JPS6223483B2 - - Google Patents

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JPS6223483B2
JPS6223483B2 JP53070128A JP7012878A JPS6223483B2 JP S6223483 B2 JPS6223483 B2 JP S6223483B2 JP 53070128 A JP53070128 A JP 53070128A JP 7012878 A JP7012878 A JP 7012878A JP S6223483 B2 JPS6223483 B2 JP S6223483B2
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JP
Japan
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transistor
base
potential supply
reference potential
collector
Prior art date
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Expired
Application number
JP53070128A
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English (en)
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JPS54161253A (en
Inventor
Masaru Hashimoto
Motoaki Yoshinaga
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Priority to US06/045,842 priority patent/US4240041A/en
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Publication of JPS6223483B2 publication Critical patent/JPS6223483B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/34Dc amplifiers in which all stages are dc-coupled
    • H03F3/343Dc amplifiers in which all stages are dc-coupled with semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/195High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体集積回路において10〜100mW
の高周波出力を得るのに適した高周波増幅回路に
関する。
一般に、集積回路で数MHz〜数10MHzの高周
波出力を増幅して、10〜100mW程度の高出力を
得ることは行なわれていない。ところで上記のよ
うな増幅をA級増幅で行なうのでは電力効率が悪
いので、AB級、B級、C級増幅等を採用すれば
よいが、上記のような増幅回路ではバイアス関係
に難点が生じるものである。
そこで本発明の目的とするところは、AB級な
いしC級動作が自由に選択でき、入力信号のない
場合には消費電流が少なく、しかも入力信号レベ
ルに応じて大出力電流が得られ、また出力の最大
電流を容易に規制することができる高周波増幅回
路を提供することにある。
以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。第1図は同実施例の基本となる部分を説明す
るための回路図である。図においてダイオード
D1及びD2は、ダイオード結線されたトランジス
タである。NPNトランジスタのコレクタとベー
スを接続してアノードとし、エミツタをカソード
としている。D1のカソードにD2のアノードが接
続され、D2のカソードは接地されている。D1
アノードにはバイアス電流の電流源Iが接続され
る。この電流源Iは電圧源に接続された抵抗でも
よい。
D1のアノードにはNPNトランジスタQ1のベー
スが接続され、Q1のエミツタは、抵抗R1を介し
て接地され、Q2のコレクタは図示してない電圧
源に接続される。従つてQ1とR1とでエミツタフ
オロワ段を形成している。この場合は、エミツタ
フオロワ段の入力点はQ1のベースで、出力点は
Q1のエミツタである。Q1のエミツタにはNPNト
ランジスタQ2のベースが接続されQ2のエミツタ
は接地され、Q2のコレクタ電流は出力電流とな
る。即ちQ2は出力用トランジスタである。
今説明を簡略化するために、Q1,Q2,D1及び
D2のエミツタ面積を等しいものとし、D1,D2
流れる電流即ちバイアス電流をI1,Q1のコレクタ
