JPH07176986A - Distribution balun - Google Patents

Distribution balun

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JPH07176986A
JPH07176986A JP5342734A JP34273493A JPH07176986A JP H07176986 A JPH07176986 A JP H07176986A JP 5342734 A JP5342734 A JP 5342734A JP 34273493 A JP34273493 A JP 34273493A JP H07176986 A JPH07176986 A JP H07176986A
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terminal
circuit
transmission
output
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Yuuki Imai
祐記 今井
Shunji Kimura
俊二 木村
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PURPOSE:To eliminate a signal loss, to improve the matching of input output and to attain the operation over a broad band by applying distribution amplification to an input signal and providing an output at 1st and 2nd output terminals while the phase is deviated by a specific angle. CONSTITUTION:When an input terminal 12 connects to ground in terms of high frequency and a signal is allowed to input from an input terminal 11, signals whose phase is deviated by 180 deg. are outputted to output terminals 01, 02. The gain of the respective signals is halved to a gain when transistors(TRs) X1, X2 are regarded as common source TRs. Since the total sum of current flowing to the TRs X1, X2 is kept always constant, the voltage whose amplitude is a half of a voltage amplitude to the input terminal 11 is applied between a source terminal S and a gate terminal G of the TRs X1, X2 at a phase difference of 180 deg. and the voltage is amplified by the TRs X1, X2.

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、広帯域な周波数特性を
有する分布型バラン(平衡−不平衡変換回路)に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distributed balun (balanced-unbalanced conversion circuit) having a wide band frequency characteristic.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、バランとしては4分の1波長線路
などの受動素子を用いたものが多く使用されている。し
かし、この種のバランは狭帯域であるため、光伝送用受
信器や測定器などの広帯域な周波数特性を要求される装
置には適していなかった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a balun, one using a passive element such as a quarter wavelength line has been widely used. However, since this type of balun has a narrow band, it is not suitable for a device such as a receiver for optical transmission or a measuring device that requires a wide band frequency characteristic.

【0003】そこで、広帯域なバランを構成する方法と
して、従来ソース接地トランジスタとゲート接地トラン
ジスタを組み合せた分布増幅型のバランが提案されてい
た(例えば、A.M.Pavio and R.H.Halladay," A Distrib
uted Double-Balanced Dual-Gate FETMixer" IEEE GaAs
IC Symposium Digest pp.177-180 1988)。
Therefore, as a method of constructing a wide band balun, a distributed amplification type balun combining a source grounded transistor and a gate grounded transistor has been conventionally proposed (for example, AMPavio and RH Halladay, "A Distrib").
uted Double-Balanced Dual-Gate FETMixer "IEEE GaAs
IC Symposium Digest pp.177-180 1988).

【0004】図7は4セクションの場合のこの種の分布
増幅型のバランの構成の概略を示す回路図である。な
お、ここでセクションとは、線路で相互に接続された能
動素子の単位回路(トランジスタQ1、Q2の回路)を
示す。図7中において、INは入力端子、OUT1、O
UT2は互いに位相が180度ずれた信号を出力する出
力端子、Tiは入力側フィルタ回路(伝送回路)を構成
する伝送線路(又はインダクタンス素子)、Q1はソー
ス接地トランジスタ、Q2はゲート接地トランジスタ、
To1、To2は出力側フィルタ回路(伝送回路)を構
成する伝送線路(又はインダクタンス素子)、Ri、R
o1、Ro2は終端用回路を構成する終端用抵抗であ
る。
FIG. 7 is a circuit diagram showing the outline of the configuration of this type of distributed amplification type balun in the case of four sections. Here, the section means a unit circuit (circuit of the transistors Q1 and Q2) of active elements connected to each other by a line. In FIG. 7, IN is an input terminal, OUT1, O
UT2 is an output terminal that outputs signals that are 180 degrees out of phase with each other, Ti is a transmission line (or an inductance element) that constitutes an input side filter circuit (transmission circuit), Q1 is a source-grounded transistor, Q2 is a gate-grounded transistor,
To1 and To2 are transmission lines (or inductance elements) forming the output side filter circuit (transmission circuit), Ri and R
o1 and Ro2 are terminating resistors forming a terminating circuit.

