JPH0661765A - 電界効果トランジスタの増幅率の電圧制御のための回路装置 - Google Patents

電界効果トランジスタの増幅率の電圧制御のための回路装置

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JPH0661765A
JPH0661765A JP5051351A JP5135193A JPH0661765A JP H0661765 A JPH0661765 A JP H0661765A JP 5051351 A JP5051351 A JP 5051351A JP 5135193 A JP5135193 A JP 5135193A JP H0661765 A JPH0661765 A JP H0661765A
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G1/00Details of arrangements for controlling amplification
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    • 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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  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 少なくとも2つのゲート電極を有し、第1の
ゲート電極が信号入力端を、また第2のゲート電極が直
流電圧制御入力端を形成している電界効果トランジスタ
の増幅率の電圧制御のための集積された回路装置であっ
て、動作点が、補助装置としての役割をする外部の構成
部品なしに信号ひずみが回避されているように設定され
ており、また信号を導く電界効果トランジスタの製造許
容差がほぼ補償されている回路装置を提供する。 【構成】 電界効果トランジスタT1 の第1のゲート電
極G1 における電圧をその第2のゲート電極G2 におけ
る1つの可変電圧に関係して設定し、その際にソース電
位が不変にとどまる1つの集積された制御回路装置T2
を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも2つのゲー
ト電極を有し、第1のゲート電極が信号入力端を、また
第2のゲート電極が直流電圧制御入力端を形成している
電界効果トランジスタの増幅率の電圧制御のための集積
された回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】2つのゲート電極を有する電界効果トラ
ンジスタ(FETテトロード)は調節可能な増幅回路
(カスコード回路)に使用され、その際に第1のゲート
電極G1は信号入力端として使用され、それに対して第
2のゲート電極G2は直流電圧制御入力端として使用さ
れる。固定のソース電位およびG1電位を有する回路装
置ではG2のみによる増幅率調節の際にドレイン電流が
強く低下し、また大きい信号ひずみに通ずる動作点が生
ずる。
【0003】図2からわかるように、この欠点は、2つ
のゲート電極G1およびG2を有する電界効果トランジ
スタT1 のソース端子が交流的にのみ接地され(Cs
)、しかし電流において関係してR1 およびR2 を有
する電流分割器により直流電位にシフトされることによ
り回避され得る。第2のゲート電極G2 を介しての調節
の際にドレイン電流が低下し、従ってまたR2 の両端の
電圧降下、すなわちソース電位が低下する。それにより
調節の際に第1のゲート電極G1 とソース電極Sとの間
の電圧差が、非線形の信号ひずみに通ずる動作点がほぼ
回避されるように変更される。同時にその際にドレイン
電流の低下に反対作用をする。与えられる作動電圧はU
B で、また調節電圧はUR で示されている。信号入力端
は参照符号1を、また信号出力端は参照符号2を付され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に記載した種類の集積された回路装置であって、動作点
が、補助装置としての役割をする外部の構成部品なしに
信号ひずみが回避されているように設定されており、ま
た信号を導く電界効果トランジスタの製造許容差がほぼ
補償されている回路装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、請求項1の特徴を有する集積された回路装置によ
り解決される。
【0006】本発明の実施態様は請求項2以下の対象で
ある。
【0007】本発明により得られる利点は特に、回路装
置が十分な自己阻止性のMOS技術で実現可能であるこ
とにある。信号を導く第1の電界効果トランジスタ自体
は内部の調節回路に含まれていない。なぜならば、第2
の電界効果トランジスタが制御する構成要素として第1
のFETの電気的特性を可能なかぎり完全に含んでいる
(“知っている”)からである。第2のFETはこうし
て、信号を導く第1のFETにくらべて、たとい“縮小
された”構成要素であるとしても、同形式である。加え
て、第2の(制御)FETのゲート電極およびソース電
