JPH10163913A - 高周波増幅回路および中間周波増幅器 - Google Patents

高周波増幅回路および中間周波増幅器

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JPH10163913A
JPH10163913A JP9319442A JP31944297A JPH10163913A JP H10163913 A JPH10163913 A JP H10163913A JP 9319442 A JP9319442 A JP 9319442A JP 31944297 A JP31944297 A JP 31944297A JP H10163913 A JPH10163913 A JP H10163913A
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JP
Japan
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amplifier
output
input
switch
circuit
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JP9319442A
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Philip H Thompson
フィリップ・エイチ・トンプソン
Paul R Andrys
ポール・アール・アンドゥリス
Edward F Lawrence
エドワード・エフ・ローレンス
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Rockwell Science Center LLC
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Rockwell Science Center LLC
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20Automatic control
    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3052Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in bandpass amplifiers (H.F. or I.F.) or in frequency-changers used in a (super)heterodyne receiver
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • 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
    • H03G1/0088Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal using discontinuously variable devices, e.g. switch-operated
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits
    • H04B1/44Transmit/receive switching

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Amplifiers (AREA)
  • Transceivers (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オフチップフィルタに用いるための、単一基
板に一体化された高周波増幅回路を提供する。 【解決手段】 ワイヤレス通信用途のための中間周波増
幅器は、オフチップフィルタを介する同じ受信経路およ
び送信経路を有する。中間周波増幅器回路は第1および
第2の増幅器を含む。第2の増幅器は利得制御回路を含
む。第2の増幅器により、動作の受信モードおよび送信
モードの両方のための利得制御がもたらされる。IF増
幅器は、コードレス電話、セルラー電話、PHS電話、
ワイヤレスモデム、無線機および他の装置を含むさまざ
まな通信用途に用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】この発明は包括的に、高周波およびベー
スバンド応用のための増幅回路に関する。より特定的に
