JPH0742577U - 増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゲート電圧をソース電圧に対して負にバイア
スしたＦＥＴを有する増幅器に関し、簡単な構成で低コ
スト化する。 【構成】 入力信号ｖ_INを増幅するＨＥＭＴ ＧａＡs
ＦＥＴ Ｑ₁ のゲート電圧をソース電圧に対して負にバ
イアスしてＦＥＴ Ｑ₁ を動作させる増幅器において、
ＦＥＴ Ｑ₁ のソースに接続されており、ソースを正の
所定電圧にバイアスするバイアス回路２と、ＦＥＴ Ｑ
₁ のゲートに接続されており、ゲート電圧をソース電圧
に対して負にバイアスするバイアス回路３とを具備する
構成。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は増幅器に係り、特にゲート電圧をソース電圧に対して負にバイアスし たＦＥＴを有する増幅器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２は従来の増幅器の一例の回路図である。 図２に示す増幅器１０は、ＧＰＳ(Global Positioning System) におけるロー ノイズアンプの初段の増幅器として使用される。 ＧＰＳは、複数個のＧＰＳ衛星という人工衛星から地上に放射される電波を利 用して、利用者の現在位置（緯度、経度、高度）を知るシステムで、通常、アン テナユニット、受信部、信号処理部、表示部等で構成される。アンテナユニット は平面アンテナ素子とローノイズアンプで構成される。

【０００３】 ローノイズアンプは図示の初段の増幅器１０とローパスフィルタと終段の増幅 器とで構成され、終段の増幅器から受信部へは、所定レベルに増幅され不要帯域 を遮断された信号が供給される。 平面アンテナ素子（図示せず）は、ギガヘルツ帯（1.５７５４２ＧＨｚ）の非 常に微弱な電波を受信するため、増幅器１０には高Ｓ／Ｎが要求される。このた め、ＨＥＭＴ(High Electron Mobility Transistor) ＧａＡs ＦＥＴが初段の増 幅素子として使用される。

【０００４】 図２において、ＨＥＭＴ ＧａＡs ＦＥＴ Ｑ₁ はソースを接地されており、 プリント配線により形成されたストリップラインＬ₂ とコンデンサＣ₃ との直列 回路を介して平面アンテナ素子からの受信電波ｖ_INをゲートに付与される。ドレ インからは、ストリップラインＬ₃ とストリップラインＬ₄ とコンデンサＣ₄ と の直列回路を介して出力信号ｖ_OUT が出力される。

【０００５】 ところで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は外部電源端子１２からの正の電源電圧 （＋５Ｖ）より負の電源電圧（−５Ｖ）を生成している。一端をＤＣ−ＤＣコン バータ１１の出力端子に接続された抵抗Ｒ₃ と、一端を外部電源端子１２に接続 された抵抗Ｒ₁₀と、抵抗Ｒ₆ 〜Ｒ₉ と、トランジスタＱ₂ と、ダイオードＤ₂ と で定電流回路１３を構成している。

【０００６】 抵抗Ｒ₇ と抵抗Ｒ₁₀の接続点とストリップラインＬ₃ とストリップラインＬ₄ の接続点との間にはストリップラインＬ₅ が接続されており、ＨＥＭＴ ＧａＡ s ＦＥＴ Ｑ₁ のドレインはストリップラインＬ₃ とストリップラインＬ₅ を介 して定電流回路１３により電流バイアスされる。 一方、抵抗Ｒ₃ と、ストリップラインＬ₂ と、抵抗Ｒ₃ とストリップラインＬ ₂ との間に接続された抵抗Ｒ₄ とストリップラインＬ₁ と抵抗Ｒ₅ との直列回路 とで電圧バイアス回路１４を構成している。

