果増幅トランジスタとを、給電電圧とグランド
との間に順次カスコード配列して具え、前記制御トラン
ジスタにより前記電界効果増幅トランジスタの動作点
を、オーミック範囲においてゲイン制御信号の制御範囲
の少なくとも一部分でゲイン制御信号に依存して変える
ようにした可制御増幅回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の可制御増幅回路は、特に特開昭
64−30311号公報において公知である。公知の可
制御増幅回路において、電界効果増幅トランジスタ(F
ET)および制御トランジスタのカスコード配列は、2
入力の4端子FET(以下4端子増幅器とも称する)の
それぞれ第1および第2の電界効果トランジスタにより
実現されている。第1のFETは、そのゲート入力端子
(以下第1のゲートと称する)に印加される高周波入力
信号を増幅する。この第1のFETのゲイン係数は、そ
の動作点に依存する。この動作点は、主としてドレイン
−ソース電圧によって制御される。この目的のために、
制御トランジスタとして作用する第2のFETは、第2
のゲート、すなわち第2のFETのゲート入力端子に印
加されるゲイン制御信号に依存して第1のFETのドレ
イン電圧を変える。第1のFETのゲインは、初期状態
すなわちゲイン制御を行っていない状態において最大に
なる。この状態では、第1のFETの動作点は、飽和範
囲での最大ドレイン−ソース電圧で決まる。このような
状態は、ゲイン制御信号が初期の最大値にあるときであ
る。第2のFETのソース電圧はそのゲート電圧にほぼ
追従し、かつ第1のFETのドレイン電圧に等しいの
で、ゲイン制御信号が減少すると、初期においては、ド
レイン−ソース電圧、したがって第1のFETのゲイン
が少なくとも減少する。この第1のFETの出力特性、
すなわちID −VDS特性では、このようなゲイン制御信
号の減少は、飽和範囲を通りオーミック範囲に向かって
その動作点がシフトする。
【0003】ゲイン制御信号の減少が継続すると、動作
点は所定の値(以下閾値と称する)を通って制御範囲の
上記の少なくとも一部分に達する。この閾値では、第1
のFETはその飽和状態から外れ、その時に第1のFE
Tは飽和範囲とオーミック範囲との間の遷移範囲(以下
屈曲範囲とも称する)にその動作点を持つ。このオーミ
ック範囲内で、ゲイン制御信号が減少すると、飽和範囲
内でゲイン制御信号が減少する場合よりも、はるかに急
激にFET4端子素子のドレイン電流ID は減少するこ
とになる。その結果、第1のFETのゲインは、ゲイン
制御信号の振幅の減少に応じてその閾値から急激に減少
する。ゲート−ソース電圧したがって非直線性は変わら
ないので、この第1のFETでのそれらの非直線性によ
って生じる歪みおよび混変調は、出力信号振幅に対して
かなり大きなものとなる。
【0004】これらの非直線性を低下させるため、公知
の可制御増幅回路においては、第1のFETのソースを
ソース抵抗を経てグランドに接続している。このソース
抵抗間の電圧はFET4端子素子のドレイン電流ID
応じて変化するので、ゲイン減少の場合にゲート−ソー
ス電圧を増加させる直流負帰還が得られる。そのとき、
ある程度の直線性が得られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】その直線性の程度は、
ソース抵抗の値に応じて増加する。しかし、必要とされ
る給電電圧もソース抵抗に応じて増加する。実際には、
給電電圧の値は制限され、特に電源として電池を用いる
場合には、必要とされる給電電圧は、可能な限り低くし
なければならない。このことは、公知の可制御増幅回路
の直線性に制限を課すことになる。
【0006】この発明の目的は、直線性に対する制限を
持たないか、または公知の可制御増幅回路の制限よりも
かなり少ない制限を有し、かつ直線的なゲインが得られ
る制御範囲が、公知の可制御増幅回路における給電電圧
よりもかなり低い給電電圧で少なくとも公知の制御範囲
に等しい前文に記述したタイプの可制御増幅回路を提供
するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】したがって、この発明に
よる可制御増幅回路は、制御入力端子を、主として制御
範囲の上記の部分においてゲイン制御信号に応じて反対
方向に変化する可制御バイアス電圧を印加する可制御バ
イアス回路を経て、前記電界効果増幅トランジスタのゲ
ート入力端子にも結合したことを特徴とするものであ
る。
【0008】その発明は、第2のFETのゲートに与え
られるゲイン制御信号を減少させると、第1のFETの
ゲートへの直流バイアス電圧が増加しても、第1のFE