は、この発明は受信モードおよび送信モードで使用する
ための無線周波(RF)またはマイクロ波周波増幅回路
に関する。
【0002】
【発明の背景】セルラー電話、コードレス電話、ワイヤ
レスモデム、無線機、およびパーソナルハンディフォン
システム(PHS)などの種々のワイヤレス通信システ
ムは、受信中間周波(IF)信号を(たとえば受信モー
ドにおいて)増幅または減衰し、かつIF信号を(たと
えば送信モードで)送信する中間周波(IF)増幅器を
必要とする。中間周波数とは、送信または受信において
信号波が中間ステップとしてシフトされる周波数であ
る。中間周波数はいかなる周波数とすることもでき、無
線周波応用例では中間周波数は1MHzと1GHzとの
間であることが多い。
【0003】一般的には、IF信号は半導体または集積
回路装置により増幅または減衰される。多くの高周波増
幅方式では、受信IF信号および送信IF信号は離散ま
たはオフチップフィルタを通して与えられ、中間周波数
を中心とする帯域幅の外側の広域にわたる信号が除去さ
れる。離散フィルタは一般的には物理的に大きな装置で
あり、半導体基板に集積化することはできない。
【0004】図1を参照して、通信システム10は半導
体基板11に集積化された従来のIF増幅器回路9を含
む。回路9は、受信経路増幅器20、送信経路増幅器2
2、受信経路増幅器24、送信経路増幅器26、スイッ
チ回路28、およびスイッチ回路30を含む。スイッチ
回路28は端子44、端子46、および共通端子54を
含む。スイッチ回路30は共通端子56、端子48およ
び端子52を含む。
【0005】増幅器20は受信経路入力12に結合され
る入力と、スイッチ回路28の端子44に結合される出
力とを有する。増幅器22はスイッチ回路28の端子4
6に結合される入力と、送信経路出力18に結合される
出力とを有する。増幅器26は送信経路入力16に結合
される入力と、スイッチ回路30の端子52に結合され
る出力とを有する。増幅器24はスイッチ回路30の端
子28に結合される入力と、受信経路出力14に結合さ
れる出力とを有する。
【0006】オフチップフィルタ38は、増幅器20お
よび24の間、かつ増幅器22および26の間に(たと
えばスイッチ回路28および30の間に)結合される。
フィルタ38はスイッチ回路28の共通端子54に結合
される端子40と、スイッチ回路30の共通端子56に
結合される端子42とを有する。
【0007】動作の受信モードでは、受信IF信号は受
信経路入力12に与えられ、増幅器20により増幅され
る。増幅されたIF信号は、スイッチ回路28、フィル
タ38およびスイッチ回路30を通して増幅器24に与
えられる。増幅器24はIF信号を再び増幅し、その信
号を受信経路出力14に与える。受信経路入力12およ
び受信経路出力14は、基板11のための端子、ピン、
またはオフチップ接続とすることが可能であり、または
基板11の他の回路構成要素への内部接続とすることが
可能である。
【0008】動作の送信モードでは、送信IF信号は送
信経路入力16に与えられ、増幅器26により増幅され
る。増幅されたIF信号は、スイッチ回路30、フィル
タ38およびスイッチ回路28を通して増幅器22に与
えられる。増幅器22はIF信号を再増幅し、送信IF
信号を送信経路出力18に与える。送信経路入力16お
よび送信経路出力18は、基板11のための端子、ピ
ン、またはオフチップ接続とすることが可能であり、ま
たは基板11の他の構成要素への内部接続とすることが
可能である。
【0009】システム10および半導体基板11に関連
付けられる増幅器回路9は、種々の理由により不利であ
る。第1に、増幅器回路9は、増幅器20、22、24
および26についての同一の入力/出力(I/O)イン
ピーダンスを必要とする。たとえば、増幅器20の出力
インピーダンスは増幅器22およびフィルタ38につい
ての入力インピーダンスに整合していなければならな
い。同様に、増幅器24についての入力インピーダンス
は、増幅器26およびフィルタ38についての出力イン
ピーダンスに整合していなければならない。増幅器I/
Oインピーダンスの整合は困難であり、特に増幅器2
0、22、24および26に関連する異なる温度特性お
よびプロセス変化を考慮すれば、基板11上の増幅器回
路9の設計の複雑さが増大することになる。第2に、増
幅器回路9はオフチップフィルタ38が双方向性である
ことを必要とする。受信モードでは、IF信号は端子4
0から端子42へと進行する。送信モードでは、IF信
