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発明の名称 高周波高出力増幅器
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−110379(P2007−110379A)
公開日 平成19年4月26日(2007.4.26)
出願番号 特願2005−298612(P2005−298612)
出願日 平成17年10月13日(2005.10.13)
代理人 【識別番号】100097629
【弁理士】
【氏名又は名称】竹村 壽
発明者 栗山 保彦
要約 課題
アイドル電流の温度変動を大幅に減らし、ベースバイアス回路の出力インピーダンスをDCでは低くRFに対しては高くすることによってベースバイアス回路へのRF信号の漏れを防いでチョーク用インダクタンスを省くことが出来る高周波高出力増幅器を提供する。

解決手段
低電圧であるベースバイアスコントロール電圧Vconでコレクタ電流の温度補償ができるように、アイドル電流はベース・コレクタを抵抗R4を介しダイオード接続されたトランジスタQ3と抵抗R1とで温度補償し、高出力時には、トランジスタQ4を介してベース電流を供給し、トランジスタQ4のベース電位をトランジスタQ2とエミッタ接地トランジスタQ1で与えるベースバイアス回路を使用する構成によって増幅用トランジスタRFTrとベースバイアス回路の接続に必要なチョークコイルLを省略することが可能になる。
特許請求の範囲
【請求項1】
増幅用エミッタ接地トランジスタと、
前記増幅用エミッタ接地トランジスタにDCバイアス用ベース電圧を供給するベースバイアス回路とを具備し、
前記ベースバイアス回路は、第1のトランジスタであるエミッタ接地トランジスタと、ベース端子に第4の抵抗を接続しコレクタ端子に第5の抵抗を接続した第2のトランジスタであるエミッタフォロワートランジスタと、ベース・コレクタが第3の抵抗を介してダイオード接続された第3のトランジスタと、ベースが第1の抵抗を介してコントロール電圧に接続され、エミッタが前記第3のトランジスタのコレクタに接続され、ベース電位を前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタで与える第4のトランジスタであるエミッタフォロワートランジスタとを有することを特徴とする高周波高出力増幅器。
【請求項2】
増幅用エミッタ接地トランジスタと、
前記増幅用エミッタ接地トランジスタにDCバイアス用ベース電圧を供給するベースバイアス回路とを具備し、
前記ベースバイアス回路は、ベースに一端が接続され他端が接地されている第2の抵抗を有し、エミッタが接地された第1のトランジスタと、ベース端子に、一端が第1の抵抗を介してコントロール電圧に接続された第4の抵抗の他端を接続し、コレクタ端子に第5の抵抗を接続し、コレクタに前記第5の抵抗を介して電源を接続し、エミッタに前記第1のトランジスタのコレクタを接続した第2のトランジスタであるエミッタフォロワートランジスタと、ベース・コレクタが第3の抵抗を介してダイオード接続され、エミッタが前記増幅用エミッタ接地トランジスタのベースに接続され、且つ接地された第3のトランジスタと、ベースが前記第1の抵抗を介して前記コントロール電圧に接続され、前記ベースが前記第2のトランジスタの前記ベースに前記第4の抵抗を介して前記第2のトランジスタの前記ベースに接続され且つ前記ベースが前記第1のトランジスタの前記コレクタに接続され、エミッタが前記増幅用エミッタ接地トランジスタの前記ベースに接続され、且つ前記第3のトランジスタの前記コレクタに接続され、コレクタに前記電源が接続され、ベース電位を前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタで与える第4のトランジスタであるエミッタフォロワートランジスタとを有することを特徴とする高周波高出力増幅器。
【請求項3】
前記ベースバイアス回路は、前記第4のトランジスタの前記ベースと前記第1のトランジスタの前記コレクタ間に第6の抵抗を挿入したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の高周波高出力増幅器。
【請求項4】
前記ベースバイアス回路は、前記第3のトランジスタの前記コレクタと前記第4のトランジスタの前記エミッタ間に第7の抵抗を挿入したことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の高周波高出力増幅器。
【請求項5】
