WO2018229977A1 - 高周波増幅器 - Google Patents

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健吾 川▲崎▼
津留 正臣
充弘 下澤
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三菱電機株式会社
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    • H03H7/21Networks for phase shifting providing two or more phase shifted output signals, e.g. n-phase output

Definitions

  • the present invention relates to a high frequency amplifier that amplifies first and second signals which are differential signals.
  • Non-Patent Document 1 discloses a high-frequency amplifier that amplifies a differential signal using a differential amplifier.
  • the differential signal amplified by the differential amplifier is not fed back to the differential input terminal of the differential amplifier via the power supply because the power supply is virtually short-circuited.
  • a differential amplifier which is a conventional high-frequency amplifier, amplifies a differential signal
  • an in-phase signal such as noise may be superimposed on the differential input terminal of the differential amplifier. Since the power supply is not virtually short-circuited, the common-mode signal may be fed back to the differential input terminal of the differential amplifier via the power supply. The common-mode signal is fed back to the differential input terminal of the differential amplifier via the power supply, causing a problem that the circuit on which the high-frequency amplifier is mounted may oscillate.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a high-frequency amplifier capable of suppressing the output of an in-phase signal.
  • the high-frequency amplifier includes a first transistor that amplifies a first signal, a second transistor that amplifies a second signal that is a differential signal of the first signal, and a first transistor A first input terminal connected to the output terminal; a second input terminal connected to the output terminal of the second transistor; and first to fourth output terminals.
  • the first differential signal is generated from the first signal amplified by the first transistor, the first differential signal is output from the first and third output terminals, and the first differential signal is amplified by the second transistor.
  • a polyphase filter that generates a second differential signal from the two signals and outputs the second differential signal from the first and third output terminals, and first and third polyphase filters having one end Connected to each of the output terminals, the other end connected to the power supply A plurality of loads that is obtained by so and a plurality of amplifier output terminals connected to each of the first and third output terminals of the polyphase filter.
  • the first differential signal is generated from the first signal amplified by the first transistor, the first differential signal is output from the first and third output terminals, and the first differential signal is output.
  • a second differential signal is generated from the second signal amplified by the two transistors, and the second differential signal is output from the first and third output terminals. Therefore, there is an effect that the output of the in-phase signal can be suppressed.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a high-frequency amplifier according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2A is an explanatory diagram showing the phase at each terminal when the signal input by the polyphase filter 5 is a differential signal
  • FIG. 2B is an in-phase signal for the signal input by the polyphase filter 5. It is explanatory drawing which shows the phase in each terminal in a case.
  • FIG. 3B is an explanatory diagram showing an internal circuit when the polyphase filter 5 is an input short circuit type
  • FIG. 3B is an explanatory diagram showing an internal circuit when the polyphase filter 5 is an input short circuit type.
  • FIG. 1 is a block diagram which shows the other high frequency amplifier by Embodiment 1 of this invention. It is a block diagram which shows the high frequency amplifier by Embodiment 2 of this invention.
  • 4 is a configuration diagram showing a connection form of first to fourth inductive elements 31 to 34 in the polyphase filter 5.
  • FIG. 2 is a block diagram which shows the high frequency amplifier by Embodiment 3 of this invention.
  • 4 is a configuration diagram showing a connection form of first to fourth inductive elements 31 to 34 in the polyphase filter 5.
  • FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a parasitic capacitance 2-1a of a first transistor 2-1 to a parasitic capacitance 2-4a of a fourth transistor 2-4.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a parasitic capacitance 2-1a of a first transistor 2-1 to a parasitic capacitance 2-4a of a fourth transistor 2-4. It is a block diagram which shows the high frequency amplifier by Embodiment 5 of this invention. It is a block diagram which shows the high frequency amplifier by Embodiment 6 of this invention. It is a block diagram which shows the high frequency amplifier by Embodiment 7 of this invention.
  • FIG. 16A is an explanatory diagram showing a layout example of the inductive elements 61-1 to 61-4
  • FIG. 16B is an explanatory diagram showing an equivalent circuit of the inductive elements 61-1 to 61-4.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a high-frequency amplifier according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the phases of signals input and output by the polyphase filter 5 in the high-frequency amplifier of FIG.
  • FIG. 2A shows the phase at each terminal when the signal input by the polyphase filter 5 is a differential signal
  • FIG. 2B shows the case where the signal input by the polyphase filter 5 is an in-phase signal.
  • the phase at each terminal is shown.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an internal circuit of the polyphase filter 5 in the high frequency amplifier of FIG.
  • FIG. 3A shows an internal circuit when the polyphase filter 5 is an input open type
  • FIG. 3B shows an internal circuit when the polyphase filter 5 is an input short-circuit type.
  • a differential input terminal 1 includes a first signal input terminal 1a and a second signal input terminal 1b, and inputs a differential signal including a first signal and a second signal. It is a terminal to do.
  • the first signal input terminal 1a is a terminal for inputting a first signal.
  • the second signal input terminal 1b is a terminal for inputting a second signal.
  • the transistor pair 2 includes a first transistor 2-1 and a second transistor 2-2.
  • Each of the first transistor 2-1 and the second transistor 2-2 is realized by, for example, a bipolar transistor or a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor).
  • the first transistor 2-1 has a base terminal that is a control terminal connected to the first signal input terminal 1 a, an emitter terminal connected to the current source 3, and a collector terminal that is an output terminal connected to the polyphase filter 5. 1 input terminal 5a.
  • the first transistor 2-1 amplifies the first signal input from the first signal input terminal 1a, and outputs the amplified first signal to the first input terminal 5a of the polyphase filter 5. .
  • the second transistor 2-2 has a base terminal which is a control terminal connected to the second signal input terminal 1b, an emitter terminal which is connected to the current source 3, and a collector terminal which is an output terminal of the polyphase filter 5. 2 input terminals 5b.
  • the second transistor 2-2 amplifies the second signal input from the second signal input terminal 1b and outputs the amplified second signal to the second input terminal 5b of the polyphase filter 5. .
  • the current source 3 has one end connected to the emitter terminal of the first transistor 2-1 and the emitter terminal of the second transistor 2-2, and the other end connected to the ground.
  • the transistor load 4 includes a polyphase filter 5, a load group 6, and a power supply 7.
  • the transistor load 4 is a load connected to each of the output terminal of the first transistor 2-1 and the output terminal of the second transistor 2-2. In order to increase the gain of the high frequency amplifier including the transistor pair 2, it is necessary to increase the impedance of the transistor load 4.
  • the polyphase filter 5 includes a first input terminal 5a connected to the output terminal of the first transistor 2-1, and a second input terminal 5b connected to the output terminal of the second transistor 2-2. And have. 2 and 3, the first input terminal 5 a is described as an input P, and the second input terminal 5 b is described as an input N.
  • the polyphase filter 5 has a first output terminal 5-1, a second output terminal 5-2, a third output terminal 5-3, and a fourth output terminal 5-4. 2 and 3, the first output terminal 5-1 is described as an output IP, and the second output terminal 5-2 is described as an output QP.
  • the third output terminal 5-3 is described as an output IN, and the fourth output terminal 5-4 is described as an output QN.
  • the polyphase filter 5 When the first signal amplified by the first transistor 2-1 is input from the first input terminal 5a to the polyphase filter 5, the polyphase filter 5 generates a first differential signal from the first signal, The first differential signal is output from the first output terminal 5-1 and the third output terminal 5-3.
  • the polyphase filter 5 generates a second differential signal from the second signal when the second signal amplified by the second transistor 2-2 is input from the second input terminal 5b. Then, the second differential signal is output from the first output terminal 5-1 and the third output terminal 5-3.
  • the load group 6 includes a load 6a and a load 6b.
  • Each of the load 6a and the load 6b is realized by, for example, a resistor or an inductive element.
  • the load 6 a has one end connected to the first output terminal 5-1 of the polyphase filter 5 and the other end connected to the power source 7.
  • the load 6 b has one end connected to the third output terminal 5-3 of the polyphase filter 5 and the other end connected to the power supply 7.
  • the differential output terminal 8 includes an amplifier output terminal 8a and an amplifier output terminal 8b.
  • the amplifier output terminal 8a is connected to the first output terminal 5-1 of the polyphase filter 5.
  • the amplifier output terminal 8 b is connected to the third output terminal 5-3 of the polyphase filter 5.
  • the resistor 11 has one end connected to the first input terminal 5a and the other end connected to the first output terminal 5-1.
  • One end of the resistor 12 is connected to the second output terminal 5-2.
  • the resistor 13 has one end connected to the second input terminal 5b and the other end connected to the third output terminal 5-3.
  • One end of the resistor 14 is connected to the fourth output terminal 5-4.
  • the capacitor element 15 has one end connected to the first output terminal 5-1 and the other end connected to the other end of the resistor 12.
  • the capacitor 16 has one end connected to the second output terminal 5-2 and the other end connected to the second input terminal 5b.
  • the capacitor element 17 has one end connected to the third output terminal 5-3 and the other end connected to the other end of the resistor 14.
  • the capacitive element 18 has one end connected to the fourth output terminal 5-4 and the other end connected to the first input terminal 5a.
  • each of the other end of the resistor 12 and the other end of the capacitive element 15 is connected to the first input terminal 5a.
  • Each of the other end of the resistor 14 and the other end of the capacitive element 17 is connected to the second input terminal 5b.
  • the first transistor 2-1 amplifies the first signal and converts the amplified first signal to the first phase of the polyphase filter 5.
  • the second transistor 2-2 amplifies the second signal and converts the amplified second signal into the second phase of the polyphase filter 5.
  • the polyphase filter 5 When the first signal amplified by the first transistor 2-1 is input from the first input terminal 5a to the polyphase filter 5, the polyphase filter 5 generates a first differential signal from the first signal, The first differential signal is output from the first output terminal 5-1 and the third output terminal 5-3.
  • the polyphase filter 5 generates a second differential signal from the second signal when the second signal amplified by the second transistor 2-2 is input from the second input terminal 5b. Then, the second differential signal is output from the first output terminal 5-1 and the third output terminal 5-3.
  • FIG. 2A when a first signal having a phase of 0 degrees is input from the first signal input terminal 1a, a first signal having a phase of 0 degrees is output from the first transistor 2-1.
  • a second signal having a phase of 180 degrees is input from the second signal input terminal 1b, and a second signal having a phase of 180 degrees is output from the second transistor 2-2.
  • the polyphase filter 5 generates a differential signal including a signal having a phase of 0 degree and a signal having a phase of 180 degrees as the first differential signal, and the first output terminal 5 A signal having a phase of 0 degree is output from ⁇ 1, and a signal having a phase of 180 degrees is output from the third output terminal 5-3.
  • the polyphase filter 5 generates a differential signal including a signal having a phase of 0 degree and a signal having a phase of 180 degrees as the second differential signal, and outputs a phase signal from the first output terminal 5-1. Outputs a signal of 0 degrees, and outputs a signal of 180 degrees in phase from the third output terminal 5-3.
  • a signal having a phase included in the first differential signal is 0 degree and a signal whose phase included in the second differential signal is 0 degree. Are combined in phase with each other, a signal having a phase of 0 degree is amplified.
  • a signal having a phase included in the first differential signal is 180 degrees and a signal whose phase included in the second differential signal is 180 degrees Are in-phase combined, a signal having a phase of 180 degrees is amplified.
  • a signal having a phase of 0 degree is output from the first output terminal 5-1 of the polyphase filter 5
  • a signal having a phase of 0 degree is output from the amplifier output terminal 8a.
  • a signal having a phase of 180 degrees is output from the third output terminal 5-3 of the polyphase filter 5
  • a signal having a phase of 180 degrees is output from the amplifier output terminal 8b.
  • the polyphase filter 5 generates a third differential signal that is 90 degrees out of phase with the first differential signal when generating the first and second differential signals.
