KR0157677B1 - 베이스 접지 트랜지스터 증폭기 - Google Patents

Abstract

[목적]

정전류회로의 트랜지스터(7)에서 발생하는 잡음전압을 거의 완전하게 캔슬하여 극히 낮은 잡음지수(NF)특성을 가진 베이스 접지 트랜지스터 증폭기를 제공한다.

[구성]

베이스가 고주파 접지되고, 콜렉터가 신호출력단(16)에 결합된 한쌍의 트랜지스터(1,2)와, 신호입력단(15)에 접속된 1차권선(10p) 및 중점탭(10t)을 가지는 2차권선(10S)를 가지고, 2차권선(10S)의 양단이 각각 한쌍의 트랜지스터(1,2)의 에미터에 접속된 고주파 트랜스(10)와, 2차권선(10S)의 중점탭(10t)에 접속되어 트랜지스터(1,2)에 바이어스 전류를 유통시키는 정전류회로를 구비한다. 이 경우, 정전류회로의 트랜지스터(7)에서 발생한 잡음전압은 2차권선(10S)을 거쳐 트랜지스터(1,2)의 에미터에 동상으로 입력되므로, 신호출력단(16)에는 잡음전압이 나타나지 않는다.

Description

베이스 접지 트랜지스터 증폭기

제1도는 본 발명에 의한 베이스 접지 트랜지스터 증폭기의 실시예 1의 구성을 나타낸 회로 구성도.

제2도는 본 실시예의 베이스 접지 트랜지스터 증폭기에 있어서의 잡음 지수(NF)를 나타내는 특성도.

제3도는 본 발명에 의한 베이스 접지 트랜지스터 증폭기의 실시예 2의 구성을 나타낸 회로구성도.

제4도는 본 발명에 의한 베이스 접지 트랜지스터 증폭기의 실시예 3의 구성을 나타낸 회로 구성도.

제5도는 기지의 에미터 접지 차동 트랜지스터 증폭기의 구성의 일례를 나타낸 회로 구성도.

제6도는 본 발명에 의한 베이스 접지 트랜지스터 증폭기에 앞서 고안된 베이스 접지 차동 트랜지스터 증폭기의 구성의 제1예를 나타낸 회로구성도.

제7도는 본 발명에 의한 베이스 접지 트랜지스터 증폭기에 앞서 고안된 베이스 접지 차동 트랜지스터 증폭기의 구성의 제2예를 나타낸 회로 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,2 : 한쌍의 증폭용 트랜지스터 3,4 : 한쌍의 버퍼트랜지스터

5 : 제1콜렉터 부하저항 6: 제2콜렉터 부하저항

7 : 전류미러회로(정전류회로)를 구성하는 제1트랜지스터

8 : 전류미러회로(정전류회로)를 구성하는 제2트랜지스터

9 : 정전류원 10 : 입력고주파트랜스

10P : 1차권선 10S : 2차권선

10t : 중점탭 10h₁, 10h₂: 반쪽권선

11 : 출력고주파트랜스 12 : 제1베이스 바이어스 전원

12 : 제2베이스 바이어스 전원 14 : 동작전원

15 : 신호입력단 16 : 신호출력단

17 : 제1분로 커패시터 18 : 제2분로 커패시터

19 : 제1결합 커패시터 20 : 제2결합 커패시터

21 : 평형신호 입력단 22 : 불평형 신호 입력단

23 : 제1코일 24 : 제2코일

25 : 접속점 26 : 콘덴서

27 : 병렬 공진회로

본 발명은, 베이스 접지 트랜지스터 증폭기에 관한 것으로, 특히 잡음지수(NF)를 대폭으로 개선한 베이스 접지 트랜지스터 증폭기에 관한 것이다.

일반적으로 트랜지스터 증폭기에 있어서는, 증폭용 트랜지스터의 접지 형식에 따라, 에미터 접지증폭기, 베이스 접지 증폭기, 콜렉터 접지(에미터 폴로워)증폭기의 3종으로 대별된다.

이들의 증폭기는 동작특성에 있어서 각각 다른 특징을 가지고 있어, 사용목적에 따라 적절히 분류되어 있다.

여기서, 제5도는 그러한 기지의 3종의 증폭기중의 에미터 접지 증폭기의 구성의 일례를 나타낸 회로구성도로서, 특히 에미터 접지 증폭기로서 에미터 접지 차동 트랜지스터 증폭기의 구성예를 나타낸 것이다.

제5도에 있어서, 21, 32는 차동 접속된 한쌍의 트랜지스터, 33, 34는 각각 한쌍의 트랜지스터(31,32)의 콜렉터 부하저항, 35, 36은 전류미러회로(정전류회로)를 구성하는 한쌍의 트랜지스터, 37은 정전류원, 38은 신호 입력단, 39는 신호출력단, 40은 동작 전원이다.

그리고 차동접속된 한쌍의 트랜지스터(31,32)는 베이스가 신호입력단(38)에, 콜렉터가 콜렉터부하저항(33,34)의 일단 및 신호출력단(39)에 공통 접속된 에미터가 전류미러회로를 구성하는 트랜지스터(35)의 콜렉터에 각각 접속된다. 콜렉터부하저항(33,34)은 타단이 동작전원(40)에 공통 접속된다. 전류미러회로에 있어서, 트랜지스터(35,36)의 베이스는 공통 접속되고, 이 공통 접속된 베이스에 트랜지스터(36)의 콜렉터와 정전류원(37)이 일단이 접속된다. 트랜지스터(35,36)의 에미터는 저항을 거쳐 접지 접속되고, 정전류원(37)의 타단은 직접 접지 접속된다.