【0005】一般に、分布増幅型構成では、トランジス
タの入出力の容量と伝送線路のインダクタンス成分によ
り非常にカットオフ周波数の高いLCの遅延線路が構成
されるため、トランジスタの入出力の容量の影響は、こ
の遅延線路に取り込まれるかたちでキャンセルされる。
このため、分布増幅型構成は広帯域化に適しており、こ
れを用いた従来の図7のバランでも、受動素子を用いた
ものに比べて広い帯域の周波数特性が得られる。
Generally, in the distributed amplification type configuration, the input / output capacitance of the transistor and the inductance component of the transmission line constitute an LC delay line having a very high cutoff frequency, so that the input / output capacitance of the transistor is not affected. , It is canceled by being taken into this delay line.
Therefore, the distributed amplification type configuration is suitable for widening the band, and even the conventional balun of FIG. 7 using the same can obtain frequency characteristics in a wider band than that of the balun using the passive element.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この図
7の従来の分布型バランでは、以下に説明するように、
利得を得ることが困難で信号の損失(ロス)が大きく、
さらに入力整合が悪いという欠点を有している。
However, in the conventional distributed balun shown in FIG. 7, as described below,
It is difficult to obtain gain and the loss of the signal is large,
Further, it has a drawback that input matching is poor.

【0007】図8、図9および図10は従来の分布型バ
ランの欠点を説明するための回路図である。図8は通常
使用されている利得を有する4セクション構成のソース
接地トランジスタを用いた分布増幅器の構成を示す図で
ある。図9は図8の分布増幅器の入力部の等価回路を示
す図、第10は図7の分布型バランの入力部の等価回路
を示す図である。図中、Cgsはトランジスタ入力容量
(ゲート・ソース間容量)、gmはトランジスタの相互
コンダクタンスである。
FIGS. 8, 9 and 10 are circuit diagrams for explaining the drawbacks of the conventional distributed balun. FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a distributed amplifier using a commonly used 4-section source-grounded transistor having a gain. 9 is a diagram showing an equivalent circuit of the input part of the distributed amplifier of FIG. 8, and a tenth diagram is an equivalent circuit of the input part of the distributed balun of FIG. In the figure, Cgs is the transistor input capacitance (gate-source capacitance), and gm is the transconductance of the transistor.

【0008】図10の入力部等価回路は、図9の入力部
等価回路に比べて、ゲート接地トランジスタQ2の入力
抵抗1/gmが純抵抗分として付加されている点が大き
く異なる。この抵抗分1/gmは終端用抵抗Ri(通常
50Ω)と並列の接続関係にあるため、回路全体の入力
インピーダンスを下げ、入力の整合を劣化させるととも
に、信号源からの信号のうち、トランジスタの入力にか
かる成分を減少させて回路全体の利得を低下させる原因
となる。
The input portion equivalent circuit of FIG. 10 is greatly different from the input portion equivalent circuit of FIG. 9 in that the input resistance 1 / gm of the grounded-gate transistor Q2 is added as a pure resistance component. Since this resistance component 1 / gm is connected in parallel with the terminating resistor Ri (normally 50Ω), it lowers the input impedance of the entire circuit and deteriorates the matching of the inputs. This causes a reduction in the component applied to the input, which causes a reduction in the gain of the entire circuit.

【0009】低周波での利得Gvと入力インピーダンス
Ziを通常の図8の分布増幅器と従来の図7の分布バラ
ンで示すと以下のようになる。 ソース接地トランジスタQ1の分布増幅器: Gv=n・gm・Zo/2 ・・(1) Zi=Ri=Zo ・・(2) 分布バラン: Gv=n・gm・Zo/(2+n・gm・Zo) ・・(3) Zi=1/(n・gm+1/Zo) ・・(4) ただし、nはセクション数、Zoは50Ωである。ま
た、通常終端用抵抗Riは広帯域化するためにZoに等
しくするので、Ri=Ziとした。
The gain Gv and the input impedance Zi at a low frequency are shown below by the normal distributed amplifier of FIG. 8 and the conventional distributed balun of FIG. Distributed amplifier of grounded source transistor Q1: Gv = n.gm.Zo / 2 .. (1) Zi = Ri = Zo .. (2) Distributed balun: Gv = n.gm.Zo / (2 + n.gm.Zo) ··· (3) Zi = 1 / (n · gm + 1 / Zo) ··· (4) where n is the number of sections and Zo is 50Ω. Further, since the normal termination resistor Ri is equal to Zo in order to widen the band, Ri = Zi is set.