号は端子42から端子40へと進行する。双方向フィル
タは、より高価格であり、両方向においてまさに同じ応
答特性を有することは稀である。この方式はアクティブ
フィルタの使用を不可能にする。第3に、基板11上の
増幅器回路9のための方式は、スイッチ回路28および
30が双方向性または受動性であることを必要とする。
バイポーラシリコン基板集積回路装置では、高周波回路
のための双方向スイッチを容易に設計することはできな
い。過度に大きなまたは複雑な回路につながるおそれの
あるインピーダンスの劣化を避けるために、スイッチは
注意深く設計しなければならない。
【0010】したがって、単方向スイッチおよび単方向
フィルタを利用することができるIF増幅器回路に対す
る必要性がある。さらに、動作の受信モードおよび送信
モード双方のために2つの増幅器を利用するIF増幅器
回路が必要である。さらに、IF増幅器出力をIF増幅
器入力およびオフチップフィルタに整合させる必要のな
い増幅器方式が必要である。
【0011】
【発明の概要】この発明は、オフチップフィルタととも
に使用するための、単一基板に集積化された高周波増幅
回路に関する。増幅回路は受信モードおよび送信モード
で動作する。増幅回路は、第1のスイッチと、第1の増
幅器と、第2の増幅器と、第2のスイッチとを含む。第
1のスイッチは、受信入力、送信入力および共通出力を
有する。第1の増幅器は第1の入力および第1の出力を
有する。第1の入力は第1のスイッチの共通出力に結合
される。第1の出力はオフチップフィルタに結合可能で
ある。第2の増幅器は、オフチップフィルタに結合可能
な第2の入力および第2の出力を有する。第2のスイッ
チは、共通入力と、送信出力と、受信出力とを有する。
共通入力は第2の出力に結合される。
【0012】この発明はさらに、受信モードおよび送信
モードにおいて使用するための中間周波増幅器回路に関
する。中間周波増幅器回路は、第1の中間周波スイッチ
回路と、第1の増幅器回路と、第2の増幅器と、第2の
中間周波スイッチ回路とを含む。第1の中間周波スイッ
チ回路は、受信入力、送信入力および第1のスイッチ出
力を有する。第1の増幅器回路は第1の増幅器入力およ
び第1の増幅器出力を有する。第1の増幅器入力は第1
のスイッチ出力に結合される。第2の増幅器は第2の増
幅器入力および第2の増幅器出力を有する。第2の増幅
器入力は第1の増幅器出力と連絡する。第2の中間周波
スイッチ回路は、第2のスイッチ入力、送信出力および
受信出力を有する。第2のスイッチ入力は第2の増幅器
出力に結合される。中間周波増幅器回路は、受信モード
および送信モード双方のための第1および第2の増幅器
を通る単方向信号経路を有する。
【0013】この発明はさらに、受信モードおよび送信
モードを有する中間周波増幅器に関する。中間周波増幅
器は、受信モードにおいて受信入力を第1のスイッチ出
力に結合するためかつ送信モードにおいて送信入力を第
1のスイッチ出力に結合するための第1の中間周波スイ
ッチ手段と、第1のスイッチ出力の信号を増幅するため
の第1の増幅器手段と、第1の増幅器手段からの増幅さ
れた信号を増幅するための第2の増幅器手段と、受信モ
ードにおいて受信出力を第2の増幅器手段に結合するた
めかつ送信モードにおいて送信出力を第2の増幅器手段
に結合するための第2の中間周波スイッチ手段とを含
む。
【0014】この発明のある例示の局面では、2つのI
F増幅器段に対する受信経路および送信経路は同一であ
る。減衰または利得制御回路に、動作の受信モードおよ
び送信モード双方における利得制御のための2つの増幅
器段の一方を設けることができる。利得制御回路はスイ
ッチされた抵抗器のマトリクスを含む。
【0015】この発明の他の例示の局面では、第1の増
幅器は受信経路入力または送信経路入力いずれかの信号
を受信し、第2の増幅器は増幅された信号を受信経路出
力または送信経路出力に与える。第1の増幅器と第2の
増幅器との間にオフチップフィルタを用いることができ
る。フィルタは単方向性とすることができ、受信モード
および送信モード双方に対し同じフィルタ特性およびイ
ンピーダンスを有する。さらに、双方向スイッチまたは
受動スイッチに対抗するものとして、単方向スイッチを
用いることができる。
【0016】この発明のさらに他の局面に従えば、IF
増幅器回路は2つの増幅器を含む。第1の増幅器は、カ
レントミラーを含むトーテムポール増幅器である。第2
の増幅器は、共通モードトランジスタ増幅器および共通
ゲートトランジスタ増幅器を含む。第1の増幅器はオフ
チップフィルタに入力するために差分信号を単一信号に
