(57)【要約】【課題】温度特性を向上させた、新規かつ改良されたバイアス回路を提供する。【解決手段】カレントミラー回路と、制御端子とは異なる他の端子のうちの一方で前記カレントミラー回路のミラー電流を受ける第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタと並列に接続され、制御端子とは異なる他の端子のうちの一方で前記ミラー電流を受ける第２のトランジスタと、を備え、前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタとが互いに反対の温度特性を有することを特徴とするバイアス回路。【選択図】図２
2014096703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カレントミラー回路と、
制御端子とは異なる他の端子のうちの一方で前記カレントミラー回路のミラー電流を受ける第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタと並列に接続され、制御端子とは異なる他の端子のうちの一方で前記ミラー電流を受ける第２のトランジスタと、
を備え、
前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタとが互いに反対の温度特性を有することを特徴とするバイアス回路。
【請求項２】
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタのうち、一方のトランジスタは、ヘテロ接合バイポーラトランジスタであり、他方のトランジスタはＭＯＳトランジスタであることを特徴とする請求項１に記載のバイアス回路。
【請求項３】
駆動電圧が前記ミラー電流に基づき決定され、バイアス電圧を出力する第３のトランジスタを備え、
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタの駆動電圧が、前記バイアス電圧に基づき決定されることを特徴とする請求項１または２に記載のバイアス回路。
【請求項４】
前記第３のトランジスタは、制御端子で前記ミラー電流を受け、当該制御端子とは異なる他の端子のうちの一方を出力端子として前記バイアス電圧を出力し、
前記第１のトランジスタの前記制御端子と、前記第２のトランジスタの制御端子とが、前記第３のトランジスタの前記出力端子側に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のバイアス回路。
【請求項５】
前記カレントミラー回路は、複数のｐＭＯＳトランジスタにより構成され、
前記第１のトランジスタ及び第２のトランジスタのうちの少なくともいずれかと、前記第３のトランジスタとが、ｎＭＯＳトランジスタであることを特徴とする請求項４に記載のバイアス回路
【請求項６】
増幅用のトランジスタと、
前記増幅用のトランジスタの入力側に設けられ、バイアス電圧を印可するバイアス回路と、
を備え、
前記バイアス回路は、
カレントミラー回路と、
制御端子とは異なる端子のうちの一方で前記カレントミラー回路のミラー電流を受ける第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタと並列に接続され、制御端子とは異なる他の端子のうちの一方で前記ミラー電流を受ける第２のトランジスタと、
を備え、
前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタとが互いに反対の温度特性を有することを特徴とする増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイアス回路及びこれを用いた増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