Tの動作点が飽和範囲外となるようにゲインの低下が生
じるという認識に基づいている。
【0009】この発明では、このような認識に基づい
て、第1のFETのゲート−ソース電圧を増加させ、ド
レイン電圧を減少させ、ソース電圧を一定として第1の
FETの動作点を飽和範囲外とすることによって、制御
範囲のこの部分における非直線性の発生を防止するよう
にした。このように構成すると、直流電圧に関して第1
のFETのソースをグランドに直接接続することができ
る。公知の可制御増幅回路と対比して、ソース抵抗を用
いず、ソースおよびグランド間に電圧降下がないので、
給電電圧はかなり低くてもよい。
【0010】可制御バイアス回路を適切に設計すること
によって、ゲイン制御信号が変化すると第1のFETの
ゲートにおける可制御バイアス電圧の変化を、全体の制
御範囲内で第1のFETでの歪みが、所定の許容値を越
えないようにすることができる。
【0011】例えば、第1のFETの動作点を飽和範囲
とする可制御バイアス電圧が、ゲイン制御信号の減少に
応じて増加しないか、またはほとんど増加せず、動作点
を飽和範囲外とするゲイン制御信号に応じて相当大きく
増加するようにゲイン制御信号の減少によるゲインの減
衰量を増加させる場合には、可制御バイアス回路のゲイ
ンを増加することができる。
【0012】この発明による可制御増幅回路の好適な実
施例では、可制御バイアス回路は、ゲイン制御信号が上
記の制御範囲の部分において変化するのに応じて主とし
て動作してゲイン制御信号の位相を反転する閾値位相反
転段を具え、上記制御範囲部分を、電界効果増幅トラン
ジスタがその動作点を飽和範囲とオーミック範囲との間
の遷移範囲に持つ閾値によって制限する。
【0013】このように構成すれば、可制御バイアス回
路の有効な作用範囲が、第1のFETがターンオフする
範囲に制限され、ゲイン制御信号が減少して第1のFE
Tの動作点が飽和範囲内に入るようにゲインが不所望に
増加するのを防止する。
【0014】このような可制御増幅回路のさらに好まし
い実施例では、位相反転段は、グランドと給電電圧との
間に、順次にカスコード配列した他の電界効果トランジ
スタおよび可制御抵抗を具え、前記他の電界効果トラン
ジスタのゲート−ソース接合を、電流ミラーを形成する
電界効果増幅トランジスタの最大ゲインにおいて該電界
効果トランジスタのゲート−ソース接合に並列にすると
ともに、さらに上記位相反転段には上記の閾値を実現す
るための手段を設ける。
【0015】このように構成すれば、非制御状態におけ
る可制御増幅回路の定常電流の簡単な調整、したがって
ゲイン制御範囲の簡単な調整が可能になる。
【0016】可制御バイアス回路の簡単な実施例におい
ては、可制御バイアス回路の上記の他の電界効果トラン
ジスタおよび可制御抵抗を、第1および第2のゲート、
ソースおよびドレインを有する電界効果トランジスタバ
イアス4端子素子のそれぞれ第1および第2のトランジ
スタで構成し、ゲイン制御信号を上記の第2のゲートに
印加し、上記ソースをグランドに接続し、上記第1のゲ
ートを上記のドレインに短絡させ、上記のドレインを負
荷抵抗を経て給電電圧に接続すると共に、直列抵抗を経
て電界効果増幅トランジスタのゲートに接続する。
【0017】可制御バイアス回路を入力信号に対する負
荷としてノイズおよび信号損失を低下させるようにした
この発明による可制御増幅回路の他の好適な実施例で
は、可制御バイアス回路の出力インピーダンスを、例え
ばバイアス回路と電界効果増幅トランジスタのゲート入
力端子との間に直列抵抗を組み入れることによって高オ
ーム出力インピーダンスとする。
【0018】この実施例では、ゲイン制御を効率的に行
うため、閾値電圧を、上記電界効果トランジスタバイア
ス4端子素子の第2のトランジスタのゲートの幅と長さ
との比を、第1のトランジスタのそれよりも小さく選
ぶ。
【0019】この発明の更に他の実施例においては、可
制御バイアス回路のトランジスタと上記の第1および第
2の電界効果トランジスタとの間のトランジスタパラメ
ータのバラツキを補償するために、電界効果増幅トラン
ジスタおよび制御トランジスタを、上記の電界効果トラ
ンジスタバイアス4端子素子とともに共通の基板に集積
した4端子電界効果増幅器のそれぞれ第1および第2の
トランジスタで構成する。
【0020】更に他の好適な実施例では、位相反転段
に、ゲイン制御信号が上記の閾値に調整する分圧器を経
て印加される入力電極と、グランドに接続された参照電
極と、負荷抵抗を経て給電電圧に接続されると共に、電
界効果増幅トランジスタのゲートに結合される出力電極
とを有するトランジスタを設ける。
【0021】以下、この発明を図面を参照してさらに詳
細に説明する。図面において、同一の作用を成す素子に