統合し、第2の増幅器はフィルタからの単一信号を分割
して差分出力信号を与える。
【0017】この発明のさらに他の局面では、IF増幅
器回路は、好ましくは、パーソナルハンディフォンシス
テムなどの通信装置における集積回路の一部である。I
F増幅器は、約1.9GHzのRF信号を送信および受
信するシステムに対し、約250MHzの周波数で動作
する。IF増幅器回路は他のオンチップの装置に対し、
送信信号および受信信号を与える。
【0018】以下においてこの発明の実施例について説
明し、同じ数字は同じ要素を示すものとする。
【0019】
【好ましい実施例の詳細な説明】図2を参照して、通信
システム50は、単一の半導体基板51上に置かれた増
幅器回路52を含む。増幅器回路52は図1を参照して
議論した増幅器回路9に類似したコンポーネントを有す
る。しかしながら、増幅器回路52は、増幅器20、2
2、24および26(図1を参照)などの4つの増幅器
の代わりに、増幅器60および62などの2つの増幅器
しか必要としない。
【0020】受信経路入力12はスイッチ回路28の端
子44に結合される。送信経路入力16はスイッチ回路
28の端子46に結合される。スイッチ回路28の共通
端子54は増幅器60の入力に結合される。増幅器60
の出力はオフチップフィルタ38の端子40に結合され
る。
【0021】オフチップフィルタ38の端子42は増幅
器62の入力に結合される。増幅器62の出力は共通端
子56に結合される。受信経路出力14はスイッチ回路
30の端子48に結合され、送信経路出力18はスイッ
チ回路30の端子52に結合される。
【0022】好ましくは、オフチップフィルタ38は、
およそ250MHz(たとえば248MHz)に中心が
ある通過帯域周波数を有する表面音波(SAW)フィル
タである。フィルタ38は別個のまたは(基板51とは
別個の)オフチップデバイスである。これに代えて、他
のタイプのIFフィルタが用いられてもよい。図1を参
照して述べたように、受信経路入力12、受信経路出力
14、送信経路入力16および送信経路出力18は、基
板51上の端子、ピン、オフチップ接続、または内部接
続であってもよい。入力12および16ならびに出力1
4および18は差動入力または出力ならびにシングルエ
ンド入力および出力であってもよい。
【0023】次に、図2を参照して、通信システム50
の動作を説明する。受信モードにおいて、受信IF信号
が受信経路入力12に与えられる。入力12上の受信I
F信号はスイッチ回路28を介して増幅器60に与えら
れる。増幅器60は受信経路入力12上のIF信号を増
幅し、増幅されたIF信号をフィルタ38の端子40に
与える。フィルタ38は、増幅されたIF信号をフィル
タリングし、増幅されてフィルタリングされたIF信号
を端子42に与える。増幅器62は端子42上のフィル
タリングおよび増幅されたIF信号を増幅し、再度増幅
されてフィルタリングされたIF信号をスイッチ回路3
0に与える。スイッチ回路30は、再度増幅されてフィ
ルタリングされたIF信号を受信経路出力14に与え
る。
【0024】送信モードにおいて、送信IF信号が送信
経路入力16上に与えられスイッチ回路28を介して増
幅器60に送られる。受信IF信号と同様に、増幅器6
0は送信IF信号を増幅し、増幅されたIF信号をフィ
ルタ38の端子40に与える。フィルタ38は、フィル
タリングされて増幅されたIF信号を端子42に与え
る。増幅器62は、端子42におけるフィルタリングさ
れて増幅されたIF信号を増幅し、再度増幅されたIF
信号をスイッチ回路30を介して送信出力18に与え
る。
【0025】このように、IF増幅器回路52には、受
信IF信号および送信IF信号の両方のために、増幅器
60、フィルタ38および増幅器62を介する同じ回路
または信号経路を有するという利点がある。さらに、受
信IF信号、送信IF信号、再度増幅された受信IF信
号および再度増幅された送信IF信号は同じ信号経路を
有する。受信IF信号および送信IF信号の両方のため
の信号経路はスイッチ回路28の共通端子54を通る。
この同じ信号経路が、スイッチ回路30の共通端子56
を介して、再度増幅された受信IF信号および再度増幅
された送信IF信号の両方に用いられる。したがって、
単方向のスイッチ回路28および30ならびに単方向の
フィルタ38を増幅器回路52に用いることができる。
さらに、2つの増幅器、たとえば増幅器60および62
しか必要ではない。なぜなら、各増幅器は受信モード機