トランジスタを用いた増幅器では、そのトランジスタの特性にあわせてバイアス電圧を供給して適切な動作点を設定することにより、そのトランジスタの特性にあわせて増幅された信号を得ることが可能となる。このバイアス電圧を供給するための回路として、バイアス回路が知られている。このようなバイアス回路にはトランジスタを用いて構成されているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６６３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方で、トランジスタを用いて構成されたバイアス回路は、そのトランジスタの温度特性に依存する場合がある。そのため、このようなバイアス回路は、温度が変化する環境下において、所望のバイアス電圧を安定的に供給することが困難な場合がある。なお、温度特性とは、周囲の温度変化に対する出力の変動量を示しており、温度特性が向上すると、温度変化に対する出力の変化量が小さくなり、出力が安定する。
【０００５】
このような温度特性に着目した発明として、例えば、特許文献１には、高周波を処理するような増幅器を用いる場合において、高温領域においてもゲインの温度補償を行うことが可能な温度補償回路に係る発明が開示されている。
【０００６】
しかしながら、上述したような増幅器は高温環境下に限らず、低温環境下においても安定的に動作することが求められる。即ち、低温環境下も含めて温度が変化する環境下において、所望のバイアス電圧を安定的に供給することが可能なバイアス回路が求められている。なお、
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、バイアス電圧の温度特性を向上させた、新規かつ改良されたバイアス回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、カレントミラー回路と、制御端子とは異なる他の端子のうちの一方で前記カレントミラー回路のミラー電流を受ける第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタと並列に接続され、制御端子とは異なる他の端子のうちの一方で前記ミラー電流を受ける第２のトランジスタと、を備え、前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタとが互いに反対の温度特性を有することを特徴とするバイアス回路が提供される。
【０００９】
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタのうち、一方のトランジスタは、ヘテロ接合バイポーラトランジスタであり、他方のトランジスタはＭＯＳトランジスタであってもよい。
【００１０】
駆動電圧が前記ミラー電流に基づき決定され、バイアス電圧を出力する第３のトランジスタを備え、前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタの駆動電圧が、前記バイアス電圧に基づき決定されてもよい。
【００１１】
前記第３のトランジスタは、制御端子で前記ミラー電流を受け、当該制御端子とは異なる他の端子のうちの一方を出力端子として前記バイアス電圧を出力し、前記第１のトランジスタの前記制御端子と、前記第２のトランジスタの制御端子とが、前記第３のトランジスタの前記出力端子側に接続されていてもよい。
【００１２】
前記カレントミラー回路は、複数のｐＭＯＳトランジスタにより構成され、前記第１のトランジスタ及び第２のトランジスタのうちの少なくともいずれかと、前記第３のトランジスタとが、ｎＭＯＳトランジスタであってもよい。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、増幅用のトランジスタと、前記増幅用のトランジスタの入力側に設けられたバイアス回路と、を備え、前記バイアス回路は、カレントミラー回路と、制御端子とは異なる端子のうちの一方で前記カレントミラー回路のミラー電流を受ける第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタと並列に接続され、制御端子とは異なる他の端子のうちの一方で前記ミラー電流を受ける第２のトランジスタと、を備え、前記第１のトランジスタと前記第２のトランジスタとが互いに反対の温度特性を有することを特徴とする増幅器が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、バイアス電圧の温度特性を向上させたバイアス回路を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る増幅器の回路図である。
【図２】本発明の実施形態に係るバイアス回路の回路図である。
