JPH05199051A - 増幅用トランジスタのゲートバイアス発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＦＥＴの内部温度上昇に伴う利得変動を抑え
て、高周波パルス信号の頂上部の平坦化を可能とする。 【構成】 増幅用ＦＥＴ６のゲートバイアス電圧ｄを発
生するために、高周波入力信号ｅの供給前に立上るバイ
アス信号ａを微分回路２へ入力して微分する。この微分
出力ｃとバイアス信号ａに比例した電圧ｄ（バイアス回
路３で生成）とを加算回路４で加算する。この加算出力
をＦＥＴ６のゲートバイアスｄとする。 【効果】 高周波入力信号ｅの供給前に、ゲートバイア
ス電圧を急速に立上げておき、ＦＥＴのドレイン電流を
流して内部温度を急速に上昇させ、利得を安定化してお
く。その後、高周波入力が印加されれば、一定振幅のパ
ルスが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は増幅用トランジスタのゲートバイ
アス発生回路に関し、特にレーダ装置や航法装置等に使
用され電界効果トランジスタを増幅素子として用いた高
周波パルス信号増幅回路のゲートバイアス発生回路に関
するものである。

【０００２】

【従来技術】レーダ装置や航法装置等に使用される高周
波パルス信号を増幅する増幅回路においては、高周波パ
ルス信号の頂上部の平坦性が厳しく要求される。そのた
めに、従来は増幅素子である電界効果トランジスタのゲ
ート及びドレインに常時所定の直流電圧を加えてＡ級動
作させる方法や、ゲートバイアスまたはドレインバイア
スを高周波パルス信号の存在する期間だけ印加すると共
に、高周波パルス入力信号に対して電界効果トランジス
タの高周波パルス増幅特性と逆の補正を予め加えて入力
する等の方法が採用されている。

【０００３】常時ゲートバイアス及びドレインバイアス
として直流電圧を加えてＡ級動作させる方法では、高周
波パルス信号が印加されていない間もドレイン電流が流
れるために、消費電力が多いという欠点がある。

【０００４】ゲートバイアスやドレインバイアスを高周
波パルス信号の入力に同期してスイッチングする方法で
は、以下の如き欠点がある。

【０００５】図３を参照すると、電界効果トランジスタ
の時間対内部温度特性（Ａ）及び時間対利得特性（Ｂ）
の各点線に示される様に、一般的に電界効果トランジス
タの利得は内部温度の上昇と共に緩やかに減少する。

【０００６】従って、ゲートバイアスやドレインバイア
スをスイッチングする方法では、高周波パルス入力信号
を電界効果トランジスタへ入力する前にゲートバイアス
やドレインバイアスを加えておき、予め内部温度を上昇
させ、利得変動が小さくなって安定化してから高周波パ
ルス信号を入力する必要がある。

【０００７】しかしながら、内部温度の上昇は図３
（Ａ）の点線に示す如く緩やかであり、利得変動は避け
られず、よって別に高周波パルス信号の波形補正のため
に複雑な補正回路が必要となるという欠点がある。ま
た、個々のトランジスタの特性偏差により調整が必要で
あるという欠点もある。

【０００８】

【発明の目的】本発明の目的は、増幅用電界効果トラン
ジスタの内部温度上昇に伴う利得変動を極力抑えて、高
周波パルス信号の頂上部の平坦化を可能とした増幅用ト
ランジスタのゲートバイアス発生回路を提供することで
ある。

【０００９】

【発明の構成】本発明によれば、高周波信号を増幅する
電界効果トランジスタのゲートバイアス発生回路であっ
て、前記高周波信号の前記トランジスタのゲートへの入
力開始の所定時間前から入力終了までの間発生される前
記トランジスタへのゲートバイアス電圧を所定時定数に
より微分する微分手段と、前記ゲートバイアス電圧と前
記微分手段の出力とを加算する加算手段と、この加算出
力を前記トランジスタに対してゲートバイアスとして供
給する手段とを含むことを特徴とする増幅用トランジス
タのゲートバイアス発生回路が得られる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳細に説明する。

【００１１】図１は本発明の実施例の回路図である。増
幅回路５は増幅用電界効果トランジスタ６を有し、高周
波入力端子９からの入力信号ｅがコンデンサＣ2 を介し
てゲートに印加されている。そのドレインにはチョーク
コイルＬ1 を介して電源供給端子１１から動作電源電圧
が供給され、ドレイン出力ｆがコンデンサＣ3 を介して
高周波増幅出力端子１０へ導出されている。

【００１２】このトランジスタ６のゲートバイアス電圧
ｄは抵抗Ｒ9 を介して供給されるが、このゲートバイア
ス電圧ｄを発生すべく微分回路２、バイアス回路３及び
加算回路４が設けられている。