【0010】上記式(1)から、通常の分布増幅器では
トランジスタQ1の相互コンダクタンスgmとセクショ
ン数nに比例して利得Gvが増加していることが分か
る。一方、分布バランでは、各セクションのゲート接地
トランジスタQ2の入力抵抗1/gmが終端用抵抗Ri
と並列になり入力インピーダンスZiが低くなるため、
この分利得が減少する。このため、式(3)のように、
nやgmが増加しても利得は1以上にすることが基本的
にできない。
From the above equation (1), it can be seen that in the ordinary distributed amplifier, the gain Gv increases in proportion to the transconductance gm of the transistor Q1 and the number of sections n. On the other hand, in the distributed balun, the input resistance 1 / gm of the grounded-gate transistor Q2 in each section is equal to the termination resistance Ri.
And the input impedance Zi becomes low,
The gain is reduced accordingly. Therefore, as in equation (3),
Basically, the gain cannot be set to 1 or more even if n and gm increase.

【0011】また、通常の分布増幅器は式(2)に示す
ように、入力インピーダンスが終端用抵抗に一致して入
力整合がとれるが、分布バランでは式(4)に示すよう
に、ゲート接地のトランジスタQ2の入力抵抗1/gm
が終端抵抗Riと並列になり、入力インピーダンスが低
くなり、整合性が劣化することが分かる。
Further, in the normal distributed amplifier, the input impedance is matched with the terminating resistance to achieve the input matching as shown in the expression (2), but in the distributed balun, the gate is grounded as shown in the expression (4). Input resistance of transistor Q2 1 / gm
Is parallel to the terminating resistor Ri, the input impedance becomes low, and the matching deteriorates.

【0012】図11は分布バランの周波数特性の実験結
果を示したものである。図中、S21は入力端子INか
ら出力端子OUT1への利得、S31は入力端子INか
ら出力端子OUT2への利得、S11は入力端子INの
反射係数、S22は出力端子OUT1の反射係数であ
る。
FIG. 11 shows the experimental result of the frequency characteristic of the distributed balun. In the figure, S21 is a gain from the input terminal IN to the output terminal OUT1, S31 is a gain from the input terminal IN to the output terminal OUT2, S11 is a reflection coefficient of the input terminal IN, and S22 is a reflection coefficient of the output terminal OUT1.

【0013】この図から、利得S21、S31は−4d
B程度で、信号ロスとなっていることが分かる。また、
反射係数S11は信号源に対して良好な整合性を確保す
るには少なくとも−10dB以下となる必要があるが、
分布型バランでは低周波で−4dBと劣化しており、高
周波においても−10dBとなっておらず、問題がある
ことが分かる。
From this figure, the gains S21 and S31 are -4d.
It can be seen that the signal loss is about B. Also,
The reflection coefficient S11 needs to be at least -10 dB or less to secure good matching with the signal source.
It can be seen that the distributed balun is deteriorated to -4 dB at a low frequency and does not become -10 dB even at a high frequency, which shows a problem.

【0014】従来の分布型バランのこれらの欠点は、分
布型バランを用いるときロスを補償するために、広帯域
の増幅器を組み合せて使用する必要がある、若しくはそ
の整合性を改善するためにアッテネータなどを前置する
必要があるなどの応用上種々の問題を引き起こしてい
た。
These drawbacks of conventional distributed baluns require the use of a combination of wide band amplifiers to compensate for the loss when using distributed baluns, or attenuators to improve their integrity, etc. It has caused various problems in application such as needing to be placed in front.

【0015】本発明の目的は、上記した問題を解決し
て、信号のロスが無く、かつ入出力の整合性が良好で広
帯域で動作する分布型バランを提供することである。
It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a distributed balun that has no signal loss, has good input / output matching, and operates in a wide band.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する第1
の発明は、複数個の2入力2出力の差動増幅回路の各々
の第1の入力端子を複数個の伝送線路又はインダクタン
ス素子を介して接続して第1の伝送回路とし、上記差動
増幅回路の各々の第2の入力端子を高周波的に接地し、
上記差動増幅回路の各々の第1の出力端子を複数個の伝
送線路又はインダクタンス素子を介して接続して第2の
伝送回路とし、上記差動増幅回路の各々の第2の出力端
子を複数個の伝送線路又はインダクタンス素子を介して
接続して第3の伝送回路とした分布型バランであって、
上記第1の伝送回路の一方の端子を入力端子とし、上記
第2の伝送回路の一方の端子を第1の出力端子とし、上
記第3の伝送回路の一方の出力端子を第2の出力端子と
し、上記第1、第2及び第3の伝送回路の各々の他方の
端子を終端用回路に接続してなり、上記入力端子に入力
する入力信号を分布増幅して上記第1、第2の出力端子
に互いに位相を180度ずらして出力することを特徴と
する分布型バランとして構成した。
[Means for Solving the Problems] First to achieve the above object
Of the present invention, the first input terminal of each of a plurality of 2-input 2-output differential amplifier circuits is connected via a plurality of transmission lines or inductance elements to form a first transmission circuit. Ground the second input terminal of each of the circuits at high frequencies,
Each of the first output terminals of the differential amplifier circuit is connected via a plurality of transmission lines or inductance elements to form a second transmission circuit, and each of the second output terminals of the differential amplifier circuit has a plurality of second output terminals. A distributed balun, which is connected through individual transmission lines or inductance elements to form a third transmission circuit,
One terminal of the first transmission circuit is an input terminal, one terminal of the second transmission circuit is a first output terminal, and one output terminal of the third transmission circuit is a second output terminal. The other terminal of each of the first, second and third transmission circuits is connected to a terminating circuit, and the input signal input to the input terminal is distributed-amplified to obtain the first and second signals. It is configured as a distributed balun, which is characterized in that the phases are shifted by 180 degrees from each other and output to the output terminals.

