JPH1188079A - 分布型増幅器 - Google Patents

分布型増幅器

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JPH1188079A
JPH1188079A JP24641097A JP24641097A JPH1188079A JP H1188079 A JPH1188079 A JP H1188079A JP 24641097 A JP24641097 A JP 24641097A JP 24641097 A JP24641097 A JP 24641097A JP H1188079 A JPH1188079 A JP H1188079A
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JP
Japan
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transistor
common
source
input
transmission line
Prior art date
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Application number
JP24641097A
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English (en)
Inventor
Hideyuki Suzuki
秀幸 鈴木
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1188079A publication Critical patent/JPH1188079A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速動作を行なわせ、しかも増幅帯域を広く
する。 【解決手段】 入力端子10に入力伝送線路11を介し
て入力線路終端回路12を接続し、出力線路終端回路1
5に出力伝送線路14を介して出力端子13を接続し、
出力伝送線路14に複数のゲート接地トランジスタ18
のドレインを接続し、各ゲート接地トランジスタ18の
ソースにソース接地トランジスタ17のドレインを接続
し、入力伝送線路11に複数のドレイン接地トランジス
タ16のゲートを接続し、ドレイン接地トランジスタ1
6のソースにソース接地トランジスタ17のゲートを接
続し、ドレイン接地トランジスタ16のソースを抵抗2
0を介してバイアス端子21に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信装置の受信側
電圧増幅器などとして使用される分布型増幅器に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図7は「マイクロ波半導体回路(日刊工
業新聞社)第161頁、図7.13」に記載されている
従来の分布型増幅器を示す回路構成図である。図に示す
ように、入力端子1に複数のインダクタンス3および入
力線路終端抵抗2が接続され、バイアス端子9に出力線
路終端抵抗6、複数のインダクタンス7および出力端子
8が接続され、インダクタンス3間にトランジスタ4の
ゲートが接続され、インダクタンス7間にトランジスタ
4のドレインが接続され、トランジスタ4のソースに接
地端子5が接続されている。
【0003】この分布型増幅器においては、入力端子1
から入力した信号はインダクタンス3とトランジスタ4
とで構成された入力側擬似線路を伝搬し、信号は各トラ
ンジスタ4で増幅され、増幅された信号は出力端子8の
方向に出力側擬似線路を伝搬しながら足し合わされて出
力される。また、入力線路終端抵抗2、出力線路終端抵
抗6の値は入力側擬似線路、出力側擬似線路の特性イン
ピーダンス値に等しくされており、入力線路終端抵抗
2、出力線路終端抵抗6は伝搬した信号を吸収する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の分布
型増幅器においては、高速動作を行なわせるためにはト
ランジスタ4のサイズを大きくして、トランジスタ4に
流れる電流を大きくする必要があるが、トランジスタ4
のサイズを大きくしたときには、トランジスタ4の容量
とくにゲート側からトランジスタ4をみたときの容量す