  • a third differential signal is output from the output terminal 5-2 and the fourth output terminal 5-4. That is, the polyphase filter 5 generates a differential signal including a signal having a phase of 90 degrees and a signal having a phase of 270 degrees as the third differential signal, and the phase is output from the second output terminal 5-2. Outputs a signal of 90 degrees, and outputs a signal of 270 degrees in phase from the fourth output terminal 5-4.
  • the polyphase filter 5 generates a fourth differential signal that is 90 degrees out of phase with the second differential signal, and outputs the second output terminal 5-2 and the fourth output terminal 5-4. To output a fourth differential signal.
  • the polyphase filter 5 generates a differential signal including a signal having a phase of 90 degrees and a signal having a phase of 270 degrees as the fourth differential signal, and the phase is output from the second output terminal 5-2. Outputs a signal of 90 degrees, and outputs a signal of 270 degrees in phase from the fourth output terminal 5-4.
  • a signal whose phase is 90 degrees is differentially output from the output terminal 5-2. There is no output to terminal 8. Further, a signal having a phase of 270 degrees is not output to the differential output terminal 8 from the output terminal 5-4.
  • an in-phase signal having a phase of 0 degree is input to the differential input terminal 1.
  • the in-phase signal is amplified by each of the first transistor 2-1 and the second transistor 2-2.
  • a signal having a phase of 0 degree is input from each of the first input terminal 5 a and the second input terminal 5 b of the polyphase filter 5.
  • the polyphase filter 5 generates a differential signal including a signal having a phase of 0 degree and a signal having a phase of 180 degrees from the signal having a phase of 0 degree input from the first input terminal 5a.
  • a signal having a phase of 0 degree is output from the first output terminal 5-1, and a signal having a phase of 180 degrees is output from the third output terminal 5-3.
  • the polyphase filter 5 generates a differential signal including a signal having a phase of 180 degrees and a signal having a phase of 0 degrees from the signal having a phase of 0 degrees input from the second input terminal 5b.
  • a signal having a phase of 180 degrees is output from the first output terminal 5-1, and a signal having a phase of 0 degrees is output from the third output terminal 5-3.
  • the polyphase filter 5 generates a differential signal including a signal having a phase of 90 degrees and a signal having a phase of 270 degrees from the signal having a phase of 0 degrees input from the first input terminal 5a.
  • a signal having a phase of 90 degrees is output from the second output terminal 5-2, and a signal having a phase of 270 degrees is output from the fourth output terminal 5-4.
  • the polyphase filter 5 generates a differential signal including a signal having a phase of 270 degrees and a signal having a phase of 90 degrees from a signal having a phase of 0 degrees input from the second input terminal 5b.
  • a signal having a phase of 270 degrees is output from the second output terminal 5-2, and a signal having a phase of 90 degrees is output from the fourth output terminal 5-4.
  • a signal having a phase of 0 degree generated from a signal having a phase of 0 degree input from the first input terminal 5a and the second input terminal A signal generated from a signal having a phase of 0 degree input from the terminal 5b is canceled out with a signal having a phase of 180 degrees.
  • a signal having a phase of 180 degrees generated from a signal having a phase of 0 degrees input from the first input terminal 5a and a second input terminal The signal generated from the signal having a phase of 0 degree input from 5b is canceled with the signal having a phase of 0 degree.
  • a signal having a phase of 90 degrees generated from a signal having a phase of 0 degrees input from the first input terminal 5a and a signal having a phase of 90 degrees are input from the second input terminal 5b.
  • the signal generated from the input signal having a phase of 0 degree is canceled with the signal having a phase of 270 degrees.
  • a signal having a phase of 270 degrees generated from a signal having a phase of 0 degrees input from the first input terminal 5a and a second input terminal The signal generated from the signal having a phase of 0 degree input from 5b cancels the signal having a phase of 90 degrees. Therefore, the output of the in-phase signal from the polyphase filter 5 is suppressed.
  • the first differential signal is generated from the first signal amplified by the first transistor 2-1, and the first output terminal 5-
  • the first differential signal is output from the first and third output terminals 5-3
  • the second differential signal is generated from the second signal amplified by the second transistor 2-2. Since the polyphase filter 5 that outputs the second differential signal from the output terminal 5-1 and the third output terminal 5-3 is provided, the output of the in-phase signal can be suppressed. .
  • the load group 6 includes a load 6a and a load 6b
  • the differential output terminal 8 includes an amplifier output terminal 8a and an amplifier output terminal 8b.
  • the load group 6 includes loads 6-1 to 6-4
  • the differential output terminal 8 includes amplifier output terminals 8-1 to 8-4. It may be provided.
  • FIG. 4 is a block diagram showing another high frequency amplifier according to Embodiment 1 of the present invention.
  • each of the loads 6-1 to 6-4 is realized by, for example, a resistor or an inductive element.
  • the load 6-1 has one end connected to the first output terminal 5-1 of the polyphase filter 5 and the other end connected to the power source 7.
  • the load 6-2 has one end connected to the second output terminal 5-2 of the polyphase filter 5 and the other end connected to the power source 7.
  • the load 6-3 has one end connected to the third output terminal 5-3 of the polyphase filter 5 and the other end connected to the power source 7.
  • the load 6-4 has one end connected to the fourth output terminal 5-4 of the polyphase filter 5 and the other end connected to the power source 7.
  • the amplifier output terminal 8-1 is connected to the first output terminal 5-1 of the polyphase filter 5.
  • the amplifier output terminal 8-2 is connected to the second output terminal 5-2 of the polyphase filter 5.
  • the amplifier output terminal 8-3 is connected to the third output terminal 5-3 of the polyphase filter 5.
  • the amplifier output terminal 8-4 is connected to the fourth output terminal 5-4 of the polyphase filter 5.
  • a signal having a phase of 0 degree is output from the first output terminal 5-1 of the polyphase filter 5 as in the case of the high frequency amplifier shown in FIG.
  • a signal having a phase of 0 degree is output from -1.
  • a signal having a phase of 180 degrees is output from the third output terminal 5-3 of the polyphase filter 5, and a signal having a phase of 180 degrees is output from the amplifier output terminal 8-3.
  • the signal whose phase included in the first differential signal is 90 degrees and the signal whose phase included in the second differential signal is 90 degrees are in phase. Since they are combined, a signal having a phase of 90 degrees is amplified.
  • a signal having a phase of 270 degrees included in the first differential signal and a signal having a phase of 270 degrees included in the second differential signal are Are combined in phase, so that a signal having a phase of 270 degrees is amplified.
  • a signal having a phase of 90 degrees is output from the second output terminal 5-2 of the polyphase filter 5, and a signal having a phase of 90 degrees is output from the amplifier output terminal 8-2.
  • a signal having a phase of 270 degrees is output from the fourth output terminal 5-4 of the polyphase filter 5, and a signal having a phase of 270 degrees is output from the amplifier output terminal 8-4.
  • FIG. 5 is a block diagram showing another high frequency amplifier according to Embodiment 1 of the present invention.
  • loads 6-1 to 6-4 are connected to the first output terminal 5-1 to the fourth output terminal 5-4 of the polyphase filter 5, respectively. is doing.
  • Each of the other end of the load 6-2 and the other end of the load 6-4 that is not connected to the amplifier output terminal is connected to the ground.
  • Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, an example in which the polyphase filter 5 includes the capacitive elements 15 to 18 is shown. In the second embodiment, an example in which the polyphase filter 5 includes the first inductive element 25 to the fourth inductive element 28 is shown.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a high frequency amplifier according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the polyphase filter 5 includes a first resistor 21, a second resistor 22, a third resistor 23, a fourth resistor 24, a first inductive element 25, a second inductive element 26, and a third inductive element 27. And a fourth inductive element 28.
  • the polyphase filter 5 includes a first resistor 21, a first inductive element 25, a third resistor 23, a second inductive element 26, a second resistor 22, a third inductive element 27, and a fourth resistor 24.
  • the fourth inductive elements 28 are connected in a ring shape in this order. Specifically, the connection is as follows.
  • the first resistor 21 has one end connected to the first input terminal 5a and the other end connected to the first output terminal 5-1.
  • the second resistor 22 has one end connected to the second input terminal 5b and the other end connected to the third output terminal 5-3.
  • the third resistor 23 has one end connected to the other end of the first inductive element 25 and the other end connected to the second output terminal 5-2.
  • the fourth resistor 24 has one end connected to the other end of the third inductive element 27 and the other end connected to the fourth output terminal 5-4.
  • the first inductive element 25 has one end connected to the first output terminal 5-1 and the other end connected to one end of the third resistor 23.
  • the second inductive element 26 has one end connected to the second input terminal 5b and the other end connected to the second output terminal 5-2.
  • the third inductive element 27 has one end connected to the third output terminal 5-3 and the other end connected to one end of the fourth resistor 24.
  • the fourth inductive element 28 has one end connected to the first input terminal 5a and the other end connected to the fourth output terminal 5-4.
  • the first transistor 2-1 amplifies the first signal and converts the amplified first signal to the first phase of the polyphase filter 5.
  • the second transistor 2-2 amplifies the second signal and converts the amplified second signal into the second phase of the polyphase filter 5.
  • the polyphase filter 5 When the first signal amplified by the first transistor 2-1 is input from the first input terminal 5a to the polyphase filter 5, the polyphase filter 5 generates a first differential signal from the first signal, The first differential signal is output from the first output terminal 5-1 and the third output terminal 5-3.
  • the polyphase filter 5 generates a second differential signal from the second signal when the second signal amplified by the second transistor 2-2 is input from the second input terminal 5b. Then, the second differential signal is output from the first output terminal 5-1 and the third output terminal 5-3.
  • the polyphase filter 5 includes a first inductive element 25 to a fourth inductive element 28 instead of the capacitive elements 15 to 18.
  • the phase of the first signal input from the first input terminal 5a is 0 degrees
  • the phase of the second signal input from the second input terminal 5b is 180 degrees.
  • the polyphase filter 5 outputs a signal similar to that in the first embodiment. That is, a signal having a phase of 0 degree is output from the first output terminal 5-1 of the polyphase filter 5, and a signal having a phase of 90 degrees is output from the second output terminal 5-2 of the polyphase filter 5. .
  • a signal having a phase of 180 degrees is output from the third output terminal 5-3 of the polyphase filter 5, and a signal having a phase of 270 degrees is output from the fourth output terminal 5-4 of the polyphase filter 5.
  • the polyphase filter 5 suppresses the output of the in-phase signal based on the same principle as in the first embodiment.
  • the high-frequency amplifier of FIG. 6 When the high-frequency amplifier of FIG. 6 performs an amplification operation of the differential signal input from the differential input terminal 1, the output terminal of the first transistor 2-1 and the output terminal of the second transistor 2-2 The loads 6-1 to 6-4 are short-circuited in a DC manner via the first inductive element 25 to the fourth inductive element 28 in the polyphase filter 5. Therefore, a DC voltage is applied to the loads 6-1 to 6-4, the first transistor 2-1, the second transistor 2-2, and the current source 3, but a DC voltage is applied to the polyphase filter 5. No voltage is applied, and no voltage drop occurs in the polyphase filter 5. Thereby, the emitter-collector voltage in the first transistor 2-1 and the emitter-collector voltage in the second transistor 2-2 can be kept higher than in the first embodiment, and therefore the gain of the high-frequency amplifier is increased. Can be high.
  • the polyphase filter 5 includes the first inductive element 25 to the fourth inductive element 28 instead of the capacitive elements 15 to 18.
  • the output of the in-phase signal can be suppressed.
  • the polyphase filter 5 since the polyphase filter 5 includes the first inductive element 25 to the fourth inductive element 28, an effect that the gain of the high-frequency amplifier can be increased as compared with the first embodiment is achieved.
  • FIG. 7 is a configuration diagram showing a connection form of the first inductive element 31 to the fourth inductive element 34 in the polyphase filter 5.