は同一の参照符号を付してある。
【0022】
【実施例】図1は、この発明による可制御増幅回路の一
例を示すもので、高周波(RF)入力信号を受ける高周
波信号入力端子IRFと、ゲインが制御された高周波出力
信号を供給する高周波信号出力端子ORFと、ゲイン制御
信号を受ける制御入力端子IC とを有する。可制御増幅
回路は、2入力4端子電界効果トランジスタ(FET)
Ta(以下4端子増幅器とも称する)および給電電圧と
グランドとの間にカスコードに配列された第1および第
2のFETTa1およびTa2を具える。第1および第
2のFETTa1およびTa2のゲートGa1およびG
a2は、4端子増幅器Taのそれぞれ第1および第2の
ゲート入力端子を構成し、同時に第1のFETTa1の
ソースSaおよび第2のFETTa2のドレインは、4
端子増幅器Taのそれぞれソースおよびドレインを構成
する。第1のFETTa1は、増幅トランジスタとして
作用し、第2のFETTa2は、主として制御トランジ
スタとして作用する。高周波入力信号は、高周波(R
F)信号入力端子IRFを経て第1のFETTa1のゲー
トGa1に印加する。この第1のFETTa1のソース
Saはグランドに接続し、同時にTa1のドレインは第
2のFETTa2のソースも構成する。ゲイン制御信号
は、制御入力端子IC を経て第2のFETTa2のゲー
トGa2に印加する。第2のFETTa2のドレインD
aは、高周波漏れインダクタンスLを経て給電電圧に接
続すると共に、カップリングコンデンサC1を経て高周
波信号出力端子ORFに接続する。
【0023】制御入力端子IC は、2入力4端子FET
Tb(以下4端子増幅器Taと同様に、第1のFETT
b1および第2のFETTb2のカスコード配列を具え
るバイアス4端子素子Tbとも称する)によって構成さ
れる可制御バイアス回路にも接続する。第1および第2
のFETTb1およびTb2のゲートは、バイアス4端
子素子Tbのそれぞれ第1および第2のゲートを構成
し、同時に第1のFETTb1のソースSbおよび第2
のFETTb2のドレインは、バイアス4端子素子Tb
のそれぞれソースおよびドレインを構成する。バイアス
4端子素子Tbの第1のゲートGb1は、第2のFET
Tb2のドレインDbと短絡させる。第1のFETTb
1のソースSbはグランドに接続し、同時に第2のFE
TTb2のドレインDbは、抵抗R3を経て給電電圧に
接続する。この実施例では、抵抗R3を高周波漏れイン
ダクタンスLに対してTa2のドレインDaに共通に結
合する。高周波漏れインダクタンスLは、主として高周
波に対してバイアス4端子素子Tbを4端子増幅器Ta
から分離するのに使用されるので、抵抗R3を給電電圧
に直接接続することもできる。バイアス4端子素子Tb
のドレインDbは、直列抵抗R4を経て第1のFETT
a1のゲートGa1に結合する。このドレインDbはま
た、短絡用コンデンサC2を経てグランドに高周波的に
短絡する。制御入力端子IC は、分圧器R1,R2を経
てバイアス4端子素子Tbの第2のゲートGb2に接続
する。
【0024】以下、図5に示すグラフを参照して、図1
に示した可制御増幅回路の作用を説明する。図5におい
て、曲線1,2および3は、ドレイン−ソース電圧V
D1S 、すなわち第1のFETTa1のドレイン電圧VD1
とソース電圧VS との間の電圧と、増幅トランジスタT
a1のドレイン電流ID との関係を4端子増幅器Taの
ゲート−ソース電圧VG1S をパラメータとして示すもの
である。ここで、曲線1は、ゲート−ソース電圧VG1S
が1.5ボルトのときのTa1のドレイン−ソース電圧
D1S を関数とするドレイン電流ID の変化を示し、曲
線2は1ボルトのゲート−ソース電圧VG1S での同様の
変化を示し、曲線3は0.5ボルトのゲート−ソース電
圧VG1S での同様の変化を示すものとする。曲線1〜3
の各々は、ドレイン−ソース電圧VD1S が0から増加す
るのに従って、オーミック範囲O1,O2,O3、遷移
範囲T1,T2,T3および飽和範囲S1,S2,S3
のそれぞれ連続する3つの範囲に区別される。オーミッ
ク範囲では、第1のFETTa1のドレイン電流I
D は、ドレイン−ソース電圧VD1S に従ってほぼ直線的
に増加する。このオーミック範囲O1,O2,O3で
は、曲線1,2,3の傾きは、それぞれほぼ一定で、か
つ相対的に大きく、ゲート−ソース電圧VG1S の減少に
従って小さくなる。次の遷移範囲T1,T2,T3にお
いては、第1のFETTa1のドレイン−ソース電圧V
D1S が増加すると、曲線1,2,3の傾きは大きく減少
する。ここでは、ドレイン電流ID は、オーミック範囲
におけるよりもドレイン−ソース電圧VD1S に従って急
