JPH05275930A - Multiplier - Google Patents

Multiplier

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Publication number
JPH05275930A
JPH05275930A JP1734692A JP1734692A JPH05275930A JP H05275930 A JPH05275930 A JP H05275930A JP 1734692 A JP1734692 A JP 1734692A JP 1734692 A JP1734692 A JP 1734692A JP H05275930 A JPH05275930 A JP H05275930A
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JP
Japan
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effect transistor
frequency
field effect
circuit
capacitance
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1734692A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Hosono
泰宏 細野
Kazuhiro Tawara
和弘 田原
Tatsuya Miya
龍也 宮
貞義 ▲吉▼田
Sadayoshi Yoshida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH05275930A publication Critical patent/JPH05275930A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce the area and to facilitate a highly integrated monolithic structure of a multiplier by constructing a BPF with use of the concentrated constant type capacity elements whose values are decided from a prescribed transmission characteristic and an inductance element. CONSTITUTION:A BPF 1 consists of an inductance element L1 and the concentrated constant type capacity elements C2 and C3 whose values are decided from the transmission characteristic including the parasitic capacity of a field effect transistor FET Q2 and the input capacity of a matching circuit 2. That is, the element C2 which is connected in series between the drain of an FET Q1 and an earth potential point and has the serial resonance at frequency f0 is used together with the element L1, together with the element C3 whose value is decided from the transmission characteristic including the parasitic capacity of the FET Q2 and the input capacity of the circuit 2 and which has the resonance parallel to the element L1 at frequency 2f0. In such a constitution of the BPF 1 using only the concentrated constant L1, C2 and C3, a circuit can be miniaturized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は逓倍器に関し、特に電界
効果トランジスタを非線形素子として使用する構成のマ
イクロ波用の逓倍器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiplier, and more particularly to a microwave multiplier having a structure in which a field effect transistor is used as a non-linear element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の逓倍器(例えば2逓倍器)は、図
4に示すように、周波数foの入力信号Vinを非線形
に増幅する電界効果トランジスタQ1と、この電界効果
トランジスタQ1の能動負荷であると同時に電界効果ト
ランジスタQ1へのDCバイアス回路となる電界効果ト
ランジスタQ2と、周波数foの信号をカットし、2倍
の周波数2foの信号を通過させる帯域通過フィルタ1
xと、通過させた2foの周波数の信号を外部に取り出
すための出力整合回路2と、ゲートバイアス回路の抵抗
R1とを備えた構成となっている。なお、容量素子C1
は入力信号VinのDCカット用である。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 4, a conventional multiplier (for example, a doubler) includes a field effect transistor Q1 that non-linearly amplifies an input signal Vin having a frequency fo and an active load of the field effect transistor Q1. At the same time, the field-effect transistor Q2 that serves as a DC bias circuit for the field-effect transistor Q1 and the band-pass filter 1 that cuts the signal of the frequency fo and passes the signal of the doubled frequency 2fo.
x, an output matching circuit 2 for taking out a passed signal having a frequency of 2fo to the outside, and a resistor R1 of a gate bias circuit. The capacitive element C1
Is for DC cutting of the input signal Vin.

【0003】この逓倍器において、周波数foの入力信
号Vinは電界効果トランジスタQ1により増幅される
が、この電界効果トランジスタはゲートバイアス回路の
抵抗I1により非線形領域で動作しているため、入力信
号Vinの2倍の周波数2foの2次高調波を発生す
る。高調波成分を含む信号は帯域通過フィルタ1xによ
り2foの周波数成分のみ取り出され、出力整合回路2
を経て出力(Vout)される。
In this multiplier, the input signal Vin having the frequency fo is amplified by the field effect transistor Q1. Since this field effect transistor operates in the non-linear region by the resistance I1 of the gate bias circuit, the input signal Vin of the input signal Vin Generates a second harmonic with twice the frequency 2fo. A signal including a harmonic component is extracted by the band-pass filter 1x only in the frequency component of 2fo, and the output matching circuit 2
And output (Vout).

