JPH09232874A - 増幅回路 - Google Patents

増幅回路

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JPH09232874A
JPH09232874A JP4135596A JP4135596A JPH09232874A JP H09232874 A JPH09232874 A JP H09232874A JP 4135596 A JP4135596 A JP 4135596A JP 4135596 A JP4135596 A JP 4135596A JP H09232874 A JPH09232874 A JP H09232874A
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JP
Japan
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transistor
collector
base
voltage
emitter
Prior art date
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JP4135596A
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English (en)
Inventor
Yamato Okashin
大和 岡信
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンプの効率が低下せず、大出力が安定に得
られ、低消費電力の増幅回路を提供する。 【解決手段】 第1のトランジスタ11のコレクタに第
2のトランジスタ12のエミッタが接続されてカスコー
ドアンプが構成される。トランジスタ12のベースは、
交流的に接地するためにコンデンサ15が接続され、直
流的には、抵抗値RB の抵抗14を介してバイアス端子
13からのバイアス電圧VB に接続されている。トラン
ジスタ11のコレクタ−エミッタ間電圧VCE1 について
は、入力が小さい状態では飽和しないような充分大きな
値に設定し、大入力時のベース直流電流の増加による抵
抗14の電圧降下によりコレクタ−エミッタ間電圧V
CE1 を小さくしてトランジスタ11を飽和動作させるよ
うに、抵抗14の抵抗値RB 及びバイアス電圧VB を設
定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2つのトランジス
タの一方のコレクタを他方のエミッタに接続するいわゆ
るカスコード接続の増幅回路に関する。
【0002】
【従来の技術】第1のトランジスタのコレクタと第2の
トランジスタのエミッタとを接続して成る増幅回路は、
カスコードアンプとも称され、基本的に図7のような構
成を有している。この図7において、入力端子100か
らの入力信号は第1のトランジスタ101のベースに供
給され、この第1のトランジスタ101のコレクタに、
交流的にベース接地された第2のトランジスタ102が
縦続に接続されている。第2のトランジスタ102のベ
ースには、端子103からのバイアス電圧VB が印加さ
れている。このカスコードアンプは、出力端子106か
ら見た場合、第2のトランジスタ102自体の出力イン
ピーダンスが電流増幅率倍されて、全体の出力インピー
ダンスとなる。従って、極めて大きな出力インピーダン
スを得ることができる。なお、第1のトランジスタ10
1のコレクタ電位は第2のトランジスタ102のベース
電位でクランプされているので、入力端子100へのミ
ラー効果による負帰還が抑えられ、高周波特性の改善に
も役立っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のカスコードアンプにおいては、第1のトランジス
タ101のコレクタ−エミッタ間電圧VCEを充分大きく
設定し、なおかつ第2のトランジスタ102のベース電
流の変化に対して、常にトランジスタ101が飽和しな
いようにされていた。この結果、出力端子106からの
出力としては、トランジスタ102が飽和する状態で最
大出力が定まり、トランジスタ101のコレクタ−エミ
ッタ間電圧VCE分だけ電圧利用率が悪く、出力も効率よ
く取り出せない。
【0004】このため、パワーアンプにはカスコードア
ンプを使用せず、単体トランジスタのエミッタ接地アン
プが多く使用されているのが現状である。しかしなが
ら、単体トランジスタでは、コレクタ−ベース間のジャ
ンクション容量CC によるフィードバックで使用周波数
が高くなる程不安定となり易いという問題点がある。
【0005】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、カスコードアンプの安定な特性を維持し
ながら、パワーアンプの効率劣化がなく、低消費電力で
あり、大出力が安定して得られるような増幅回路の提供
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る増幅回路
は、上述した課題を解決するために、第1のトランジス
タのコレクタと第2のトランジスタのエミッタとが接続
されて成るいわゆるカスコードアンプにおいて、上記第
2のトランジスタのベースと基準電位との間に容量を接
続し、上記第2のトランジスタのベースとバイアス電圧
との間に抵抗成分を接続し、上記第1のトランジスタの
コレクタ−エミッタ間電圧を入力が小さい状態で飽和し
ない大きな値とし、大入力時のベース直流電流の増加に
よる上記抵抗成分の電圧降下により上記第1のトランジ
スタのコレクタ−エミッタ間電圧を小さくして上記第1
のトランジスタを飽和動作とさせるように、上記抵抗成
分及び上記バイアス電圧を定めることを特徴としてい
る。
【0007】この場合、上記抵抗成分は、単なる抵抗で