【０００７】 すなわち、正の電源電圧（＋５Ｖ）と負の電源電圧（−５Ｖ）は、抵抗Ｒ₁₀と 抵抗Ｒ₇ とトランジスタＱ₂ のエミッタコレクタと抵抗Ｒ₆ と抵抗Ｒ₃ とで分圧 されており、抵抗Ｒ₃ と抵抗Ｒ₆ の接続点の電圧はグランド電位より低い負の電 圧とされている。 この負の電圧が、抵抗Ｒ₄ とストリップラインＬ₁ と抵抗Ｒ₅ とストリップラ インＬ₂ とを介してＨＥＭＴ ＧａＡs ＦＥＴ Ｑ₁ のゲートをソース電圧（グ ランド）に対して負にバイアスすることで、ＨＥＭＴ ＧａＡs ＦＥＴ Ｑ₁ は 増幅動作を行なう。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上記した従来の増幅器では、正の電源電圧から負の電源電圧を生 成するためにＤＣ−ＤＣコンバータを必要とした。このため、回路が複雑になり 小型高密度実装が困難であると共に、コストが高くなる問題があった。 本考案は上記の点に鑑みてなされたものであって、上記の問題を解決した増幅 器を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記の問題は、以下のとおり構成することにより解決される。 すなわち、入力信号を増幅するＦＥＴのゲート電圧をソース電圧に対して負に バイアスしてＦＥＴを動作させる増幅器において、ＦＥＴのソースに接続されて おり、ソースを正の所定電圧にバイアスする第１の電圧バイアス手段と、ＦＥＴ のゲートに接続されており、ゲート電圧をソース電圧に対して負にバイアスする 第２の電圧バイアス手段とを具備する構成とすることにより解決される。

【００１０】

【作用】

上記第１及び第２の電圧バイアス手段を設けた本考案の構成によれば、ＦＥＴ のゲート電圧は正の所定電圧のソース電圧に対して負にバイアスされて、ＦＥＴ は入力信号を増幅するように作用する。

【００１１】

【実施例】

図１は本考案の一実施例の回路図である。 図１に示す増幅器１は、図２に示した増幅器１０と同様、ＧＰＳ(Global Posi tioning System) におけるローノイズアンプの初段の増幅器として使用され、増 幅素子として高Ｓ／ＮのＨＥＭＴ ＧａＡs ＦＥＴを使用し、平面アンテナ素子 からの微弱な電波を増幅する。

【００１２】 図１において、ＨＥＭＴ ＧａＡs ＦＥＴ Ｑ₁ は上記した第１の電圧バイア ス手段であるバイアス回路２をソースに接続されており、プリント配線により形 成されたストリップラインＬ₂ とコンデンサＣ₃ との直列回路を介して平面アン テナ素子からの受信電波ｖ_INをゲートに付与される。ドレインからは、ストリッ プラインＬ₃ とストリップラインＬ₄ とコンデンサＣ₄ との直列回路を介して出 力信号ｖ_OUT が出力される。

【００１３】 バイアス回路２は、外部電源端子１２とＨＥＭＴ ＧａＡs ＦＥＴ Ｑ₁ のソ ース間に接続された抵抗Ｒ₁ と、ＨＥＭＴ ＧａＡs ＦＥＴ Ｑ₁ のソースとグ ランド間に接続されたダイオードＤ₂ ，抵抗Ｒ₂ ，コンデンサＣ₁ 及びＣ₂ から なる並列回路とで構成される。 ダイオードＤ₂ はアノードをソースに接続されて順方向接続されている。した がって、ＨＥＭＴ ＧａＡs ＦＥＴ Ｑ₁ のソース電位はダイオードＤ₂ の順方 向降下電圧である約０．６ボルトにバイアスされる。