【図３】温度特性について説明するためのバイアス回路の比較例を示した回路図である。
【図４】ミラー電流を受けるユニットの一例を模式的に示した概略的な回路図である。
【図５】ミラー電流を受けるユニットの一例を模式的に示した概略的な回路図である。
【図６】ミラー電流を受けるユニットを構成するトランジスタの温度特性を示したグラフである。
【図７】ミラー電流を受けるユニットを構成するトランジスタの温度特性を示したグラフである。
【図８】ミラー電流を受けるユニットの温度特性を示したグラフである。
【図９】増幅器を構成するトランジスタのベース−エミッタ間電圧の温度特性を比較したグラフである。
【図１０】増幅器を構成するトランジスタのコレクタ電流の温度特性を比較したグラフである。
【図１１】増幅器の利得の温度特性を比較したグラフである。
【図１２】増幅器の出力性能Ｐ１ｄＢの温度特性を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
まず、図１を参照しながら、本実施形態に係る増幅器の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る増幅器の回路図である。図１に示すように、この増幅器は、トランジスタＰＡと、出力抵抗Ｒｃと、入力部ＲＦｉｎと、出力部ＲＦｏｕｔと、バイアス回路１００と、入力側整合回路２００と、出力側整合回路３００とを含んで構成されている。入力部ＲＦｉｎは、この増幅回路の入力インタフェースを示しており、出力部ＲＦｏｕｔは、出力インタフェースを示している。
【００１８】
図１に示した例では、この増幅器は、トランジスタＰＡを用いたエミッタ接地型の増幅器として構成されている。即ち、トランジスタＰＡのエミッタ側がグランドに接続され、トランジスタＰＡのベース側が入力側に相当し、コレクタ側が出力側に相当する。なお、以降の説明では、エミッタ接地型の増幅器として構成されている場合を例に説明するが、各構成の接続関係はこれに限定されない。例えば、コレクタ接地型の増幅器として構成してもよく、その場合には、バイアス回路１００、入力側整合回路２００、及び出力側整合回路３００内の構成を、コレクタ接地型の増幅器とする場合にあわせて適宜変更すればよい。なお、このトランジスタＰＡが、「増幅用」トランジスタに相当する。
【００１９】
トランジスタＰＡには、一例として、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ：Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が用いられる。なお、トランジスタＰＡには、ＨＢＴに限らず、例えば、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタ等のような、他の種類のトランジスタを用いてもよい。以降の説明では、トランジスタＰＡとしてＨＢＴを用いた場合を例に説明する。
【００２０】
入力側に相当するトランジスタＰＡのベース側には、バイアス回路１００と、入力側整合回路２００が接続される。また、出力側に相当するトランジスタＰＡのコレクタ側には、出力抵抗Ｒｃと、出力側整合回路３００とが接続されている。トランジスタＰＡには、駆動電圧として電圧Ｖｃｃが出力抵抗Ｒｃを介して印可される。なお、電圧Ｖｃｃは、例えば、増幅器に接続された電源（図示しない）により供給される。
【００２１】
入力側整合回路２００は、トランジスタＰＡの入力側（即ち、ベース側）のインピーダンスマッチングを行う回路である。入力側整合回路２００の一方は、入力部ＲＦｉｎに接続され、他方はトランジスタＰＡの入力側に接続される。
【００２２】
出力側整合回路３００は、トランジスタＰＡの出力側（即ち、コレクタ側）のインピーダンスマッチングを行う回路である。出力側整合回路３００の一方は、トランジスタＰＡの出力側に接続され、他方は出力部ＲＦｏｕｔに接続される。
【００２３】
なお、入力側整合回路２００及び出力側整合回路３００の構成は、トランジスタＰＡの特性や、この増幅器の入力側及び出力側に接続する機器の構成に応じて適宜変更するとよい。
【００２４】
（バイアス回路１００）