  • the polyphase filter 5 shown in FIG. 7 includes a first resistor 21, a second resistor 22, a third resistor 23, a fourth resistor 24, a first inductive element 31, a second inductive element 32, a third resistor Inductive element 33 and fourth inductive element 34 are provided.
  • the polyphase filter 5 includes a first resistor 21, a first inductive element 31, a third resistor 23, a second inductive element 32, a second resistor 22, a third inductive element 33, and a fourth resistor 24.
  • the fourth inductive elements 34 are connected in a ring shape in this order. Specifically, the connection is as follows.
  • the first induction element 31 has one end connected to the first input terminal 5a and the other end connected to the second output terminal 5-2.
  • the second inductive element 32 has one end connected to the third output terminal 5-3 and the other end connected to one end of the third resistor 23.
  • the third inductive element 33 has one end connected to the second input terminal 5b and the other end connected to the fourth output terminal 5-4.
  • the fourth inductive element 34 has one end connected to the first output terminal 5-1 and the other end connected to one end of the fourth resistor 24.
  • the transistor pair 2 includes a third transistor 2-3 and a fourth transistor 2-4 in addition to the first transistor 2-1 and the second transistor 2-2. An example will be described.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a high frequency amplifier according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 6 indicate the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted.
  • Each of the third transistor 2-3 and the fourth transistor 2-4 is realized by, for example, a bipolar transistor or a MOSFET.
  • the third transistor 2-3 has a base terminal that is a control terminal connected to the first signal input terminal 1a, an emitter terminal that is connected to the current source 9, and a collector terminal that is an output terminal connected to the polyphase filter 5. 3 input terminals 5c.
  • the third transistor 2-3 amplifies the first signal input from the first signal input terminal 1 a and outputs the amplified first signal to the third input terminal 5 c of the polyphase filter 5.
  • the fourth transistor 2-4 has a base terminal as a control terminal connected to the second signal input terminal 1 b, an emitter terminal connected to the current source 9, and a collector terminal as an output terminal connected to the polyphase filter 5. 4 input terminal 5d.
  • the fourth transistor 2-4 amplifies the second signal input from the second signal input terminal 1b, and outputs the amplified second signal to the fourth input terminal 5d of the polyphase filter 5. .
  • the polyphase filter 5 is connected to the first input terminal 5a connected to the output terminal of the first transistor 2-1, and to the output terminal of the second transistor 2-2.
  • the polyphase filter 5 includes a third input terminal 5c connected to the output terminal of the third transistor 2-3, and a fourth input connected to the output terminal of the fourth transistor 2-4. And a terminal 5d.
  • the third input terminal 5 c is connected to one end of the third resistor 23 and the other end of the first inductive element 25.
  • the fourth input terminal 5 d is connected to one end of the fourth resistor 24 and the other end of the third inductive element 27.
  • the current source 9 has one end connected to the emitter terminal of the third transistor 2-3 and the emitter terminal of the fourth transistor 2-4, and the other end connected to the ground.
  • the first transistor 2-1 amplifies the first signal and converts the amplified first signal to the first phase of the polyphase filter 5.
  • the second transistor 2-2 amplifies the second signal and converts the amplified second signal into the second phase of the polyphase filter 5.
  • the third transistor 2-3 amplifies the first signal when the first signal is input from the first signal input terminal 1 a, and converts the amplified first signal to the third phase of the polyphase filter 5.
  • the fourth transistor 2-4 amplifies the second signal and converts the amplified second signal to the fourth phase of the polyphase filter 5.
  • the polyphase filter 5 receives the first signal amplified by the first transistor 2-1 from the first input terminal 5a, and amplifies the third signal by the third transistor 2-3 from the third input terminal 5c.
  • a first differential signal is generated from both the input first signals, and the first output terminal 5-1 and the third output terminal 5-3 are generated.
  • the polyphase filter 5 receives the second signal amplified by the second transistor 2-2 from the second input terminal 5b, and receives the fourth transistor 2-4 from the fourth input terminal 5d.
  • a second differential signal is generated from both of the input second signals, and the first output terminal 5-1 and the third output terminal 5 are generated.
  • -3 to output a second differential signal.
  • the phase of the first signal input from each of the first input terminal 5a and the third input terminal 5c is 0 degree
  • the second input terminal 5b and the fourth input terminal 5d When the phase of the second signal input from each is 180 degrees, the polyphase filter 5 outputs a signal similar to that in the first embodiment. That is, a signal having a phase of 0 degree is output from the first output terminal 5-1 of the polyphase filter 5, and a signal having a phase of 90 degrees is output from the second output terminal 5-2 of the polyphase filter 5. . Further, a signal having a phase of 180 degrees is output from the third output terminal 5-3 of the polyphase filter 5, and a signal having a phase of 270 degrees is output from the fourth output terminal 5-4 of the polyphase filter 5. .
  • the transistor pair 2 includes the third transistor 2-3 and the fourth transistor 2-4 in addition to the first transistor 2-1 and the second transistor 2-2. Therefore, the symmetry of the circuit is improved. Therefore, the phase accuracy of the signals output from the first output terminal 5-1 to the fourth output terminal 5-4 of the polyphase filter 5 is higher than in the first embodiment. That is, as compared with the first embodiment, the signal output from the first output terminal 5-1 of the polyphase filter 5 approaches 0 degrees, and the third output terminal 5-3 of the polyphase filter 5 The signal output from is closer to 180 degrees. Compared with the first embodiment, the signal output from the second output terminal 5-2 of the polyphase filter 5 approaches 90 degrees, and the fourth output terminal 5-4 of the polyphase filter 5 The signal output from is closer to 270 degrees.
  • the polyphase filter 5 suppresses the output of the in-phase signal based on the same principle as in the first embodiment.
  • the output terminals of the first transistor 2-1 to the fourth transistor 2-4 and the load 6 -1 to 6-4 are short-circuited in a DC manner via the first inductive element 25 to the fourth inductive element 28 in the polyphase filter 5. Therefore, the loads 6-1 to 6-4, the first transistor 2-1, the second transistor 2-2, the third transistor 2-3, the fourth transistor 2-4, and the current sources 3 and 9
  • the DC voltage is applied, but no DC voltage is applied to the polyphase filter 5, and no voltage drop occurs in the polyphase filter 5.
  • the emitter-collector voltage in the first transistor 2-1 to the fourth transistor 2-4 can be kept higher than in the first embodiment, so that the gain of the high-frequency amplifier can be increased. .
  • the transistor pair 2 includes the third transistor 2-3 and the fourth transistor in addition to the first transistor 2-1 and the second transistor 2-2. Therefore, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the symmetry of the circuit can be improved to improve the first output terminals 5-1 to 5-1 of the polyphase filter 5. 4 has an effect of improving the phase accuracy of the signal output from the output terminal 5-4.
  • the polyphase filter 5 includes the first inductive element 25 to the fourth inductive element 28.
  • the first inductive element 25 to the fourth inductive element 28 are shown.
  • the connection form is not limited to the example shown in FIG. 8, and for example, a connection form as shown in FIG. 9 may be used.
  • FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a connection form of the first inductive element 31 to the fourth inductive element 34 in the polyphase filter 5.
  • the polyphase filter 5 includes the first inductive element 25 to the fourth inductive element 28.
  • the first inductive element 25 includes the third transistor 2. -3, which has an inductive reactance that cancels the parasitic capacitance 2-3a
  • the second inductive element 26 has an inductive reactance that cancels the parasitic capacitance 2-2a of the second transistor 2-2.
  • the third inductive element 27 has an inductive reactance that cancels the parasitic capacitance 2-4a of the fourth transistor 2-4
  • the fourth inductive element 28 is a parasitic capacitance of the first transistor 2-1. It may have an inductive reactance that cancels 2-1a.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the parasitic capacitance 2-1a of the first transistor 2-1 to the parasitic capacitance 2-4a of the fourth transistor 2-4.
  • Embodiment 4 FIG.
  • the first series circuit 41 is connected to the base terminal, which is the control terminal of the third transistor 2-3 provided in the transistor pair 2, and the control terminal of the fourth transistor 2-4.
  • the second series circuit 44 is connected to a certain base terminal.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a high frequency amplifier according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the first series circuit 41 is a circuit in which a capacitive element 42 and a resistor 43 are connected in series, with one end connected to the base terminal of the third transistor 2-3 and the other end connected to the ground.
  • the second series circuit 44 is a circuit in which a capacitive element 45 and a resistor 46 are connected in series. One end is connected to the base terminal of the fourth transistor 2-4 and the other end is connected to the ground. .
  • the base terminal of the third transistor 2-3 is input-terminated by the first series circuit 41, and the base terminal of the fourth transistor 2-4 is The input is terminated by the second series circuit 44.
  • the third transistor 2-3 does not perform the first signal amplification operation
  • the fourth transistor 2-4 does not perform the second signal amplification operation.
  • the input impedance at the third input terminal 5c is matched with the input impedance at the first input terminal 5a.
  • the input impedance at the fourth input terminal 5d of the polyphase filter 5 is matched with the input impedance at the second input terminal 5b.
  • the operation of the polyphase filter 5 in the fourth embodiment is the same as that of the polyphase filter 5 shown in FIG. 6, for example.
  • first inductive element 25 to the fourth inductive element 28 in the polyphase filter 5 are connected as shown in FIG.
  • the first inductive element 25 to the fourth inductive element 28 may be connected like the first inductive element 31 to the fourth inductive element 32 shown in FIG.
  • the polyphase filter 5 includes the first inductive element 25 to the fourth inductive element 28.
  • the first inductive element 25 includes the third transistor 2. -3, which has an inductive reactance that cancels the parasitic capacitance 2-3a
  • the second inductive element 26 has an inductive reactance that cancels the parasitic capacitance 2-2a of the second transistor 2-2.
  • the third inductive element 27 has an inductive reactance that cancels the parasitic capacitance 2-4a of the fourth transistor 2-4
  • the fourth inductive element 28 is a parasitic capacitance of the first transistor 2-1. It may have an inductive reactance that cancels 2-1a.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing the parasitic capacitance 2-1a of the first transistor 2-1 to the parasitic capacitance 2-4a of the fourth transistor 2-4.
  • Embodiment 5 FIG. In the fifth embodiment, an example in which matching circuits that match impedances are connected between the first transistor 2-1 to the fourth transistor 2-4 and the polyphase filter 5 will be described.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a high frequency amplifier according to Embodiment 5 of the present invention.
  • One end of the capacitive element 51 is connected between the first input terminal 5a of the polyphase filter 5 and the ground, and the first input terminal 5a of the polyphase filter 5 and the output terminal of the first transistor 2-1.
  • One end of the capacitive element 52 is connected between the second input terminal 5b of the polyphase filter 5 and the ground, and the second input terminal 5b of the polyphase filter 5 and the output terminal of the second transistor 2-2.
  • It is the 2nd matching circuit which takes the impedance matching between.
  • One end of the capacitive element 53 is connected between the third input terminal 5c of the polyphase filter 5 and the ground, and the third input terminal 5c of the polyphase filter 5 and the output terminal of the third transistor 2-3. It is the 3rd matching circuit which takes the impedance matching between.
  • One end of the capacitive element 54 is connected between the fourth input terminal 5d of the polyphase filter 5 and the ground, and the fourth input terminal 5d of the polyphase filter 5 and the output terminal of the fourth transistor 2-4. It is the 4th matching circuit which takes the impedance matching between.
  • the high-frequency amplifier since the high-frequency amplifier includes capacitive elements 51 to 54 that are first to fourth matching circuits, the first transistor 2-1 to the fourth transistor 2-4 and the polyphase The impedance with the filter 5 is matched. Therefore, the first signal output from the output terminal of the first transistor 2-1 is hardly reflected at the first input terminal 5a of the polyphase filter 5. In addition, the second signal output from the output terminal of the second transistor 2-2 is hardly reflected at the second input terminal 5b of the polyphase filter 5. Thereby, the loss of the first signal and the second signal can be reduced, so that the gain of the high-frequency amplifier can be increased as compared with the first embodiment.