激には増加しない。ドレイン−ソース電圧VD1S が更に
増加すると、遷移範囲T1,T2,T3から飽和範囲S
1,S2,S3に移る。これらの飽和範囲S1,S2,
S3では、ドレイン電流ID は、ドレイン−ソース電圧
D1S の増加に従ってごく僅かに増加する。したがっ
て、飽和範囲S1,S2,S3での曲線1,2,3の傾
きは、ほぼ一定で、かつ比較的低く、この飽和範囲での
ドレイン電流ID の値(以下定常電流とも称する)はゲ
ート−ソース電圧VG1S が低くなると小さくなる。
【0025】非制御状態では、増幅トランジスタとして
作用する第1のFETTa1は、最大ゲインに調整され
る。すなわち、第1のFETTa1の動作点は、飽和範
囲に調整される。一例として、この非制御動作点(以下
定常または初期動作点とも称する)を図5の曲線2上に
点WPで示す。この曲線2は、点WPで負荷曲線LCと
交差する。負荷曲線LCは、第2のFETTa2を介し
てTa1のドレインに形成される負荷によって決定され
る。
【0026】初期動作点は、制御トランジスタとして動
作する第2のFETTa2のゲートGa2に印加される
ゲイン制御信号を最大値、例えば4ボルトに調整するこ
とによって得られる。この第2のFETTa2は、ま
た、その動作点を飽和範囲内に有し、その動作点はゲイ
ン制御期間中は殆ど変化しない。第2のFETTa2の
ドレインは、5ボルトの給電電圧に結合し、同時に第1
のFETTa1のソースはグランドに接続する。ゲート
Ga2に最大電圧を印加した状態では、Ta2のソース
は、第1のFETTa1のドレイン−ソース電圧VD1S
およびTa1のドレイン電流ID が最大値となるよう
に、最大値(例えば、具体的には3ボルト)に調整され
る。
【0027】制御入力端子IC に印加されるゲイン制御
信号は、バイアス4端子素子Tbの第2のゲート、すな
わちバイアス4端子素子Tbの第2のFETTb2の第
2のゲートGb2にも分圧器R1,R2を経て印加され
る。上記の定常状態では、ゲート電圧は、この第2のゲ
ートGb2で得られ、その電圧は十分高いので、第2の
FETTb2のドレイン−ソース間は非常に低いオーミ
ック値となり、短絡状態にあるとみなすことができる。
上述したように、バイアス4端子素子Tbの第1のゲー
トGb1は、このバイアス4端子素子TbのドレインD
bと短絡され、第1のFETTb1のソースはグランド
に接続されている。何らの電流も4端子増幅器Taの第
1のゲートGa1に供給されないと、直列抵抗R4に電
圧は生ぜず、第1のゲートGa1の電圧は、バイアス4
端子素子Tbの第1のゲートGb1の電圧と等しくな
る。したがって、バイアス4端子素子Tbの第1のFE
TTb1は、4端子増幅器Taの第1のFETTa1と
ともに、この非制御状態では電流ミラーとして作用す
る。増幅トランジスタTa1のドレイン電流ID は、抵
抗R3の値を適切に選ぶことによって初期の定常値に簡
単に調整できる。
【0028】Ta2のゲートGa2へのゲイン制御信号
の振幅を減少させることによってゲインが低下する。ゲ
ートGa2の電圧が減少すると、Ta2のソースの電圧
も減少する。上述したように、Ta2のソース電圧は、
Ta1のドレイン電圧VD1と等しいので、Ta1のドレ
イン−ソース電圧も減少する。その結果、ドレイン電流
D も、Ta1のドレイン−ソース電圧VD1S の減少に
応じてわずかに減少し、上記の例では、第1のFETT
a1の動作点(WP)は、飽和範囲S2内で、遷移範囲
T2の方向に曲線2に沿って移動し、ゲインが低下す
る。
【0029】分圧器R1およびR2の分圧率は、非制御
状態において、制御入力端子IC へのゲイン制御信号が
減少するとき、Ta1がその飽和状態から出ない、すな
わち第1の増幅器FETTa1の動作点が飽和範囲(曲
線2のS2)にある限りにおいて、バイアス4端子素子
Tbの上記の定常状態の変化を生じないか、または殆ど
生じないように選択する。実際に、この場合には、6〜
10dBのゲイン低下が現れる。ゲイン制御信号が減少
すると、Ta1の動作点が遷移範囲T2に達するまで増
幅トランジスタTa1のドレイン−ソース電圧VD1S
減少し、このときゲートGb2の電圧は、はじめてTb
2の導通に影響を与える程度まで減少するので、バイア
ス4端子素子Tbの第2のFETTb2のソース−ドレ
イン間の抵抗は、Gb2への電圧の減少に従って増加す
る。その結果、Ta1とともにTb1の電流ミラー動作
が失われ、バイアス4端子素子Tbを流れるドレイン電
流ID は減少し、抵抗R3を流れる電流も減少し、Tb
のドレインDbの電圧が増加する。何らの電流が直列抵
抗R4を通して流れないので、増幅器FETTa1のゲ