能および送信モード機能の両方を行なうからである。各
モードに対して別個の増幅器は必要ではない。
【0026】増幅器回路62の機構がこのように有利で
あるため、増幅器60の出力インピーダンスは増幅器6
2の入力インピーダンスと直接的に整合する必要はな
い。なぜなら、これらは直接互いに結合されていないか
らである。また、スイッチ回路28および30は、フィ
ルタ38と増幅器20、22、24および26との間
(図1を参照)ではなく、非制御インピーダンスインタ
ーフェイスにおくことができる。さらに、利得制御回路
または制限回路を増幅器60または62のいずれかに組
込み、受信モードおよび送信モードの両方において利得
制御動作をもたらすようにすることができ、すなわち別
個の受信モードおよび送信モード利得制御回路は必要で
はない。
【0027】図3を参照して、増幅器回路52は無線周
波回路80に含まれ、この無線周波回路80はガリウム
ヒ素(GaAs)の半導体基板81上に一体化される。
増幅器回路52は、図2に示された回路52に実質的に
類似して示される。しかしながら、ここでは(図2の)
受信経路入力12は差動入力12Aおよび12Bを含
み、(図2の)送信経路入力16は差動入力16Aおよ
び16Bを含む。同様に、ここでは(図2の)受信経路
出力14は差動出力14Aおよび14Bを含み、(図2
の)送信経路出力18は差動出力18Aおよび18Bを
含む。増幅器60はシングルエンド出力を与えるコンバ
イナであり、増幅器62は差動出力を与えるスプリッタ
である。
【0028】増幅器62は利得制御入力63および65
を含む。基板81内または基板81外の回路(図示せ
ず)は入力63および65に信号を与えて、増幅器62
の利得または減衰を調整し得る。
【0029】動作の受信モードにおいて、回路80は受
信入力82において高周波数1.9GHzのRF信号を
受取る。RF信号は(たとえば250MHzの)の差動
IF受信信号にステップダウンされ、これは受信経路入
力12Aおよび12Bに与えられる。差動受信IF信号
は、スイッチ回路28、増幅器60、フィルタ38、増
幅器62およびスイッチ回路30を介して、フィルタリ
ングされて再度増幅された差動IF信号として受信経路
出力14Aおよび14Bに与えられる。
【0030】動作の送信モードにおいて、差動入力85
Aおよび85Bにおける(たとえば250MHzの)差
動送信IF信号が増幅され、スイッチ回路28、増幅器
60、フィルタ38、増幅器62およびスイッチ回路3
0を介して、フィルタリングされて再度増幅された差動
IF信号として送信経路出力18Aおよび18Bに与え
られる。再度増幅されてフィルタリングされた差動IF
信号はアップコンバータに与えられ、このアップコンバ
ータは、再度増幅されてフィルタリングされたIF信号
を1.9GHzのRF信号に変換する。RF信号はRF
送信出力84において回路80から出力される。
【0031】図4を参照して、スイッチ回路28は差動
受信入力端子44Aおよび44Bと、差動送信入力端子
46Aおよび46Bと、差動共通出力端子54Aおよび
54Bとを含む。回路28はさらにトランジスタ100
と、102と、104と、106とを含む。
【0032】トランジスタ100、102、104およ
び106は好ましくはMESFETトランジスタであ
り、これらはそれぞれゲートバイアス抵抗器108、1
10、112および114によって制御される。トラン
ジスタ100および102はインバータ130から与え
られる逆受信モード信号によって制御され、トランジス
タ104および106はインバータ132によって与え
られる逆送信モード信号によって制御される。
【0033】抵抗器118Aおよび118Bは(たとえ
ば1.5Vの)スイッチバイアス供給に結合され、これ
はトランジスタ100、102、104および106を
有効にオンおよびオフにする。抵抗器116Aおよび抵
抗器116Bは3ボルトのソース(VCOM)と端子4
4Aおよび44Bとの間に結合される。抵抗器116お
よび117に類似した抵抗器が端子46Aおよび46B
のために設けられてもよい。しかしながら、増幅器また
は端子46Aおよび46Bに結合された他の回路構成
が、トランジスタ100および102の適切な動作のた
めに、入力46Aおよび46B上のDC電圧を上昇する
機能を果たし得る。
【0034】回路28の共通端子54Aおよび54Bは
増幅器60に結合される。増幅器60は減結合キャパシ
タ134と、減結合キャパシタ136と、バイアス回路
138と、トランジスタ140と、トランジスタ142