  • the fifth embodiment shows an example in which the first inductive element 25 to the fourth inductive element 28 in the polyphase filter 5 are connected as shown in FIG.
  • the first inductive element 25 to the fourth inductive element 28 may be connected like the first inductive element 31 to the fourth inductive element 32 shown in FIG.
  • the load group 6 includes the loads 6-1 to 6-4.
  • each of a plurality of loads included in the load group 6 is an induction element 6-5 to 6-8.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a high frequency amplifier according to Embodiment 6 of the present invention.
  • the load group 6 includes inductive elements 6-5 to 6-8.
  • the inductive element 6-5 has one end connected to the first output terminal 5-1 of the polyphase filter 5 and the other end connected to the power source 7.
  • the inductive element 6-6 has one end connected to the second output terminal 5-2 of the polyphase filter 5 and the other end connected to the power source 7.
  • the inductive element 6-7 has one end connected to the third output terminal 5-3 of the polyphase filter 5 and the other end connected to the power source 7.
  • Inductive element 6-8 has one end connected to fourth output terminal 5-4 of polyphase filter 5 and the other end connected to power supply 7.
  • the output terminal of the first transistor 2-1 and the output terminal of the second transistor 2-2 The induction elements 6-5 to 6-8 are short-circuited in a direct current manner via the first induction element 25 to the fourth induction element 28 in the polyphase filter 5.
  • Each of the plurality of loads included in the load group 6 is an inductive element 6-5 to 6-8. Therefore, a DC voltage is applied to the first transistor 2-1, the second transistor 2-2, and the current source 3, but no DC voltage is applied to the polyphase filter 5 and the load group 6. No voltage drop occurs in the polyphase filter 5 and the load group 6.
  • the emitter-collector voltage in the first transistor 2-1 and the second transistor 2-2 can be kept higher than in the first embodiment, so that the gain of the high-frequency amplifier can be increased. .
  • the first inductive element 25 to the fourth inductive element 28 in the polyphase filter 5 are connected as shown in FIG.
  • the first inductive element 25 to the fourth inductive element 28 may be connected like the first inductive element 31 to the fourth inductive element 32 shown in FIG.
  • each of the plurality of loads included in the load group 6 is inductive elements 61-1 to 61-4, and the inductive elements 61-1 to 61-4 are included in the polyphase filter 5.
  • An example that also serves as an inductive element will be described.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a high frequency amplifier according to Embodiment 7 of the present invention.
  • the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 14 indicate the same or corresponding parts, and thus description thereof is omitted.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram showing the inductive elements 61-1 to 61-4.
  • FIG. 16A shows a layout example of the inductive elements 61-1 to 61-4
  • FIG. 16B shows an equivalent circuit of the inductive elements 61-1 to 61-4.
  • the inductive element 61-1 serves as both the inductive element 6-5 shown in FIG. 14 and the first inductive element 25 shown in FIG.
  • the inductive element 61-1 has a terminal (1) connected to the third input terminal 5c of the polyphase filter 5, a terminal (2) connected to the first output terminal 5-1 of the polyphase filter 5, and a terminal (3) is connected to the power source 7.
  • the inductive element 61-2 serves as both the inductive element 6-6 shown in FIG. 14 and the second inductive element 26 shown in FIG.
  • the inductive element 61-2 has a terminal (1) connected to the second input terminal 5b of the polyphase filter 5, a terminal (2) connected to the second output terminal 5-2 of the polyphase filter 5, and a terminal (3) is connected to the power source 7.
  • the inductive element 61-3 serves as both the inductive element 6-7 shown in FIG. 14 and the third inductive element 27 shown in FIG.
  • the inductive element 61-3 has a terminal (1) connected to the fourth input terminal 5d of the polyphase filter 5, a terminal (2) connected to the third output terminal 5-3 of the polyphase filter 5, and a terminal (3) is connected to the power source 7.
  • the inductive element 61-4 serves as both the inductive element 6-8 shown in FIG. 14 and the fourth inductive element 28 shown in FIG.
  • Inductive element 61-4 has terminal (1) connected to first input terminal 5a of polyphase filter 5, terminal (2) connected to fourth output terminal 5-4 of polyphase filter 5, and terminal (3) is connected to the
  • the operation of the high-frequency amplifier according to the seventh embodiment is the same as that of the high-frequency amplifier according to the sixth embodiment, except that the induction elements 61-1 to 61-4 included in the load group 6 are connected to the polyphase filter 5. Therefore, the number of parts can be reduced as compared with the sixth embodiment.
  • the present invention is suitable for a high-frequency amplifier that amplifies the first and second signals which are differential signals.

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Abstract

第1のトランジスタ(2-1)により増幅された第1の信号から第1の差動信号を生成して、第1の出力端子(5-1)及び第3の出力端子(5-3)から第1の差動信号を出力し、第2のトランジスタ(2-2)により増幅された第2の信号から第2の差動信号を生成して、第1の出力端子(5-1)及び第3の出力端子(5-3)から第2の差動信号を出力するポリフェーズフィルタ(5)を備える。

Description

高周波増幅器
 この発明は、差動信号である第1及び第2の信号を増幅する高周波増幅器に関するものである。
 以下の非特許文献1には、差動増幅器によって、差動信号を増幅する高周波増幅器が開示されている。
 差動増幅器により増幅される差動信号は、電源が仮想短絡されているため、電源を経由して、差動増幅器の差動入力端子に帰還されることはない。
M. Lu, T.B.Kumar, D. Zhang, X. Yu, and K. S. Yeo, "A Wide Band Digital Variable Gain Amplifier with DC Offset Cancellation in SiGe 0.18um BiCMOS Technology," 2016 International Symposium on Integrated Circuits(ISIC)
 従来の高周波増幅器である差動増幅器が差動信号を増幅する際、ノイズなどの同相信号が差動増幅器の差動入力端子に重畳されることがある。同相信号は、電源が仮想短絡されていないため、電源を経由して、差動増幅器の差動入力端子に帰還されることがある。同相信号が、電源を経由して、差動増幅器の差動入力端子に帰還されることで、高周波増幅器を実装している回路が発振してしまうことがあるという課題があった。
 この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、同相信号の出力を抑えることができる高周波増幅器を得ることを目的とする。
 この発明に係る高周波増幅器は、第1の信号を増幅する第1のトランジスタと、第1の信号と差動の信号である第2の信号を増幅する第2のトランジスタと、第1のトランジスタの出力端子と接続されている第1の入力端子と、第2のトランジスタの出力端子と接続されている第2の入力端子と、第1から第4の出力端子とを有しており、第1のトランジスタにより増幅された第1の信号から第1の差動信号を生成して、第1及び第3の出力端子から第1の差動信号を出力し、第2のトランジスタにより増幅された第2の信号から第2の差動信号を生成して、第1及び第3の出力端子から第2の差動信号を出力するポリフェーズフィルタと、一端がポリフェーズフィルタの第1及び第3の出力端子のそれぞれと接続され、他端が電源と接続されている複数の負荷と、ポリフェーズフィルタの第1及び第3の出力端子のそれぞれと接続されている複数の増幅器出力端子とを備えるようにしたものである。
 この発明によれば、第1のトランジスタにより増幅された第1の信号から第1の差動信号を生成して、第1及び第3の出力端子から第1の差動信号を出力し、第2のトランジスタにより増幅された第2の信号から第2の差動信号を生成して、第1及び第3の出力端子から第2の差動信号を出力するポリフェーズフィルタを備えるように構成したので、同相信号の出力を抑えることができる効果がある。
この発明の実施の形態1による高周波増幅器を示す構成図である。 図2Aは、ポリフェーズフィルタ5により入力される信号が差動信号である場合の各端子での位相を示す説明図、図2Bは、ポリフェーズフィルタ5により入力される信号が同相信号である場合の各端子での位相を示す説明図である。 ポリフェーズフィルタ5が入力開放型である場合の内部回路を示す説明図、図3Bは、ポリフェーズフィルタ5が入力短絡型である場合の内部回路を示す説明図である。 この発明の実施の形態1による他の高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態1による他の高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態2による高周波増幅器を示す構成図である。 ポリフェーズフィルタ5における第1の誘導素子31~第4の誘導素子34の接続形態を示す構成図である。 この発明の実施の形態3による高周波増幅器を示す構成図である。 ポリフェーズフィルタ5における第1の誘導素子31~第4の誘導素子34の接続形態を示す構成図である。 第1のトランジスタ2-1の寄生容量2-1a~第4のトランジスタ2-4の寄生容量2-4aを示す説明図である。 この発明の実施の形態4による高周波増幅器を示す構成図である。 第1のトランジスタ2-1の寄生容量2-1a~第4のトランジスタ2-4の寄生容量2-4aを示す説明図である。 この発明の実施の形態5による高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態6による高周波増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態7による高周波増幅器を示す構成図である。 図16Aは、誘導素子61-1~61-4のレイアウト例を示す説明図、図16Bは、誘導素子61-1~61-4の等価回路を示す説明図である。