【００１３】微分回路２はコンデンサＣ1 と抵抗Ｒ4 と
により構成され、これ等素子により決定される時定数で
入力端子１に印加されるバイアス信号ａを微分する。こ
の入力端子１に印加される信号ａを用いて増幅用トラン
ジスタ６のゲートバイアス電圧ｄが生成されるのであ
る。

【００１４】入力端子１に印加されたバイアス信号ａは
バイアス回路３へも入力されている。この回路３は抵抗
Ｒ1 〜Ｒ3 と、電界効果トランジスタ７とにより構成さ
れ、電圧負帰還形バイアス回路となっている。このトラ
ンジスタ７は増幅用トランジスタ６と同一の直流特性を
有するものが使用される。

【００１５】この回路３により、入力端子１に印加され
たバイアス信号ａの存在期間だけ設定バイアス電圧ｂが
生成される。バイアス信号ａが入力されない期間は、電
源供給端子８からの供給電圧に等しい電圧が発生され、
このとき増幅用トランジスタ６はオフ状態になる様なゲ
ートバイアス電圧ｄが発生されるように予め各回路定数
が定められているものとする。

【００１６】この電圧ｂと微分出力ｃとが加算回路４に
て加算される。この加算回路４は差動アンプ１２，１３
と抵抗Ｒ5 〜Ｒ8 とからなり、両電圧ｂ，ｃは前段の差
動アンプ１２で加算されて反転され、後段の差動アンプ
１３にて更に反転されてゲートバイアス電圧ｄとして出
力される。

【００１７】図２（ａ）〜（ｆ）は図１の回路の各部信
号ａ〜ｆの波形を夫々対応して示しており、図２（ｇ）
は増幅用トランジスタ６に対して何等補正処理を施さな
い場合の増幅出力波形を示す。

【００１８】入力端子１へ入力されるバイアス信号ａは
図２（ａ）に示す如く、高周波パルス入力信号ｅが入力
端子９へ印加されるよりも所定時間ｔ0 だけ早く立上
り、かつ入力信号ｅが存在する間ハイレベルとなってお
り、更に入力信号ｅの終了と同時に立下る様な波形であ
る。

【００１９】このバイアス電圧ａの微分回路２による微
分出力ｃは図２（ｃ）の如くなり、またバイアス回路３
による出力ｂは図２（ｂ）の如くなる。よって、加算回
路４の加算出力ｄは図２（ｄ）の様になってこれが増幅
用トランジスタ６のゲートバイアス電圧として印加され
る。

【００２０】バイアス信号ａが印加されてから高周波パ
ルス入力信号ｅが印加されるまでの期間ｔ0 の間は、ト
ランジスタ６のゲートバイアス電圧ｄはドレイン電流を
最大流す電圧まで急速に上昇する。よって、図３（Ａ）
の実線に示す如くトランジスタ６の内部温度は急上昇
し、図３（Ｂ）の実線のように利得変動は急速に小さく
なるのである。

【００２１】従って、トランジスタ６のゲートへ入力が
印加されるときには、既にその利得は安定して一定とな
っているので、増幅出力ｆは図２（ｆ）の様に、パルス
の頂上部は全て平坦化される。

【００２２】

【発明の効果】叙上の如く、本発明によれば、増幅入力
信号の印加直前に増幅用トランジスタの内部温度を急上
昇させる様なゲートバイアス電圧を発生するようにした
ので、増幅入力信号がゲートへ印加されるときには既に
トランジスタの内部温度は高いところで安定し利得も安
定することになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の回路図である。

【図２】本発明の実施例の回路の各部動作波形図であ
る。

【図３】（Ａ）は電界効果トランジスタの時間対内部温
度特性図、（Ｂ）は同じく時間対利得特性図である。

【符号の説明】

１ バイアス信号入力端子 ２ 微分回路 ３ バイアス回路 ４ 加算回路 ５ 増幅回路 ６ 増幅用電界効果トランジスタ ７ バイアス用電界効果トランジスタ ８，１１ 電源供給端子 ９ 高周波パルス信号入力端子 １０ 高周波パルス信号出力端子 １２，１３ 差動アンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波信号を増幅する電界効果トランジ
   スタのゲートバイアス発生回路であって、前記高周波信
   号の前記トランジスタのゲートへの入力開始の所定時間
   前から入力終了までの間発生される前記トランジスタへ
   のゲートバイアス電圧を所定時定数により微分する微分
   手段と、前記ゲートバイアス電圧と前記微分手段の出力
   とを加算する加算手段と、この加算出力を前記トランジ
   スタに対してゲートバイアスとして供給する手段とを含
   むことを特徴とする増幅用トランジスタのゲートバイア
   ス発生回路。