【0017】上記目的を達成する第2の発明は、複数個
の2入力2出力の差動増幅回路の各々の第1の入力端子
を複数個の伝送線路又はインダクタンス素子を介して接
続して第1の伝送回路とし、上記差動増幅回路の各々の
第2の入力端子を複数個の伝送線路又はインダクタンス
素子を介して接続して第2の伝送回路とし、上記差動増
幅回路の各々の第1の出力端子を複数個の伝送線路又は
インダクタンス素子を介して接続して第3の伝送回路と
し、上記差動増幅回路の各々の第2の出力端子を複数個
の伝送線路又はインダクタンス素子を介して接続して第
4の伝送回路とした分布型バランであって、上記第1の
伝送回路の一方の端子を第1の入力端子とし、上記第2
の伝送回路の一方の端子を第2の入力端子とし、上記第
3の伝送回路の一方の出力端子を第1の出力端子とし、
上記第4の伝送回路の一方の出力端子を第2の出力端子
とし、上記第1、第2、第3及び第4の伝送回路の各々
の他方の端子を終端用回路に接続してなり、上記第1、
第2の入力端子の一方を終端用回路に接続し、他方に入
力する入力信号を分布増幅して上記第1、第2の出力端
子に互いに位相を180度ずらして出力することを特徴
とする分布型バランとして構成した。
A second aspect of the present invention for achieving the above object is to connect a first input terminal of each of a plurality of 2-input 2-output differential amplifier circuits via a plurality of transmission lines or inductance elements. And a second input terminal of each of the differential amplifier circuits is connected via a plurality of transmission lines or inductance elements to form a second transmission circuit. One output terminal is connected via a plurality of transmission lines or inductance elements to form a third transmission circuit, and each second output terminal of the differential amplifier circuit is connected via a plurality of transmission lines or inductance elements. A distributed balun connected as a fourth transmission circuit by using one terminal of the first transmission circuit as a first input terminal and the second transmission circuit.
One terminal of the transmission circuit is used as a second input terminal, and one output terminal of the third transmission circuit is used as a first output terminal,
One output terminal of the fourth transmission circuit is used as a second output terminal, and the other terminal of each of the first, second, third, and fourth transmission circuits is connected to a termination circuit, The first,
One of the second input terminals is connected to a terminating circuit, and an input signal input to the other is distributed-amplified and output to the first and second output terminals with their phases shifted by 180 degrees from each other. It was constructed as a distributed balun.

【0018】[0018]

【作用】本発明では、増幅素子に差動増幅回路を使用
し、ゲート接地トランジスタを使用しないので、そのゲ
ート接地トランジスタによる入力整合性の劣化や利得の
低下が問題になることがない。よって広い周波数範囲に
わたって良好な入出力整合性と信号ロスのない動作が可
能となる。
In the present invention, since the differential amplifier circuit is used as the amplifying element and the grounded-gate transistor is not used, there is no problem of deterioration of input matching or reduction of gain due to the grounded-gate transistor. Therefore, good input / output matching and operation without signal loss are possible over a wide frequency range.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1は分布型バランを構成する単位回路となる差動増幅回
路を示す図である。第1の実施例の分布型バランは図2
に示すように、この差動増幅回路の一方の入力端子を高
周波的に接地した構成を単位回路とした分布増幅型の回
路である。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram showing a differential amplifier circuit which is a unit circuit constituting a distributed balun. The distributed balun of the first embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, this is a distributed amplification type circuit in which one input terminal of this differential amplifier circuit is grounded in high frequency and the unit circuit is used as the unit circuit.