 以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
 図1は、この発明の実施の形態1による高周波増幅器を示す構成図である。
 図2は、図1の高周波増幅器におけるポリフェーズフィルタ5により入出力される信号の位相を示す説明図である。
 図2Aは、ポリフェーズフィルタ5により入力される信号が差動信号である場合の各端子での位相を示し、図2Bは、ポリフェーズフィルタ5により入力される信号が同相信号である場合の各端子での位相を示している。
 図3は、図1の高周波増幅器におけるポリフェーズフィルタ5の内部回路を示す構成図である。
 図3Aは、ポリフェーズフィルタ5が入力開放型である場合の内部回路を示し、図3Bは、ポリフェーズフィルタ5が入力短絡型である場合の内部回路を示している。
 図1から図3において、差動入力端子1は、第1の信号入力端子1a及び第2の信号入力端子1bを備えており、第1の信号及び第2の信号を含む差動信号を入力する端子である。
 第1の信号入力端子1aは、第1の信号を入力する端子である。
 第2の信号入力端子1bは、第2の信号を入力する端子である。
 トランジスタ対2は、第1のトランジスタ2-1及び第2のトランジスタ2-2を備えている。
 第1のトランジスタ2-1及び第2のトランジスタ2-2のそれぞれは、例えば、バイポーラトランジスタ又はMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)などで実現される。
 第1のトランジスタ2-1は、制御端子であるベース端子が第1の信号入力端子1aと接続され、エミッタ端子が電流源3と接続され、出力端子であるコレクタ端子がポリフェーズフィルタ5の第1の入力端子5aと接続されている。
 第1のトランジスタ2-1は、第1の信号入力端子1aから入力された第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号をポリフェーズフィルタ5の第1の入力端子5aに出力する。
 第2のトランジスタ2-2は、制御端子であるベース端子が第2の信号入力端子1bと接続され、エミッタ端子が電流源3と接続され、出力端子であるコレクタ端子がポリフェーズフィルタ5の第2の入力端子5bと接続されている。
 第2のトランジスタ2-2は、第2の信号入力端子1bから入力された第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号をポリフェーズフィルタ5の第2の入力端子5bに出力する。
 電流源3は、一端が第1のトランジスタ2-1のエミッタ端子及び第2のトランジスタ2-2のエミッタ端子のそれぞれと接続され、他端がグランドと接続されている。
 トランジスタ負荷4は、ポリフェーズフィルタ5、負荷群6及び電源7を備えている。
 トランジスタ負荷4は、第1のトランジスタ2-1の出力端子及び第2のトランジスタ2-2の出力端子のそれぞれと接続されている負荷である。
 トランジスタ対2を含む高周波増幅器の利得を高めるには、トランジスタ負荷4のインピーダンスを高める必要がある。
 ポリフェーズフィルタ5は、第1のトランジスタ2-1の出力端子と接続されている第1の入力端子5aと、第2のトランジスタ2-2の出力端子と接続されている第2の入力端子5bとを有している。
 図2及び図3では、第1の入力端子5aは、入力Pと記述されており、第2の入力端子5bは、入力Nと記述されている。
 ポリフェーズフィルタ5は、第1の出力端子5-1、第2の出力端子5-2、第3の出力端子5-3及び第4の出力端子5-4を有している。
 図2及び図3では、第1の出力端子5-1は、出力IPと記述されており、第2の出力端子5-2は、出力QPと記述されている。また、第3の出力端子5-3は、出力INと記述されており、第4の出力端子5-4は、出力QNと記述されている。
 ポリフェーズフィルタ5は、第1の入力端子5aから第1のトランジスタ2-1により増幅された第1の信号が入力されると、第1の信号から第1の差動信号を生成して、第1の出力端子5-1及び第3の出力端子5-3から第1の差動信号を出力する。
 また、ポリフェーズフィルタ5は、第2の入力端子5bから第2のトランジスタ2-2により増幅された第2の信号が入力されると、第2の信号から第2の差動信号を生成して、第1の出力端子5-1及び第3の出力端子5-3から第2の差動信号を出力する。
 負荷群6は、負荷6a及び負荷6bを備えている。
 負荷6a及び負荷6bのそれぞれは、例えば、抵抗又は誘導素子などで実現される。
 負荷6aは、一端がポリフェーズフィルタ5の第1の出力端子5-1と接続され、他端が電源7と接続されている。
 負荷6bは、一端がポリフェーズフィルタ5の第3の出力端子5-3と接続され、他端が電源7と接続されている。
 差動出力端子8は、増幅器出力端子8a及び増幅器出力端子8bを備えている。
 増幅器出力端子8aは、ポリフェーズフィルタ5の第1の出力端子5-1と接続されている。
 増幅器出力端子8bは、ポリフェーズフィルタ5の第3の出力端子5-3と接続されている。
 以下、ポリフェーズフィルタ5が入力開放型である場合の内部回路を説明する。
 図3Aにおいて、抵抗11は、一端が第1の入力端子5aと接続され、他端が第1の出力端子5-1と接続されている。
 抵抗12は、一端が第2の出力端子5-2と接続されている。
 抵抗13は、一端が第2の入力端子5bと接続され、他端が第3の出力端子5-3と接続されている。
 抵抗14は、一端が第4の出力端子5-4と接続されている。
 容量素子15は、一端が第1の出力端子5-1と接続され、他端が抵抗12の他端と接続されている。
 容量素子16は、一端が第2の出力端子5-2と接続され、他端が第2の入力端子5bと接続されている。
 容量素子17は、一端が第3の出力端子5-3と接続され、他端が抵抗14の他端と接続されている。
 容量素子18は、一端が第4の出力端子5-4と接続され、他端が第1の入力端子5aと接続されている。
 ポリフェーズフィルタ5が入力短絡型である場合、図3Bに示すように、抵抗12の他端及び容量素子15の他端のそれぞれは、第1の入力端子5aと接続される。
 また、抵抗14の他端及び容量素子17の他端のそれぞれは、第2の入力端子5bと接続される。
 入力開放型である場合のポリフェーズフィルタ5と、入力短絡型である場合のポリフェーズフィルタ5との動作は同様である。
 次に動作について説明する。
 第1のトランジスタ2-1は、第1の信号入力端子1aから第1の信号が入力されると、第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号をポリフェーズフィルタ5の第1の入力端子5aに出力する。
 第2のトランジスタ2-2は、第2の信号入力端子1bから第2の信号が入力されると、第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号をポリフェーズフィルタ5の第2の入力端子5bに出力する。
 ポリフェーズフィルタ5は、第1の入力端子5aから第1のトランジスタ2-1により増幅された第1の信号が入力されると、第1の信号から第1の差動信号を生成して、第1の出力端子5-1及び第3の出力端子5-3から第1の差動信号を出力する。
 また、ポリフェーズフィルタ5は、第2の入力端子5bから第2のトランジスタ2-2により増幅された第2の信号が入力されると、第2の信号から第2の差動信号を生成して、第1の出力端子5-1及び第3の出力端子5-3から第2の差動信号を出力する。
 図2Aは、第1の信号入力端子1aから位相が0度の第1の信号が入力されることで、第1のトランジスタ2-1から位相が0度の第1の信号が出力され、第2の信号入力端子1bから位相が180度の第2の信号が入力されることで、第2のトランジスタ2-2から位相が180度の第2の信号が出力される例を示している。
 図2Aの例では、ポリフェーズフィルタ5は、第1の差動信号として、位相が0度の信号と、位相が180度の信号とを含む差動信号を生成し、第1の出力端子5-1から位相が0度の信号を出力し、第3の出力端子5-3から位相が180度の信号を出力する。
 また、ポリフェーズフィルタ5は、第2の差動信号として、位相が0度の信号と、位相が180度の信号とを含む差動信号を生成し、第1の出力端子5-1から位相が0度の信号を出力し、第3の出力端子5-3から位相が180度の信号を出力する。
 これにより、ポリフェーズフィルタ5の第1の出力端子5-1では、第1の差動信号に含まれる位相が0度の信号と、第2の差動信号に含まれる位相が0度の信号とが同相合成されるため、位相が0度の信号が増幅される。
 また、ポリフェーズフィルタ5の第3の出力端子5-3では、第1の差動信号に含まれる位相が180度の信号と、第2の差動信号に含まれる位相が180度の信号とが同相合成されるため、位相が180度の信号が増幅される。
 ポリフェーズフィルタ5の第1の出力端子5-1から位相が0度の信号が出力されると、増幅器出力端子8aから位相が0度の信号が出力される。
 また、ポリフェーズフィルタ5の第3の出力端子5-3から位相が180度の信号が出力されると、増幅器出力端子8bから位相が180度の信号が出力される。
 なお、ポリフェーズフィルタ5は、第1及び第2の差動信号を生成する際、第1の差動信号と位相が90度ずれている第3の差動信号を生成して、第2の出力端子5-2及び第4の出力端子5-4から第3の差動信号を出力する。即ち、ポリフェーズフィルタ5は、第3の差動信号として、位相が90度の信号と、位相が270度の信号とを含む差動信号を生成し、第2の出力端子5-2から位相が90度の信号を出力し、第4の出力端子5-4から位相が270度の信号を出力する。
 また、ポリフェーズフィルタ5は、第2の差動信号と位相が90度ずれている第4の差動信号を生成して、第2の出力端子5-2及び第4の出力端子5-4から第4の差動信号を出力する。即ち、ポリフェーズフィルタ5は、第4の差動信号として、位相が90度の信号と、位相が270度の信号とを含む差動信号を生成し、第2の出力端子5-2から位相が90度の信号を出力し、第4の出力端子5-4から位相が270度の信号を出力する。
 ただし、ポリフェーズフィルタ5の第2の出力端子5-2及び第4の出力端子5-4のそれぞれは、開放されているため、出力端子5-2から位相が90度の信号が差動出力端子8に出力されることはない。また、出力端子5-4から位相が270度の信号が差動出力端子8に出力されることはない。
 第1のトランジスタ2-1が第1の信号を増幅し、第2のトランジスタ2-2が第2の信号を増幅する際、位相が0度の同相信号が差動入力端子1に入力される場合がある。
 位相が0度の同相信号が差動入力端子1に入力された場合、同相信号が第1のトランジスタ2-1及び第2のトランジスタ2-2のそれぞれによって増幅される。その後、図2Bに示すように、位相が0度の信号が、ポリフェーズフィルタ5の第1の入力端子5a及び第2の入力端子5bのそれぞれから入力される。
 この場合、ポリフェーズフィルタ5は、第1の入力端子5aより入力された位相が0度の信号から、位相が0度の信号と、位相が180度の信号とを含む差動信号を生成し、第1の出力端子5-1から位相が0度の信号を出力し、第3の出力端子5-3から位相が180度の信号を出力する。
 また、ポリフェーズフィルタ5は、第2の入力端子5bより入力された位相が0度の信号から、位相が180度の信号と、位相が0度の信号とを含む差動信号を生成し、第1の出力端子5-1から位相が180度の信号を出力し、第3の出力端子5-3から位相が0度の信号を出力する。
 さらに、ポリフェーズフィルタ5は、第1の入力端子5aより入力された位相が0度の信号から、位相が90度の信号と、位相が270度の信号とを含む差動信号を生成し、第2の出力端子5-2から位相が90度の信号を出力し、第4の出力端子5-4から位相が270度の信号を出力する。
 また、ポリフェーズフィルタ5は、第2の入力端子5bより入力された位相が0度の信号から、位相が270度の信号と、位相が90度の信号とを含む差動信号を生成し、第2の出力端子5-2から位相が270度の信号を出力し、第4の出力端子5-4から位相が90度の信号を出力する。
 これにより、ポリフェーズフィルタ5の第1の出力端子5-1では、第1の入力端子5aより入力された位相が0度の信号から生成された位相が0度の信号と、第2の入力端子5bより入力された位相が0度の信号から生成された位相が180度の信号とが相殺される。
 また、ポリフェーズフィルタ5の第3の出力端子5-3では、第1の入力端子5aより入力された位相が0度の信号から生成された位相が180度の信号と、第2の入力端子5bより入力された位相が0度の信号から生成された位相が0度の信号とが相殺される。
 ポリフェーズフィルタ5の第2の出力端子5-2では、第1の入力端子5aより入力された位相が0度の信号から生成された位相が90度の信号と、第2の入力端子5bより入力された位相が0度の信号から生成された位相が270度の信号とが相殺される。
 また、ポリフェーズフィルタ5の第2の出力端子5-4では、第1の入力端子5aより入力された位相が0度の信号から生成された位相が270度の信号と、第2の入力端子5bより入力された位相が0度の信号から生成された位相が90度の信号とが相殺される。
 したがって、ポリフェーズフィルタ5からの同相信号の出力が抑えられる。
 以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、第1のトランジスタ2-1により増幅された第1の信号から第1の差動信号を生成して、第1の出力端子5-1及び第3の出力端子5-3から第1の差動信号を出力し、第2のトランジスタ2-2により増幅された第2の信号から第2の差動信号を生成して、第1の出力端子5-1及び第3の出力端子5-3から第2の差動信号を出力するポリフェーズフィルタ5を備えるように構成したので、同相信号の出力を抑えることができる効果を奏する。
 この実施の形態1では、負荷群6が負荷6a及び負荷6bを備え、差動出力端子8が増幅器出力端子8a及び増幅器出力端子8bを備えている例を示している。
 ただし、これは一例に過ぎず、例えば、図4に示すように、負荷群6が負荷6-1~6-4を備え、差動出力端子8が増幅器出力端子8-1~8-4を備えているものであってもよい。
 図4は、この発明の実施の形態1による他の高周波増幅器を示す構成図である。
 図4において、負荷6-1~6-4のそれぞれは、例えば、抵抗又は誘導素子などで実現される。
 負荷6-1は、一端がポリフェーズフィルタ5の第1の出力端子5-1と接続され、他端が電源7と接続されている。
 負荷6-2は、一端がポリフェーズフィルタ5の第2の出力端子5-2と接続され、他端が電源7と接続されている。
 負荷6-3は、一端がポリフェーズフィルタ5の第3の出力端子5-3と接続され、他端が電源7と接続されている。
 負荷6-4は、一端がポリフェーズフィルタ5の第4の出力端子5-4と接続され、他端が電源7と接続されている。
 増幅器出力端子8-1は、ポリフェーズフィルタ5の第1の出力端子5-1と接続されている。
 増幅器出力端子8-2は、ポリフェーズフィルタ5の第2の出力端子5-2と接続されている。
 増幅器出力端子8-3は、ポリフェーズフィルタ5の第3の出力端子5-3と接続されている。
 増幅器出力端子8-4は、ポリフェーズフィルタ5の第4の出力端子5-4と接続されている。
 図4に示す高周波増幅器の場合も、図1に示す高周波増幅器の場合と同様に、ポリフェーズフィルタ5の第1の出力端子5-1から位相が0度の信号が出力され、増幅器出力端子8-1から位相が0度の信号が出力される。
 また、ポリフェーズフィルタ5の第3の出力端子5-3から位相が180度の信号が出力され、増幅器出力端子8-3から位相が180度の信号が出力される。
 ポリフェーズフィルタ5の第2の出力端子5-2では、第1の差動信号に含まれる位相が90度の信号と、第2の差動信号に含まれる位相が90度の信号とが同相合成されるため、位相が90度の信号が増幅される。
 また、ポリフェーズフィルタ5の第4の出力端子5-4では、第1の差動信号に含まれる位相が270度の信号と、第2の差動信号に含まれる位相が270度の信号とが同相合成されるため、位相が270度の信号が増幅される。
 これにより、ポリフェーズフィルタ5の第2の出力端子5-2から位相が90度の信号が出力され、増幅器出力端子8-2から位相が90度の信号が出力される。
 また、ポリフェーズフィルタ5の第4の出力端子5-4から位相が270度の信号が出力され、増幅器出力端子8-4から位相が270度の信号が出力される。
 この実施の形態1では、負荷群6が負荷6a及び負荷6bを備えている例を示している。
 ただし、これは一例に過ぎず、例えば、図5に示すように、負荷群6が負荷6-1~6-4を備えているものであってもよい。
 図5は、この発明の実施の形態1による他の高周波増幅器を示す構成図である。
 図5の例では、回路の対称性を保つために、ポリフェーズフィルタ5における第1の出力端子5-1~第4の出力端子5-4のそれぞれに負荷6-1~6-4を接続している。
 なお、増幅器出力端子と接続されていない負荷6-2の他端及び負荷6-4の他端のそれぞれは、グランドと接続されている。
実施の形態2.