前記ベースバイアス回路は、前記第1のトランジスタの前記コレクタと前記第1の抵抗間に第8の抵抗を挿入したことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の高周波高出力増幅器。

発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、トランジスタ増幅器を用いた低電源電圧下で動作する高出力増幅器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
無線通信装置の分野においては、CDMA(周波数多重方式:Code Division Multiple Access )などのデジタル通信方式が主流となっており、利得が高く、効率が高く、温度変化の影響が少なく、広いダイナミックレンジの出力レベルで線形に動作する高周波高出力増幅器が要求されている。これに加え、携帯電話のような制御電圧の低いシステムでは、コントロール電圧が低いことが要求されている。
バイポーラトランジスタを用いた高周波高出力増幅器は、コレクタ電流が温度変動に対して大きく影響を受けることから、ダイオード接続したカレントミラー回路でベースバイアスを供給する。一方、幅広い出力ダイナミックレンジの範囲で線形で高効率な増幅器は、バイアス条件をB級にしてアイドル電流を絞ることで実現するようにしているが、実際には、素子の相互コンダクタンスの非線型性により、利得の変動による歪みが大きくなるので、アイドル電流をある程度流すAB級のような使い方をして幅広い出力ダイナミックレンジの範囲で利得の線形性を保つようにしている。
【0003】
バイポーラトランジスタを用いたAB級増幅器は、平均コレクタ電流が出力レベルに応じて増加するので、ベースバイアス回路もそれに応じて平均ベース電流の増加分を十分供給しなければならない。したがって、出力インピーダンスを下げるためにエミッタフォロワー等を介してベース電流を供給するようなカレントミラー回路が一般的である。しかし、このような回路では、トランジスタが2段積みになるため、トランジスタのオン電圧(Vbeon)の2倍の電圧よりコントロール電圧Vcontをかなり高くしなければ十分な温度変化に対応するバイアス電流の変動の補償はできない。しかし、コントロール電圧を高くすると携帯電話のような制御電圧の低いシステムでは、大きな問題となる。特に、CDMAのような広いダイナミックレンジの出力レベルで線形に動作しなければならないシステムでは、低出力時に影響するアイドル電流の温度変動は大きな問題である。その対策としては、Vbe1段でオンするトランジスタを付加した複合型のベースバイアス回路や温度補償用トランジスタを2つ付加したベースバイアス回路が提案されている。しかし、この回路は、出力インピーダンスが低く、RF信号がベースバイアス回路に漏れてきてしまい、更にベースバイアス回路の各トランジスタが整流されバイアス点が動いてしまうため、ベースバイアス回路とRFトランジスタとの間にRF信号を阻止するためのチョークのインダクタンスとデカップリングのための容量が必要であり、これらが回路の小型化を困難にしている。
【0004】
従来技術が記載された特許文献1には、利得が高く、効率が高く、温度変化の影響が少なく、広いダイナミックレンジの出力レベルで線形に動作し、コントロール電圧が低い高周波高出力増幅器が開示されている。この増幅器は、トランジスタ増幅器と、第1及び第2のベースバイアス回路とを有し、第1のベースバイアス回路が備える第1のトランジスタは、短絡された第1の端子と制御端子が第1の高圧側電源としてのコントロール電源と前記トランジスタ増幅器の制御端子とに接続され、第2の端子が低電圧側電源に接続されており、第2のベースバイアス回路が備える第2のトランジスタは、制御端子がコントロール電源に接続され、第1の端子が第2の高圧側電源に接続され、第2の端子がトランジスタ増幅器の制御端子に接続されている。また特許文献2には、カレントミラー対を構成するトランジスタのベースを第2の外部接続端子及び第3の外部接続端子により接地し、第1のトランジスタのベースと第1の外部接続端子をコンデンサを介して接続する構成が記載されており、高出力時にもベースバイアス電位が低下することなく高出力の送信増幅器を実現することが記載されている。
【特許文献1】特開2002−100938号公報