と、ダイオード144と、ダイオード146とを含む。
トランジスタ140および142により、およそ8dB
の利得を有するトーテムポール増幅器がもたらされる。
増幅器60はキャパシタ134および136を最小にす
る高入力インピーダンスと、フィルタ38に整合するお
よそ50オームの出力インピーダンスとを有する。
【0035】減結合キャパシタ134および136はた
とえば10ピコファラド(pF)のごくわずかなキャパ
シタンスを有する。ダイオード144および146によ
り、静電放電保護をもたらす。図6を参照して、バイア
ス回路138の動作をより詳細に説明する。増幅器60
は端子54Aおよび54B上の信号を、シングルエンド
信号と合成し、端子40を介してフィルタ38に送る。
【0036】図5を参照して、増幅器62はトランジス
タ200と、バイパスキャパシタ202および204
と、トランジスタ206と、スイッチされた抵抗器20
8、210、212、214、216および218と、
キャパシタ222と、利得制御回路232と、論理回路
234とを含む。トランジスタ200および206は協
働して端子42に与えられた信号を分割し、かつ差動信
号として信号を増幅する。
【0037】トランジスタ206は共通ソース増幅器で
あり、これは増幅された信号をスイッチ回路30の共通
スイッチ端子56Bに与える。トランジスタ200は共
通ゲート増幅器であり、これはトランジスタからの増幅
された信号と180°位相がずれた増幅信号を、スイッ
チ回路30の共通スイッチ端子56Aに与える。
【0038】増幅された信号は、スイッチされた抵抗器
208、210、212、214、216および218
のマトリクスを介して送られ、増幅器62のための減衰
または利得制御をもたらすようにする。スイッチされた
抵抗器212および218は、たとえばFETである制
御トランジスタと平行に結合された抵抗器を含む。スイ
ッチされた抵抗器208、210、214および216
は、たとえばFETである、抵抗器と直列に結合された
制御トランジスタを含む。利得制御回路232の出力2
33a−dからの信号は、スイッチされた抵抗器20
8、210、212、214、216および218に関
連したスイッチをオンおよびオフにして、増幅器62の
利得を調整する。
【0039】回路232は利得制御入力63および65
上の信号に応答してスイッチを制御する。好ましくは、
回路232は+6dBから−12dBまでの6dBステ
ップにおいて増幅器62の利得を調整し得る。回路23
2は増幅器62が、受信IF信号および送信IF信号に
必要な、異なったゲインに関して構成できるようにす
る。受信IF信号は、特にPHSシステムにおいては送
信IF信号よりも頻繁に増幅されなければならない。
【0040】キャパシタ202および204はトランジ
スタ200のゲートを交流電流(AC)グラウンドに結
合する。キャパシタ204はトランジスタ206のゲー
トをノード42に結合する。好ましくは、キャパシタ2
02および204は10pFのキャパシタンスを有す
る。トランジスタ200のソースは、100−500ナ
ノヘンリ(nH)のチョーク201を介してDCグラウ
ンドに結合される。好ましくは、増幅器62はフィルタ
38に整合するおよそ50オームの低入力インピーダン
スと高出力インピーダンスとを有する。
【0041】論理回路234は、回路50が受信モード
または送信モードのいずれでもないときに、増幅器62
を有効にオフにするようトランジスタ200および20
6にゲートバイアスを与える。回路234は受信モード
信号および送信モード信号に応答して、受信モードまた
は送信モードのいずれかが存在するかどうかを判断す
る。
【0042】スイッチ回路30は、共通端子56Aおよ
び56B上に、再度増幅されてフィルタリングされたI
F信号を受取り、送信経路出力18Aおよび18Bまた
は受信経路出力14Aおよび14Bのいずれかに、再度
増幅された信号を与える。スイッチ回路30はスイッチ
回路28に類似し、トランジスタ240、242、24
4および246を含む。トランジスタ240、242、
244および246はMESFETトランジスタであ
り、これらは図4に示されたトランジスタ100、10
2、104および106と同様に制御される。
【0043】好ましくは、スイッチ回路38および30
は(図2の)受動スイッチデバイスである。これに代え
て、スイッチデバイス28および30は、シリコン基板
上のバイポーラトランジスタによって構成された単方向
スイッチと置換えられてもよい。
【0044】図6を参照して、バイアス回路138は基