【0020】図1および図2において、X1、X2が差
動増幅回路の増幅用トランジスタ、X3が定電流源用の
トランジスタ、Sはトランジスタのソース端子、Gはト
ランジスタのゲート端子、I1、I2は差動増幅回路の
2つの入力端子、O1、O2は同差動増幅回路の2つの
出力端子、Ro1、Ro2は出力側の終端用回路を構成
する終端用抵抗、To1、To2は出力側の伝送回路を
構成する伝送線路(又はインダンタンス素子)、Tiは
入力側の伝送回路を構成する伝送線路(又はインダクタ
ンス素子)である。なお、ここでは4セクションの例を
示したが、このセクション数は任意である。
1 and 2, X1 and X2 are amplifying transistors of the differential amplifier circuit, X3 is a transistor for a constant current source, S is a source terminal of the transistor, G is a gate terminal of the transistor, and I1 and I2 are I1 and I2. Two input terminals of the differential amplifier circuit, O1 and O2 are two output terminals of the same differential amplifier circuit, Ro1 and Ro2 are terminating resistors that configure the output side terminating circuit, and To1 and To2 are output side transmissions. A transmission line (or an inductance element) that forms a circuit, and Ti is a transmission line (or an inductance element) that forms a transmission circuit on the input side. Although an example of four sections is shown here, the number of sections is arbitrary.

【0021】さて、本発明の構成では、単位回路に差動
増幅回路を用いている。この差動増幅回路は、次のよう
な特徴をもっている。図1において、一方の入力端子I
2を高周波的に接地して他方の入力端子I1から信号を
入力させると、出力端子O1、O2に互いに180度位
相がずれた信号が出力される。しかも、それぞれの信号
の利得はトランジスタX1、X2をソース接地トランジ
スタとしてみたときの利得の半分となる。
In the structure of the present invention, the differential amplifier circuit is used as the unit circuit. This differential amplifier circuit has the following features. In FIG. 1, one input terminal I
When 2 is grounded at a high frequency and a signal is input from the other input terminal I1, signals output from the output terminals O1 and O2 are 180 degrees out of phase with each other. Moreover, the gain of each signal is half of the gain when the transistors X1 and X2 are regarded as source-grounded transistors.

【0022】利得が半分になる理由は、図1の差動増幅
回路では、定電流源用のトランジスタX3により、トラ
ンジスタX1、X2に流れる電流の総和が常に一定に保
たれるため、トランジスタX1、X2のソース端子Sと
ゲート端子Gの間には入力端子I1にかかる電圧振幅の
1/2の振幅が互いに180度の位相差でかかり、これ
がトランジスタX1、X2で増幅されるためである。
The reason why the gain is halved is that in the differential amplifier circuit of FIG. 1, the sum of the currents flowing through the transistors X1 and X2 is always kept constant by the transistor X3 for the constant current source. This is because a half of the voltage amplitude applied to the input terminal I1 is applied between the source terminal S and the gate terminal G of X2 with a phase difference of 180 degrees, and this is amplified by the transistors X1 and X2.

【0023】また、差動増幅回路の入力部の等価回路
は、ソース接地のトランジスタと同じで、図1の構成例
では、入力端子I1からはトランジスタX1の入力容量
が見える。
The equivalent circuit of the input section of the differential amplifier circuit is the same as the source-grounded transistor, and in the configuration example of FIG. 1, the input capacitance of the transistor X1 can be seen from the input terminal I1.

【0024】本発明の分布型バランでは、図1に示した
単位回路として差動増幅回路を用いているため、入力部
の等価容量は図9に示したソース接地のトランジスタを
使用する分布増幅器と同じとなり、ゲート接地トランジ
スタを用いた場合のような入力部に純抵抗を持たず、こ
れによる利得や入力整合性の劣化はない。さらに、トラ
ンジスタX1、X2はソース接地トランジスタと同様な
増幅作用をもつ。
In the distributed balun of the present invention, since the differential amplifier circuit is used as the unit circuit shown in FIG. 1, the equivalent capacitance of the input section is the same as that of the distributed amplifier using the source-grounded transistor shown in FIG. In the same manner, the input section does not have a pure resistance as in the case of using the grounded-gate transistor, and there is no deterioration in gain or input matching due to this. Further, the transistors X1 and X2 have the same amplifying action as the source-grounded transistor.