【特許文献2】特開2001−94362号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、アイドル電流の温度変動を大幅に減らし、ベースバイアス回路の出力インピーダンスをDCでは低くRFに対しては高くすることによってベースバイアス回路へのRF信号の漏れを防いでチョーク用インダクタンスを省くことが出来る高周波高出力増幅器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の高周波高出力増幅器の一態様は、増幅用エミッタ接地トランジスタと、前記増幅用エミッタ接地トランジスタにDCバイアス用ベース電圧を供給するベースバイアス回路とを具備し、前記ベースバイアス回路は、第1のトランジスタであるエミッタ接地トランジスタと、ベース端子に第4の抵抗を接続しコレクタ端子に第5の抵抗を接続した第2のトランジスタであるエミッタフォロワートランジスタと、ベース・コレクタが第3の抵抗を介してダイオード接続された第3のトランジスタと、ベースが第1の抵抗を介してコントロール電圧に接続され、エミッタが前記第3のトランジスタのコレクタに接続され、ベース電位を前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタで与える第4のトランジスタであるエミッタフォロワートランジスタとを有することを特徴としている。
【0007】
また、本発明の高周波高出力増幅器の一態様は、増幅用エミッタ接地トランジスタと、前記増幅用エミッタ接地トランジスタにDCバイアス用ベース電圧を供給するベースバイアス回路とを具備し、前記ベースバイアス回路は、ベースに一端が接続され他端が接地されている第2の抵抗を有し、エミッタが接地された第1のトランジスタと、ベース端子に一端が第1の抵抗を介してコントロール電圧に接続された第4の抵抗の他端を接続し、コレクタ端子に第5の抵抗を接続し、コレクタに前記第5の抵抗を介して電源を接続し、エミッタに前記第1のトランジスタのコレクタを接続した第2のトランジスタであるエミッタフォロワートランジスタと、ベース・コレクタが第3の抵抗を介してダイオード接続され、エミッタが前記増幅用エミッタ接地トランジスタのベースに接続され、且つ接地された第3のトランジスタと、ベースが前記第1の抵抗を介して前記コントロール電圧に接続され、前記ベースが前記第2のトランジスタの前記ベースに前記第4の抵抗を介して前記第2のトランジスタの前記ベースに接続され且つ前記ベースが前記第1のトランジスタの前記コレクタに接続され、エミッタが前記増幅用エミッタ接地トランジスタの前記ベースに接続され、且つ前記エミッタが前記第3のトランジスタの前記コレクタに接続され、コレクタに前記電源が接続され、ベース電位を前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタで与える第4のトランジスタであるエミッタフォロワートランジスタとを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【0008】
本発明は、アイドル電流の温度変動を大幅に減らし、ベースバイアス回路の出力インピーダンスをDCでは低くRFに対しては高くすることによってベースバイアス回路へのRF信号の漏れを防いでチョーク用インダクタンスを省くことが出来る高周波高出力増幅器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、実施例を参照して発明の実施の形態を説明する。
【実施例1】
【0010】
図1乃至図5を参照して実施例1を説明する。
図1は、本発明の一実施例である実施例1に係るベースバイアス回路、図2は、図1に示すベースバイアス回路の出力インピーダンスの周波数特性を示す図、図3は、この実施例に係る増幅器及び比較例に実際にRF信号を増幅したときの出力と利得の変動を示す特性図、図4は、この実施例に係る増幅器が有するベースバイアス回路及び比較例のベースバイアス回路の出力電圧を示す特性図、図5は、比較例の増幅器が有するベースバイアス回路の回路図である。この実施例では、増幅用バイポーラトランジスタとベースバイアス回路の接続に必要なチョークコイルを省くためにベースバイアス回路内のトランジスタのベース端子とコレクタ端子に抵抗素子を設けたことを特徴としている。
この実施例の高周波高出力増幅器は、増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)と、この増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)にDCバイアス用ベース電圧(Vcon)を供給するベースバイアス回路とを具備している。
【0011】