バイアス回路１００は、トランジスタＰＡの入力側に接続され、トランジスタＰＡのベースにバイアス電圧Ｖｂを与えて動作点を設定する。これにより、設定された動作点を中心として、増幅された信号がトランジスタＰＡから出力される。以降では、図２を参照しながら、バイアス回路１００の詳細な構成について説明する。図２は、バイアス回路１００の回路図を示している。
【００２５】
図２に示すように、バイアス回路１００は、カレントミラー回路Ｕ１と、ユニットＵ２と、トランジスタＭ３０とを含んで構成されている。バイアス回路１００には、駆動電圧として電圧Ｖｂｉａｓが印可される。なお、電圧Ｖｂｉａｓは、例えば、バイアス回路１００に接続された電源（図示しない）により供給される。
【００２６】
（カレントミラー回路Ｕ１）
カレントミラー回路Ｕ１は、複数のＭＯＳトランジスタを含んで構成され、所望の回路に所望の電流値の電流を供給するための回路である。図２の例では、２つのトランジスタＭ１１及びＭ１２により構成されており、トランジスタＭ１１及びＭ１２として、ｐＭＯＳトランジスタを用いた場合を示している。
【００２７】
トランジスタＭ１１及びＭ１２それぞれのソースは電源電圧Ｖｂｉａｓに接続されている。また、トランジスタＭ１１及びＭ１２それぞれのゲートは、トランジスタＭ１１のドレイン側に接続されている。このトランジスタＭ１１のドレイン側の節点をＮ１１とする。節点Ｎ１１は、抵抗Ｒ１１を介してグランドに接続されている。この抵抗Ｒ１１の抵抗値と電源電圧Ｖｂｉａｓにより、トランジスタＭ１１及びＭ１２の駆動電圧、即ち、ゲート電圧が決まる。
【００２８】
また、トランジスタＭ１２のドレイン側には、ユニットＵ２と、トランジスタＭ３０のゲートが接続される。このトランジスタＭ１２のドレイン側の節点をＮ１２とする。この節点Ｎ１２に供給される電流をミラー電流Ｉｍとする。
【００２９】
このような回路構成により、カレントミラー回路Ｕ１は、例えば、トランジスタＭ１１に対するＭ１２のサイズ（例えば、ゲート長）の比率を調整することにより、トランジスタＭ１１側を流れる電流（ＩＭ１１とする）に対する、トランジスタＭ１２側を流れる電流Ｉｍの比率を調整することができる。例えば、トランジスタＭ１１とトランジスタＭ１２とに同一の特性のトランジスタを用いた場合、トランジスタＭ１１に対するトランジスタＭ１２のサイズを３とすると、理想的には電流値Ｉｍ＝３ＩＭ１１となる。このように、トランジスタＭ１１とトランジスタＭ１２それぞれの特性を鑑みて、これらのトランジスタ間のサイズの比率を調整することにより、節点Ｎ１２に所望の電流値のミラー電流Ｉｍが供給されるように制御することが可能となる。
【００３０】
本実施形態に係るバイアス回路１００では、このカレントミラー回路Ｕ１により、後述するユニットＵ２にミラー電流Ｉｍが供給される。
【００３１】
なお、上記では、カレントミラー回路Ｕ１を２つのｐＭＯＳトランジスタ（即ち、トランジスタＭ１１及びＭ１２）を用いて構成する場合について説明したが、カレントミラー回路の機能を果たせばその回路構成は限定されない。例えば、トランジスタＭ１１及びＭ１２に、他の種類のトランジスタを用いてもよい。また、トランジスタを３つ以上もうけ、いずれかのトランジスタからのミラー電流ＩｍをユニットＵ２が受けるように構成してもよい。また、トランジスタからのミラー電流ＩｍをユニットＵ２が受けるような構成となっていれば、カレントミラー回路Ｕ１とユニットＵ２との間の接続関係は限定されない。
【００３２】
（トランジスタＭ３０）
次に、図２を参照しながらトランジスタＭ３０の構成について説明する。なお、図２の例は、トランジスタＭ３０として、ｎＭＯＳトランジスタを用いた場合を示している。図２に示すように、トランジスタＭ３０のドレインは電源電圧Ｖｂｉａｓに接続されている。なお、このトランジスタＭ３０が、「第３のトランジスタ」に相当する。
【００３３】
トランジスタＭ３０のソース側は、バイアス回路１００の出力部分に接続されている。このトランジスタＭ３０のソース側の節点をＮｂとする。この節点Ｎｂにおける電圧Ｖｂが、バイアス回路１００からバイアス電圧Ｖｂとして出力される。節点Ｎｂは、抵抗Ｒ３０を介してグランドに接続されている。なお、このソース側の節点Ｎｂが、トランジスタＭ３０の「出力端子」に相当する。
【００３４】
トランジスタＭ３０のゲートは、節点Ｎ１２に接続されている。即ち、トランジスタＭ３０を駆動させるための駆動電圧（ゲート電圧）は、節点Ｎ１２に供給されるミラー電流Ｉｍに基づき決定される。なお、このゲートが、トランジスタＭ３０の「制御端子」に相当し、ソース及びドレインが、「制御端子以外の他の端子」に相当する。
