JPS6251812A - 広帯域負帰還増幅回路 - Google Patents

広帯域負帰還増幅回路

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JPS6251812A
JPS6251812A JP60191486A JP19148685A JPS6251812A JP S6251812 A JPS6251812 A JP S6251812A JP 60191486 A JP60191486 A JP 60191486A JP 19148685 A JP19148685 A JP 19148685A JP S6251812 A JPS6251812 A JP S6251812A
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circuit
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gate
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Isamu Takano
高野 勇
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は広帯域負帰還増幅回路に関する。
(従来の技術) 第5図は、従来の広帯域負帰還増幅回路を示す回路であ
る。同図は電界効果トランジスタ(以下ではFETと略
称する)としてガリウムヒ素(以下ではGaAsと略記
する)FETを用いたソース接地形1段の広帯域交流結
合負帰還増幅回路の構成例を示したものである(参照文
献:ユーズ・ネガテイブ・フィードバック・トウ・スラ
ッシュ・ワイド−バンド・ブイ・ニス・ダブリュー・ア
ール(Use Negative Feedback 
To 5lash WideBand V8WR) e
 マイクロ・ウエーグズ(MICROwAvgs )誌
、1977年10月(OCT 、 1977)。
第17巻(VoA!、17)t NLO)oこの回路で
使用されるGaAs −FETは、シリコン拳バイポー
ラトランジスタに比べ最大発振周波数が非常に高く、最
大有能電力利得が大きくかつ低雑音でちる等の特徴を有
するから、広帯域な低雑音増幅器或いはマイクロ波帯の
発振回路等に広く用いられている。また、電子の移動度
が大きいため相互コンダクタンスhも大きくなり、直列
抵抗が小さくかつ寄生容tが小さい等の理由により、高
速で動作しかつ消費電力が少ないという利点がある。
第5図において、入力端lに入力された信号はコンデン
サC8により直流成分が遮断され、FET3のゲートに
入力される。FET3のゲート電位は、抵抗R8及び抵
抗R3によって構成されるバイアス回路を介して直流電
源VGGから加えられる。
帰還抵抗Rfか無い場合、 FE’I’  3に入力さ
れた信号は、FET3の相互コンダクタンスImと負荷
抵抗RLの積によって決まる電圧増幅変分だけ増幅され
、出力側に設けた直流遮断用コンデンサC2を介して出
力端2から出力される。一般に、電源変動に対する安定
度の向上、トランジスタのバラツキによる特性変動の吸
収、非直線歪の改善、より一層の広帯域化等を目的とし
て増幅回路に負帰還を施すことが広く用いられるが、そ
の−例として第5図に示すようにFET3のドレイ/か
らゲートへの電圧帰還を行なうための抵抗R4を挿入し
て帰還路とする回路型式が公知である。コンデンサCf
は帰還路の直流成分を遮断するためのものである。帰還
量は、抵抗R1と抵抗R1と入力信号源の出力インピー
ダンスとを並列にしたインピーダンスの値と、帰還抵抗
Rfとの分圧比でほぼ定まる。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、このよ5な従来の帰還増幅回路においては、電
界効果トランジスタ自身の持つ容量等によりある程度以
上の高帯域化が難かしく、ざらには帰還路が入力信号路
に接続されているから、該帰還増幅回路の入力インピー
ダンスと帰還量とをそれぞれ独立に設定することが不可
能でアリ、回路設計に手間がかかり、かつ入力インピー
ダンスと帰還量の設定し得る範囲にかなりの制約を受け
るという欠点があった。
そこで、本発明の目的は、前記の欠点を除去して入力イ
ンピーダンスと帰還量とをそれぞれ独立に設定でき、広
帯域かつ回路設計が容易な広帯域負帰還増幅回路を提供
することにある。
(問題点を解決するための手段) 前述の問題点を解決するために本発明が提供する広帯域
負帰還増幅回路は、入力信号に対応する第1の信号を送
出する入力回路と、ドレインを互いに接続した2個の電
界効果トランジスタを能動素子とする増幅回路と、前記
増幅回路が送出する信号を受けて帰還信号を送出する帰
還回路と、前記増幅回路が送出する信号に対応する出力
信号を送出する出力回路とを有し、前記2個の電界効果
トランジスタのうち一方のゲートには前記第1の信号を
他方のゲートには前記帰還信号をそれぞれ印加し、前記
ドレインと直流電源とのあいだにインダクタンスと抵抗
との直列回路からなる帯域補償回路を設は前記2個の電
界効果トランジスタの負荷インピーダンスとしたことを
特徴とする。
(実施例) 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図でおる。こ
の実施例では、FET31,32のドレイン相互をそれ
ぞれ並列接続し、FET31のゲートにはコンデンサC