極はそれぞれ第1の(信号)FETの等しい端子と、等
しい電位比が支配するように、結合されている。両トラ
ンジスタの特性曲線の類似性を失わないように、制御ト
ランジスタのドレイン‐ソース電圧が信号トランジスタ
のそれよりも著しく低くないことは目的にかなってい
る。G2調節の際にもドレイン電流が最初に強く低下し
てはならないので、ドレイン電流は電流源により与えら
れる。その際強い調節の際のドレイン電流の低下が、電
流源が給電される有限の作動電圧のゆえに、必然的に生
ずる。制御トランジスタの調節ループを閉じるため、そ
のドレイン電極から第1のゲート電極へのフィードバッ
ク結合が行われている。フィードバック枝路内の電流は
その際に与えるべきドレイン電流にくらべて小さい。
【0008】
【実施例】以下、図面により本発明を一層詳細に説明す
る。
【0009】図1に示されている回路装置では制御回路
装置として本発明により、信号を導くまたは作動トラン
ジスタT1 に類似の、同じく少なくとも2つのゲート電
極G1 およびG2 を有する第2のトランジスタT2 が接
続されており、そのソースS、ゲートG1 およびゲート
2 はそれぞれ第1のトランジスタT1 の相応の電極と
直流電圧的に結合されている。この第2または制御トラ
ンジスタT2 にはドレイン電極Dにおいてほぼ一定の直
流電流が電流源Iを介して与えられる。生ずるドレイン
電圧は、必要なゲート1電圧を設定するため、電圧分割
または電圧差し引きの後に、ゲートG1 にフィードバッ
クされる。高い必要なゲート1電圧を有する実施例では
制御トランジスタT2 のドレインDおよびゲート1の直
接接続も可能である。
【0010】両電界効果トランジスタT1 およびT2
類似性により、制御トランジスタT2 に与えられる調節
経過は作動トランジスタT1 に投影される。すなわち、
低下するゲート2電圧(調節電圧UR )により両トラン
ジスタT1 、T2 においてゲート1電圧が上昇する。ゲ
ート2電圧の特定の低下以降は制御トランジスタT2
ドレイン電流がもはや与えられ得ないが、ゲート1電圧
はその後も構成に関係する終値まで上昇する。
【0011】第2または制御トランジスタT2 は特定の
係数k=W1 /W2 だけ第1または信号または作動トラ
ンジスタT1 よりも小さく定められ得る。その際に両ト
ランジスタのほぼ等しいゲート長さにおいてW1 は信号
トランジスタT1 のゲート幅、またW2 は制御トランジ
スタT2 のゲート幅を意味する。相応してその場合、与
えられる一定電流Iは係数kだけ信号トランジスタT1
において望まれる電流よりも小さく選ばれ得なければな
らない。
【0012】たとえばチャネル長さおよびドーピングの
ようなその他の特性は、両電界効果トランジスタT1
よびT2 において同一に選ぶことが目的にかなってい
る。なぜならば、その場合、第2または制御トランジス
タT2 が自動的に第1または信号を導くトランジスタT
1 に等しくされているからである。
【0013】それにもかかわらず原理的に、制御トラン
ジスタT2 の調節経過が信号トランジスタT1 から偏差
する形態で再現される変形も考えられる。チャネル長さ
およびドーピングの相違とならんでその際に制御トラン
ジスタと信号トランジスタとの間の電圧分割器も関係し
得る。
【0014】第2または制御トランジスタT2 に与えら
れる電流Iはたとえばドレイン回路内の追加的な自己伝
導性のFETトリオードから得られ、または制御トラン
ジスタT2 の必要なドレイン‐ソース電圧よりも十分に
大きい電圧を有する電圧源の抵抗を介して取り出され得
る。この電流源Iの大きさおよび一定性または再現性に
より回路装置全体の特性が一緒に決定さる。制御トラン
ジスタT2 のドレインとゲートG1 との間のフィードバ
ックの構成は別の関与を有する。
【0015】回路装置はたとえば非常に簡単に自己阻止
性のデュアルゲートFETにより実現され得る。
【0016】しかし回路装置はゲート1分割器のなかの
負の補助電圧源からの抵抗を介しての電流の供給により
自己伝導性FETによっても機能し得る。
【0017】本発明による回路装置はこうしてMIS
(たとえばSi‐MOS)またはMES(たとえばGa
As阻止層)技術での少なくとも2つのゲート電極を有
する電界効果トランジスタに応用可能である。
【0018】回路装置の好ましい応用は同一の製造プロ
セスでの制御トランジスタT2 および信号トランジスタ
1 のモノリシックな集積である。また定電流源が一緒
に集積可能である。
【0019】特に作動トランジスタT1 のゲート1に印
加される入力信号を減衰させないために、信号を導く第
1のトランジスタT1 のゲート電極への第2または制御
トランジスタT2 のゲート電極の結合は高抵抗で行われ
得る。回路装置の変形例として集積の際に事情によって
は調節電圧または信号トランジスタT1 のドレイン電圧
からの電流源の給電も考えられる(接続ピンの節減)。
【0020】さらに、等しいチップ上により多くの信号
トランジスタT1 を集積する際にこれらが共通に単一の
制御トランジスタT2 により作動することは好ましい。
【0021】図1ないし図6中で信号入力端は参照符号
1を、また信号出力端は参照符号2を付されている。U