ベースバイアス回路は、ベースに一端が接続され他端が接地されている第2の抵抗(R3)を有し、コレクタが第1の抵抗(R1)を介してコントロール電圧に接続され、エミッタが接地された第1のトランジスタ(Q1)と、ベース端子に、一端が第1の抵抗(R1)を介してコントロール電圧に接続された第4の抵抗(R5)の他端を接続し、コレクタ端子に第5の抵抗(R6)を接続し、コレクタに第5の抵抗(R6)を介して電源(Vcc)を接続し、エミッタに第1のトランジスタ(Q1)のコレクタを接続した第2のトランジスタであるエミッタフォロワートランジスタ(Q2)と、ベース・コレクタが第3の抵抗(R4)を介してダイオード接続され、コレクタが増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)のベースに接続され、且つ接地された第3のトランジスタ(Q3)と、ベースが第1の抵抗(R1)を介してコントロール電圧(Vcon)に接続され、ベースが第4の抵抗(R3)を介して第2のトランジスタ(Q2)のベースに接続され、且つベースが第1のトランジスタ(Q1)のコレクタに接続され、エミッタが第3のトランジスタ(Q3)のコレクタに接続され、コレクタに電源(Vcc)が接続され、且つエミッタが増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)のベースに接続され、ベース電位を第1のトランジスタ(Q1)と第2のトランジスタ(Q2)で与える第4のトランジスタであるエミッタフォロワートランジスタ(Q4)とを備えている。図1では増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)のベースと第4のトランジスタ(Q4)のエミッタ間にバラスト抵抗(Rb)が挿入されているが、これを挿入しなくとも良い。
【0012】
これに対して比較例(図5)では、増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)と、このエミッタ接地トランジスタ(RFTr)にDCバイアス用ベース電圧(Vcon)を供給するベースバイアス回路とを具備している。そして、ベースバイアス回路は、ベースに一端が接続され他端が接地されている第2の抵抗(R3)を有し、コレクタが第1の抵抗(R1)を介してコントロール電圧(Vcon)に接続され、エミッタが接地された第1のトランジスタ(Q1)と、ベースが第1の抵抗(R1)を介してコントロール電圧(Vcon)に接続され、コレクタが電源(Vcc)に接続され、エミッタが第1のトランジスタのベース及び第2の抵抗(R3)に接続された第2のトランジスタ(Q2)と、ベース・コレクタがダイオード接続され、コレクタが増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)のベースに接続され、エミッタが接地された第3のトランジスタと(Q3)、ベースが前記第1の抵抗(R1)を介して前記コントロール電圧(Vcon)に接続され、エミッタが増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)のベース及び第3のトランジスタ(Q3)のコレクタに接続され、コレクタが電源(Vcc)に接続された第4のトランジスタ(Q4)とを備えている。増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)のベースと第4のトランジスタのエミッタ・第3のトランジスタのコレクタ間との間にはコイル(L)と一端が接地されたコンデンサ(C)が挿入されている。これは、増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)のベースに入力(RFin)される高周波成分が低周波動作をするベースバイアス回路に侵入するのを防ぐために設けられている。
【0013】
図1及び図5のベースバイアス回路において使用したバイポーラトランジスタは、InGaP/GaAsHBTであり、増幅用エミッタ接地RFトランジスタ(RFTr)は、エミッタサイズ4×30μm48本、ベースバイアス回路は、第1のトランジスタ(Q1)及び第2のトランジスタ(Q2)が4×10μm、第3のトランジスタ(Q3)が4×20μm、第4のトランジスタ(Q4)が4×30μm8本、第1の抵抗(R1)が600Ω、第2の抵抗(R3)が3000Ωである。
【0014】
この実施例のベースバイアス回路では、第3のトランジスタ(Q3)のベースコレクタ間に第3の抵抗(R4)の1000Ωの抵抗を挿入している。また、第2のトランジスタ(Q2)のベースと第1のトランジスタ(Q1)のコレクタとの間に800Ωの第4の抵抗(R4)を挿入し、第2のトランジスタ(Q2)のコレクタと電源(Vcc)との間に1600Ωの第5の抵抗(R5)を挿入している。この実施例では電流利得が100以上あれば、バイアス電流の温度特性は、比較例(図5)とほぼ同等である。一方、比較例の出力インピーダンスは、12Ω@1MHz、18.5Ω@2GHzとRFトランジスタでも小さいため、チョーク用のインダクタ(L)が必要なのに対して、この実施例のベースバイアス回路は、図2に示されるスミスチャートのように、15Ω@1MHz、76Ω@2GHzとRFトランジスタで大きいための、比較例回路のようなチョーク用のインダクタが不要になる。