【００１４】 ところで、一端を外部電源端子１２に接続された抵抗Ｒ₁₀と、抵抗Ｒ₇ 〜Ｒ₉ ，Ｒ₁₁と、トランジスタＱ₂ と、ダイオードＤ₂ とで定電流回路４を構成してい る。抵抗Ｒ₁₁は、トランジスタＱ₂ のコレクタとグランド間に接続されている。 抵抗Ｒ₇ と抵抗Ｒ₁₀の接続点とストリップラインＬ₃ とストリップラインＬ₄ の接続点との間にはストリップラインＬ₅ が接続されており、ＨＥＭＴ ＧａＡ s ＦＥＴ Ｑ₁ のドレインはストリップラインＬ₃ とストリップラインＬ₅ を介 して定電流回路４により電流バイアスされる。

【００１５】 一方、一端を外部電源端子１２に接続された抵抗Ｒ₁₀と、抵抗Ｒ₁₀の他端に一 端を接続された抵抗Ｒ₇ と、抵抗Ｒ₇ の他端にエミッタを接続されたトランジス タＱ₂ と、前記した抵抗Ｒ₁₁と、抵抗Ｒ₁₁と並列接続されたコンデンサＣ₅ と、 トランジスタＱ₂ のコレクタに一端を接続された抵抗Ｒ₆ と、抵抗Ｒ₆ の他端に 一端を接続された抵抗Ｒ₄ と、抵抗Ｒ₄ と抵抗Ｒ₆ の接続点とグランド間に接続 されたコンデンサＣ₆ と、抵抗Ｒ₄ の他端に一端を接続されたストリップライン Ｌ₁ と、ストリップラインＬ₁ の他端とＨＥＭＴ ＧａＡs ＦＥＴ Ｑ₁ のゲー ト間に接続されたストリップラインＬ₂ とで上記した第２の電圧バイアス手段で あるバイアス回路３が構成されている。コンデンサＣ₅ 及びＣ₆ は電源ノイズカ ット用である。

【００１６】 すなわち、抵抗Ｒ₁₁の上端の電圧は、正の電源電圧（＋５Ｖ）を、抵抗Ｒ₁₀と 抵抗Ｒ₇ とトランジスタＱ₂ のエミッタコレクタと抵抗Ｒ₁₁とで分圧された電圧 とされている。この電圧値は、ソース電位（約０．６ボルト）より低い正の電圧 となるように各抵抗値が設定されている。 この正の電圧が、抵抗Ｒ₆ と抵抗Ｒ₄ とストリップラインＬ₁ とストリップラ インＬ₂ とを介してＨＥＭＴ ＧａＡs ＦＥＴ Ｑ₁ のゲートをソース電圧に対 して負にバイアスすることで、ＨＥＭＴ ＧａＡs ＦＥＴ Ｑ₁ は増幅動作を行 なう。

【００１７】 したがって、従来の増幅器のようにＤＣ−ＤＣコンバータを必要としないので 、回路が簡単になり小型高密度実装が可能であると共に、低コストに構成するこ とができる。 なお、本考案装置は例えばＪＦＥＴを用いた増幅器にも適用することができる 。

【００１８】

【考案の効果】

上述の如く本考案によれば、ＦＥＴのゲート電圧は正の所定電圧のソース電圧 に対して負にバイアスされてＦＥＴは入力信号を増幅するので、正の電源電圧か らＤＣ−ＤＣコンバータ等を用いて負の電源電圧を生成してやる必要がなくなり 、回路構成を簡単に出来て、低コスト化と共に小型化することができる特長があ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の回路図である。

【図２】従来の増幅器の一例の回路図である。

【符号の説明】

２，３ バイアス回路 Ｑ₁ ＨＥＭＴ ＧａＡs ＦＥＴ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号を増幅するＦＥＴのゲート電圧
   をソース電圧に対して負にバイアスして該ＦＥＴを動作
   させる増幅器において、 該ＦＥＴのソースに接続されており、該ソースを正の所
   定電圧にバイアスする第１の電圧バイアス手段と、 該ＦＥＴのゲートに接続されており、該ゲート電圧をソ
   ース電圧に対して負にバイアスする第２の電圧バイアス
   手段とを具備してなる増幅器。