【0025】従って、低周波での利得Gvと入力インピ
ーダンスZiは、ソース接地トランジスタを用いた分布
増幅器と同様に、以下のようになる。 Gv=n・gm・Zo/4 ・・(5) Zi=Ri=Zo ・・(6) なお、式(1)に比べて式(5)の利得はその値が1/
2となっているが、これは前述したように差動増幅回路
の定電流源トランジスタX3の作用によるものである。
この式(5)から、本発明のバランでは、セクション数
nとトランジスタの相互コンダクタンスgmに比例し
て、利得Gvが増加することが分かる。また、入力イン
ピーダンスZiは、終端用抵抗Ri(通常50Ω)の値
に一致するため、良好な入力整合性が得られる。
Therefore, the gain Gv and the input impedance Zi at the low frequency are as follows, like the distributed amplifier using the source-grounded transistor. Gv = n · gm · Zo / 4 ··· (5) Zi = Ri = Zo ··· (6) Note that the gain of the equation (5) is 1 / value less than that of the equation (1).
2, which is due to the action of the constant current source transistor X3 of the differential amplifier circuit as described above.
From this expression (5), it is understood that the balun of the present invention increases the gain Gv in proportion to the number of sections n and the transconductance gm of the transistor. Further, since the input impedance Zi matches the value of the termination resistor Ri (normally 50Ω), good input matching can be obtained.

【0026】図3は図2に示した第1の実施例の分布型
バランの実験結果を示したものである。図中の記号は図
11に示したものと同じである。この図から、利得S2
1、S31は周波数0から50GHzの範囲で約5dB
とれており、さらに入力反射係数S11は−10dB以
下と良好な入力整合性が確保されていることが分かる。
これらの結果から、図11の特性で示した従来の分布型
バランに比べて利得および入力整合性ともに優れている
ことが分かる。
FIG. 3 shows the experimental results of the distributed balun of the first embodiment shown in FIG. The symbols in the figure are the same as those shown in FIG. From this figure, the gain S2
1, S31 is about 5 dB in the frequency range of 0 to 50 GHz
It can be seen that the input reflection coefficient S11 is -10 dB or less, and good input matching is ensured.
From these results, it can be seen that the gain and the input matching are superior to those of the conventional distributed balun shown by the characteristics of FIG.

【0027】図4、図5および図6は本発明の第2乃至
第4の実施例の分布型バランの回路を示す図である。ま
ず、第2の実施例の図4の分布バランはトランジスタX
1、X2のドレイン端子に伝送線路(又はインダクタン
ス素子)Td1、Td2が挿入されている点が、図2に
示した第1の実施例の分布型バランと異なる。
FIGS. 4, 5 and 6 are diagrams showing the circuits of the distributed baluns according to the second to fourth embodiments of the present invention. First, the distributed balun of FIG. 4 of the second embodiment is the transistor X.
The difference from the distributed balun of the first embodiment shown in FIG. 2 is that transmission lines (or inductance elements) Td1 and Td2 are inserted into the drain terminals of X1 and X2.

【0028】第3の実施例の図5の分布バランは単位回
路を構成する差動増幅回路の入力端子I2を高周波的に
は接地せず、単位回路の各入力端子I2間に伝送線路
(又はインダクタンス素子)Ti2を接続して分布型バ
ランを2入力(IN1、IN2)とし、終端用抵抗Ri
1、Ri2を設けた点が異なる。第4の実施例の図6の
分布バランは図4と図5の構成を組み合せたものであ
る。
The distributed balun of FIG. 5 of the third embodiment does not ground the input terminal I2 of the differential amplifier circuit which constitutes the unit circuit in terms of high frequency, but the transmission line (or the input line I2 between the input terminals I2 of the unit circuit). Inductance element) Ti2 is connected to make the distributed balun 2 inputs (IN1, IN2), and the termination resistor Ri
1 and Ri2 are different. The distribution balun of FIG. 6 of the fourth embodiment is a combination of the configurations of FIG. 4 and FIG.

【0029】図5と図6の第3、第4の実施例の分布バ
ランの回路では、入力端子IN1、IN2の一方を終端
して他方に信号を入力することにより、入力端子IN1
と出力端子OUT1、OUT2の間、又は入力端子IN
2と出力端子OUT1、OUT2の間でバランとして使
用でき、図2で説明した第1の実施例の分布バランと同
様の作用効果が得られる。
In the distributed balun circuits of the third and fourth embodiments shown in FIGS. 5 and 6, one of the input terminals IN1 and IN2 is terminated and a signal is input to the other input terminal IN1.
Between the output terminals OUT1 and OUT2 or the input terminal IN
2 and the output terminals OUT1 and OUT2 can be used as a balun, and the same effect as the distributed balun of the first embodiment described in FIG. 2 can be obtained.