【0015】
この原理は、トランジスタのベータの周波数特性を利用した効果で、DC的にはこの抵抗が直列の10Ωにしか見えないのが、RF的には100Ω以上にみえるため、RF阻止の効果が大きいためである。図3は、実施例の増幅回路に実際にRF信号を増幅したときの出力と利得の変動を示す。比較例(図5)の回路では、チョークのインダクタンスとデカップリングのための容量を省くと出力が低下するのに対して、この実施例は、チョークのインダクタンスとデカップリングのための容量を省いても出力が伸びているのが示されている。これは、図4に示すように、ベースバイアス回路の出力電圧が、比較例回路に比べて、下がらないためである。
【0016】
以上のように、この実施例では、バイポーラトランジスタを用いたAB級の高周波高出力増幅器であって、低電圧であるベースバイアスコントロール電圧(Vcon)でコレクタ電流の温度補償ができるように、アイドル電流は、ベース・コレクタを抵抗(R4)を介しダイオード接続されたトランジスタ(Q3)と抵抗(R1)とで温度補償し、高出力時には、エミッタフォロワーのトランジスタ(Q4)を介してベース電流を供給し、そのトランジスタ(Q4)のベース電位をエミッタフォロワー(Q2)とエミッタ接地トランジスタ(Q1)で与えるベースバイアス回路を使用する構成によって増幅用エミッタ接地トランジスタとベースバイアス回路の接続に必要なチョークコイル(L)を省略することが可能になる。
【実施例2】
【0017】
次に、図6を参照して実施例2を説明する。
図6は、本発明の一実施例である実施例2に係るベースバイアス回路である。この実施例の高周波高出力増幅器は、増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)と、この増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)にDCバイアス用ベース電圧(Vcon)を供給するベースバイアス回路とを具備している。
【0018】
ベースバイアス回路は、ベースに一端が接続され他端が接地されている第2の抵抗(R3)を有し、コレクタが第1の抵抗(R1)を介してコントロール電圧に接続され、エミッタが接地された第1のトランジスタ(Q1)と、ベース端子に、一端が第1の抵抗(R1)を介してコントロール電圧に接続された第4の抵抗(R5)の他端を接続し、コレクタ端子に第5の抵抗(R6)を接続し、コレクタに第5の抵抗(R6)を介して電源(Vcc)を接続し、エミッタに第1のトランジスタ(Q1)のコレクタを接続した第2のトランジスタであるエミッタフォロワートランジスタ(Q2)と、ベース・コレクタが第3の抵抗(R4)を介してダイオード接続され、コレクタが増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)のベースに接続され、且つ接地された第3のトランジスタ(Q3)と、ベースが第1の抵抗(R1)を介してコントロール電圧(Vcon)に接続され、ベースが第4の抵抗(R3)を介して第2のトランジスタ(Q2)のベースに接続され、且つベースが第1のトランジスタ(Q1)のコレクタに接続され、エミッタが第3のトランジスタ(Q3)のコレクタに接続され、コレクタに電源(Vcc)が接続され、且つエミッタが増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)のベースに接続され、ベース電位を第1のトランジスタ(Q1)と第2のトランジスタ(Q2)で与える第4のトランジスタであるエミッタフォロワートランジスタ(Q4)とを備えている。図6では増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)のベースと第4のトランジスタ(Q4)のエミッタ間にバラスト抵抗(Rb)が挿入されているが、これを挿入しなくとも良い。
【0019】
この実施例のベースバイアス回路の特徴は、第4のトランジスタ(Q4)のベースと第1のトランジスタ(Q1)のコレクタとの間に500Ωの第6の抵抗(R7)を挿入していることにある。