【0004】帯域通過フィルタ1xは、通常、マイクロ
ストリップ線路を半波長共振素子として用いた分布定数
型回路となっている。
The bandpass filter 1x is usually a distributed constant type circuit using a microstrip line as a half-wavelength resonance element.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の逓倍器
では、帯域通過フィルタ1xとしてマイクロストリップ
線路を半波長共振素子として用いた分布定数型回路とな
っているため、共振素子等の面積が増大し、高集積化、
モノリシック化(MMIC化)が困難であるという欠点
があった。
In the above-mentioned conventional multiplier, the area of the resonance element and the like is increased because the bandpass filter 1x is a distributed constant type circuit using a microstrip line as a half-wavelength resonance element. High integration,
It has a drawback that it is difficult to make it monolithic (MMIC).

【0006】本発明の目的は、帯域通過フィリタの面積
を縮小し高集積化、モノリシック化を容易に実現できる
逓倍器を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a multiplier which can easily realize high integration and monolithic by reducing the area of the bandpass filter.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の逓倍器は、ソー
スを接地電位点と接続しドレイン及びゲートにそれぞれ
所定のバイアス電位が供給されて前記ゲートに伝達され
た入力信号の第1の周波数を逓倍した第2の周波数を含
む信号を出力する第1の電界効果トランジスタと、この
第1の電界効果トランジスタのドレインに前記バイアス
電位を供給する第2の電界効果トランジスタと、供給さ
れた信号を外部回路に整合させて出力する整合回路と、
前記第2の電界効果トランジスタの寄生容量及び前記整
合回路の入力容量を含めた伝達特性から値が決定された
集中定数型の容量素子及びインダクタンス素子で形成さ
れ前記第1の電界効果トランジスタの出力信号のうちの
少なくとも前記第1の周波数成分を除去し前記第2の周
波数成分を抽出して前記整合回路へ供給する帯域通過フ
ィルタとを有している。
According to the multiplier of the present invention, the source is connected to a ground potential point, and a predetermined bias potential is supplied to the drain and the gate, respectively, and the first frequency of the input signal transmitted to the gate. A first field-effect transistor that outputs a signal including a second frequency that is multiplied by, a second field-effect transistor that supplies the bias potential to the drain of the first field-effect transistor, and the supplied signal A matching circuit that matches and outputs to an external circuit,
An output signal of the first field effect transistor, which is formed by a lumped constant type capacitive element and an inductance element whose values are determined from the transfer characteristics including the parasitic capacitance of the second field effect transistor and the input capacitance of the matching circuit. A band pass filter for removing at least the first frequency component and extracting the second frequency component and supplying the second frequency component to the matching circuit.

【0008】また、整合回路が、所定の入力容量をもつ
ソースホロア回路で形成される。
Also, the matching circuit is formed by a source follower circuit having a predetermined input capacitance.

【0009】また、帯域通過フィルタが、第1の電界効
果トランジスタのドレインと接地電位点との間に直列接
続され第1の周波数に直列共振する第1の容量素子及び
第1のインダクタンス素子と、第2の電界効果トランジ
スタの寄生容量及び整合回路の入力容量を含めて第2の
周波数で前記第1のインダクタンス素子と並列共振する
ように値が決定された第2の容量素子とを備えて形成さ
れる。
Further, a bandpass filter is connected in series between the drain of the first field effect transistor and a ground potential point, and a first capacitance element and a first inductance element which are in series resonance at a first frequency, And a second capacitance element whose value is determined so as to resonate in parallel with the first inductance element at a second frequency including the parasitic capacitance of the second field effect transistor and the input capacitance of the matching circuit. To be done.

【0010】[0010]

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

【0011】図1は本発明の第1の実施例の回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.