【００３５】
ミラー電流Ｉｍの温度特性は、節点Ｎ１２に接続されたユニットＵ２の温度特性により決定される。換言すると、ユニットＵ２の温度特性を向上させることで、ミラー電流Ｉｍの温度特性を向上させることが可能となる。これにより、温度が変化する環境下においても、トランジスタＭ３０の動作が安定し、結果として、温度変化に対するバイアス回路１００から出力されるバイアス電圧Ｖｂの変化量が小さくなる（即ち、バイアス電圧Ｖｂの温度特性が向上する）。なお、ユニットＵ２の構成及び温度特性の詳細については後述する。
【００３６】
なお、上記では、トランジスタＭ３０としてｎＭＯＳトランジスタを用いる場合を例に説明したが、上記に示したように、カレントミラー回路Ｕ１とユニットＵ２とに接続され、バイアス電圧Ｖｂを出力可能であれば、トランジスタＭ３０の種類はこれに限定されない。また、上記では、トランジスタＭ３０のソース側がグランドに接続される例について説明したが、カレントミラー回路Ｕ１やユニットＵ２の回路構成にあわせて、ドレインが側をグランドに接続させる構成としてもよい。
【００３７】
（ユニットＵ２）
ユニットＵ２は、トランジスタＭ２１及びＭ２２を含んで構成されている。図２に示す例では、トランジスタＭ２１としてｎＭＯＳトランジスタを使用し、トランジスタＭ２２としてＨＢＴを使用している。なお、詳細は後述するが、トランジスタＭ２１及びＭ２２の組合せは、図２に示す例に限定されない。また、以降では、図２に示す例に基づき各構成について説明する。なお、このトランジスタＭ２１及びＭ２２のうちの一方が「第１のトランジスタ」に相当し、他方が「第２のトランジスタ」に相当する。
【００３８】
トランジスタＭ２１のドレイン側が抵抗Ｒ２１を介してノードＮ１２、即ちトランジスタＭ１２のコレクタ側に接続されており、ソース側はグランドに接続されている。また、トランジスタＭ２１のゲート側は、抵抗Ｒ３０を介してトランジスタＭ３０のソース側に接続されている。なお、このトランジスタＭ２１のゲート側の節点をＮｇｂとし、この節点Ｎｇｂにおける電圧をＶｇｂする。このとき、トランジスタＭ２１の駆動電圧、即ち、ゲート電圧は、節点Ｎｇｂにおける電圧Ｖｇｂで示され、この電圧Ｖｇｂは、トランジスタＭ３０の出力電圧（即ち、バイアス電圧Ｖｂ）と抵抗Ｒ３０の抵抗値とに基づき決定される。なお、節点Ｎｇｂは、コンデンサＣ３０を介してグランドに接続されている。なお、トランジスタＭ２１は、ゲートが、「制御端子」に相当し、ソース及びドレインが、「制御端子以外の他の端子」に相当する。
【００３９】
トランジスタＭ２２は、トランジスタＭ２１に対して並列に接続されている。具体的には、トランジスタＭ２２のコレクタ側がノードＮ１２、即ちトランジスタＭ１２のドレイン側に接続されており、エミッタ側はグランドに接続されている。また、トランジスタＭ２１のベース側は、節点Ｎｇｂに接続されている。即ち、トランジスタＭ２２のベース側は、抵抗Ｒ３０を介してトランジスタＭ３０のソース側に接続されていることになる。そのため、トランジスタＭ２１の場合と同様に、トランジスタＭ２２の駆動電圧、即ち、ベース電圧は、節点Ｎｇｂにおける電圧Ｖｇｂで示され、トランジスタＭ３０の出力電圧（即ち、バイアス電圧Ｖｂ）と抵抗Ｒ３０の抵抗値とに基づき決定される。なお、トランジスタＭ２２は、ベースが、「制御端子」に相当し、コレクタ及びエミッタが、「制御端子以外の他の端子」に相当する。
【００４０】
また、トランジスタＭ２１とトランジスタＭ２２とは、互いに反対の温度特性を有するように構成されている。まず、トランジスタの温度特性について説明する。
【００４１】
トランジスタ（一例として、ＭＯＳトランジスタ）の温度特性は、例えば、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、閾値電圧Ｖｔｈ、及び移動度μを調整することで、所望の特性に調整することが可能となる。ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、閾値電圧Ｖｔｈ、及び移動度μと、トランジスタの温度特性との関係について、以下に示す数式１を参照しながら説明する。なお、数式１は、飽和領域のドレイン電流Ｉｄｓを示している。