ートGa1の電圧は、バイアス4端子素子Tbのドレイ
ンDbの電圧に追従して増加する。このように、バイア
ス4端子素子Tbおよび抵抗R1〜R4で構成された可
制御バイアス回路は、制御入力端子IC へのゲイン制御
信号の減少が、結果として増幅器FETTa1の第1の
ゲートGa1の電圧の増加を生じるので、位相反転段と
みなすことができる。この位相反転段の作用する範囲
は、分圧器R1およびR2で調整される入力閾値電圧で
決定される。この実施例では、Ta1の動作点が飽和範
囲(S2)とオーミック範囲(曲線2上のO2)との間
の遷移範囲(T2)にあるときに、入力閾値電圧に達す
るようにする。制御入力端子IC へのゲイン制御信号が
更に減少すると、増幅器FETTa1のドレイン−ソー
ス電圧VD1S も、この増幅器FETTa1の動作点がオ
ーミック範囲(O2)に達するまで、さらに減少する。
【0030】このゲイン制御信号が更に減少する結果、
ゲートGb2の電圧は分圧器R1,R2を経てさらに減
少し、バイアス4端子素子Tbの第2のFETTb2の
ソース−ドレイン間の抵抗は、さらに増加する。これに
より、バイアス4端子素子Tbのドレイン電流ID が更
に減少すると共に、バイアス4端子素子Tbのドレイン
Dbのドレイン電圧が更に増加して、増幅器FETTa
1の第1のゲートGa1の電圧が増加する。
【0031】増幅器FETTa1のソースSaはグラン
ドに接続されているので、ゲートGa1の電圧増加は、
ゲート−ソース電圧VG1S の増加に直接対応する。特
に、このオーミック範囲内で、上記の比較的低い5ボル
トの給電電圧においても、増幅すべきRF入力信号のA
C−DC比は、直線的なゲインを得るのに有利で、かつ
全体に亘って有効なゲイン制御が行われるようなものと
なる。
【0032】このように、オーミック範囲で増幅器FE
TTa1のゲート−ソース電圧VG1 S が増加すると、I
D −VD1S 特性曲線の傾きが増加し、Ta1の動作点が
曲線2から曲線1に移り、Ta1の出力インピーダンス
が低下し、干渉成分は著しく低下する。実際に、増幅器
FETTa1の出力での干渉電圧は、上記のTa1の出
力インピーダンスに従って減少する。
【0033】増幅器FETTa1の動作点が飽和範囲か
ら外れた場合には、増幅器FETTa1のゲインは、こ
の増幅器FETTa1のゲートGa1における可制御バ
イアス電圧の増加にもかかわらず、逆に、制御トランジ
スタFETTa2のゲートGa2のゲイン制御電圧の減
少に従って減少する。このバイアス範囲では、ゲインは
ゲイン制御信号に従って明瞭に変化する。
【0034】一方、増幅器FETTa1の動作点が飽和
範囲内にある場合には、Ta1のゲートGa1の電圧が
増加しても、制御トランジスタFETTa2のゲートG
a2のゲイン制御電圧が減少することによるゲインの減
少は完全に起こらず、むしろゲインは増加するようにな
る。これを防止するには、FETTa2のゲートGa2
へのゲイン制御電圧が減少して増幅トランジスタTa1
がオーミック範囲にバイアスされるまで、Ta1のゲー
トGa1の電圧は著しく増加しないようにする必要があ
る。これは、バイアス回路を適切に設計することによっ
て達成することができる。すなわち、バイアス4端子素
子Tbを流れ、Ta1をオーミック範囲にバイアスする
ための電流が、ゲイン制御信号が減少するまで、著しく
減少しないようにする。
【0035】前述したこの発明による可制御増幅回路に
おいて、制御動作は、制御入力端子IC からバイアス4
端子素子TbのゲートGb2に、閾値回路として作用す
る分圧器R1,R2を経てゲイン制御信号を印加するこ
とで最適に行われる。しかし、Ta1の飽和範囲におけ
る上述の不所望な制御動作は、他の方法、例えば可制御
バイアス回路と増幅トランジスタTa1のゲート入力端
子との間に適切に選択された閾値を有する閾値回路を挿
入することによって回避できる。
【0036】しかし、増幅器FETTa1が飽和するゲ
イン制御範囲の部分は、全体のゲイン制御範囲と比較す
ると、実際には比較的小さく、40〜60dBの範囲内
の僅か6〜10dBである。
【0037】図1に示したこの発明による可制御増幅回
路の実施例において、増幅トランジスタおよび制御トラ
ンジスタは、FET4端子素子をもって構成している。
この発明によれば、増幅トランジスタとして作用する電
界効果トランジスタを制御トランジスタとして作用する
バイポーラトランジスタとカスコードに配列することも
できることは明白である。同様に、バイアス4端子素子
Tbを、第1のFETTb1として作用するFETおよ
びバイアス4端子素子Tbの第2のFETTb2として
作用する可制御抵抗に置き換えることもできる。この場