【0030】なお、以上の例では、トランジスタとして
電界効果トランジスタを使用した場合を説明したが、バ
イポーラトランジスタを用いた場合でも同様の効果が得
られる。
In the above example, the case where the field effect transistor is used as the transistor has been described, but the same effect can be obtained even when the bipolar transistor is used.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上のように、本発明では、信号のロス
がなくしかも入出力の整合性が良好で広帯域の周波数特
性を有する分布型バランを実現できるため、通信用伝送
装置の高速化や電気的測定装置の高性能化が可能になる
という利点がある。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a distributed balun having no signal loss, good input / output matching, and wide band frequency characteristics. There is an advantage that the performance of the electrical measuring device can be improved.

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

【図1】 本発明の実施例の分布型バランの単位回路を
構成する差動増幅回路の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a differential amplifier circuit that constitutes a unit circuit of a distributed balun according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第1の実施例の分布型バランの回路
図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of the distributed balun according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 図2の分布型バランの周波数特性図である。FIG. 3 is a frequency characteristic diagram of the distributed balun of FIG.

【図4】 第2の実施例の分布型バランの回路図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram of a distributed balun according to a second embodiment.

【図5】 第3の実施例の分布型バランの回路図であ
る。
FIG. 5 is a circuit diagram of a distributed balun according to a third embodiment.

【図6】 第4の実施例の分布型バランの回路図であ
る。
FIG. 6 is a circuit diagram of a distributed balun according to a fourth embodiment.

【図7】 従来の分布型バランの回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional distributed balun.

【図8】 従来の代表的なソース接地トランジスタを用
いた分布増幅器の回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional distributed amplifier using a typical source-grounded transistor.

【図9】 図8の分布増幅器の入力部の等価回路図であ
る。
9 is an equivalent circuit diagram of an input unit of the distributed amplifier of FIG.

【図10】 図7の分布型バランの入力部の等価回路図
である。
10 is an equivalent circuit diagram of an input unit of the distributed balun of FIG.

【図11】 図7の分布型バランの周波数特性図であ
る。
11 is a frequency characteristic diagram of the distributed balun of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