 上記実施の形態1では、ポリフェーズフィルタ5が容量素子15~18を備えている例を示している。
 この実施の形態2では、ポリフェーズフィルタ5が第1の誘導素子25~第4の誘導素子28を備えている例を示している。
 図6は、この発明の実施の形態2による高周波増幅器を示す構成図である。
 図6において、図1及び図4と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
 ポリフェーズフィルタ5は、第1の抵抗21、第2の抵抗22、第3の抵抗23、第4の抵抗24、第1の誘導素子25、第2の誘導素子26、第3の誘導素子27及び第4の誘導素子28を備えている。
 ポリフェーズフィルタ5は、第1の抵抗21、第1の誘導素子25、第3の抵抗23、第2の誘導素子26、第2の抵抗22、第3の誘導素子27、第4の抵抗24、第4の誘導素子28の順に環状に接続されている。
 具体的には、以下のように接続されている。
 第1の抵抗21は、一端が第1の入力端子5aと接続され、他端が第1の出力端子5-1と接続されている。
 第2の抵抗22は、一端が第2の入力端子5bと接続され、他端が第3の出力端子5-3と接続されている。
 第3の抵抗23は、一端が第1の誘導素子25の他端と接続され、他端が第2の出力端子5-2と接続されている。
 第4の抵抗24は、一端が第3の誘導素子27の他端と接続され、他端が第4の出力端子5-4と接続されている。
 第1の誘導素子25は、一端が第1の出力端子5-1と接続され、他端が第3の抵抗23の一端と接続されている。
 第2の誘導素子26は、一端が第2の入力端子5bと接続され、他端が第2の出力端子5-2と接続されている。
 第3の誘導素子27は、一端が第3の出力端子5-3と接続され、他端が第4の抵抗24の一端と接続されている。
 第4の誘導素子28は、一端が第1の入力端子5aと接続され、他端が第4の出力端子5-4と接続されている。
 次に動作について説明する。
 第1のトランジスタ2-1は、第1の信号入力端子1aから第1の信号が入力されると、第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号をポリフェーズフィルタ5の第1の入力端子5aに出力する。
 第2のトランジスタ2-2は、第2の信号入力端子1bから第2の信号が入力されると、第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号をポリフェーズフィルタ5の第2の入力端子5bに出力する。
 ポリフェーズフィルタ5は、第1の入力端子5aから第1のトランジスタ2-1により増幅された第1の信号が入力されると、第1の信号から第1の差動信号を生成して、第1の出力端子5-1及び第3の出力端子5-3から第1の差動信号を出力する。
 また、ポリフェーズフィルタ5は、第2の入力端子5bから第2のトランジスタ2-2により増幅された第2の信号が入力されると、第2の信号から第2の差動信号を生成して、第1の出力端子5-1及び第3の出力端子5-3から第2の差動信号を出力する。
 この実施の形態2では、ポリフェーズフィルタ5が、容量素子15~18の代わりに、第1の誘導素子25~第4の誘導素子28を備えている。上記実施の形態1と同様に、第1の入力端子5aから入力される第1の信号の位相が0度、第2の入力端子5bから入力される第2の信号の位相が180度である場合、ポリフェーズフィルタ5から、上記実施の形態1と同様の信号が出力される。
 即ち、ポリフェーズフィルタ5の第1の出力端子5-1から位相が0度の信号が出力され、ポリフェーズフィルタ5の第2の出力端子5-2から位相が90度の信号が出力される。
 また、ポリフェーズフィルタ5の第3の出力端子5-3から位相が180度の信号が出力され、ポリフェーズフィルタ5の第4の出力端子5-4から位相が270度の信号が出力される。
 なお、ポリフェーズフィルタ5からは、上記実施の形態1と同様の原理で、同相信号の出力が抑えられる。
 図6の高周波増幅器が、差動入力端子1から入力された差動信号の増幅動作を行っているとき、第1のトランジスタ2-1の出力端子及び第2のトランジスタ2-2の出力端子と、負荷6-1~負荷6-4とは、ポリフェーズフィルタ5における第1の誘導素子25~第4の誘導素子28を介して、直流的に短絡されている。
 このため、負荷6-1~負荷6-4、第1のトランジスタ2-1、第2のトランジスタ2-2及び電流源3には、直流電圧が印加されるが、ポリフェーズフィルタ5には直流電圧が印加されず、ポリフェーズフィルタ5では電圧降下が発生しない。
 これにより、上記実施の形態1よりも、第1のトランジスタ2-1におけるエミッタ-コレクタ間電圧及び第2のトランジスタ2-2におけるエミッタ-コレクタ間電圧を高く保つことができるため、高周波増幅器の利得を高くすることができる。
 以上で明らかなように、この実施の形態2では、ポリフェーズフィルタ5が、容量素子15~18の代わりに、第1の誘導素子25~第4の誘導素子28を備えているが、上記実施の形態1と同様に、同相信号の出力を抑えることができる効果を奏する。
 また、ポリフェーズフィルタ5が、第1の誘導素子25~第4の誘導素子28を備えているので、上記実施の形態1よりも、高周波増幅器の利得を高くすることができる効果を奏する。
 この実施の形態2では、ポリフェーズフィルタ5が、第1の誘導素子25~第4の誘導素子28を備えている例を示しているが、第1の誘導素子25~第4の誘導素子28の接続形態は、図6に示す例に限るものではなく、例えば、図7に示すような接続形態であってもよい。
 図7は、ポリフェーズフィルタ5における第1の誘導素子31~第4の誘導素子34の接続形態を示す構成図である。
 図7に示すポリフェーズフィルタ5は、第1の抵抗21、第2の抵抗22、第3の抵抗23、第4の抵抗24、第1の誘導素子31、第2の誘導素子32、第3の誘導素子33及び第4の誘導素子34を備えている。
 ポリフェーズフィルタ5は、第1の抵抗21、第1の誘導素子31、第3の抵抗23、第2の誘導素子32、第2の抵抗22、第3の誘導素子33、第4の抵抗24、第4の誘導素子34の順に環状に接続されている。
 具体的には、以下のように接続されている。
 第1の誘導素子31は、一端が第1の入力端子5aと接続され、他端が第2の出力端子5-2と接続されている。
 第2の誘導素子32は、一端が第3の出力端子5-3と接続され、他端が第3の抵抗23の一端と接続されている。
 第3の誘導素子33は、一端が第2の入力端子5bと接続され、他端が第4の出力端子5-4と接続されている。
 第4の誘導素子34は、一端が第1の出力端子5-1と接続され、他端が第4の抵抗24の一端と接続されている。
 ポリフェーズフィルタ5における第1の誘導素子31~第4の誘導素子34の接続形態が図7に示す接続形態であっても、図6に示す接続形態と同様に作用するポリフェーズフィルタ5が得られる。
実施の形態3.