상기 구성에 있어서, 정전류원(37)으로부터 전류미러회로에 정전류를 공급하면 그 정전류치에 의거하여 트랜지스터(36)를 흐르는 전류치가 설정되고, 또 전류미러 기능에 의하여 트랜지스터(35)를 흐르는 싱크전류치가 설정된다. 이 경우, 한쌍의 트랜지스터(31,32)의 공통 접속된 에미터에는 트랜지스터(35)의 콜렉터가 접속되어 있으므로, 트랜지스터(35)를 흐르는 싱크전류는 한쌍의 트랜지스터(31,32)로부터 분산되어 후입하게 되고, 그에 의하여 한쌍의 트랜지스터(31,32)에는 동작 바이어스 전류가 가해진다. 도시한 회로에 있어서, 신호입력단(38)에 평형 고주파신호가 입력되었을 경우, 그 고주파신호는 한쌍의 트랜지스터(31,32)의 베이스간에 인가되어 한쌍의 트랜지스터(31,32)에 차동증폭된 후, 신호출력단(39)에 공급되어, 증폭 평형고주파 신호로서 출력된다. 또한, 이 증폭기에의 신호를 불평형으로 입력하는 경우, 또는, 이 증폭기로부터 신호를 불평형으로 출력하는 경우는, 신호입력단(38) 또는 신호출력단(39)에 각각 기지의 불평형/평형 변환트랜스, 또는 평형/불평형 변환트랜스(모두 도시 생략)를 각각 접속하면 된다.

또, 제6도는 제5도에 도시된 에미터 접지 차동트랜지스터 증폭기를 기본으로 하여, 트랜지스터의 접지형식을 에미터 접지로부터 베이스 접지로 접속 변경한 베이스 접지 차동 트랜지스터 증폭기의 구성의 제1예를 나타낸 회로 구성도이다.

이 베이스 접지 차동 트랜지스터 증폭기는, 베이스 접지 트랜지스터 증폭기에 특유의 저입력 임피던스 특성, 고출력 임피던스 특성, 대 입력시의 양호한 왜곡 특성을 이용하기 위하여 본 발명의 발명자들이 본 발명에 앞서 고안한 것이다.

제6도에 있어서, 41, 42는 차동접속된 한쌍의 트랜지스터(43,44)는 각각 한쌍의 트랜지스터(41,42)의 에미터 저항, 45는 베이스 바이어스 전원이고, 그 외 제5도에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호로 표시되어 있다.

그리고, 한쌍의 트랜지스터(41,42)는 에미터신호 입력단(38)에 베이스가 베이스 바이어스 전원(45)에 콜렉터가 콜렉터 부하저항(33,34)의 일단 및 신호출력단(39)에 각각 접속된다. 전류미러회로(정전류회로)를 구성하는 트랜지스터(35)의 콜렉터는 에미터저항(43,44)을 거쳐 한쌍의 트랜지스터(41,42)의 에미터에 접속된다. 그 외 구성에 대해서는, 제5도에 도시된 차동증폭기의 구성과 동일하다. 또한, 에미터저항(43,44)의 저항치에 대해서는 트랜지스터(35)를 흐르는 전류를 한쌍의 트랜지스터(41,42)에 분류시키고, 또 한쌍의 트랜지스터(41,42)의 에미터에 공급되는 평형신호를 감쇠시키지 않고, 에미터에 결합시키는 값이 선정된다.

이 제1예에 의한 베이스 접지 차동 트랜지스터 증록기의 동작은, 제5도에 도시된 에미터 접지 차동 트랜지스터 증폭기의 동작과 비교했을 때, 한쌍의 트랜지스터(41,42)에 있어서의 신호 증폭형식이 에미터 접지증폭기로부터 베이스 접지 증폭에 변경 접속되었을 뿐으로, 이미 설명한 제5도에 도시된 에미터 접지 차동 트랜지스터 증폭기의 동작과 동일하다. 그러므로, 이 제1예에 있어서의 베이스 접지 차동 트랜지스터 증폭기에 대한 동작설명은 생략한다.

또, 제7도는 마찬가지로 제5도에 도시된 에미터 접지 차동 트랜지스터 증폭기를 기초로 하여, 트랜지스터의 접지 형식을 에미터 접지형식으로 부터 베이스 접지로 접속 변경한 베이스 접지 트랜지스터 차동 증폭기의 제2예를 나타낸 회로구성도이다.

그리고 이 제2예도, 베이스 접지 트랜지스터 증폭기에 있어서의 상기한 우수한 특성을 이용하도록, 본 발명의 발명자들이 본 발명에 앞서 고안한 것이다.

제7도에 있어서, 46, 47은 전류미러회로(정전류회로)를 구성하는 제2, 제3의 트랜지스터이고, 그 외 제5도 및 제6도에 도시된 구성요소와 동일구성요소에 대해서는 동일부호로 표시되어 있다.