もよく、また所定インピーダンスを有する電圧源を用い
てもよい。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る好ましい実施
の形態について説明する。
【0009】先ず、図1は、本発明に係る増幅回路の実
施の形態の基本構成を示す回路図であり、カスコード接
続された第1、第2のトランジスタ11、12の第2の
トランジスタ12のベースを、交流的に接地し、直流的
には所定の抵抗値RB を介してバイアス電圧VB に接続
している。
【0010】すなわち、この図1において、入力端子1
0からの入力信号は、増幅用の第1のトランジスタ11
のベースに供給され、この第1のトランジスタ11のコ
レクタに、交流的にベース接地された第2のトランジス
タ12のエミッタが接続されている。端子13にはバイ
アス電圧VB が供給されており、この端子13と第2の
トランジスタ12のベースとの間には、抵抗値RB の抵
抗14が挿入接続されている。このトランジスタ12の
ベースは、交流的に基準電位である例えば接地(アー
ス、GND)電位となるように、容量(キャパシタ)す
なわちコンデンサ15を介して接地されている。第2の
トランジスタ12のコレクタ側の出力端子16とVcc
源との間には、例えばコンデンサとコイルの成分を含む
同調回路構成の負荷17が接続されている。
【0011】第1のトランジスタ11のコレクタ−エミ
ッタ間電圧VCE1 については、入力が小さい状態では飽
和しないような充分大きな値に設定し、大入力時のベー
ス直流電流の増加による抵抗14の電圧降下によりコレ
クタ−エミッタ間電圧VCE1を小さくしてトランジスタ
11を飽和動作させるように、抵抗14の抵抗値RB
びバイアス電圧VB を設定している。
【0012】図2は、第1のトランジスタ11のコレク
タ−エミッタ間電圧VCE1 とコレクタ電流IC1とのグラ
フを示し、ベース電流IB をパラメータとしている。こ
の図2において、曲線aは、上記図1の抵抗14を入れ
ない(RB=0) ときのロードラインを示し、曲線b
は、上記図1の抵抗14の抵抗値RB を上記条件を満足
するように設定したときのロードラインを示している。
【0013】この図2において、曲線aのロードライン
(負荷線)は、トランジスタ12のエミッタ抵抗r
e (≒kT/eIC1)で表され、このときトランジスタ
11は常に活性領域で動作する。これは、上記図7に示
したような従来の構成のカスコードアンプに相当する。
これに対して、上記条件を満たすような抵抗値RB の抵
抗14をトランジスタ12のベースに直流的に挿入した
ときの曲線bのロードラインでは、コレクタ電流IC1
大きい領域でトランジスタ11が飽和する。
【0014】ここで、これらの曲線a、bに対応する構
成のカスコードアンプに対して、実際の交流入力を加
え、出力側に同調回路の負荷17を使用したときの最大
出力振幅の例を、図3、図4にそれぞれ示す。すなわ
ち、図3は、図2の曲線aに対応する上記図7に示すよ
うな構成のカスコードアンプに交流入力を加えたときの
第1のトランジスタ101のコレクタ電圧e1a及びトラ
ンジスタ102のコレクタ出力電圧e2aを示し、図4
は、図2の曲線bに対応する図1に示すような構成で抵
抗14の抵抗値RB を適切に定めたカスコードアンプに
交流入力を加えたときの第1のトランジスタ11のコレ
クタ電圧e1b及びトランジスタ12のコレクタ出力電圧
2bを示す。
【0015】これらの図3、図4から明らかなように、
従来の図7に示すような構成における最大出力振幅を示
す図3の例に比べて、本実施の形態の図1に示す構成の
最大出力振幅を示す図4の例の方が、出力での電圧利用
率が高くなり、大きな出力が得られ、例えば電圧振幅で
約1.4倍、出力パワーで約2倍が得られる。すなわ
ち、本実施の形態によれば、従来例に比較して、同一電
源電圧で大出力が安定に得られ、カスコードアンプの安
定な特性が維持されて発振等が発生し難く、パワーアン
プの効率が劣化せず低消費電力化が図れる。
【0016】次に、本発明に係る増幅回路の実施の形態
を高周波パワーアンプに適用した具体的な回路構成につ
いて、図5及び図6を参照しながら説明する。
【0017】先ず図5において、上記図1の各部と対応
する部分には同じ指示符号を付しており、第1、第2の
トランジスタ11、12がカスコード接続されている。
入力端子10からの入力信号は、入力段21を構成する
トランジスタ22のベースに供給されており、このトラ
ンジスタ22のベースには、バイアス回路23による直
流バイアスが印加されている。トランジスタ22からの
出力はトランジスタ24のベースに送られ、このトラン
ジスタ24のベースにはバイアス回路25により直流バ
イアスが印加されている。これらのバイアス回路23、
25、及び入力段21のトランジスタ26のベースに
は、バイアス端子13からのバイアス電圧VB がそれぞ
れ供給されている。入力段21のトランジスタ24のコ
レクタにはトランジスタ26のエミッタが接続され、こ
のトランジスタ26のベースにはバイアス端子13から
のバイアス電圧が印加されている。このトランジスタ2
6のコレクタ出力は、コンデンサを介し、第1のトラン
ジスタ11のベースに供給されている。この第1のトラ
ンジスタ11のベースの直流バイアスは、バイアス回路
28により供給されている。第2のトランジスタ12の
ベースには、バイアス端子13からのバイアス電圧VB
が抵抗値RB の抵抗14を介して供給され、この第2の
トランジスタ12のベースはコンデンサ15を介して接
地されている。また、トランジスタ12のコレクタの出
力端子16には、同調回路構成の負荷17が接続されて
いる。
【0018】次に図6は、抵抗の代わりに、所定インピ
ーダンスRB を有するレギュレータ回路あるいは電圧源
14Aを用いた具体例を示している。この図6では、入