 この実施の形態3では、トランジスタ対2が、第1のトランジスタ2-1及び第2のトランジスタ2-2のほかに、第3のトランジスタ2-3及び第4のトランジスタ2-4を備えている例を説明する。
 図8は、この発明の実施の形態3による高周波増幅器を示す構成図である。
 図8において、図1及び図6と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
 第3のトランジスタ2-3及び第4のトランジスタ2-4のそれぞれは、例えば、バイポーラトランジスタ又はMOSFETなどで実現される。
 第3のトランジスタ2-3は、制御端子であるベース端子が第1の信号入力端子1aと接続され、エミッタ端子が電流源9と接続され、出力端子であるコレクタ端子がポリフェーズフィルタ5の第3の入力端子5cと接続されている。
 第3のトランジスタ2-3は、第1の信号入力端子1aから入力された第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号をポリフェーズフィルタ5の第3の入力端子5cに出力する。
 第4のトランジスタ2-4は、制御端子であるベース端子が第2の信号入力端子1bと接続され、エミッタ端子が電流源9と接続され、出力端子であるコレクタ端子がポリフェーズフィルタ5の第4の入力端子5dと接続されている。
 第4のトランジスタ2-4は、第2の信号入力端子1bから入力された第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号をポリフェーズフィルタ5の第4の入力端子5dに出力する。
 ポリフェーズフィルタ5は、上記実施の形態1と同様に、第1のトランジスタ2-1の出力端子と接続されている第1の入力端子5aと、第2のトランジスタ2-2の出力端子と接続されている第2の入力端子5bとを有している。
 また、ポリフェーズフィルタ5は、第3のトランジスタ2-3の出力端子と接続されている第3の入力端子5cと、第4のトランジスタ2-4の出力端子と接続されている第4の入力端子5dとを有している。
 第3の入力端子5cは、第3の抵抗23の一端及び第1の誘導素子25の他端のそれぞれと接続されている。
 第4の入力端子5dは、第4の抵抗24の一端及び第3の誘導素子27の他端のそれぞれと接続されている。
 電流源9は、一端が第3のトランジスタ2-3のエミッタ端子及び第4のトランジスタ2-4のエミッタ端子のそれぞれと接続され、他端がグランドと接続されている。
 次に動作について説明する。
 第1のトランジスタ2-1は、第1の信号入力端子1aから第1の信号が入力されると、第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号をポリフェーズフィルタ5の第1の入力端子5aに出力する。
 第2のトランジスタ2-2は、第2の信号入力端子1bから第2の信号が入力されると、第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号をポリフェーズフィルタ5の第2の入力端子5bに出力する。
 第3のトランジスタ2-3は、第1の信号入力端子1aから第1の信号が入力されると、第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号をポリフェーズフィルタ5の第3の入力端子5cに出力する。
 第4のトランジスタ2-4は、第2の信号入力端子1bから第2の信号が入力されると、第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号をポリフェーズフィルタ5の第4の入力端子5dに出力する。
 ポリフェーズフィルタ5は、第1の入力端子5aから第1のトランジスタ2-1により増幅された第1の信号が入力され、かつ、第3の入力端子5cから第3のトランジスタ2-3により増幅された第1の信号が入力されると、入力された双方の第1の信号から第1の差動信号を生成して、第1の出力端子5-1及び第3の出力端子5-3から第1の差動信号を出力する。
 また、ポリフェーズフィルタ5は、第2の入力端子5bから第2のトランジスタ2-2により増幅された第2の信号が入力され、かつ、第4の入力端子5dから第4のトランジスタ2-4により増幅された第2の信号が入力されると、入力された双方の第2の信号から第2の差動信号を生成して、第1の出力端子5-1及び第3の出力端子5-3から第2の差動信号を出力する。
 この実施の形態3では、第1の入力端子5a及び第3の入力端子5cのそれぞれから入力される第1の信号の位相が0度、第2の入力端子5b及び第4の入力端子5dのそれぞれから入力される第2の信号の位相が180度である場合、ポリフェーズフィルタ5からは、上記実施の形態1と同様の信号が出力される。
 即ち、ポリフェーズフィルタ5の第1の出力端子5-1から位相が0度の信号が出力され、ポリフェーズフィルタ5の第2の出力端子5-2から位相が90度の信号が出力される。
 また、ポリフェーズフィルタ5の第3の出力端子5-3から位相が180度の信号が出力され、ポリフェーズフィルタ5の第4の出力端子5-4から位相が270度の信号が出力される。
 ただし、この実施の形態3では、トランジスタ対2が、第1のトランジスタ2-1及び第2のトランジスタ2-2のほかに、第3のトランジスタ2-3及び第4のトランジスタ2-4を備えているため、回路の対称性が高められている。
 このため、上記実施の形態1よりも、ポリフェーズフィルタ5の第1の出力端子5-1~第4の出力端子5-4から出力される信号の位相精度が高まる。
 即ち、上記実施の形態1と比べて、ポリフェーズフィルタ5の第1の出力端子5-1から出力される信号は、より0度に近づき、ポリフェーズフィルタ5の第3の出力端子5-3から出力される信号は、より180度に近づく。
 また、上記実施の形態1と比べて、ポリフェーズフィルタ5の第2の出力端子5-2から出力される信号は、より90度に近づき、ポリフェーズフィルタ5の第4の出力端子5-4から出力される信号は、より270度に近づく。
 なお、ポリフェーズフィルタ5からは、上記実施の形態1と同様の原理で、同相信号の出力が抑えられる。
 図8の高周波増幅器が、差動入力端子1から入力された差動信号の増幅動作を行っているとき、第1のトランジスタ2-1~第4のトランジスタ2-4の出力端子と、負荷6-1~6-4とは、ポリフェーズフィルタ5における第1の誘導素子25~第4の誘導素子28を介して、直流的に短絡されている。
 このため、負荷6-1~6-4、第1のトランジスタ2-1、第2のトランジスタ2-2、第3のトランジスタ2-3、第4のトランジスタ2-4及び電流源3,9には、直流電圧が印加されるが、ポリフェーズフィルタ5には直流電圧が印加されず、ポリフェーズフィルタ5では電圧降下が発生しない。
 これにより、上記実施の形態1よりも、第1のトランジスタ2-1~第4のトランジスタ2-4におけるエミッタ-コレクタ間電圧を高く保つことができるため、高周波増幅器の利得を高くすることができる。
 以上で明らかなように、この実施の形態3によれば、トランジスタ対2が、第1のトランジスタ2-1及び第2のトランジスタ2-2のほかに、第3のトランジスタ2-3及び第4のトランジスタ2-4を備えるように構成したので、上記実施の形態1と同様の効果が得られるほか、回路の対称性を高めて、ポリフェーズフィルタ5の第1の出力端子5-1~第4の出力端子5-4から出力される信号の位相精度を高めることができる効果を奏する。
 この実施の形態3では、ポリフェーズフィルタ5が、第1の誘導素子25~第4の誘導素子28を備えている例を示しているが、第1の誘導素子25~第4の誘導素子28の接続形態は、図8に示す例に限るものではなく、例えば、図9に示すような接続形態であってもよい。
 図9は、ポリフェーズフィルタ5における第1の誘導素子31~第4の誘導素子34の接続形態を示す構成図である。
 この実施の形態3では、ポリフェーズフィルタ5が、第1の誘導素子25~第4の誘導素子28を備えている例を示しているが、第1の誘導素子25は、第3のトランジスタ2-3の寄生容量2-3aを打ち消す誘導性リアクタンスを有し、第2の誘導素子26は、第2のトランジスタ2-2の寄生容量2-2aを打ち消す誘導性リアクタンスを有しているものであってもよい。
 また、第3の誘導素子27は、第4のトランジスタ2-4の寄生容量2-4aを打ち消す誘導性リアクタンスを有し、第4の誘導素子28は、第1のトランジスタ2-1の寄生容量2-1aを打ち消す誘導性リアクタンスを有しているものであってもよい。
 これにより、高周波増幅器が、高周波の信号を増幅する際、増幅動作に悪影響を及ぼす寄生容量2-1a~2-4aを打ち消すことができる。
 図10は、第1のトランジスタ2-1の寄生容量2-1a~第4のトランジスタ2-4の寄生容量2-4aを示す説明図である。
実施の形態4.
 この実施の形態4では、トランジスタ対2が備えている第3のトランジスタ2-3の制御端子であるベース端子に第1の直列回路41が接続され、第4のトランジスタ2-4の制御端子であるベース端子に第2の直列回路44が接続されている例を説明する。
 図11は、この発明の実施の形態4による高周波増幅器を示す構成図である。
 図11において、図1及び図8と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
 第1の直列回路41は、容量素子42と抵抗43が直列に接続されている回路であり、一端が第3のトランジスタ2-3のベース端子と接続され、他端がグランドと接続されている。
 第2の直列回路44は、容量素子45と抵抗46が直列に接続されている回路であり、一端が第4のトランジスタ2-4のベース端子と接続され、他端がグランドと接続されている。
 次に動作について説明する。
 この実施の形態4では、上記実施の形態3と異なり、第3のトランジスタ2-3のベース端子が、第1の直列回路41によって入力終端され、第4のトランジスタ2-4のベース端子が、第2の直列回路44によって入力終端されている。
 このため、第3のトランジスタ2-3は、第1の信号の増幅動作を行わず、第4のトランジスタ2-4は、第2の信号の増幅動作を行わないが、ポリフェーズフィルタ5の第3の入力端子5cでの入力インピーダンスが、第1の入力端子5aでの入力インピーダンスと整合される。また、ポリフェーズフィルタ5の第4の入力端子5dでの入力インピーダンスが、第2の入力端子5bでの入力インピーダンスと整合される。
 これにより、例えば、図6の高周波増幅器よりも、回路の対称性が高められる。
 この実施の形態4におけるポリフェーズフィルタ5の動作は、例えば、図6に示すポリフェーズフィルタ5の動作と同様である。
 この実施の形態4では、ポリフェーズフィルタ5における第1の誘導素子25~第4の誘導素子28が図11のように接続されている例を示しているが、例えば、ポリフェーズフィルタ5における第1の誘導素子25~第4の誘導素子28が、図9に示す第1の誘導素子31~第4の誘導素子32のように接続されていてもよい。
 この実施の形態4では、ポリフェーズフィルタ5が、第1の誘導素子25~第4の誘導素子28を備えている例を示しているが、第1の誘導素子25は、第3のトランジスタ2-3の寄生容量2-3aを打ち消す誘導性リアクタンスを有し、第2の誘導素子26は、第2のトランジスタ2-2の寄生容量2-2aを打ち消す誘導性リアクタンスを有しているものであってもよい。
 また、第3の誘導素子27は、第4のトランジスタ2-4の寄生容量2-4aを打ち消す誘導性リアクタンスを有し、第4の誘導素子28は、第1のトランジスタ2-1の寄生容量2-1aを打ち消す誘導性リアクタンスを有しているものであってもよい。
 これにより、高周波増幅器が、高周波の信号を増幅する際、増幅動作に悪影響を及ぼす寄生容量2-1a~2-4aを打ち消すことができる。
 図12は、第1のトランジスタ2-1の寄生容量2-1aから第4のトランジスタ2-4の寄生容量2-4aを示す説明図である。
実施の形態5.
 この実施の形態5では、第1のトランジスタ2-1~第4のトランジスタ2-4とポリフェーズフィルタ5との間に、インピーダンスを整合する整合回路をそれぞれ接続している例を説明する。
 図13は、この発明の実施の形態5による高周波増幅器を示す構成図である。
 図13において、図1及び図11と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
 容量素子51は、一端がポリフェーズフィルタ5の第1の入力端子5aとグランドとの間に接続され、ポリフェーズフィルタ5の第1の入力端子5aと第1のトランジスタ2-1の出力端子との間のインピーダンス整合をとる第1の整合回路である。
 容量素子52は、一端がポリフェーズフィルタ5の第2の入力端子5bとグランドとの間に接続され、ポリフェーズフィルタ5の第2の入力端子5bと第2のトランジスタ2-2の出力端子との間のインピーダンス整合をとる第2の整合回路である。
 容量素子53は、一端がポリフェーズフィルタ5の第3の入力端子5cとグランドとの間に接続され、ポリフェーズフィルタ5の第3の入力端子5cと第3のトランジスタ2-3の出力端子との間のインピーダンス整合をとる第3の整合回路である。
 容量素子54は、一端がポリフェーズフィルタ5の第4の入力端子5dとグランドとの間に接続され、ポリフェーズフィルタ5の第4の入力端子5dと第4のトランジスタ2-4の出力端子との間のインピーダンス整合をとる第4の整合回路である。
 この実施の形態5では、高周波増幅器が、第1から第4の整合回路である容量素子51~54を備えているので、第1のトランジスタ2-1~第4のトランジスタ2-4とポリフェーズフィルタ5との間のインピーダンスが整合される。
 このため、第1のトランジスタ2-1の出力端子から出力された第1の信号が、ポリフェーズフィルタ5の第1の入力端子5aで反射されることがほとんどなくなる。
 また、第2のトランジスタ2-2の出力端子から出力された第2の信号が、ポリフェーズフィルタ5の第2の入力端子5bで反射されることがほとんどなくなる。
 これにより、第1の信号及び第2の信号の損失を低減されるため、上記実施の形態1よりも、高周波増幅器の利得を高めることができる。
 この実施の形態5では、ポリフェーズフィルタ5における第1の誘導素子25~第4の誘導素子28が図13のように接続されている例を示しているが、例えば、ポリフェーズフィルタ5における第1の誘導素子25~第4の誘導素子28が、図9に示す第1の誘導素子31~第4の誘導素子32のように接続されていてもよい。
実施の形態6.