【0012】この実施例が図4に示された従来の逓倍器
と相違する点は、帯域通過フィルタ1を、電界効果トラ
ンジスタQ2の寄生容量及び整合回路2の入力容量を含
めた伝達特性から値が決定された集中定数型の容量素子
C2,C3及びインダクタンス素子L1で形成し、更に
具体的には、電界効果トランジスタQ1のドレインと接
地電位点との間に直列接続され周波数fo直列共振する
容量素子C2及びインダクタンス素子L1と、電界効果
トランジスタQ2の寄生容量(CQ2)及び整合回路の入
力容量(Cin1)を含めて周波数2foでインダクタ
ンス素子L1と並列共振するように値が決定された容量
素子C3とを備えて形成した点にある。
The difference between this embodiment and the conventional multiplier shown in FIG. 4 is that the bandpass filter 1 has a value based on the transfer characteristics including the parasitic capacitance of the field effect transistor Q2 and the input capacitance of the matching circuit 2. Is formed by the lumped-constant type capacitance elements C2 and C3 and the inductance element L1 which are determined, and more specifically, the capacitance connected in series between the drain of the field effect transistor Q1 and the ground potential point and having the frequency fo series resonance. A capacitance element whose value is determined so as to resonate in parallel with the inductance element L1 at a frequency of 2fo, including the element C2 and the inductance element L1, the parasitic capacitance (C Q2 ) of the field effect transistor Q2, and the input capacitance (Cin1) of the matching circuit. And C3.

【0013】周波数foの入力信号Vinは電界効果ト
ランジスタQ1により増幅されると同時に歪んだ状態に
バイアスされているため、2次(以上)の高調波(ここ
でも特に2次を例にとる。)2foを発生する。
Since the input signal Vin of the frequency fo is amplified by the field effect transistor Q1 and is biased in a distorted state at the same time, a second (or higher) harmonic wave (here, the second order is particularly taken as an example). Generate 2fo.

【0014】図2は図1の帯域通過フィルタ1に関する
部分の等価回路図である。容量CQ2は電界効果トランジ
スタQ2の等価的な容量である。電界効果トランジスタ
Q1により発生した周波数fo,2foの周波数成分の
うち、周波数foの成分はインダクタンス素子L1と容
量素子C2との直列共振により接地電位点と短絡するよ
うにその値が選ばれており、周波数foの信号は次段以
降には伝搬しない。一方容量素子C3の値は、容量CQ2
及び整合回路2の入力容量Cin1との合成容量とイン
ダクタンス素子L1とで周波数2foで並列共振するよ
うに決定されている。このため周波数2foの信号は減
衰することなく整合回路2に伝搬される。整合回路2で
は周波数2foの信号に整合するよう、また外部回路と
整合するように定数設定されているため、結果的に周波
数2foの信号のみが出力信号Voutとして出力され
る。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a portion related to the bandpass filter 1 of FIG. The capacitance C Q2 is an equivalent capacitance of the field effect transistor Q2. Of the frequency components of the frequencies fo and 2fo generated by the field effect transistor Q1, the value of the component of the frequency fo is selected so as to be short-circuited to the ground potential point due to the series resonance of the inductance element L1 and the capacitance element C2. The signal of frequency fo does not propagate to the subsequent stages. On the other hand, the value of the capacitance element C3 is the capacitance C Q2
It is determined that the combined capacitance with the input capacitance Cin1 of the matching circuit 2 and the inductance element L1 resonate in parallel at the frequency 2fo. Therefore, the signal of frequency 2fo is propagated to the matching circuit 2 without being attenuated. In the matching circuit 2, the constants are set so as to match the signal of the frequency 2fo and to match with the external circuit, and as a result, only the signal of the frequency 2fo is output as the output signal Vout.