Iを介して入力信号を印加し、FET32のゲートには
帰還回路10を介して出力信号の一部を印加するように
し、更に並列接続したFET 3 LとFE’I’32
のドレインと直流電源”DDとの間にインダクタンスL
pと抵抗RLの直列回路から成る帯域補償回路100を
設けFET31とFE’r 32の負荷としである。
本実施例において、FET31.32の直流バイアスは
抵抗RLとインダクタンスL1)を介して直流電源vD
Dから加えられる。抵抗RLとインダクタンスLpとを
直列ピーキング回路を構成している。抵抗RLは、通常
の抵抗の如く受動素子であっても、あるいはPETを含
む能動素子であってもよい。コンデンサC1* C!#
 Cfはいずれも直流遮断用のコンデンサである。この
実施例では帰還回路10として交流結合による回路例を
示した。
入力端lに入力された入力信号は、コンデンサC1によ
り直流成分が遮断されてFET3Lのゲートに入力され
る。FET31の直流ゲート電位は、抵抗R1,R,か
ら成る/(イアス回路を介して直流電源VCOから加え
られる。FET3Lによって増幅されてドレインに出力
される信号は、コンデンサC1によって直流成分が遮断
され出力端2から出力される。この出力される信号の周
波数特性は、帯域補償回路100のインダクタンスLp
と抵抗RX、とで決まるピーキング特性によって帯域が
改善された広帯域特性となっている。このインダクタン
スLpと抵抗R1の値は所望の特性にしたがって適切に
選定することが必要でちる。
一方、FET32のゲートには、帰還回路10の帰還抵
抗Rfを介して出力信号の一部が入力される。この信号
の位相は、入力端10入力信号の位相を反転したもので
ある。FET32のゲー)を位は、帰還回路10の抵抗
R3と抵抗R4で構成されるバイアス回路を介して直流
電源VCCから加えられる。FET32に帰還される信
号の大きさは、抵抗R1と抵抗R1とを並列にした抵抗
値と帰還抵抗Rfの抵抗値との比によってほぼ決まる。
なお、第1図の回路構成の場合、FET31とFET3
2とは並列に接続されているため、FET31の負荷抵
抗値は、抵抗RLに帰還回路100入力抵抗とFET3
2の動作抵抗との並列に接続したものとなる。したがっ
て、開放電圧利得は、FET3Lの相互コンダクタンス
I!mとFET31の負荷抵抗値との関係で決まる。
第1図に示す回路は、FET31とF’ET 32とを
並列に接続し、FET3Lのゲートには入力信号を、F
ET32のゲートには帰還信号を各々入力する構成をと
っている。したがって、入力信号路と帰還路とは分離す
ることができ、入力インピーダンスと帰還量とをそれぞ
れ独立に所望の値に設定することが可能となり、回路設
計が容易である。この場合入力インピーダンスの値は、
通常FETの入力インピーダンスがきわめて高いので、
はぼ抵抗R1と抵抗Rt  どの並列によって決められ
る。
次に第2図を参照して本発明の第2実施例について説明
する。
第2図の実施例では、FET31,32のドレインを並
列に接続し、F11eT31のゲートには入力信号を印
加し、FET32のゲートには帰還抵抗を介して出力信
号の一部を印加すると共にFET32のゲートバイアス
直流電圧として可変直流電圧源VCON丁を設け、更に
並列接続したFg’r31tFKT32のドレイ、ンと
直流電源VDDとの間にインダクタンスLpと抵抗RL
の直列回路から成る帯域補償回路100を設けFET3
1とFET32の負荷としてらる0 入力端1に入力された信号は、FET31によりて増幅
されてコンデンサC2によって直流成分が速断されて出
力端2から出力される。この出力される信号の周波数特
性は、帯域補償回路100のインダクタンスLpと抵抗
RL とで決まるピーキング特性によって帯域が改善さ
れた広帯域な特性となっている。このインダクタンスL
pと抵抗RL との値は所望の特性にしたがって適切な
値に選定することが必要である。FET32のゲート罠
は、帰還抵抗Rfを介してF’g’r31の出力信号の
一部が入力される。FET32の直流ゲートバイアス電
圧は、可変直流電圧源VCONT 13の出力電圧を、
抵抗R1と抵抗R4とで分圧した値となる。なお第2図
の回路においてFET31−とFET32とは並列に接
続されているため、FET31の負荷抵抗値は、負荷抵
抗RL56に可変帰還回路200Å力抵抗とFET32
の動作抵抗とを並列に接続したものとなる。
いま可変直流電源VCONT 13の出力電圧を変化さ
せると、抵抗R3と抵抗R1の分圧比によって決まるF
ET32の直流ゲートバイアス電圧が変化する。これに
よってFET32の直流動作点が変化し、そのためFE
T32の相互コンダクタンスが変わる。したがって負帰
還回路の電圧伝達関数、言い換えれば帰還量を変化させ
ることができる。すなわち、可変直流電圧源’¥CON
? 13を用いることにより、負帰還増幅回路の利得を
可変とすることができる。この可変利得増幅回路は、寄
生インピーダンスを生じやすい可変抵抗素子を用いてい
ないので、利得量を大きく変えても利得の周波数特性を
ほぼ平担に保つことができるという特徴がある。
この実施例によれば入力信号レベルの変動に対応して利
得を変化させて常に一定出力信号レベルを得る、いわゆ
るAGC回路を構成するととができ、また入力インピー
ダンスと帰還量とをそれぞれ独立に設定が可能な広帯域
負帰還増幅回路が得られる。更に回路設計が容易である