그리고, 전류미러회로는 제1트랜지스터(36)외에, 제1트랜지스터(36)와 함께 베이스가 공통 접속된 제2, 제3트랜지스터(46,47)에 의하여 구성되고, 제2트랜지스터(46)의 콜렉터는 에미터 저항(43)을 거쳐 트랜지스터(41)의 에미터에 접속되고, 제3트랜지스터(47)의 콜렉터는 에미터 저항(47)을 거쳐 트랜지스터(42)의 에미터에 접속된다. 또, 그 외의 구성에 대해서는 제6도에 도시된 제1예에 있어서의 베이스 접지 차동 증폭기의 구성과 동일하다.

이 제2예에 의한 베이스 접지 차동 트랜지스터 증폭기의 동작은 제6도에 도시된 제1예에 의한 베이스 접지 차동 트랜지스터 증폭기의 동작과 비교했을 때, 전류미러회로의 구성이 다를 뿐으로, 제6도에 도시된 베이스 접지 차동 트랜지스터 증폭기의 구성의 제1예의 동작과 동일하다. 이때, 이 제2예에 있어서의 베이스 접지 차동 트랜지스터 증폭기의 동작의 설명도 생략한다.

그런데, 트랜지스터 증폭기의 잡음지수(NF)는 통상, 증폭기에 사용되는 트랜지스터나 저항으로부터 발생하는 잡음전압에 관계되어 있다. 즉, 이들 트랜지스터나 저항에 전류가 흐르면, 그에 의하여 전력이 소비되어 잡음전압을 발생한다. 이것이 증폭기의 잡음지수(NF)를 악화시키는 원인이 된다.

제5도에 도시된 기지의 에미터 접지 차동 트랜지스터 증폭기에 있어서는, 정전류회로의 트랜지스터(35)로부터 발생된 잡음전압은 한쌍의 트랜지스터(31,32)의 에미터에 동상(同相)으로 입력되고, 이들의 콜렉터로부터 동상으로 출력된다. 따라서, 이들의 콜렉터간에는 잡음전압이 나타나게 된다.

그러나, 제6도에 도시된 제1예에 의한 베이스 접지 차동 트랜지스터 증폭기에 있어서는 마찬가지로, 정전류회로의 트랜지스터(35)로부터 발생된 잡음 전압은 한쌍의 트랜지스터(41,42)의 에미터에 동상으로 입력되므로, 제5도에 도시된 기지의 에미터 접지 차동 트랜지스터 증폭기와 마찬가지로 한쌍의 트랜지스터(41,42)의 콜렉터간에는 트랜지스터(35)로부터의 잡음전압에 따른 잡음전압은 나타나지 않으므로, 한쌍의 트랜지스터(41,42)에 접속된 에미터저항(43,44)으로부터 발생된 잡음 전압에 의거한 잡음 전압이 그들의 콜렉터간에 나타나게 된다. 즉, 에미터저항(43,44)에 있어서는, 열잡음에 의하는 잡음전압이 각별히 발생하고, 또 이들 잡음 전압간에는 일정한 위상관계가 존재하지 않는다.

따라서, 한쌍의 트랜지스터(41,42)에서 증폭된 잡음전압도 동상 관계가 아니게 된다. 따라서, 신호출력단(39)에, 예를 들어, 평형/평형 변환형 또는 평형/불평형 변환형의 고주파 트랜스를 접속해도, 잡음전압을 캔슬하여 잡음전압이 나타나지 않도록 할 수가 없다.

마찬가지로, 제7도에 도시된 제2예에 의한 베이스 접지 차동 트랜지스터 증폭기에 있어서도, 정전류회로의 트랜지스터(46,47)로부터 발생된 잡음전압과 에미터저항(43,44)에서 발생된 잡음전압은 한쌍의 트랜지스터(41,42)의 콜렉터간에 나타나지 않도록 할 수는 없다. 즉, 정전류회로의 트랜지스터(46,47)에서 발생된 잡음전압과 에미터저항(43,44)에서 발생된 잡음전압은 모두 독립된 것이므로, 모든 잡음전압간에는 일정한 위상관계가 없다. 그러므로, 신호출력단(39)에 평형/불평형 변환의 고주파 트랜스를 접속해도, 이들의 잡음전압을 캔슬하여 잡음전압이 나타나지 않게 할수는 없다.

본 발명은 이들의 문제점을 제거하는 것으로서, 그 목적은 정전류회로의 트랜지스터에서 발생하는 잡음전압을 거의 완전하게 캔슬하여 지극히 낮은 잡음지수(NF)특성을 실현시키는 베이스 접지 트랜지스터 증폭기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발며은 베이스가 고주파 접지되고, 에미터에 신호가 입력되고, 콜렉터로부터 증폭신호가 출력되는 한쌍의 트랜지스터와, 상기 한쌍의 트랜지스터의 에미터간에 직렬접속된 대략 동등한 인덕턴스치를 가지는 제1 및 제2코일과 상기 제1 및 제2코일의 접속점에 접속되어 상기 한쌍의 트랜지스터에 동작 바이어스 전류를 유통시키는 정전류회로를 구비한다.

상기 수단에 의하면, 정전류회로를 구성하는 트랜지스터에서 발생된 잡음전압은, 제1 및 제2코일의 접점으로부터 제1 및 제1코일을 통하여 트랜지스터의 에미터에 공급되나, 제1 및 제2코일은 각각의 인덕턴스치가 대략 동등하므로, 한쌍의 트랜지스터의 각 에미터간에는 동상의 잡음전압이 공급된다. 따라서, 한쌍의 트랜지스터에 있어서, 이들의 에미터에 입력된 잡음전압이 각각 증폭되어 이들의 콜렉터에 생겼다하여도 이들의 잡음전압은 동상이므로 콜렉터간에는 잡음전압이 나타나지 않게 된다.