IN、IN1、IN2:入力端子、OUT1、OUT
2:出力端子、Q1:ソース接地トランジスタ、Q2:
ゲート接地トランジスタ、Ri、Ri1、Ri2:R
o、Ro1、Ro2:終端用抵抗、Ti、Ti1、Ti
2、To、To1、To2、Td1、Td2:伝送線路
(又はインダクタンス素子)、Cgs:トランジスタの
ゲート・ソース間容量、gm:トランジスタの相互コン
ダクタンス、S21、S31:利得、S11、S12:
反射係数、I1、I2:差動増幅回路の入力端子、O
1、O2:差動増幅回路の出力端子、X1、X2:差動
増幅回路のトランジスタ、X3:差動増幅回路の定電流
源用トランジスタ、G:ゲート端子、S:ソース端子。
IN, IN1, IN2: input terminals, OUT1, OUT
2: output terminal, Q1: grounded source transistor, Q2:
Grounded-gate transistor, Ri, Ri1, Ri2: R
o, Ro1, Ro2: termination resistors, Ti, Ti1, Ti
2, To, To1, To2, Td1, Td2: Transmission line (or inductance element), Cgs: Gate-source capacitance of transistor, gm: Transconductance of transistor, S21, S31: Gain, S11, S12:
Reflection coefficient, I1, I2: Input terminal of differential amplifier circuit, O
1, O2: output terminal of differential amplifier circuit, X1, X2: transistor of differential amplifier circuit, X3: transistor for constant current source of differential amplifier circuit, G: gate terminal, S: source terminal.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数個の2入力2出力の差動増幅回路の各
々の第1の入力端子を複数個の伝送線路又はインダクタ
ンス素子を介して接続して第1の伝送回路とし、上記差
動増幅回路の各々の第2の入力端子を高周波的に接地
し、上記差動増幅回路の各々の第1の出力端子を複数個
の伝送線路又はインダクタンス素子を介して接続して第
2の伝送回路とし、上記差動増幅回路の各々の第2の出
力端子を複数個の伝送線路又はインダクタンス素子を介
して接続して第3の伝送回路とした分布型バランであっ
て、 上記第1の伝送回路の一方の端子を入力端子とし、上記
第2の伝送回路の一方の端子を第1の出力端子とし、上
記第3の伝送回路の一方の出力端子を第2の出力端子と
し、上記第1、第2及び第3の伝送回路の各々の他方の
端子を終端用回路に接続してなり、 上記入力端子に入力する入力信号を分布増幅して上記第
1、第2の出力端子に互いに位相を180度ずらして出
力することを特徴とする分布型バラン。
1. A differential transmission circuit comprising the first input terminal of each of a plurality of 2-input 2-output differential amplifier circuits connected through a plurality of transmission lines or inductance elements to form a first transmission circuit. A second transmission circuit in which each second input terminal of the amplifier circuit is grounded in high frequency, and each first output terminal of the differential amplifier circuit is connected through a plurality of transmission lines or inductance elements. A distributed balun, in which the second output terminal of each of the differential amplifier circuits is connected via a plurality of transmission lines or inductance elements to form a third transmission circuit, the first transmission circuit One terminal is an input terminal, one terminal of the second transmission circuit is a first output terminal, and one output terminal of the third transmission circuit is a second output terminal. The other terminal of each of the second and third transmission circuits is used for termination. A distributed balun, which is connected to a path and which distributedly amplifies an input signal input to the input terminal and outputs the input signal to the first and second output terminals with a phase shift of 180 degrees from each other.
【請求項2】複数個の2入力2出力の差動増幅回路の各
々の第1の入力端子を複数個の伝送線路又はインダクタ
ンス素子を介して接続して第1の伝送回路とし、上記差
動増幅回路の各々の第2の入力端子を複数個の伝送線路
又はインダクタンス素子を介して接続して第2の伝送回
路とし、上記差動増幅回路の各々の第1の出力端子を複
数個の伝送線路又はインダクタンス素子を介して接続し
て第3の伝送回路とし、上記差動増幅回路の各々の第2
の出力端子を複数個の伝送線路又はインダクタンス素子
を介して接続して第4の伝送回路とした分布型バランで
あって、 上記第1の伝送回路の一方の端子を第1の入力端子と
し、上記第2の伝送回路の一方の端子を第2の入力端子
とし、上記第3の伝送回路の一方の出力端子を第1の出
力端子とし、上記第4の伝送回路の一方の出力端子を第
2の出力端子とし、上記第1、第2、第3及び第4の伝
送回路の各々の他方の端子を終端用回路に接続してな
り、 上記第1、第2の入力端子の一方を終端用回路に接続
し、他方に入力する入力信号を分布増幅して上記第1、
第2の出力端子に互いに位相を180度ずらして出力す
ることを特徴とする分布型バラン。
2. A differential transmission circuit comprising: a plurality of two-input two-output differential amplifier circuits having first input terminals connected to each other through a plurality of transmission lines or inductance elements to form a first transmission circuit; Each second input terminal of the amplification circuit is connected through a plurality of transmission lines or inductance elements to form a second transmission circuit, and each first output terminal of the differential amplification circuit is transmitted to a plurality of transmission lines. A third transmission circuit is formed by connecting via a line or an inductance element to each of the second transmission circuits of the differential amplification circuit.
Is a distributed balun, which is a fourth transmission circuit in which the output terminals of the first transmission circuit are connected through a plurality of transmission lines or inductance elements, and one terminal of the first transmission circuit is a first input terminal, One terminal of the second transmission circuit is a second input terminal, one output terminal of the third transmission circuit is a first output terminal, and one output terminal of the fourth transmission circuit is a first output terminal. 2 output terminals, and the other terminal of each of the first, second, third and fourth transmission circuits is connected to a termination circuit, and one of the first and second input terminals is terminated. Connected to a circuit for input, and distributedly amplifying the input signal input to the other, and
A distributed balun, which outputs to the second output terminal with a phase difference of 180 degrees from each other.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1276230A2 (en) * 2001-07-11 2003-01-15 Fujitsu Limited Cascode distributed amplifier
JP2006129197A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Mitsubishi Electric Corp High output differential amplifier
JP2007014036A (en) * 1997-11-14 2007-01-18 Zarlink Semiconductor Ltd Low voltage amplifier
WO2007108103A1 (en) 2006-03-20 2007-09-27 Fujitsu Limited Analog circuit

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007014036A (en) * 1997-11-14 2007-01-18 Zarlink Semiconductor Ltd Low voltage amplifier
EP1276230A2 (en) * 2001-07-11 2003-01-15 Fujitsu Limited Cascode distributed amplifier
EP1276230B1 (en) * 2001-07-11 2008-12-10 Fujitsu Limited Cascode distributed amplifier
JP2006129197A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Mitsubishi Electric Corp High output differential amplifier
WO2007108103A1 (en) 2006-03-20 2007-09-27 Fujitsu Limited Analog circuit
US7782140B2 (en) 2006-03-20 2010-08-24 Fujitsu Limited Analog circuit
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