電流をI2,Q2のコレクタ電流即ち出力電流をI3
すると、D1,D2,Q1,Q2の各々のベース・エミ
ツタ間電圧VBEは VBE=kT/qlnIc/Is となる。
ただしkはボルツマン定数、Tは絶対温度、q
は電子の電気量、Icはコレクタ電流、Isは飽和電
流である。D1,D2,Q1,Q2は同一ペレツト内に
あるのでIsの値が等しく、またkT/qは定数と見
なせるからQ2のベース・エミツタ電圧VBE2は次
式で示される。
BE2=kT/q(2lnI/Is−lnI/Is)=k
T/qlnI〓/IsI また VBE2=kT/qlnI/Is であるからI1,I2,I3の関係は kT/qlnI/Is=kT/qlnI〓/IsI 従つて I =I2I3 …(1) となる。
しかして第2図は本発明の一実施例を示すもの
であり、(1)式の関係においてI1或いはI2を入力信
号に応じて変化させ、出力電流I3を変化させるこ
とを利用したものである。なお本回路において定
電流源として使用されるNPNトランジスタQ3
は、第1図の抵抗R1に対応するもので、その他
第1図と対応する個所には同一符号を付して説明
を省略する。第2図においてトランジスタQ1
ベースは、抵抗R2を介して電源VCCに接続され
ると共に、ダイオードD1,D2を直列に介して接
地される。トランジスタQ3のベースは、抵抗
R3、入力信号源Sを介して電源VCCに接続され
ると共に、ダイオードD3を介して接地される。
なお第2図の回路は集積回路で1チツプ内に構成
されるため、ダイオードD1〜D3はトランジスタ
Q1〜Q3のトランスコンダクタンスに比例する非
直線性を示す。
第2図の回路では、ダイオードD1〜D3、トラ
ンジスタQ1〜Q3が全て同一コンダクタンスをも
つものとすれば、出力電流I3は、前記(1)式で示さ
れる関係から、次のようになる。
I3=I〓/I=I〓/I …(2) ただしI0はベース電流を無視した場合の抵抗
R3、ダイオードD3を流れる電流である。例えば
第2図の回路において、信号源Sからの入力信号
がない場合にI0=I1=Iなる直流電流が流れるよ
うに設計した場合を考えると、(2)式から出力電流
I3=Iとなる。また入力信号が入つてダイオード
D3に流れる電流I0が0〜2Iに変化したとすれば、
出力電流I3は第4図で示される値をとる。即ちI0
=2Iの時は、I3=I/2となり、またI0=0の時は、
トランジスタQ2のhFEを∞とすれば出力電流I3
は、(2)式から∞となるはずであるが、実際にはト
ランジスタQ2のベース電流のためトランジスタ
Q1に電流が流れ、(2)式により I3・I3/hFE=I2 従つて I3=√FE・I …(3) なる出力電流が流れることになる。これは、例え
ばトランジスタQ2のhFEが100であれば、出力電
流I3はI/2〜10Iまで変化することであり、従つて
トランジスタQ2はAB級で動作していることにな
る。上記出力電流I3の上限を規制するために、ト
ランジスタQ1のエミツタと接地間に抵抗などの
素子を設ければよいのは云うまでもない。
第2図の回路にあつては、第4図の特性からも
分るようにAB級で動作させているため電力利用
率が高く、また入力I0に対する出力電流I3を√F
・Iまで振らすことができるので、高パワーの
出力が得られるものである。
第3図は本発明の他の実施例であり、NPNト
ランジスタQ4を追加した点が前実施例とは異な
つている。このトランジスタQ4は、ゲートをダ
イオードD3のアノードに、エミツタを接地点
に、コレクタをダイオードD1のアノードにそれ
ぞれ接続している。トランジスタQ4はトランジ
スタQ1〜Q3等と共に集積回路化されることは勿
論である。
第3図の回路において、入力信号がない場合に I0=I1=I4/2=I …(4) となるように電流関係を設定した場合を考える
と、線型領域では電流I5と電流I1とは差動関係が
ある。つまり I1=I4−I5 …(5) の関係がある。一方、出力電流I3は前実施例の場
合と同様に I3=I /I0 …(6) である。この時電流I0が0〜2Iまで変化したとす
ると、ダイオードD3とトランジスタQ4はカレン
トミラー回路を構成するから、I0=2Iの時にはI5
=2Iとなり、(5)式より I1=I4−I5=2I−2I=0 従つて(6)式から、出力電流I3=0となる。また
I0=0の時にはI5=0となるため、 I1=I4−I5=2I−0=2I 従つて(6)式からI3=∞となるはずであるが、前
実施例の場合と同様にトランジスタQ2のベース
電流の関係、及び上記I1=2Iから I3=√FE・2I …(7) の関係となる。この関係は第5図と対応し、トラ
ンジスタQ2はやはりAB級で動作するが、利得は
前実施例の場合より高くなるものである。
次に第3図において、入力信号のない場合にI0
=I4=I5=Iとなるように設定すると、入力信号
のない場合、 I1=I4−I5=0 となるため、I3=0となる。従つて入力電流I0
変化に対し、増加方向では出力電流I3=0とな