以上のように、この実施例では、バイポーラトランジスタを用いたAB級の高周波高出力増幅器であって、低電圧であるベースバイアスコントロール電圧(Vcon)でコレクタ電流の温度補償ができるように、アイドル電流は、ベース・コレクタを抵抗(R4)を介しダイオード接続されたトランジスタ(Q3)と抵抗(R1)とで温度補償し、高出力時には、エミッタフォロワーのトランジスタ(Q4)を介してベース電流を供給し、そのトランジスタ(Q4)のベース電位をエミッタフォロワー(Q2)とエミッタ接地トランジスタ(Q1)で与えるベースバイアス回路を使用する構成によって増幅用エミッタ接地トランジスタとベースバイアス回路の接続に必要なチョークコイル(L)を省くことが可能になる。また、第6の抵抗(R7)を挿入することにより自己発振を防いでベースバイアス回路の安定性を高める。
【実施例3】
【0020】
次に、図7を参照して実施例3を説明する。
図7は、本発明の一実施例である実施例3に係るベースバイアス回路である。この実施例の高周波高出力増幅器は、増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)と、この増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)にDCバイアス用ベース電圧(Vcon)を供給するベースバイアス回路とを具備している。
【0021】
ベースバイアス回路は、ベースに一端が接続され他端が接地されている第2の抵抗(R3)を有し、コレクタが第1の抵抗(R1)を介してコントロール電圧に接続され、エミッタが接地された第1のトランジスタ(Q1)と、ベース端子に、一端が第1の抵抗(R1)を介してコントロール電圧に接続された第4の抵抗(R5)の他端を接続し、コレクタ端子に第5の抵抗(R6)を接続し、コレクタに第5の抵抗(R6)を介して電源(Vcc)を接続し、エミッタに第1のトランジスタ(Q1)のコレクタを接続した第2のトランジスタであるエミッタフォロワートランジスタ(Q2)と、ベース・コレクタが第3の抵抗(R4)を介してダイオード接続され、コレクタが増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)のベースに接続され、且つ接地された第3のトランジスタ(Q3)と、ベースが第1の抵抗(R1)を介してコントロール電圧(Vcon)に接続され、ベースが第4の抵抗(R3)を介して第2のトランジスタ(Q2)のベースに接続され、且つベースが第1のトランジスタ(Q1)のコレクタに接続され、エミッタが第3のトランジスタ(Q3)のコレクタに接続され、コレクタに電源(Vcc)が接続され、且つエミッタが増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTrのベースに接続され、ベース電位を第1のトランジスタ(Q1)と第2のトランジスタ(Q2)で与える第4のトランジスタであるエミッタフォロワートランジスタ(Q4)とを備えている。また、第4のトランジスタ(Q4)のベースと第1のトランジスタ(Q1)のコレクタとの間に500Ωの第6の抵抗(R7)を挿入して、自己発振を防いでベースバイアス回路の安定性を高めるようにしている。図7では増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)のベースと第4のトランジスタ(Q4)のエミッタ間にバラスト抵抗(Rb)が挿入されているが、これを挿入しなくとも良い。
【0022】
この実施例のベースバイアス回路の特徴は、第3のトランジスタ(Q3)のコレクタと第4のトランジスタ(Q4)のエミッタ間に500Ωの第7の抵抗(R8)を挿入し、第3の抵抗(R4)の抵抗値を200Ω下げている。
以上のように、この実施例では、バイポーラトランジスタを用いたAB級の高周波高出力増幅器であって、低電圧であるベースバイアスコントロール電圧(Vcon)でコレクタ電流の温度補償ができるように、アイドル電流は、ベース・コレクタを抵抗(R4)を介しダイオード接続されたトランジスタ(Q3)と抵抗(R1)とで温度補償し、高出力時には、エミッタフォロワーのトランジスタ(Q4)を介してベース電流を供給し、そのトランジスタ(Q4)のベース電位をエミッタフォロワー(Q2)とエミッタ接地トランジスタ(Q1)で与えるベースバイアス回路を使用する構成によって増幅用エミッタ接地トランジスタとベースバイアス回路の接続に必要なチョークコイル(L)を省くことが可能になる。また、第7の抵抗(R8)を挿入し、且つ第3の抵抗(R4)の抵抗値を200Ω下げることによって第3の抵抗(R4)で発生するノイズを下げることができる。
【実施例4】
【0023】
次に、図8を参照して実施例4を説明する。