 上記実施の形態1では、負荷群6が負荷6-1~6-4を備えている例を示している。
 この実施の形態6では、負荷群6が備えている複数の負荷のそれぞれが、誘導素子6-5~6-8である例を説明する。
 図14は、この発明の実施の形態6による高周波増幅器を示す構成図である。
 図14において、図1及び図6と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
 負荷群6は、誘導素子6-5~6-8を備えている。
 誘導素子6-5は、一端がポリフェーズフィルタ5の第1の出力端子5-1と接続され、他端が電源7と接続されている。
 誘導素子6-6は、一端がポリフェーズフィルタ5の第2の出力端子5-2と接続され、他端が電源7と接続されている。
 誘導素子6-7は、一端がポリフェーズフィルタ5の第3の出力端子5-3と接続され、他端が電源7と接続されている。
 誘導素子6-8は、一端がポリフェーズフィルタ5の第4の出力端子5-4と接続され、他端が電源7と接続されている。
 図14の高周波増幅器が、差動入力端子1から入力された差動信号の増幅動作を行っているとき、第1のトランジスタ2-1の出力端子及び第2のトランジスタ2-2の出力端子と、誘導素子6-5~6-8とは、ポリフェーズフィルタ5における第1の誘導素子25~第4の誘導素子28を介して、直流的に短絡されている。
 また、負荷群6が備えている複数の負荷のそれぞれは、誘導素子6-5~6-8である。
 このため、第1のトランジスタ2-1、第2のトランジスタ2-2及び電流源3には、直流電圧が印加されるが、ポリフェーズフィルタ5及び負荷群6には直流電圧が印加されず、ポリフェーズフィルタ5及び負荷群6では電圧降下が発生しない。
 これにより、上記実施の形態1よりも、第1のトランジスタ2-1及び第2のトランジスタ2-2におけるエミッタ-コレクタ間電圧を高く保つことができるため、高周波増幅器の利得を高くすることができる。
 この実施の形態6では、ポリフェーズフィルタ5における第1の誘導素子25~第4の誘導素子28が図14のように接続されている例を示しているが、例えば、ポリフェーズフィルタ5における第1の誘導素子25~第4の誘導素子28が、図9に示す第1の誘導素子31~第4の誘導素子32のように接続されていてもよい。
実施の形態7.
 この実施の形態7では、負荷群6が備えている複数の負荷のそれぞれが、誘導素子61-1~61-4であり、誘導素子61-1~61-4が、ポリフェーズフィルタ5に含まれている誘導素子を兼ねている例を説明する。
 図15は、この発明の実施の形態7による高周波増幅器を示す構成図である。
 図15において、図1及び図14と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
 図16は、誘導素子61-1~61-4を示す説明図である。
 図16Aは、誘導素子61-1~61-4のレイアウト例を示し、図16Bは、誘導素子61-1~61-4の等価回路を示している。
 誘導素子61-1は、図14に示す誘導素子6-5と図14に示す第1の誘導素子25とを兼ねている。
 誘導素子61-1は、端子(1)がポリフェーズフィルタ5の第3の入力端子5cと接続され、端子(2)がポリフェーズフィルタ5の第1の出力端子5-1と接続され、端子(3)が電源7と接続されている。
 誘導素子61-2は、図14に示す誘導素子6-6と図14に示す第2の誘導素子26とを兼ねている。
 誘導素子61-2は、端子(1)がポリフェーズフィルタ5の第2の入力端子5bと接続され、端子(2)がポリフェーズフィルタ5の第2の出力端子5-2と接続され、端子(3)が電源7と接続されている。
 誘導素子61-3は、図14に示す誘導素子6-7と図14に示す第3の誘導素子27とを兼ねている。
 誘導素子61-3は、端子(1)がポリフェーズフィルタ5の第4の入力端子5dと接続され、端子(2)がポリフェーズフィルタ5の第3の出力端子5-3と接続され、端子(3)が電源7と接続されている。
 誘導素子61-4は、図14に示す誘導素子6-8と図14に示す第4の誘導素子28とを兼ねている。
 誘導素子61-4は、端子(1)がポリフェーズフィルタ5の第1の入力端子5aと接続され、端子(2)がポリフェーズフィルタ5の第4の出力端子5-4と接続され、端子(3)が電源7と接続されている。
 この実施の形態7における高周波増幅器の動作は、上記実施の形態6における高周波増幅器の動作と同様であるが、負荷群6が備えている誘導素子61-1~61-4が、ポリフェーズフィルタ5に含まれている誘導素子を兼ねているため、上記実施の形態6よりも、部品点数を少なくすることができる。
 なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
 この発明は、差動信号である第1及び第2の信号を増幅する高周波増幅器に適している。
 1 差動入力端子、1a 第1の信号入力端子、1b 第2の信号入力端子、2 トランジスタ対、2-1 第1のトランジスタ、2-2 第2のトランジスタ、2-3 第3のトランジスタ、2-4 第4のトランジスタ、2-1a,2-2a,2-3a,2-4a 寄生容量、3,9 電流源、4 トランジスタ負荷、5 ポリフェーズフィルタ、5a 第1の入力端子、5b 第2の入力端子、5c 第3の入力端子、5d 第4の入力端子、5-1 第1の出力端子、5-2 第2の出力端子、5-3 第3の出力端子、5-4 第4の出力端子、6 負荷群、6a,6b,6-1~6-4 負荷、6-5~6-8 誘導素子、7 電源、8 差動出力端子、8a,8b,8-1~8-4 増幅器出力端子、11~14 抵抗、15~18 容量素子、21 第1の抵抗、22 第2の抵抗、23 第3の抵抗、24 第4の抵抗、25 第1の誘導素子、26 第2の誘導素子、27 第3の誘導素子、28 第4の誘導素子、31 第1の誘導素子、32 第2の誘導素子、33 第3の誘導素子、34 第4の誘導素子、41 第1の直列回路、42 容量素子、43 抵抗、44 第2の直列回路、45 容量素子、46 抵抗、51 容量素子(第1の整合回路)、52 容量素子(第2の整合回路)、53 容量素子(第3の整合回路)、54 容量素子(第4の整合回路)、61-1~61-4 誘導素子。

Claims (11)

  1.  第1の信号を増幅する第1のトランジスタと、
     前記第1の信号と差動の信号である第2の信号を増幅する第2のトランジスタと、
     前記第1のトランジスタの出力端子と接続されている第1の入力端子と、前記第2のトランジスタの出力端子と接続されている第2の入力端子と、第1から第4の出力端子とを有しており、前記第1のトランジスタにより増幅された第1の信号から第1の差動信号を生成して、前記第1及び第3の出力端子から前記第1の差動信号を出力し、前記第2のトランジスタにより増幅された第2の信号から第2の差動信号を生成して、前記第1及び第3の出力端子から前記第2の差動信号を出力するポリフェーズフィルタと、
     一端が前記ポリフェーズフィルタの第1及び第3の出力端子のそれぞれと接続され、他端が電源と接続されている複数の負荷と、
     前記ポリフェーズフィルタの第1及び第3の出力端子のそれぞれと接続されている複数の増幅器出力端子と
     を備えた高周波増幅器。
  2.  前記ポリフェーズフィルタは、前記第1のトランジスタにより増幅された第1の信号から第1の差動信号と位相が90度ずれている第3の差動信号を生成して、前記第2及び第4の出力端子から前記第3の差動信号を出力し、前記第2のトランジスタにより増幅された第2の信号から第2の差動信号と位相が90度ずれている第4の差動信号を生成して、前記第2及び第4の出力端子から前記第4の差動信号を出力し、
     前記複数の負荷は、一端が前記ポリフェーズフィルタの第1から第4の出力端子のそれぞれと接続され、他端が電源と接続されており、
     前記複数の増幅器出力端子は、前記ポリフェーズフィルタの第1から第4の出力端子のそれぞれと接続されていることを特徴とする請求項1記載の高周波増幅器。
  3.  前記ポリフェーズフィルタは、
     一端が前記第1の入力端子と接続され、他端が前記第1の出力端子と接続されている第1の抵抗と、
     一端が前記第2の入力端子と接続され、他端が前記第3の出力端子と接続されている第2の抵抗と、
     一端が前記第1の出力端子と接続されている第1の誘導素子と、
     一端が前記第2の入力端子と接続され、他端が前記第2の出力端子と接続されている第2の誘導素子と、
     一端が前記第1の誘導素子の他端と接続され、他端が前記第2の出力端子と接続されている第3の抵抗と、
     一端が前記第3の出力端子と接続されている第3の誘導素子と、
     一端が前記第3の誘導素子の他端と接続され、他端が前記第4の出力端子と接続されている第4の抵抗と、
     一端が前記第1の入力端子と接続され、他端が前記第4の出力端子と接続されている第4の誘導素子とを備えていることを特徴とする請求項2記載の高周波増幅器。
  4.  前記第1のトランジスタにより増幅される前の第1の信号を増幅する第3のトランジスタと、
     前記第2のトランジスタにより増幅される前の第2の信号を増幅する第4のトランジスタとを備え、
     前記第3のトランジスタの出力端子は、前記ポリフェーズフィルタの第3の入力端子と接続され、
     前記第4のトランジスタの出力端子は、前記ポリフェーズフィルタの第4の入力端子と接続され、
     前記ポリフェーズフィルタの第3の入力端子は、前記第3の抵抗の一端と接続され、
     前記ポリフェーズフィルタの第4の入力端子は、前記第4の抵抗の一端と接続されていることを特徴とする請求項3記載の高周波増幅器。
  5.  前記第1の誘導素子は、前記第3のトランジスタの寄生容量を打ち消す誘導性リアクタンスを有し、
     前記第2の誘導素子は、前記第2のトランジスタの寄生容量を打ち消す誘導性リアクタンスを有し、
     前記第3の誘導素子は、前記第4のトランジスタの寄生容量を打ち消す誘導性リアクタンスを有し、
     前記第4の誘導素子は、前記第1のトランジスタの寄生容量を打ち消す誘導性リアクタンスを有していることを特徴とする請求項4記載の高周波増幅器。
  6.  前記ポリフェーズフィルタの第3の入力端子と接続される出力端子を有する第3のトランジスタと、
     前記ポリフェーズフィルタの第4の入力端子と接続される出力端子を有する第4のトランジスタとを備え、
     前記第3のトランジスタの制御端子には、容量素子と抵抗が直列に接続されている第1の直列回路の一端が接続され、
     前記第4のトランジスタの制御端子には、容量素子と抵抗が直列に接続されている第2の直列回路の一端が接続され、
     前記第1及び第2の直列回路の他端のそれぞれがグランドと接続され、
     前記ポリフェーズフィルタの第3の入力端子は、前記第3の抵抗の一端と接続され、
     前記ポリフェーズフィルタの第4の入力端子は、前記第4の抵抗の一端と接続されていることを特徴とする請求項3記載の高周波増幅器。
  7.  前記第1の誘導素子は、前記第3のトランジスタの寄生容量を打ち消す誘導性リアクタンスを有し、
     前記第2の誘導素子は、前記第2のトランジスタの寄生容量を打ち消す誘導性リアクタンスを有し、
     前記第3の誘導素子は、前記第4のトランジスタの寄生容量を打ち消す誘導性リアクタンスを有し、
     前記第4の誘導素子は、前記第1のトランジスタの寄生容量を打ち消す誘導性リアクタンスを有していることを特徴とする請求項6記載の高周波増幅器。
  8.  前記第1から第4のトランジスタと前記ポリフェーズフィルタとの間のインピーダンスをそれぞれ整合する第1から第4の整合回路を備えたことを特徴とする請求項6記載の高周波増幅器。
  9.  前記複数の負荷のそれぞれは、誘導素子であることを特徴とする請求項1記載の高周波増幅器。
  10.  前記複数の負荷のそれぞれは、誘導素子であり、
     それぞれの誘導素子は、前記ポリフェーズフィルタに含まれている第1から第4の誘導素子を兼ねていることを特徴とする請求項3記載の高周波増幅器。
  11.  前記ポリフェーズフィルタは、
     一端が前記第1の入力端子と接続され、他端が前記第1の出力端子と接続されている第1の抵抗と、
     一端が前記第2の入力端子と接続され、他端が前記第3の出力端子と接続されている第2の抵抗と、
     一端が前記第1の入力端子と接続され、他端が前記第2の出力端子と接続されている第1の誘導素子と、
     一端が前記第3の出力端子と接続されている第2の誘導素子と、
     一端が前記第2の誘導素子の他端と接続され、他端が前記第2の出力端子と接続されている第3の抵抗と、
     一端が前記第2の入力端子と接続され、他端が前記第4の出力端子と接続されている第3の誘導素子と、
     一端が前記第1の出力端子と接続されている第4の誘導素子と、
     一端が前記第4の誘導素子の他端と接続され、他端が前記第4の出力端子と接続されている第4の抵抗とを備えていることを特徴とする請求項2記載の高周波増幅器。
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