り、I0の減少方向でのみ出力電流I3が流れること
になる。この時電流I3の最大値I3maxは、第2図
の実施例と同じで I4max=√FE・I …(8) となる。即ちこの場合には、入力信号振幅のない
時出力電流I3=0で、入力信号の半波のみ出力電
流I3が流れるため、トランジスタQ2は、第6図に
も示されるようにB級で動作するものである。
上記のように無信号時の電流I0とI1の関係を任
意に選ぶことにより、入出力特性曲線lを移動さ
せることができ、従つてトランジスタQ2を、AB
級、B級、更にはC級で動作させることができる
ものである。
第7図は前実施例の回路を、更に詳細化して示
す具体例である。図において11は入力信号源と
してのコルピツツ発振回路、R4は出力最大電流
を規制するための抵抗、12は出力トランジスタ
Q2の負荷としてのタンク回路を示している。
なお本発明は上記実施例のみに限られるもので
はなく、例えばNPNトランジスタをPNPトラン
ジスタに置き換えて回路構成を行なうこともでき
る等、種々の応用が可能である。
以上説明した如く本発明によれば、AB級ない
しC級で動作可能であるから電力効率が優れ、ま
た大振幅の出力電流が得られるから入出力特性を
有するから高出力が得られ、また出力最大電流も
容易に規制できるから適応性に富んだ高周波増幅
回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の基本となる個所の説
明に用いた回路図、第2図は本発明の一実施例の
回路図、第3図は本発明の他の実施例の回路図、
第4図ないし第6図は各実施例の作用を示す特性
図、第7図は実施例回路を更に詳細化した回路図
である。 D1〜D3…ダイオード、Q1〜Q4…トランジス
タ、R2,R3…抵抗、VCC…電源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 高周波信号の入力端と第1の基準電位供給端
    とを第1のダイオードを介して接続し、該ダイオ
    ードの第1電極を、エミツタが第1の基準電位供
    給端に直流的に接続された第1のトランジスタの
    ベースに直流的に接続し、該第1のトランジスタ
    のコレクタを、コレクタが第2の基準電位供給端
    に直流的に接続された第2のトランジスタのエミ
    ツタと、エミツタが第1の基準電位供給端に直流
    的に接続されかつコレクタが出力端となる第3の
    トランジスタのベースとに直流的に接続し、前記
    第2のトランジスタのベースを直流接続手段を介
    して第2の基準電位供給端に接続しかつ第2のト
    ランジスタのベースを第2、第3のダイオードを
    直列に介して第1の基準電位供給端に接続し、前
    記第3のトランジスタのコレクタから出力を得る
    ことを特徴とする高周波増幅回路。 2 高周波信号の入力端と第1の電位供給端とを
    第1のダイオードを介して接続し、該ダイオード
    の第1電極を、エミツタが第1の基準電位供給端
    に直流的に接続された第1、第2のトランジスタ
    のベースに直流的に接続し、該第2のトランジス
    タのコレクタを、コレクタが第2の基準電位供給
    端に直流的に接続された第3のトランジスタのエ
    ミツタと、エミツタが第1の基準電位供給端に直
    流的に接続されかつコレクタが出力端となる第4
    のトランジスタのベースとに直流的に接続し、前
    記第3のトランジスタのベースを直流接続手段を
    介して第2の基準電位供給端に接続すると共に、
    第3のトランジスタのベースを第2、第3のダイ
    オードを直列に介して第1の基準電位供給端に接
    続し、かつ第3のトランジスタのベースを前記第
    1のトランジスタのコレクタに直流的に接続し、
    前記第4のトランジスタのコレクタから出力を得
    ることを特徴とする高周波増幅回路。
JP7012878A 1978-06-10 1978-06-10 High-frequency amplifier circuit Granted JPS54161253A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7012878A JPS54161253A (en) 1978-06-10 1978-06-10 High-frequency amplifier circuit
US06/045,842 US4240041A (en) 1978-06-10 1979-06-05 High-frequency amplifier circuit

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JPS54161253A JPS54161253A (en) 1979-12-20
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