【0015】このように本実施例では、帯域通過フィル
タ1が集中定数(L1,C2,C3)のみで実現できて
いるため回路の小型化が図れ、逓倍器の高集積化,モノ
リシック化が実現できる。また本実施例では能動負荷と
して電界効果トランジスタQ2を用いているため、電界
効果トランジスタQ1への給電回路が1つの電界効果ト
ランジスタQ2のみで実現されており、バイアス回路も
小型化できる利点があり、高集積化,モノリシック化に
適した回路となっている。
As described above, in this embodiment, since the bandpass filter 1 can be realized only by the lumped constants (L1, C2, C3), the circuit can be downsized, and the multiplier can be highly integrated and monolithic. it can. Further, since the field effect transistor Q2 is used as the active load in this embodiment, the power feeding circuit to the field effect transistor Q1 is realized by only one field effect transistor Q2, and there is an advantage that the bias circuit can be downsized. The circuit is suitable for high integration and monolithic.

【0016】次に本発明の第2の実施例につき説明す
る。図3は本発明の第2の実施例の回路図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a circuit diagram of the second embodiment of the present invention.

【0017】この実施例は、整合回路2aを、ソース,
ドレインの一方を電源端子を接続しゲートを電界効果ト
ランジスタQ1のドレインと接続し入力容量Cin2を
もつ電界効果トランジスタQ3と、ゲート及びソースを
接地電位点と接続しドレインを電界効果トランジスタQ
3のソース・ドレインの他方を接続する電界効果トラン
ジスタQ4とを含むソースホロア回路で形成し、帯域通
過フィルタ1aを集中定数のインダクタンス素子L1,
容量素子C2の直列回路で形成し、かつ入力容量Cin
2の値が、容量CQ2との合成容量をインダクタンス素子
L1とで周波数2foで並列共振するようにして電界効
果トランジスタQ3のゲート幅サイズを決定している。
すなわちこの実施例は、第1の実施例における、容量素
子C3を、入力容量Cin2に含めた構成となってお
り、帯域通過フィルタと整合回路とを含めた回路を、第
1の実施例より更に小型化できるという利点がある。な
お、容量素子C4は出力のDCカット用である。
In this embodiment, the matching circuit 2a is connected to the source,
One of the drains is connected to the power supply terminal, the gate is connected to the drain of the field effect transistor Q1, the field effect transistor Q3 having the input capacitance Cin2, and the gate and the source are connected to the ground potential point and the drain is the field effect transistor Q3.
3 is formed of a source follower circuit including a field effect transistor Q4 connecting the other of the source and the drain, and the band pass filter 1a is formed by a lumped constant inductance element L1,
It is formed by a series circuit of the capacitive element C2 and has an input capacitance Cin.
The value of 2 determines the gate width size of the field effect transistor Q3 by causing the combined capacitance with the capacitance C Q2 to resonate in parallel with the inductance element L1 at the frequency 2fo.
That is, this embodiment has a configuration in which the capacitive element C3 in the first embodiment is included in the input capacitance Cin2, and a circuit including a bandpass filter and a matching circuit is further provided as compared with the first embodiment. There is an advantage that it can be miniaturized. The capacitive element C4 is for DC cutting of the output.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、帯域通過
フィルタを、第2の電界効果トランジスあの寄生容量及
び整合回路の入力容量を含めた伝達特性から値が決定さ
れた集中定数型の容量素子及びインダクタンス素子で形
成する構成とすることにより、帯域通過フィルタの面積
を縮小することができ、高集積化,モノリシック化が容
易になるという効果がある。
As described above, according to the present invention, the bandpass filter is a lumped constant type capacitor whose value is determined from the transfer characteristic including the parasitic capacitance of the second field effect transistor and the input capacitance of the matching circuit. By adopting a configuration in which the element and the inductance element are formed, there is an effect that the area of the band pass filter can be reduced, and high integration and monolithicization can be facilitated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示された実施例の帯域通過フィルタ部分
の等価回路図である。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a bandpass filter portion of the embodiment shown in FIG.