R はそれぞれ調節電圧を、UV は供給電圧を、またUB
は作動電圧を意味する。
【0022】図3には実施例として、MOS技術および
第2の電界効果または制御トランジスタT2 のドレイン
電極と第1のゲート電極G1 との間のオーム電圧分割器
による本発明による回路装置の実現が示されている。
【0023】図4には制御トランジスタまたは第2の電
界効果トランジスタT2 の第1のゲート電極G1 とドレ
イン電極Dとの間の電圧差し引きを有するMOS技術で
の回路装置の別の実現可能性が示されている。
【0024】図5にはMES技術および両トランジスタ
1 およびT2 の自己伝導性の特性の際の負の補助電圧
UH での本発明による回路装置の実現例が示されてい
る。
【0025】図6に外部回路なしで示されている回路装
置では電流源がバイポーラトランジスタにより実現され
ている。さらに、ここではフィードバックが非線形抵抗
の使用のもとに、詳細には別のバイポーラトランジスタ
により行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】回路装置の原理図。
【図2】従来の回路装置。
【図3】本発明による回路装置の実施例。
【図4】本発明による回路装置の実施例。
【図5】本発明による回路装置の実施例。
【図6】本発明による回路装置の実施例。
【符号の説明】
1 第1の電界効果トランジスタ T2 第2の電界効果トランジスタ G1 、G2 ゲート電極

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも2つのゲート電極を有し、第
    1のゲート電極が信号入力端を、また第2のゲート電極
    が直流電圧制御入力端を形成している電界効果トランジ
    スタの増幅率の電圧制御のための集積された回路装置に
    おいて、 電界効果トランジスタ(T1 )の第1のゲート電極(G
    1 )における電圧をその第2のゲート電極(G2 )にお
    ける可変電圧に関係して設定し、その際にソース電位が
    不変にとどまる集積された制御回路装置(T2 )を含ん
    でいることを特徴とする電界効果トランジスタの電圧制
    御のための集積された回路装置。
  2. 【請求項2】 電界効果トランジスタ(T1 )のソース
    端子が接地電位にあることを特徴とする請求項1記載の
    回路装置。
  3. 【請求項3】 集積された回路装置が、第2の電界効果
    トランジスタ(T2)に与えられた調節経過が第1の電
    界効果トランジスタ(T1 )に伝達可能であるように、
    同じく少なくとも2つのゲート電極(G1 、G2 )なら
    びに電流取得における減少係数を除いて第1の電界効果
    トランジスタ(T1 )と等しい電気的特性を有する第2
    の電界効果トランジスタ(T2 )を含んでいることを特
    徴とする請求項1または2記載の回路装置。
  4. 【請求項4】 第2の電界効果トランジスタ(T2 )の
    ソース、第1のゲートおよび第2のゲート電極がそれぞ
    れ第1の電界効果トランジスタ(T1 )の相応の電極と
    直流電圧的に結合されており、制御回路装置の第2の電
    界効果トランジスタ(T2 )にそのドレイン電極におい
    てほぼ一定の直流電流が与えられており、また生ずるド
    レイン電圧が第1のゲート電極における必要な電圧の設
    定のために相応の電圧分割または電圧差し引きの後に第
    1のゲート電極にフィードバックされていることを特徴
    とする請求項1ないし3の1つに記載の回路装置。
  5. 【請求項5】 フィードバックが直接接続または線形ま
    たは非線形抵抗による電圧分割により行われることを特
    徴とする請求項4記載の回路装置。
  6. 【請求項6】 第2の電界効果トランジスタ(T2
    が、第1の電界効果トランジスタ(T1 )と等しいゲー
    ト長さにおいて、両トランジスタのゲート幅の比で特定
    の係数だけ第1の電界効果トランジスタ(T1 )よりも
    小さく構成されており、従って第2の電界効果トランジ
    スタ(T2 )に与えられる電流が相応に第1の電界効果
    トランジスタ(T1 )におけるそれよりも小さくされて
    いることを特徴とする請求項1ないし5の1つに記載の
    回路装置。
  7. 【請求項7】 第1および第2の電界効果トランジスタ
    (T1 ;T2 )が等しい製造プロセスでモノリシックに
    集積されていることを特徴とする請求項1ないし6の1
    つに記載の回路装置。
  8. 【請求項8】 半導体チップ上に集積された複数の第1
    の電界効果トランジスタ(T1 )が制御回路装置の第2
    の電界効果トランジスタ(T2 )と共に作動させられて
    いることを特徴とする請求項7記載の回路装置。
JP05135193A 1992-02-20 1993-02-17 電界効果トランジスタの増幅率の電圧制御のための回路装置 Expired - Lifetime JP3334930B2 (ja)

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