なわちトランジスタ4のゲート、ソース間の容量および
ゲート、ドレイン間の容量が大きくなるから、入力側擬
似線路の伝搬帯域が狭くなるので、増幅帯域が狭くな
る。
【0005】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたもので、高速動作を行なわせることができ、しかも
増幅帯域が広い分布型増幅器を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明においては、ソース接地トランジスタとゲー
ト接地トランジスタとをカスコード接続し、ドレイン接
地トランジスタのゲートを入力伝送線路に接続し、上記
ドレイン接地トランジスタのソースに電流源および上記
ソース接地トランジスタのゲートを接続する。
【0007】この場合、上記ドレイン接地トランジスタ
のソースと上記ソース接地トランジスタのゲートとの間
に抵抗を接続する。
【0008】また、エミッタ接地トランジスタとベース
接地トランジスタとをカスコード接続し、コレクタ接地
トランジスタのベースを入力伝送線路に接続し、上記コ
レクタ接地トランジスタのエミッタに電流源および上記
エミッタ接地トランジスタのベースを接続する。
【0009】この場合、上記コレクタ接地トランジスタ
のエミッタと上記エミッタ接地トランジスタのベースと
の間に抵抗を接続する。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係る分布型増幅器
を示す回路構成図である。図に示すように、入力端子1
0に入力伝送線路11を介して入力線路終端回路12が
接続され、出力線路終端回路15に出力伝送線路14を
介して出力端子13が接続され、出力伝送線路14に複
数のゲート接地トランジスタ18のドレインが接続さ
れ、ゲート接地トランジスタ18のゲートにバイアス端
子23が接続され、各ゲート接地トランジスタ18のソ
ースにソース接地トランジスタ17のドレインが接続さ
れ、ソース接地トランジスタ17のソースに接地端子1
9が接続され、ゲート接地トランジスタ18とソース接
地トランジスタ17とがカスコード接続している。ま
た、入力伝送線路11に複数のドレイン接地(ソースホ
ロワ)トランジスタ16のゲートが接続され、ドレイン
接地トランジスタ16のドレインがバイアス端子22に
接続され、ドレイン接地トランジスタ16のソースにソ
ース接地トランジスタ17のゲートが接続され、ドレイ
ン接地トランジスタ16のソースが抵抗20を介してバ
イアス端子21に接続され、バイアス端子21〜23に
十分に大きな容量(図示せず)が接続され、バイアス端
子21〜23は交流的に接地され、バイアス端子21、
抵抗20により電流源が構成されている。
【0011】この分布型増幅器においては、入力端子1
0から入力した信号は各ドレイン接地トランジスタ16
を経て各ソース接地トランジスタ17、ゲート接地トラ
ンジスタ18で増幅され、増幅された信号は出力端子1
3の方向に出力伝送線路14を伝搬しながら足し合わさ
れ出力される。また、入力伝送線路11を入力線路終端
回路12の方向に伝搬した信号は整合のとれている入力
線路終端回路12において吸収される。また、出力伝送
線路14を出力線路終端回路15の方向に伝搬した信号
は出力線路終端回路15において吸収される。
【0012】このような分布型増幅器においては、ソー
ス接地トランジスタ17、ゲート接地トランジスタ18
のサイズを大きくして、ソース接地トランジスタ17、
ゲート接地トランジスタ18に流れる電流を大きくする
ことにより、高速動作を行なわせることができるように
したとしても、ドレイン接地トランジスタ16のサイズ
を小さくして、ドレイン接地トランジスタ16のゲー
ト、ソース間の容量およびゲート、ドレイン間の容量を
小さくすれば、入力伝送線路11の伝搬帯域が広くなる
から、増幅帯域が広くなる。すなわち、ソース接地トラ
ンジスタ17、ゲート接地トランジスタ18のサイズを
大きくし、ドレイン接地トランジスタ16のサイズを小
さくすることにより、高速動作を行なわせることがで
き、しかも増幅帯域を広くすることができる。さらに、
入力伝送線路11の伝搬帯域が広くなるから、反射特性
を良好にすることができ、また入力伝送線路11を短く
することができるので、チップサイズを小さくすること
ができる。
【0013】図2は本発明に係る他の分布型増幅器を示