또, 상기 수단에 의하면, 한쌍의 트랜지스터의 에미터에는 직류전류가 흐르는 에미터 저항이 접속되어 있지 않으므로, 에미터 저항으로부터 발생된 잡음전압이 한쌍의 트랜지스터의 에미터에 입력되는 일없이, 한쌍의 트랜지스터의 콜렉터간에는 이들의 잡음전압이 나타나지 않게 되어 지극히 낮은 잡음지수(NF)특성을 실현시키는 것이 가능하게 된다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 사용하여 상세히 설명한다.

제1도는 본발명에 의한 베이스 접지 트랜지스터 증폭기의 실시예1의 구성을 나타내는 회로구성도이다.

제1도에 있어서, 1, 2는 한쌍의 증폭용 트랜지스터, 3, 4는 상의 버퍼 트랜지스터, 5, 6은 제1, 제2의 콜렉터 부하저항, 7, 8은 전류미러회로(정전류회로)를 구성하는 제1, 제2의 트랜지스터, 9는 정전류원, 10은 불평형/평형 변환 접속된 입력 고주파트랜스, 10p는 1파권선, 10s는 2차권선, 10t는 중점탭, 10h₁, 10h₂는 반쪽권선, 11은 평형/불평형 변환 접속된 출력 고주파 트랜스, 11p는 1차권선, 11s는 2차권선, 12, 13은 제1, 제2의 베이스 바이어스 전원, 14는 동작전원, 15는 신호입력단, 16은 신호출력단, 17, 18은 제1분로 커패시터, 19, 20은 제1, 제2의 결합 커패시터이다.

그리고 한쌍의 증폭용 트랜지스터(1,2)는 에미터가 신호입력단(15)에 접속되고, 베이스가 제1베이스 바이어스전원(12) 및 제2분로 캐피시터(17)의 각 일단에 공통 접속되고, 콜렉터가 각각 한쌍의 버퍼 트랜지스터(3,4)의 에미터에 접속된다. 한쌍의 버퍼 트랜지스터(3,4)는 베이스가 제2베이스 바이어스 전원(13) 및 제2분로 커패시터(18)의 각 일단에 공통 접속되고, 트랜지스터(3)의 콜렉터가 제1콜렉터 부하저항(5) 및 제1결합 커패시터(19)의 각 일단에 접속되고, 트랜지스터(4)의 콜렉터가 제2콜렉터 부하저항(6) 및 제2결합 커패시터(20)의 각 일단에 접속된다. 상기 한쌍의 트랜지스터(1,2)는 비교적 큰 에미터 사이즈를 가지는 트랜지스터로 구성되고, 상기 한쌍의 버퍼 트랜지스터(3,4)는 비교적 에미터 사이즈를 가지는 트랜지스터로 구성된다. 전류미러회로는 제1, 제2트랜지스터(7,8)의 베이스가 공통 접속되고, 이 공통접속된 베이스에 제2트랜지스터(8)의 콜렉터와 정전류원(9)의 일단이 접속된다. 입력고주파트랜스(10)는 1차권선(10p)의 일단이 불평형 신호입력단(21), 타단이 접지점에 각각 접속되고, 2차권선(10s)은 그 양단이 신호입력단(15)에 접속됨과 동시에 그 중점탭(10t)이 전류미러회로의 제1트랜지스터(7)의 콜렉터에 접속된다. 출력고주파 트랜스(11)는 1차권선(11p)의 양단이, 제1, 제2의 결합 커패시턴스(19,20)의 각 타단에 접속되고, 2차권선(11s)의 일단이 불평형신호출력단(22), 타단이 접지점에 각각 접속된다. 제1, 제2의 콜렉터저항(5,6)의 타단은 동작전원(14)의 일단에 접속되고, 정전류원(9)의 타단, 제1, 제2의 베이스 바이어스 전원(12,13)의 타단, 동작전원(14)의 타단은 각각 접지 접속된다.

상기 구성에 의한 실시예 1의 베이스 접지 트랜지스터 증폭기의 동작은 다음과 같다.

정전류원(9)으로부터 전류미러회로에 정전류가 공급되면, 전류미러회로에 있어서는 그 정전류치에 의거하여 제2의 트랜지스터(8)에 흐르는 전류치가 설정되고, 동시에 전류미러기능에 의하여 제1트랜지스터(7)에 흐르는 싱크전류치가 설정된다. 그리고, 제1트랜지스터(7)에 흐르는 싱크전류에 의하여 제1트랜지스터(7)의 콜렉터에 접속되어 있는 입력고주파 트랜스(10)의 2차권선(10s)의 중점탭(10t)에는 동작전원(14)으로부터 제1콜렉터저항(5), 한쪽의 버퍼 트랜지스터(3)의 콜렉터·에미터 통로, 한쪽의 증폭용 트랜지스터(1)의 콜렉터에미터통로, 2차권선(10s)의 한쪽의 반쪽권선(10h₁)을 각각 흐르는 전류와 마찬가지로 동작전원(14)으로부터 제2콜렉터 저항(6), 다른 쪽의 버퍼트랜지스터(4)의 콜렉터·에미터 통로, 다른 쪽의 증폭용 트랜지스터(2)의 콜렉터·에미터 통로, 2차권선(10s)의 다른 쪽의 반쪽권선(10h₂)을 각각 흐르는 전류가 흐르고, 그에 의하여 한쌍의 증폭용 트랜지스터(1,2) 및 한쌍의 버퍼 트랜지스터(3,4)에 각각 동작 바이어스 전류가 주어진다.