図8は、本発明の一実施例である実施例4に係るベースバイアス回路である。この実施例の高周波高出力増幅器は、増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)と、この増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)にDCバイアス用ベース電圧(Vcon)を供給するベースバイアス回路とを具備している。
【0024】
ベースバイアス回路は、ベースに一端が接続され他端が接地されている第2の抵抗(R3)を有し、コレクタが第1の抵抗(R1)を介してコントロール電圧に接続され、エミッタが接地された第1のトランジスタ(Q1)と、ベース端子に、一端が第1の抵抗(R1)を介してコントロール電圧に接続された第4の抵抗(R5)の他端を接続し、コレクタ端子に第5の抵抗(R6)を接続し、コレクタに第5の抵抗(R6)を介して電源(Vcc)を接続し、エミッタに第1のトランジスタ(Q1)のコレクタを接続した第2のトランジスタであるエミッタフォロワートランジスタ(Q2)と、ベース・コレクタが第3の抵抗(R4)を介してダイオード接続され、コレクタが増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)のベースに接続され、且つ接地された第3のトランジスタ(Q3)と、ベースが第1の抵抗(R1)を介してコントロール電圧(Vcon)に接続され、ベースが第4の抵抗(R3)を介して第2のトランジスタ(Q2)のベースに接続され、且つベースが第1のトランジスタ(Q1)のコレクタに接続され、エミッタが第3のトランジスタ(Q3)のコレクタに接続され、コレクタに電源(Vcc)が接続され、且つエミッタが増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTrのベースに接続され、ベース電位を第1のトランジスタ(Q1)と第2のトランジスタ(Q2)で与える第4のトランジスタであるエミッタフォロワートランジスタ(Q4)とを備えている。また、第4のトランジスタ(Q4)のベースと第1のトランジスタ(Q1)のコレクタとの間に500Ωの第6の抵抗(R7)を挿入して、自己発振を防いでベースバイアス回路の安定性を高めるようにしている。さらに、第3のトランジスタ(Q3)のコレクタと第4のトランジスタ(Q4)のエミッタ間に500Ωの第7の抵抗(R8)を挿入し、第3の抵抗(R4)の抵抗値を200Ω下げるようにしている。図6では増幅用エミッタ接地トランジスタ(RFTr)のベースと第4のトランジスタ(Q4)のエミッタ間にバラスト抵抗(Rb)が挿入されているが、これを挿入しなくとも良い。
【0025】
この実施例のベースバイアス回路の特徴は、第1のトランジスタQ1のコレクタと第1の抵抗(R1)との間に1000Ωの第8の抵抗(R9)を挿入していることにある。
以上のように、この実施例では、バイポーラトランジスタを用いたAB級の高周波高出力増幅器であって、低電圧であるベースバイアスコントロール電圧(Vcon)でコレクタ電流の温度補償ができるように、アイドル電流は、ベース・コレクタを抵抗(R4)を介しダイオード接続されたトランジスタ(Q3)と抵抗(R1)とで温度補償し、高出力時には、エミッタフォロワーのトランジスタ(Q4)を介してベース電流を供給し、そのトランジスタ(Q4)のベース電位をエミッタフォロワー(Q2)とエミッタ接地トランジスタ(Q1)で与えるベースバイアス回路を使用する構成によって増幅用エミッタ接地トランジスタとベースバイアス回路の接続に必要なチョークコイル(L)を省くことが可能になる。また、第8の抵抗(R9)を挿入することにより自己発振を防いでベースバイアス回路の安定性を高める。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の一実施例である実施例1に係るベースバイアス回路を示す回路図。
【図2】図1に示すベースバイアス回路の出力インピーダンスの周波数特性を示す図。
【図3】実施例1に係る増幅器及び比較例に実際にRF信号を増幅したときの出力と利得の変動を示す特性図。
【図4】実施例1に係る増幅器が有するベースバイアス回路及び比較例のベースバイアス回路の出力電圧を示す特性図。
【図5】比較例の増幅器が有するベースバイアス回路の回路図。
【図6】本発明の一実施例である実施例2に係るベースバイアス回路を示す回路図。
【図7】本発明の一実施例である実施例3に係るベースバイアス回路を示す回路図。
【図8】本発明の一実施例である実施例4に係るベースバイアス回路を示す回路図。




 

 


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