合、この可制御抵抗の値は、ゲイン制御信号に依存して
変化させる必要がある。
【0038】直列抵抗R4の値は、高周波信号入力端子
RFに与えられる入力信号が、減結合コンデンサC2を
経てグランドに流れるのを防止して、高周波入力信号の
信号エネルギーが増幅器FETTa1のゲート入力端子
Ga1に印加されるのを実現するために、十分高い値に
選択する。このようにして、直列抵抗R4によってSN
比を改善することができる。
【0039】実験装置では、給電電圧が5ボルト、抵抗
R1〜R4がそれぞれ10kΩ,40kΩ,25〜30
kΩ,50〜100kΩ、コンデンサC1およびC2が
それぞれ4700pFおよび10pFとした。
【0040】一実施例においては、少なくともTaの第
1のFETTa1を、Tbと同じ基板に集積して、トラ
ンジスタパラメータの相対的なパラツキを最小にし、定
常電流のバイアスにおける絶対的な変動は、負荷抵抗R
3で補償する。
【0041】バイアスFET4端子素子Tbの第2のト
ランジスタTb2のゲートの幅と長さとの比率を、第1
のトランジスタTb1のそれよりも小さく選ぶことによ
って、最適な制御動作が可能となる。この比率を正確に
選択すれば、分圧器R1,R2を省くことができ、すな
わちR1を短絡回路(R1=0Ω)にでき、R2を省略
(R2=∞)できる。Tbのゲート幅を極めて小さく
(Taのゲート幅の少なくとも1/50)すれば、R4
およびC2も省くことができ、すなわちR4=0Ωおよ
びC2=0pFにできる。
【0042】可制御バイアス回路の他の実施例の幾つか
を図2〜4に示す。図2は、ゲート、ソースおよびドレ
インが、それぞれ入力、参照および出力電極を構成する
共通ソース配置としたバイアスFETB1を示すもので
ある。正しい振幅を持つゲイン制御信号を、分圧器R1
およびR2を経てゲートに印加する。バイアスFETB
1のソースは、ソース抵抗R5を経てグランドに接続す
る。非制御状態、すなわち制御入力端子IC へのゲイン
制御信号が最大値の場合には、B1のゲートの電圧も最
大となり、B1のドレイン電流およびそれにより抵抗R
3で生じる電圧が最大となる。B1のドレインの電圧お
よび増幅トランジスタTa1の第1のゲートGa1の電
圧は最小になる。ゲイン制御信号が減少すると、B1の
ゲートの電圧は減少し、それによりB1を流れるドレイ
ン電流も減少する。その結果、R3間の電圧は減少し、
B1のドレインの電圧がTa1のゲートGa1の電圧と
同様に増加する。このように、図2に示す回路B1,R
1〜R5は、閾値位相反転段、すなわち可制御バイアス
回路として作用する。B1のゲインは、R1〜R5の値
を適切に設計することによって適正な値に調整すること
ができる。
【0043】図3は、図2と同様の実施例を示すもの
で、電界効果トランジスタB1を、ベース、エミッタお
よびコレクタが、それぞれ入力、参照および出力電極を
構成するバイポーラトランジスタB2に置き換えたもの
である。原則として、回路B2,R1〜R5の作用は、
上述した図2の回路の作用と一致するので、説明を省略
する。
【0044】図4は、第2のゲートGb2、ソースおよ
びドレインが、それぞれ入力、参照および出力電極を構
成するバイアス4端子素子Tbを用いる閾値位相反転段
を示すものである。バイアス4端子素子Tbは、第1の
FETTb1の第1のゲートGb1における分圧器R6
およびR7を経て特定のゲインに調整される。制御入力
端子IC へのゲイン制御信号は、分圧器R1およびR2
を経て正しい値に設定され、バイアス4端子素子Tbの
第2のFETTb2のゲートに印加される。原則とし
て、図4に示す閾値位相反転段の作用は、図2および3
の回路の作用と一致する。
【0045】図6において、曲線4,5,6は、増幅ト
ランジスタTa1に一定のゲートバイアス電圧を印加
し、それぞれソースをグランドに接続した公知の可制御
増幅回路、増幅トランジスタTa1のソースを80Ωの
ソース抵抗を経てグランドに接続した同種の公知の増幅
制御回路、およびこの発明による可制御増幅回路におけ
る歪みの変化を示すものである。テスト信号で80%の
変調度に振幅変調された不所望な110MHz(funw
)のキャリアとともに無変調の所望の100MHz
(fw )のキャリアを、これらの増幅回路の高周波信号
入力端子IRFに印加する。増幅回路の非直線性の結果、
混変調が生じ、増幅回路の出力端子ORFに、テスト信号
が所望の100MHzのキャリア上に振幅変調されて現
れる。100MHzの所望のキャリア上に、上述した変
調度の1%、すなわち0.8%の変調度で、振幅変調さ
れたテスト信号が出力端子ORFに現れるときの高周波入
力端子I RFに与えられる110MHzの不所望な変調キ