す回路構成図である。図に示すように、ドレイン接地ト
ランジスタ16のソースとソース接地トランジスタ17
のゲートとの間に抵抗24が接続されている。
【0014】この分布型増幅器においては、ドレイン接
地トランジスタ16の出力インピーダンスがインダクタ
ンスの特性を示したとしても、抵抗24が設けられてい
るから、周波数特性がピークを持つことはなく、平坦な
周波数特性を得ることができるので、光通信装置の受信
側電圧増幅器として使用するのに最適である。
【0015】図3は本発明に係る他の分布型増幅器を示
す回路構成図である。図に示すように、入力端子30に
入力伝送線路31を介して入力線路終端回路32が接続
され、出力線路終端回路35に出力伝送線路34を介し
て出力端子33が接続され、出力伝送線路34に複数の
ベース接地トランジスタ38のドレインが接続され、ベ
ース接地トランジスタ38のベースにバイアス端子43
が接続され、各ベース接地トランジスタ38のエミッタ
にエミッタ接地トランジスタ37のコレクタが接続さ
れ、エミッタ接地トランジスタ37のエミッタに接地端
子39が接続され、ベース接地トランジスタ38とエミ
ッタ接地トランジスタ37とがカスコード接続してい
る。また、入力伝送線路31に複数のコレクタ接地(エ
ミッタホロワ)トランジスタ36のベースが接続され、
コレクタ接地トランジスタ36のコレクタがバイアス端
子42に接続され、コレクタ接地トランジスタ36のエ
ミッタにエミッタ接地トランジスタ37のベースが接続
され、コレクタ接地トランジスタ36のエミッタが抵抗
40を介してバイアス端子31に接続され、バイアス端
子41〜43に十分に大きな容量(図示せず)が接続さ
れ、バイアス端子41〜43は交流的に接地され、バイ
アス端子41、抵抗40により電流源が構成されてい
る。
【0016】この分布型増幅器においては、入力端子3
0から入力した信号は各コレクタ接地トランジスタ36
を経て各エミッタ接地トランジスタ37、ベース接地ト
ランジスタ38で増幅され、増幅された信号は出力端子
33方向に出力伝送線路34を伝搬しながら足し合わさ
れ出力される。また、入力伝送線路31を入力線路終端
回路32の方向に伝搬した信号は整合のとれている入力
線路終端回路32において吸収される。また、出力伝送
線路34を出力線路終端回路35の方向に伝搬した信号
は出力線路終端回路35において吸収される。
【0017】このような分布型増幅器においては、エミ
ッタ接地トランジスタ37、ベース接地トランジスタ3
8のサイズを大きくして、エミッタ接地トランジスタ3
7、ベース接地トランジスタ38に流れる電流を大きく
することにより、高速動作を行なわせることができるよ
うにしたとしても、コレクタ接地トランジスタ36のサ
イズを小さくして、コレクタ接地トランジスタ36のベ
ース、エミッタ間の容量およびベース、コレクタ間の容
量を小さくすれば、入力伝送線路31の伝搬帯域が広く
なるから、増幅帯域が広くなる。すなわち、エミッタ接
地トランジスタ37、ベース接地トランジスタ38のサ
イズを大きくし、コレクタ接地トランジスタ36のサイ
ズを小さくすることにより、高速動作を行なわせること
ができ、しかも増幅帯域を広くすることができる。さら
に、入力伝送線路31の伝搬帯域が広くなるから、反射
特性を良好にすることができ、また入力伝送線路31を
短くすることができるので、チップサイズを小さくする
ことができる。
【0018】図4は本発明に係る他の分布型増幅器を示
す回路構成図である。図に示すように、コレクタ接地ト
ランジスタ36のエミッタとエミッタ接地トランジスタ
37のベースとの間に抵抗44が接続されている。
【0019】この分布型増幅器においては、コレクタ接
地トランジスタ36の出力インピーダンスがインダクタ
ンスの特性を示したとしても、抵抗44が設けられてい
るから、周波数特性がピークを持つことはなく、平坦な
周波数特性を得ることができるので、光通信装置の受信
側装置の電圧増幅器として使用するのに最適である。
【0020】図5は分布型増幅器の入出力特性(S2
1)を示すグラフで、線aは図4に示した分布型増幅器
の場合を示し、線bは従来の分布型増幅器の場合を示
す。このグラフから明らかなように、コレクタ接地トラ
ンジスタ36と抵抗40と抵抗44とを用いることによ
り増幅帯域が広くなっていることがわかる。
【0021】図6は分布型増幅器の入力側反射特性(S