本的に定カレントミラーであり、これは(図4の)トラ
ンジスタ140および142を制御する。回路138は
抵抗器302および304と、ゲートバイアス端子30
6と、ダイオード308と、抵抗器310および312
と、キャパシタ314と、トランジスタ300とを含
む。
【0045】トランジスタ300のサイズは、(図4
の)トランジスタ142のおよそ10分の1の大きさで
ある。抵抗器302は好ましくは3キロオーム(Koh
m)の抵抗器である。抵抗器304は好ましくは3.5
Kohmの抵抗器である。抵抗器310は好ましくは
6.5Kohmの抵抗器であり、抵抗器312は好まし
くは2.2Kohmの抵抗器である。
【0046】回路138は端子306にバイアス信号を
与えてトランジスタ140および142を制御する。端
子306は(図4の)トランジスタ142のゲートに結
合される。トランジスタ140のゲートは、抵抗ネット
ワーク(図示せず)などからの定数でバイアスされる。
抵抗器312にかかる電圧は、トランジスタ300が電
流を引出しすぎている場合に下降し、それにより端子3
06に与えられた電圧が下がる。同様に、トランジスタ
300によって引出される電流が少ない場合、抵抗器3
12にかかる電圧の下降が緩和され、端子302におけ
る電圧が上昇する。
【0047】この発明の好ましい例示の実施例を説明す
るために、詳細な図面、特定的な例および特定的な構成
要素が与えられたが、これらは例示目的のみのためのも
のにすぎないことが理解されるべきである。たとえば、
増幅器はトーテムポールトランジスタ、共通ソース増幅
および共通ゲート増幅を用いるが、他のタイプの増幅器
が用いられてもよい。さらに、利得制御は平行な短絡回
路を有する抵抗器のマトリクスとして開示されたが、他
のタイプの利得制御回路を用いてもよい。したがって、
前掲の特許請求の範囲に規定される発明の精神の範囲か
ら離れることなくさまざまな変更がなされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】先行技術の中間周波(IF)増幅器回路のブロ
ック図である。
【図2】この発明の例示の実施例に従ったIF増幅器回
路の全体的なブロック図である。
【図3】この発明の別の例示の実施例に従った、RF通
信システムにおかれた、図2に示される増幅器回路のブ
ロック図である。
【図4】図2に示された第1の増幅器および第1のスイ
ッチ回路のより詳細な概略ブロック図である。
【図5】図2に示された第2の増幅器および第2のスイ
ッチ回路のより詳細な概略ブロック図である。
【図6】図4に示されたバイアス回路のより詳細な概略
ブロック図である。
【符号の簡単な説明】
28,30 スイッチ回路 52,62 増幅器回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール・アール・アンドゥリス アメリカ合衆国、52338 アイオア州、ス ウィシャー、エヌ・ダブリュ、ファルコ ン・アベニュ、1324 (72)発明者 エドワード・エフ・ローレンス アメリカ合衆国、52303 アイオア州、マ リオン、エルム・ストリート、1175

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オフチップフィルタとともに使用するた
    めの、受信モードおよび送信モードで動作する、単一基
    板に集積化された高周波増幅回路であって、 受信入力、送信入力および共通出力を有する第1のスイ
    ッチと、 第1の入力および第1の出力を有する第1の増幅器とを
    含み、第1の入力は第1のスイッチの共通出力に結合さ
    れ、第1の出力はオフチップフィルタに結合可能であ
    り、高周波増幅回路はさらに、 オフチップフィルタに結合可能な第2の入力および第2
    の出力を有する第2の増幅器と、 第2の出力に結合される共通入力、送信出力および受信
    出力を有する第2のスイッチとを含む、高周波増幅回
    路。
  2. 【請求項2】 受信モードにおいては、第1のスイッチ
    は受信入力を共通出力に結合し、第2のスイッチは共通
    入力を受信出力に結合し、送信モードでは、第1のスイ
    ッチは送信入力を共通出力に結合し、第2のスイッチは
    共通入力を送信出力に結合する、請求項1に記載の増幅
    回路。
  3. 【請求項3】 第1の増幅器および第2の増幅器を通る
    信号経路は受信モードおよび送信モードで同じである、