이와 같은 동작 바이어스 전류를 설정했을 때, 불평형 신호 입력단(21)에 불평형 고주파신호를 공급하면, 그 불평형 고주파 신호는 입력 고주파트랜스(10)에 의하여 평형 고주파 신호로 변환되어 신호입력단(15)을 통하여 한쌍의 증폭용 트랜지스터(1,2)의 에미터에 공급된다. 이어서, 평형 고주파신호는 한쌍의 트랜지스터(1,2)에서 베이스 접지 형식으로 증폭되어 그들의 콜렉터에 도출되어, 계속되는 한쌍의 버퍼트랜지스터(3,4)의 에미터에 공급된다. 다시, 증폭된 평형 고주파신호는 한쌍의 버퍼트랜지스터(3,4)에서 다시 베이스 접지형식으로 증폭되어 그들의 콜렉터에 도출되어, 제1, 제2커패시터(19,20)를 거쳐 고주파트랜스(11)에 공급된다. 그리고, 증폭된 평형 고주파 신호는 고주파트랜스(11)에 있어서, 다시 불평형 고주파 신호로 변환되어 불평형 신호출력단(22)에 공급된다.

이러한 고주파 신호의 증폭 동작시에 있어서는, 전류미러회로의 제1트랜지스터(7)로부터 발생된 잡음전압은 제1트랜지스터(7)의 콜렉터로부터 입력고주파 트랜스(10)의 2차권선(10s)의 중점탭(10t)에 공급되어, 트랜지스터 잡음전압에 의거한 잡음전류가 2차권선(10s)의 2개의 반쪽권선(10h₁,10h₂)에 흐르게 된다. 그러나, 이들 2개의 반쪽권선(10h₁,10h₂)에 흐르는 잡음전류는 2개의 반쪽권선(10h₁,10h₂)의 권선수가 같고, 이들의 인덕턴스치가 동등하므로, 입력고주파트랜스(10)의 2차권선(10s)의 양단에는 동상의 잡음전압이 나타난다. 따라서, 한쌍의 트랜지스터(1,2)의 각 에미터에는 트랜지스터(7)로부터의 잡음전압이 동상으로 입력된다. 이 잡음전압은 한쌍의 트랜지스터(1,2)와 한쌍의 버퍼트랜지스터(3,4)에서 증폭된 후, 한쌍의 버퍼트랜지스터(3,4)의 콜렉터에 각각 나타나나, 잡음전압은 동상관계에 있으므로, 이들 콜렉터간에 나타나지 않는다. 따라서, 한쌍의 버퍼트랜지스터(3,4)의 콜렉터로부터 평형신호를 취출하는 경우는, 잡음전압은 캔슬되어, 출력에는 나타나지 않게 된다. 또, 신호를 불평형으로 취출하는 경우는 제1도에 나타낸 바와 같이, 평형/불평형 변환접속된 추력고주파트랜스(10)를 거쳐 취출하게 하면 불평형 출력단(22)에는 잡음전압이 나타나지 않는다.

여기서, 실시예 1에 있어서는 한쌍의 트랜지스터(1,2)의 각 에미터와 트랜지스터(7)의 콜렉터가 입력 고주파트랜스(10)의 2차권선(10s)을 거쳐 접속되어 있다. 이 경우, 2차권선(10s)에서는 전력이 소비되지 않고 한쌍의 트랜지스터(1,2)의 각 에미터에 전력을 소비하는 에미터 저항이 접속되어 있지 않으므로, 이들의 부분에서 잡음전압이 발생하는 일은 없다. 이 때문에, 실시예 1의 베이스접지 차동트랜지스터 증폭기에 있어서는 가급적으로 잡음지수(NF)를 저감할 수 있다. 이와 같은 잡음저감효과는 제6도 또는 제7도에 도시된 제1예 또는 제2예에 의한 베이스접지 차동 트랜지스터 증폭기에 있어서는 기대할 수 없는 것이고, 실시예 1의 베이스접지 차동트랜지스터 증폭기의 특유한 효과이다.

여기에서, 제2도의 특성도는 실시예 1의 베이스접지 트랜지스터 증폭기에 있어서의 잡음지수(NF)를 특성곡선(a)에 의하여 나타내고, 또 비교를 위하여 함께 제7도에 도시한 제2예에 있어서의 베이스접지 트랜지스터 차동증폭기에 있어서의 잡음지수(NF)를 특성곡선(b)에 의하여 나타내고 있다.

제2도에 있어서, 종축은 잡음지수(NF), 횡축은 신호원 임피던스(Rs)로서, 곡선 a는 실시예 1의 베이스접지 트랜지스터 증폭기의 특성, 곡선 b는 제2예에 의한 베이스접지 트랜지스터 차동증폭기의 특성이다.