ャリアの振幅(Uunw )を測定した。この場合の混変調
は1%混変調と呼ばれている。上述した不所望な変調キ
ャリアの振幅は、直線性の増加に従って増加することは
明らかである。
【0046】曲線4から、ソース抵抗のない公知の可制
御増幅回路は、ほぼ全体の制御範囲内において、比較的
小さいテスト信号の振幅で、すでに1%の混変調を生じ
ることが明らかである。曲線5から、特にゲイン減衰が
大きい範囲では、混変調の低下、すなわち所定のゲイン
の直線性がソース抵抗によって得られることが明らかで
ある。しかし、曲線6は、この発明による可制御増幅回
路が、ソース負帰還を使用している公知の可制御増幅回
路と比べて、5ボルトの比較的低い給電電圧の使用にも
かかわらず、顕著な改善をもたらすことを示している。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による可制御増幅回路の一例を示す図
である。
【図2】この発明による可制御増幅回路に使用する可制
御バイアス回路の他の例を示す図である。
【図3】同じく可制御バイアス回路のさらに他の例を示
す図である。
【図4】同じく可制御バイアス回路のさらに他の例を示
す図である。
【図5】この発明による可制御増幅回路における第1の
FETの出力特性曲線、すなわちID −VDS特性曲線を
示す図である。
【図6】ソース抵抗を用いる場合と、この発明による場
合とのゲイン低下に依存する歪みの変化を表す種々の特
性曲線を示す図である。
【符号の説明】
RF 高周波信号入力端子 ORF 高周波信号出力端子 IC 制御入力端子 Ta 4端子増幅器 Ta1 第1のFET Ta2 第2のFET Ga1,Ga2 ゲート Sa ソース Da ドレイン L 高周波漏れインダクタンス C1 カップリングコンデンサ Tb バイアス4端子素子 Tb1 第1のFET Tb2 第2のFET Sb ソース Db ドレイン R1,R2 分圧器 R3〜R7 抵抗 C2 短絡用コンデンサ B1 バイアスFET B2 バイポーラトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルーイス プラームスマ オランダ国 ナイメーヘン ヘルストウェ ハ 2

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゲイン制御信号を印加する制御入力端子
    を有する制御トランジスタと、ゲート入力端子に印加さ
    れる入力信号を可制御増幅するための電界効果増幅トラ
    ンジスタとを、給電電圧とグランドとの間に順次カスコ
    ード配列して具え、前記制御トランジスタにより前記電
    界効果増幅トランジスタの動作点を、オーミック範囲に
    おいてゲイン制御信号の制御範囲の少なくとも一部分で
    ゲイン制御信号に依存して変えるようにした可制御増幅
    回路において、前記制御入力端子を、主として制御範囲
    の上記の部分において前記ゲイン制御信号に応じて反対
    方向に変化する可制御バイアス電圧を印加する可制御バ
    イアス回路を経て、前記電界効果増幅トランジスタのゲ
    ート入力端子にも結合したことを特徴とする可制御増幅
    回路。
  2. 【請求項2】 前記可制御バイアス回路は、前記ゲイン
    制御信号が上記の制御範囲の部分において変化するのに
    応じて主として動作して前記ゲイン制御信号の位相を反
    転する閾値位相反転段を具え、上記制御範囲部分を、前
    記電界効果増幅トランジスタがその動作点を飽和範囲と
    オーミック範囲との間の遷移範囲に持つ閾値によって制
    限することを特徴とする請求項1記載の可制御増幅回
    路。
  3. 【請求項3】 前記位相反転段は、グランドと給電電圧
    との間に順次にカスコード配列した他の電界効果トラン
    ジスタおよび可制御抵抗を具え、前記他の電界効果トラ
    ンジスタのゲート−ソース接合を、電流ミラーを形成す
    る前記電界効果増幅トランジスタの最大ゲインで、該電
    界効果トランジスタのゲート−ソース接合に並列にする
    とともに、さらに前記位相反転段には前記閾値を実現す
    るための手段を設けたことを特徴とする請求項2記載の
    可制御増幅回路。
  4. 【請求項4】 前記可制御バイアス回路の前記他の電界
    効果トランジスタおよび可制御抵抗は、第1および第2
    のゲート、ソースおよびドレインを有する電界効果トラ
    ンジスタバイアス4端子素子のそれぞれ第1および第2
    のトランジスタで構成し、前記ゲイン制御信号を前記第
    2のゲートに印加し、前記ソースをグランドに接続し、