11)を示すグラフで、線aは図4に示した分布型増幅
器の場合を示し、線bは従来の分布型増幅器の場合を示
す。このグラフから明らかなように、コレクタ接地トラ
ンジスタ36と抵抗40と抵抗44とを用いることによ
り入力側反射特性が改善されていることがわかる。
【0022】なお、ドレイン接地トランジスタ16等、
コレクタ接地トランジスタ36等としてはFET、バイ
ポーラトランジスタに限らず、デュアルゲートFETや
その他の能動素子を用いることができる。また、入力伝
送線路11等、入力伝送線路31等としてはコプレナ線
路やマイクロストリップ線路やインダクタンスやその他
の伝送線路を用いることができる。また、電流源として
はバイアス端子21、抵抗20からなる電流源、バイア
ス端子41、抵抗40からなる電流源の他にトランジス
タを有する電流源等を用いることができる。また、ソー
ス接地トランジスタ17のソースと接地端子19との間
に抵抗を接続し、またエミッタ接地トランジスタ37の
エミッタと接地端子39との間に抵抗を接続すれば、線
形入力範囲の拡大等の効果を得ることができる。
【0023】
【発明の効果】本発明に係る分布型増幅器においては、
ソース接地トランジスタおよびゲート接地トランジスタ
またはエミッタ接地トランジスタおよびベース接地トラ
ンジスタのサイズを大きくし、ドレイン接地トランジス
タまたはコレクタ接地トランジスタのサイズを小さくす
ることにより、高速動作を行なわせることができ、しか
も増幅帯域を広くすることができる。
【0024】また、ドレイン接地トランジスタのソース
とソース接地トランジスタのゲートとの間に抵抗を接続
し、またはコレクタ接地トランジスタのエミッタとエミ
ッタ接地トランジスタのベースとの間に抵抗を接続した
ときには、平坦な周波数特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る分布型増幅器を示す回路構成図で
ある。
【図2】本発明に係る他の分布型増幅器を示す回路構成
図である。
【図3】本発明に係る他の分布型増幅器を示す回路構成
図である。
【図4】本発明に係る他の分布型増幅器を示す回路構成
図である。
【図5】分布型増幅器の入出力特性を示すグラフであ
る。
【図6】分布型増幅器の入力側反射特性を示すグラフで
ある。
【図7】従来の分布型増幅器を示す回路構成図である。
【符号の説明】
11…入力伝送線路 16…ドレイン接地トランジスタ 17…ソース接地トランジスタ 18…ゲート接地トランジスタ 20…抵抗 24…抵抗 31…入力伝送線路 36…コレクタ接地トランジスタ 37…エミッタ接地トランジスタ 38…ベース接地トランジスタ 40…抵抗 44…抵抗

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ソース接地トランジスタとゲート接地トラ
    ンジスタとをカスコード接続し、ドレイン接地トランジ
    スタのゲートを入力伝送線路に接続し、上記ドレイン接
    地トランジスタのソースに電流源および上記ソース接地
    トランジスタのゲートを接続したことを特徴とする分布
    型増幅器。
  2. 【請求項2】上記ドレイン接地トランジスタのソースと
    上記ソース接地トランジスタのゲートとの間に抵抗を接
    続したことを特徴とする請求項1に記載の分布型増幅
    器。
  3. 【請求項3】エミッタ接地トランジスタとベース接地ト
    ランジスタとをカスコード接続し、コレクタ接地トラン
    ジスタのベースを入力伝送線路に接続し、上記コレクタ
    接地トランジスタのエミッタに電流源および上記エミッ
    タ接地トランジスタのベースを接続したことを特徴とす
    る分布型増幅器。
  4. 【請求項4】上記コレクタ接地トランジスタのエミッタ
    と上記エミッタ接地トランジスタのベースとの間に抵抗
    を接続したことを特徴とする請求項3に記載の分布型増
    幅器。
JP24641097A 1997-09-11 1997-09-11 分布型増幅器 Pending JPH1188079A (ja)

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Cited By (7)

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