일반적으로, 증폭기의 잡음지수(NF)는 신호원 임피던스(Rs), 증폭기의 입력임피던스(Zin), 증폭기의 등가잡음저항(Rn) 등에 의존하는 것이 이론적으로 확인되어 있고, 실시예 1의 베이스접지 트랜지스터 증폭기와, 제5도에 도시된 기지의 에미터접지 트랜지스터 차동증폭기나, 제6도에 도시된 실시예1에 의한 베이스접지 트랜지스터 차동증폭기와는 증폭기의 입력임피던스(Zin), 증폭기의 등가잡음저항(Rn) 등을 다르게 하고 있으므로, 단순하게 비교할 수는 없다.

그러나, 실시예 1의 베이스접지 트랜지스터 증폭기와 제7도에 도시된 제2예에 의한 베이스접지 트랜지스터 차동증폭기를 비교하면, 제2도에 표시된 바와 같이, 신호원 임피던스(Rs)가 수 10Ω이하의 범위에 있어서는, 실시예 1의 베이스접지 트랜지스터 증폭기와 제2예에 의한 베이스접지 트랜지스터 차동증폭기와의 사이에는 잡음지수(NF)의 개선은 그다지 보이지 않으나, 신호원 임피던스(Rs)가 수 Ω를 초과하면, 실시예 1인 베이스접지 트랜지스터 증폭기의 잡음지수(NF)가 제2예에 의한 베이스접지 트랜지스터 차동증폭기와의 사이에 잡음지수(NF)보다도 대폭으로 개선되는 것을 알 수 있다.

그런데, 실시예 1에 있어서의 한쌍의 증폭용 트랜지스터(1,2)는 상기와 같이 비교적 큰 사이즈의 것으로 되어 있어 사이즈가 큰 트랜지스터 쪽이 사이즈가 작은 트랜지스터에 비하여 잡음이 작다고 하는 트랜지스터의 일반적인 특징에 따라, 그 자체의 잡음발생이 작은 것으로 되어 있고, 따라서 잡음지수가 작은 증폭동작이 가능하게 된다.

다른 한편, 증폭용 트랜지스터(1,2)를 비교적 큰 사이즈의 것으로 했을 경우에는 그에 따라 관련 증폭용 트랜지스터(1,2)의 콜렉터 접합용량 등으로 이루어지는 콜렉터 기생용량이 비교적 큰 것이 되어버리는 것이 된다. 그리고, 큰 콜렉터 기생용량을 가지는 증폭용 트랜지스터의 콜렉터에 직접 콜렉터 부하저항(5,6)을 접속했을 경우는 관련 콜렉터 부하저항(5,6)과 비교적 큰 콜렉터 기생용량에 의한 시정수가 큰 것이 되어, 고주파특성에 양호한 증폭특성을 얻기가 곤란하게 된다.

실시예 1에 있어서는 증폭용 트랜지스터(1,2)모두 비교적 작은 사이즈의 버퍼트랜지스터(3,4)가 설치되고, 그 트랜지스터(3,4)가 작은 사이즈에 따라 비교적 작은 콜렉터용량 밖에 가지고 있지 않으므로, 콜렉터 부하저항(5,6)과 콜렉터 기생용량에 의하여 결정되는 시정수를 작게할 수 있다. 이 경우, 증폭용 트랜지스터(1,2)는 그 콜렉터가 버퍼트랜지스터(3,5)의 에미터에 결합되어 있으므로 에미터의 임피던스가 일반적으로 비교적 작은 값이 되므로, 양호한 주파수특성을 가지고 증폭동작을 실행할 수가 있게 된다.

이와 같이, 실시예 1에 의하면, 한쌍의 증폭용 트랜지스터(1,2)의 에미터에는 정전류회로를 구성하는 트랜지스터(9)로부터 잡음신호가 공급될 뿐으로, 그 잡음전압도 한쌍의 증폭용 트랜지스터(1,2)의 콜렉터간에서 캔슬되어 출력에는 거의 나타나지 않으므로, 잡음레벨을 충분히 작게함과 동시에, 고주파특성이 양호한 증폭특성을 실행할 수가 있다.

또, 실시예 1에 있어서는 한쌍의 증폭용 트랜지스터(1,2)의 출력측에 한쌍의 버퍼트랜지스터(3,4)를 접속한 구성을 예로 들어 설명하고 있으나, 본 발명은 이러한 구성의 것에 한정되는 것은 아니고, 한쌍의 증폭용 트랜지스터(1,2)의 사이즈를 비교적 작은 것으로 할 수가 있으므로, 그 콜렉터 기생용량을 비교적 작은 것으로 할 수 있는 경우나, 주파수 특성의 열화를 어느 정도 허용할 수 있는 경우 등에 있어서는 한쌍의 버퍼트랜지스터(3,4)를 적절히 생략하고, 한쌍의 증폭용 트랜지스터(1,2)의 콜렉터를 콜렉터 부하저항(5,6)에 접속하도록 구성 변경해도 좋다.

또, 실시예 1에 있어서는 출력고주파 트랜스(11)를 사용하여 평형 고주파 신호를 불평형 고주파 신호로 변환한 후, 불평형 신호 출력단자(22)로 부터 취출하도록 구성하고 있으나, 본 발명은 이러한 구성의 것에 한정되는 것은 아니고, 출력고주파트랜스(11)를 생략하여 평형고주파신호를 신호출력단(16)에 공급하고, 신호출력단(16)으로부터 평형고주파 신호를 인출하도록 구성 변경해도 좋다.