という特徴がある。
次にM3図を参照して本発明の第3の実施例について説
明する。
第3図の実施例ではFET3t、32のドレインを並列
接続し、FET31のゲートには入力信号を印加し、F
ET32のゲートには出力信号の一部を可変帰還回路3
0を介して印加するようにし、更に帯域補償回路100
をFET31およびFE’I’32の負荷としている。
第3図の構成は、第1図の回路における帰還抵抗Rfの
かわねに可変抵抗Rfvを用いたものでちる。F]IT
32への帰還信号は、可変帰還回路30の可変抵抗Rf
vを介して印加される。このときの帰還量は、可変抵抗
Rfvの抵抗値と抵抗R3w抵抗R6の並列接続値との
比によって決まる。
したがって、第3図の実施例では、可変抵抗Rfvを変
化させることにより帰還量が変化し、増幅回路の利得を
可変とすることができる。FET32の直流ゲート電位
は抵抗R8,抵抗R3によって設定されるため可変抵抗
Rfvを変化させてもFET32の直流ゲート電位は一
定に保たれる。
第3図の回路においても第1図の回路と同様に帯域補償
回路100によって周波数特性の広帯域化が得られる。
また、入力信号路と帰還路とは分離することができ、入
力インピーダンスと帰還量とを独立に設定が可能な広帯
域負帰還増幅回路が得られる。更に、回路設計が容易で
あるという特徴がある。また、第3図の回路を用いるこ
とにより入力信号レベルの変動に対応して利得を変化さ
せて常に一定出力信号レベルを得る、いわゆるAGC回
路を構成することができる。
第4図は第3図の実施例(第3の実施例)の−変形例を
示す回路図である。第3図の回路は、可変抵抗Rfvを
出力信号路とFET32のゲートとの間にコンデンサC
fを介して接続することにより帰還量を変える形式でら
るが、第4図の回路のように第3図の可変抵抗Rfvを
固定抵抗Rfとし、FET32のゲートとアースとの間
にコンデンサC,を介して可変抵抗Rfvを接続して帰
還量を可変とする可変帰還回路40を用いても第3図の
回路と同様に、利得可変の広帯域負帰還増幅回路が得ら
れる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、FETを能動素
子とする広帯域増幅回路を用い、この広帯域増幅回路で
は、2個のFETのドレインを互いに接続し、一方のF
ITのゲートには入力信号が印加し他方のFETのゲー
トには帰還信号を印加するようにし、更に2個のFET
の接続されたドレイン直流電源との間にインダクタンス
と抵抗とから成る帯域補償回路を接続して用いることに
より、入力インピーダンスと帰還量とを各々独立に設定
することができ、かつ広帯域特性を有し、なおかつ安定
度の良い広帯域負帰還増幅回路が得られる。
なお以上の説明では、広帯域増幅回路を構成するのに適
したFETとしてG、Aa FE’rを用いる場合を特
に述べたが、本発明の範囲はこれに限定されるものでは
なく、クリコンのFgTを用いる場合にも全く同様に適
用されることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明の第1乃至第3の実施例をそ
れぞれ示す回路図、第4図は第3図実施例の一変形例を
示す回路図、第5図は従来の広帯域負帰還増幅回路を示
す回路図である。 代理人 弁理士 本 庄 伸  介 第1図 VGG 第2図 VGG     VCONT 第3図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力信号に対応する第1の信号を送出する入力回
    路と、ドレインを互いに接続した2個の電界効果トラン
    ジスタを能動素子とする増幅回路と、前記増幅回路が送
    出する信号を受けて帰還信号を送出する帰還回路と、前
    記増幅回路が送出する信号に対応する出力信号を送出す
    る出力回路とを有し、前記2個の電界効果トランジスタ
    のうち一方のゲートには前記第1の信号を他方のゲート
    には前記帰還信号をそれぞれ印加し、前記ドレンと直流
    電源とのあいだにインダクタンスと抵抗との直列回路か
    ら成る帯域補償回路を設け前記2個の電界効果トランジ
    スタの負荷インピーダンスとしたことを特徴とする広帯
    域負帰還増幅回路。
  2. (2)前記帰還回路が可変電圧直流電源を備え、前記帰
    還信号が印加される前記ゲートには前記可変電圧直流電
    源の出力をゲートバイアス直流電圧として加えることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の広帯域負帰還増
    幅回路。
  3. (3)前記帰還回路は、前記増幅回路送出信号と前記帰
    還信号とのレベル比を、その増回路送出信号を受ける可
    変抵抗の抵抗値で定めることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の広帯域負帰還増幅回路。
JP60191486A 1985-08-30 1985-08-30 広帯域負帰還増幅回路 Expired - Lifetime JPH0630413B2 (ja)

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Cited By (4)

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