    請求項2に記載の増幅回路。
  4. 【請求項4】 第2の増幅器に結合され、第2の増幅器
    の利得を調整する利得制御回路をさらに含む、請求項3
    に記載の増幅回路。
  5. 【請求項5】 利得制御回路は抵抗ネットワークを含
    む、請求項4に記載の増幅回路。
  6. 【請求項6】 受信入力および送信入力は差動入力であ
    り、第1の出力は単一出力であり、第2の入力は単一入
    力であり、第2の出力は差動出力である、請求項1に記
    載の増幅回路。
  7. 【請求項7】 第1および第2のスイッチは単方向性で
    ある、請求項1に記載の増幅回路。
  8. 【請求項8】 受信モードおよび送信モードで使用する
    ための中間周波増幅器回路であって、 受信入力、送信入力および第1のスイッチ出力を有する
    第1の中間周波スイッチ回路と、 第1のスイッチ出力に結合される第1の増幅器入力およ
    び第1の増幅器出力を有する第1の増幅器回路と、 第1の増幅器出力と連絡する第2の増幅器入力および第
    2の増幅器出力を有する第2の増幅器と、 第2の増幅器出力に結合される第2のスイッチ入力、送
    信出力および受信出力を有する第2の中間周波スイッチ
    回路とを含み、中間周波増幅器回路は、受信モードおよ
    び送信モード双方のための第1および第2の増幅器を通
    る単方向信号経路を有する、中間周波増幅器回路。
  9. 【請求項9】 受信モードにおいては、第1の中間周波
    スイッチ回路は受信入力を第1のスイッチ出力に結合
    し、第2の中間周波スイッチ回路は第2のスイッチ入力
    を受信出力に結合し、送信モードでは、第1の中間周波
    スイッチ回路は送信入力を第1のスイッチ出力に結合
    し、第2の中間周波スイッチ回路は第2のスイッチ入力
    を送信出力に結合する、請求項8に記載の中間周波増幅
    器回路。
  10. 【請求項10】 第2の増幅器に結合され、第2の増幅
    器の利得を調整する利得制御回路をさらに含む、請求項
    8に記載の中間周波増幅器回路。
  11. 【請求項11】 第1の増幅器はトーテムポール増幅器
    である、請求項8に記載の中間周波増幅器回路。
  12. 【請求項12】 第2の増幅器は共通ゲート増幅器およ
    び共通ソース増幅器を含む、請求項8に記載の中間周波
    増幅器回路。
  13. 【請求項13】 利得制御回路は抵抗ネットワークおよ
    びFETスイッチを含む、請求項10に記載の中間周波
    増幅器回路。
  14. 【請求項14】 回路はガリウムひ素(GaAs)基板
    において実現される、請求項8に記載の中間周波増幅器
    回路。
  15. 【請求項15】 第1および第2の増幅器はMESFE
    Tを含む、請求項8に記載の中間周波増幅器回路。
  16. 【請求項16】 受信モードおよび送信モードを有する
    中間周波増幅器であって、 受信モードにおいて受信入力を第1のスイッチ出力に結
    合するためかつ送信モードにおいて送信入力を第1のス
    イッチ出力に結合するための第1の中間周波スイッチ手
    段と、 第1のスイッチ出力の信号を増幅するための第1の増幅
    器手段と、 第1の増幅器手段からの増幅された信号を増幅するため
    の第2の増幅器手段と、 受信モードにおいて受信出力を第2の増幅器手段に結合
    するためかつ送信モードにおいて送信出力を第2の増幅
    器手段に結合するための第2の中間周波スイッチ手段と
    を含む、中間周波増幅器。
  17. 【請求項17】 受信入力および送信入力は差動入力で
    あり、受信出力および送信出力は差動出力である、請求
    項16に記載の増幅器。
  18. 【請求項18】 増幅器は単一の半導体基板に設けられ
    る、請求項16に記載の増幅器。
  19. 【請求項19】 第1の増幅器手段はトーテムポール増
    幅器回路に結合されるカレントミラーを含む、請求項1
    6に記載の増幅器。
  20. 【請求項20】 第2の増幅器手段は共通ゲート増幅器
    および共通ソース増幅器を含む、請求項19に記載の増
    幅器。
JP9319442A 1996-11-20 1997-11-20 高周波増幅回路および中間周波増幅器 Withdrawn JPH10163913A (ja)

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