力端子10からの入力信号が入力段31のトランジスタ
32のベースに供給され、このベースにはバイアス回路
33からの直流バイアスが印加されている。トランジス
タ32のコレクタはトランジスタ34のエミッタに接続
され、このトランジスタ34のベースにはバイアス端子
13からの直流バイアスが印加され、このトランジスタ
34のコレクタ出力がコンデンサを介し第1のトランジ
スタ11のベースに供給されている。この第1のトラン
ジスタ11とカスコード接続された第2のトランジスタ
12のベースには、バイアス端子13からのバイアス電
圧が、所定インピーダンスRB を有するレギュレータ回
路あるいは電圧源14Aを介して供給されており、この
ベースはコンデンサ15を介して接地されている。他の
構成は、上記図1や図5と同様であるため、対応する部
分に同じ指示符号を付して説明を省略する。
【0019】これらの図5、図6において、図5は、抵
抗値RB の抵抗14を介して第2のトランジスタ12の
ベースに接続したもので、比較的小パワーの高周波パワ
ーアンプの具体例を示し、図6は、抵抗の代わりにレギ
ュレータ回路あるいは電圧源14Aを使用し、抵抗値R
B としてレギュレータの直流内部抵抗を利用した大出力
用の高周波パワーアンプの具体例を示している。
【0020】このような具体例においても、上述した図
1の例と同様な効果が得られることは勿論である。
【0021】なお、本発明は上述した実施の形態のみに
限定されるものではなく、例えば、具体的な回路構成は
図5、図6の例に限定されず、種々の構成が可能であ
る。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る増幅回路によれば、第1のトランジスタのコレク
タと第2のトランジスタのエミッタとが接続されて成る
いわゆるカスコードアンプにおいて、第2のトランジス
タのベースを、交流的に基準電位、例えば接地電位と接
続し、直流的には抵抗成分を介してバイアス電圧と接続
し、入力が小さい状態では第1のトランジスタのコレク
タ−エミッタ間電圧は飽和しない大きな値とし、大入力
時の第1のトランジスタのベース直流電流の増加による
上記抵抗成分の電圧降下により上記第1のトランジスタ
のコレクタ−エミッタ間電圧を小さくして上記第1のト
ランジスタを飽和動作とさせるように、上記抵抗成分及
び上記バイアス電圧を定めるようにしているため、同一
電源電圧で大出力が安定に得られ、カスコードアンプの
安定な特性が維持されて発振等が発生し難く、パワーア
ンプの効率が劣化せず低消費電力化が図れるような増幅
回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る増幅回路の実施の形態の基本構成
を示す回路図である。
【図2】第1のトランジスタのコレクタ−エミッタ間電
圧とコレクタ電流との関係の一例を示す図である。
【図3】従来のカスコードアンプに対して、交流入力を
加え、出力側に同調回路の負荷を使用したときの最大出
力振幅の例を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態のカスコードアンプに対し
て、実際の交流入力を加え、出力側に同調回路の負荷を
使用したときの最大出力振幅の例を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態の具体的な回路構成の一例
を示す回路図である。
【図6】本発明の実施の形態の具体的な回路構成の他の
例を示す回路図である。
【図7】従来のカスコードアンプの基本構成を示す回路
図である。
【符号の説明】
10 入力端子、 11 第1のトランジスタ、 12
第2のトランジスタ、 13 バイアス端子、 14
抵抗、 15 コンデンサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のトランジスタのコレクタと第2の
    トランジスタのエミッタとが接続され、上記第1のトラ
    ンジスタのベース−エミッタ間に入力を加え、上記第2
    のトランジスタのコレクタから出力を得る増幅回路にお
    いて、 上記第2のトランジスタのベースと基準電位との間に接
    続された容量と、 上記第2のトランジスタのベースとバイアス電圧との間
    に接続された抵抗成分とを有し、 上記第1のトランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧を
    入力が小さい状態で飽和しない大きな値とし、大入力時
    のベース直流電流の増加による上記抵抗成分の電圧降下
    により上記第1のトランジスタのコレクタ−エミッタ間
    電圧を小さくして上記第1のトランジスタを飽和動作と
    させるように、上記抵抗成分及び上記バイアス電圧を定
    めることを特徴とする増幅回路。
  2. 【請求項2】 上記抵抗成分には、抵抗を用いることを
    特徴とする請求項1記載の増幅回路。
  3. 【請求項3】 上記抵抗成分には、所定インピーダンス
    を有する電圧源を用いることを特徴とする請求項1記載
    の増幅回路。
JP4135596A 1996-02-28 1996-02-28 増幅回路 Withdrawn JPH09232874A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016127589A (ja) * 2014-12-30 2016-07-11 スカイワークス ソリューションズ, インコーポレイテッドSkyworks Solutions, Inc. 無線周波数入力信号の振幅調整による圧縮制御

Cited By (6)

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Effective date: 20030506