【図3】本発明の第2の実施例の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.

【図4】従来の逓倍器の一例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a conventional multiplier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,1x 帯域通過フィルタ 2,2a 整合回路 C1〜C4 容量素子 Cin1,Cin2 入力容量 L1 インダクタンス素子 Q1〜Q4 電界効果トランジスタ 1, 1a, 1x band pass filter 2, 2a matching circuit C1 to C4 capacitive element Cin1, Cin2 input capacitance L1 inductance element Q1 to Q4 field effect transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲吉▼田 貞義 東京都港区芝五丁目7番1号日本電気株式 会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor ▲ Yoshi ▼ Sadayoshi Tada 5-7 Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ソースを接地電位点と接続しドレイン及
びゲートにそれぞれ所定のバイアス電位が供給されて前
記ゲートに伝達された入力信号の第1の周波数を逓倍し
た第2の周波数を含む信号を出力する第1の電界効果ト
ランジスタと、この第1の電界効果トランジスタのドレ
インに前記バイアス電位を供給する第2の電界効果トラ
ンジスタと、供給された信号を外部回路に整合させて出
力する整合回路と、前記第2の電界効果トランジスタの
寄生容量及び前記整合回路の入力容量を含めた伝達特性
から値が決定された集中定数型の容量素子及びインダク
タンス素子で形成され前記第1の電界効果トランジスタ
の出力信号のうちの少なくとも前記第1の周波数成分を
除去し前記第2の周波数成分を抽出して前記整合回路へ
供給する帯域通過フィルタとを有することを特徴とする
逓倍器。
1. A signal including a second frequency obtained by multiplying a first frequency of an input signal transmitted to the gate by connecting a source to a ground potential point and supplying predetermined bias potentials to the drain and the gate, respectively. A first field effect transistor for outputting, a second field effect transistor for supplying the bias potential to the drain of the first field effect transistor, and a matching circuit for matching and outputting the supplied signal to an external circuit An output of the first field-effect transistor formed of a lumped-constant type capacitive element and an inductance element whose values are determined from the transfer characteristics including the parasitic capacitance of the second field-effect transistor and the input capacitance of the matching circuit. At least the first frequency component of the signal is removed and the second frequency component is extracted to supply the band pass filter to the matching circuit. A multiplier having a filter.
【請求項2】 整合回路が、所定の入力容量をもつソー
スホロア回路で形成された請求項1記載の逓倍器。
2. The multiplier according to claim 1, wherein the matching circuit is formed of a source follower circuit having a predetermined input capacitance.
【請求項3】 帯域通過フィルタが、第1の電界効果ト
ランジスタのドレインと接地電位点との間に直列接続さ
れ第1の周波数に直列共振する第1の容量素子及び第1
のインダクタンス素子と、第2の電界効果トランジスタ
の寄生容量及び整合回路の入力容量を含めて第2の周波
数で前記第1のインダクタンス素子と並列共振するよう
に値が決定された第2の容量素子とを備えて形成された
請求項1記載の逓倍器。
3. A band-pass filter is connected in series between the drain of the first field effect transistor and a ground potential point, and a first capacitive element that resonates in series at a first frequency and a first capacitive element.
Of the inductance element, the second capacitance element including the parasitic capacitance of the second field effect transistor and the input capacitance of the matching circuit, the value of which is determined so as to resonate in parallel with the first inductance element at the second frequency. A multiplier as claimed in claim 1 formed with:
JP1734692A 1992-02-03 1992-02-03 Multiplier Withdrawn JPH05275930A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012119819A (en) * 2010-11-30 2012-06-21 Waseda Univ Frequency multiplier
JP2017098664A (en) * 2015-11-19 2017-06-01 三菱電機株式会社 Frequency multiplier

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JP2012119819A (en) * 2010-11-30 2012-06-21 Waseda Univ Frequency multiplier
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Effective date: 19990518