또, 실시예 1에 있어서는 입력고주파 트랜스(10)에 불평형/평형 변환 트랜스를 사용하고, 출력고주파 트랜스(11)에 평형/불평형 변환트랜스를 사용하고 있으나, 본 발명은 이러한 구성의 것에 한하는 것이 아니고, 입력고주파트랜스(10) 및/또는 출력 고주파트랜스(11)에 평형/불평형 변환트랜스를 사용하도록 구성 변경해도 좋다.

또한, 트랜지스터의 베이스·에미터 전압전류 특성의 변동에 관계없이 베이스접지 트랜지스터의 전류동작점을 안정화하도록 그 베이스접지 트랜지스터의 에미터와 입력고주파 트랜스의 2차권선과의 사이에 일종의 바리스터저항으로서 작은 저항치의 저항을 삽입할 수가 있다. 이러한 저항은 제6도의 저항(43,44)과 같이 비교적 큰 저항치로 하는 것이 필요하게 되는 저항과 달리 작은 저항치이면 된다. 그러나, 이 경우는 작은 저항치에 따라 발생하는 잡음을 작게할 수 있는 것으로, 잡음이 약간 증가하는 것에 주의하지 않으면 안된다.

다음에, 제3도는 본 발명에 의한 베이스 접지 트랜지스터 증폭기의 실시예 2의 구성을 나타내는 회로구성도로서, 입력고주파트랜스(10)를 사용하는 대신에, 제1 및 제2코일을 사용하도록 한 예를 나타낸 것이다.

제3도에 있어서, 23은 제1코일, 24는 제1코일(24)과 동일 인덕턴스치를 가지는 제2코일, 25는 제1 및 제2코일(23,24)의 접속점이고, 기타, 제1도에 도시된 구성요소와 동일요소에 대해서는 동일부호를 붙이고 있다.

그리고, 이 실시예 2와, 상기 실시예 1과의 구성 차이는 실시예 1이 중점탭(10t)을 가지는 2차권선(10S)를 가지는 입력고주파트랜스(10)를 구비하는 것에 대하여, 실시예 2의 구성에 대한 이 이상의 설명은 생략한다.

이 실시예 2의 동작은 상기 실시예 1의 동작과 거의 동일하고, 또 실시예2에서 얻어지는 효과도 상기 실시예 1에서 얻어지는 효과와 거의 동일하므로, 실시예 2에 대한 동작 및 효과에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 단, 실시예 2에 있어서는, 입력고주파트랜스(10)를 사용하지 않아도 되기 때문에, 실시예 1에 비하여 저가격의 베이스 접지 차동 트랜지스터 증폭기를 얻을 수 있게 된다는 부가적 효과도 있다.

또, 제1코일(23)과, 제2코일(24)과, 접속점(25)을 센터탭으로 하는 1개의 코일로 구성할 수가 있다. 이와 같이 센터탭형의 코일을 사용하는 경우는, 제1코일(23)과 제2코일(24)의 서로가 강하게 상호 결합하게 되어, 그 효과로서, 실시예 1과 마찬가지로, 정전류회로를 구성하는 트랜지스터(7)로부터의 잡음을 더욱 밸런스 좋게 한쌍의 베이스 접지 트랜지스터(1,2)의 에미터에 가할 수가 있어, 신호출력단(16,16)간에 나타나는 잡음을 양호하게 평형시킬 수가 있다. 즉, 센터탭형의 코일을 사용하는 경우는, 코일이 약간 복잡하게 되어도 보다 좋은 잡음지수 특성을 얻을 수가 있다.

이어지는 제4도는 본 발명에 의한 베이스 접지 트랜지스터 증폭기의 실시예 3의 구성을 나타낸 구성도로서, 제1 및 제2코일(23,24)에 병렬로 콘덴서를 접속하도록 한 예를 나타낸 것이다.

제4도에 있어서, 26은 콘덴서, 27은 병렬 공진회로이다. 기타 제3도에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일부호를 붙이고 있다.

그리고 이 실시예 3과 상기 실시예 2와의 구성의 차이는 실시예 2가 직렬접속된 제1 및 제2코일(23,24)을 구비하는 것만인 것에 대하여 실시예 3이 직렬접속된 제1 및 제2코일(23,24)과 그것에 병렬 접속된 콘덴서(26)에 의하여 구성된 병렬 공진회로(27)를 구비하고 있는 점뿐으로, 기타, 실시예 3과 실시예2와의 사이에 구성상의 차이는 없다. 따라서, 실시예 3의 구성에 대한 이 이상의 설명은 생략한다.

또, 이 실시예 3의 동작에 대해서도 상기 실시예2의 동작과 거의 동일하고, 실시예 3에서 얻어지는 효과도 실시예 2에서 얻어지는 효과와 거의 동일하므로 실시예 3에 대한 동작 및 효과에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 단, 실시예 3에 있어서는 제1 및 제2코일(23,24)과 콘덴서(26)로 이루어지는 병렬공진회로(27)의 공진주파수를 한쌍의 트랜지스터(1,2)의 에미터에 입력되는 신호주파수와 같아지도록 설정하면, 실시예2에 비하여 신호성분만이 효율적으로 한쌍의 트랜지스터(1,2)의 에미터에 입력되게 되어 한쌍의 트랜지스터(1,2)에 있어서의 증폭효율을 향상시킬 수가 있게 된다는 부가적 효과가 있다.