    前記第1のゲートを前記ドレインに短絡し、前記ドレイ
    ンを負荷抵抗を経て給電電圧に接続すると共に、直列抵
    抗を経て前記電界効果増幅トランジスタのゲートに接続
    することを特徴とする請求項3記載の可制御増幅回路。
  5. 【請求項5】 前記電界効果トランジスタバイアス4端
    子素子の前記第2のトランジスタのゲートの幅と長さと
    の比率を、前記第1のトランジスタのそれよりも小さく
    することを特徴とする請求項4記載の可制御増幅回路。
  6. 【請求項6】 前記電界効果増幅トランジスタおよび制
    御トランジスタを、前記電界効果トランジスタバイアス
    4端子素子とともに共通の基板に集積した電界効果トラ
    ンジスタ4端子増幅器のそれぞれ第1および第2のトラ
    ンジスタで構成することを特徴とする請求項4または5
    記載の可制御増幅回路。
  7. 【請求項7】 前記位相反転段に、前記ゲイン制御信号
    が前記閾値に調整する分圧器を経て印加される入力電極
    と、グランドに接続される参照電極と、負荷抵抗を経て
    給電電圧に接続されると共に、前記電界効果増幅トラン
    ジスタのゲートに結合される出力電極とを有するトラン
    ジスタを設けたことを特徴とする請求項2記載の可制御
    増幅回路。
  8. 【請求項8】 前記可制御バイアス回路は、高オーム出
    力インピーダンスを有することを特徴とする請求項1〜
    7のいずれか記載の可制御増幅回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007043540A (ja) * 2005-08-04 2007-02-15 Alps Electric Co Ltd バイアス電圧設定機構を備えた増幅回路

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5337019A (en) * 1992-02-20 1994-08-09 Siemens Aktiengesellschaft Integrated circuit arrangement
DE19738940C1 (de) * 1997-09-05 1999-02-11 Siemens Ag Verstärkerschaltung
KR100282420B1 (ko) * 1997-12-23 2001-02-15 김영환 입력버퍼회로
DE19827702C2 (de) * 1998-06-22 2000-06-08 Siemens Ag Verstärkerschaltung mit aktiver Arbeitspunkteinstellung
US6639470B1 (en) * 2000-10-06 2003-10-28 Skyworks Solutions, Inc. Constant current biasing circuit for linear power amplifiers
JP6922511B2 (ja) * 2017-07-21 2021-08-18 富士通株式会社 バイアス回路および光受信機

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3443240A (en) * 1967-12-11 1969-05-06 Rca Corp Gain control biasing circuits for field-effect transistors
JPS54846A (en) * 1977-06-06 1979-01-06 Hitachi Ltd High frequency amplifier circuit
DE2911514C2 (de) * 1979-03-23 1982-07-15 Texas Instruments Deutschland Gmbh, 8050 Freising HF-Verstärkerschaltung
JPH0779216B2 (ja) * 1986-09-19 1995-08-23 松下電器産業株式会社 高周波増幅装置
NL8800989A (nl) * 1988-04-15 1989-11-01 At & T & Philips Telecomm Regelversterker.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007043540A (ja) * 2005-08-04 2007-02-15 Alps Electric Co Ltd バイアス電圧設定機構を備えた増幅回路

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