이 경우, 병렬공진회로(27)의 양단에 평형신호를 공급하도록 해도 좋고, 병렬공진회로(27)의 일단에 불평형신호를 공급하고, 타단을 접지 접속하도록 해도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 정전류 회로를 구성하는 트랜지스터(7)로부터 발생되는 잡음전압은 제1 및 제2코일(23,24)을 거쳐 한쌍의 트랜지스터(1,2)의 각 에미터에 입력된 후, 한쌍의 트랜지스터(1,2)에서 증폭되어 그들의 콜렉터로부터 출력되나, 각 에미터에 입력되는 잡음전압은 동상관계에 있고, 각 콜렉터에 출력되는 잡음전압도 동상관계에 있으므로, 한쌍의 트랜지스터(1,2)의 콜렉터간에는 잡음전압이 나타나지 않게 되어 잡음지수(NF)를 대폭으로 저감시킨 베이스 차동 트랜지스터 증폭기가 얻어진다는 효과가 있다.

또, 본 발명에 의하면, 한쌍의 트랜지스터(1,2)의 각 에미터에 직류가 흐르는 에미터 저항이 존재하지 않으므로, 관련에미터 저항으로부터 발생되는 잡음전압이 한쌍의 트랜지스터(1,2)의 에미터에 공급되는 일없이, 이점으로부터도 잡음지수(NF)를 대폭으로 저감시킨 베이스 접지 차동 트랜지스터 증폭기가 얻어진다는 효과가 있다.

이 경우, 한쌍의 트랜지스터(1,2)의 에미터에, 직렬 접속된 제1 및 제2코일(23,24)을 설치하도록 하면, 고가인 불평형/평형 변환용 고주파 트랜스(10)를 사용하지 않아도 되어, 저가격의 베이스 접지 트랜지스터 증폭기를 얻을 수가 있다는 부가적인 효과가 있고, 또 제1 및 제2코일(23,24)과 그들에 병렬접속된 콘덴서(26)로 이루어지는 병렬 공진회로(27)를 설치 하도록 하면 상기한 부가적인 효과에 더하여 소망하지 않는 신호를 저감시켜 소망의 신호만을 한쌍의 트랜지스터(1,2)의 각 에미터에 입력시켜 효율적으로 증폭시킬 수가 있다는 별도의 부가적인 효과도 있다.

Claims (10)

1. 베이스가 고주파 접지되고, 에미터에 신호가 입력되어, 콜렉터로부터 증폭신호가 출력되는 한쌍의 트랜지스터와, 상기 한쌍의 트랜지스터의 에미터간에 직렬접속된 대략 동등한 인덕턴스치를 가지는 제1 및 제2코일과, 상기 제1 및 제2코일의 접속점에 접속되어 상기 한쌍의 트랜지스터에 동작바이어스 전류를 유통시키는 정전류회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 베이스 접지 트랜지스터 증폭기.
2. 제1항에 있어서, 상기 직렬접속된 제1 및 제2코일은 고주파 트랜지스터의 중점탭 부착 2차권선이고, 상기 중점탭에 상기 정전류회로가 접속됨과 동시에 상기 고주파트랜스의 1차권선에 공급되는 신호가 상기 한쌍의 트랜지스터의 에미터에 입력되는 것을 특징으로 하는 베이스 접지 트랜지스터 증폭기.
3. 제2항에 있어서, 상기 고주파트랜스는 불평형/평형형 변환 접속된 것임을 특징으로 하는 베이스 접지 트랜지스터 증폭기.
4. 제1항에 있어서, 상기 직렬접속된 제1 및 제2코일은 병렬로 콘덴서가 접속되고, 상기 직렬접속된 제1 및 제2코일과 상기 콘덴서가 병렬 공진회로를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 베이스 접지 트랜지스터 증폭기.
5. 제4항에 있어서, 상기 한쌍의 트랜지스터는 그 한쪽의 트랜지스터의 에미터에만 상기 신호가 입력되는 것을 특징으로 하는 베이스접지 트랜지스터 증폭기.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 병렬공진회로는 상기 신호의 주파수에 대략 일치한 주파수를 가지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 베이스 접지 트랜지스터 증폭기.
7. 제1항에 있어서, 상기 한쌍의 트랜지스터는 콜렉터측에 베이스가 고주파 접지된 한쌍의 버퍼 트랜지스터의 에미터가 각각 접속됨과 동시에, 상기 한쌍의 버퍼트랜지스터의 콜렉터로부터 신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 베이스접지 트랜지스터 증폭기.
8. 제7항에 있어서, 상기 한쌍의 버퍼트랜지스터는 콜렉터로부터 신호가 평형 출력되는 것임을 특징으로 하는 베이스 접지 트랜지스터 증폭기.
9. 제7항에 있어서, 상기 한쌍의 버퍼트랜지스터는 콜렉터로부터 신호가 불평형 출력되는 것임을 특징으로 하는 베이스 접지 트랜지스터 증폭기.
10. 제9항에 있어서, 상기 한쌍의 버퍼트랜지스터는 콜렉터에 접속된 평형/불평형 변환 고주파 트랜스를 거쳐 신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 베이스 접지 트랜지스터 증폭기.