【００４２】
［数式１］
Ｉｄｓ＝１／２・μ・Ｃｏｘ・Ｗ／Ｌ・（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）２（１＋λ・Ｖｄｓ）
ただし、
Ｉｄｓ：ドレイン電流
μ：移動度
Ｃｏｘ：単位面積当たりのゲート酸化膜容量
Ｖｇｓ：ゲート−ソース間電圧
Ｖｔｈ：閾値電圧
λ：チャネル長変調係数
Ｖｄｓ：ドレイン−ソース間電圧
【００４３】
一般的に、閾値電圧Ｖｔｈと移動度μとは、温度が上がると下がる。即ち、閾値電圧Ｖｔｈと移動度μの温度特性は負となる。一方で、閾値電圧Ｖｔｈの温度特性が負であるため、数式１における（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）は、正の温度特性を有することとなる。即ち、移動度μと（Ｖｇｓ−Ｖｔｈ）とは、互いに逆の温度特性を有することになる。そのため、そのトランジスタの温度特性が正及び負のいずれになるかは、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、閾値電圧Ｖｔｈ、及び移動度μの値に依存することになる。よって、トランジスタＭ２１及びＭ２２それぞれについて、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、閾値電圧Ｖｔｈ、及び移動度μを適宜調整することで、互いに温度特性が反対となるように、トランジスタＭ２１及びＭ２２を構成することが可能となる。なお、この方法は一例であり、トランジスタＭ２１及びＭ２２が反対の温度特性となるように構成できれば、この方法に限定されない。
【００４４】
また、トランジスタＭ２１とトランジスタＭ２２とは、互いに反対の温度特性を有するように構成されていればよく、これらのトランジスタの種類は限定されない。図２の例では、ＭＯＳトランジスタとＨＢＴとを併用する例について説明したが、例えば、双方にＭＯＳトランジスタを用いてもよいし、他の種類のトランジスタを用いてもよい。
【００４５】
次に、トランジスタＭ２１及びＭ２２それぞれの温度特性と、バイアス回路１００の温度特性との関係について具体的に説明する。この説明にあたり、まず、図３を参照しながら、比較例として、バイアス回路１００ａの構成について説明する。図３は、比較例であるバイアス回路１００ａの回路図を示している。図３に示すように、このバイアス回路１００ａは、ユニットＵ２に替えて、単一のトランジスタＭ２１ａで構成されたユニットＵ２ａを適用している点で、バイアス回路１００と構成が異なる。なお、ユニットＵ２ａ以外のその他の構成については、図２に示したバイアス回路１００と同様である。
【００４６】
次に、図４及び図５を参照する。図４は、図３に示したバイアス回路１００ａのユニットＵ２ａを模式的に示した概略的な回路図である。また、図５は、図２に示したバイアス回路１００のユニットＵ２を模式的に示した概略的な回路図である。
【００４７】
まず、図４を参照する。図４における電流源Ｉｍは、カレントミラー回路Ｕ１によって分配されたミラー電流Ｉｍを模式的に示している。また、Ｖｇｓは、トランジスタＭ２１ａを駆動させるための電圧、即ち、トランジスタＭ２１ａのゲート−ソース間電圧を示している。この電圧Ｖｇｓは、図３における節点Ｎｇｂでの電圧、即ち、電圧Ｖｇｂに相当する。
【００４８】
次に、図５を参照する。図５における電流源Ｉｍは、カレントミラー回路Ｕ１によって分配されたミラー電流Ｉｍを模式的に示している。また、Ｖｇｓは、トランジスタＭ２１を駆動させるための電圧、即ち、トランジスタＭ２１のゲート−ソース間電圧を示している。また、Ｖｂｅは、トランジスタＭ２２を駆動させるための電圧、即ち、トランジスタＭ２２のベース−エミッタ間電圧を示している。なお、この電圧Ｖｇｓ及びＶｂｅは、図３における節点Ｎｇｂでの電圧、即ち、電圧Ｖｇｂに相当する。なお、以降では、説明を簡略化するために、図４に示すトランジスタＭ２１ａと、図５に示すトランジスタＭ２１とに、同じ温度特性のＭＯＳトランジスタを用いたものとして説明する。
【００４９】
ここで、図６を参照する。図６は、トランジスタＭ２１ａ及びＭ２１として用いたＭＯＳトランジスタの温度特性を示したグラフである。図６の横軸は温度（℃）を示しており、縦軸はトランジスタＭ２１ａ及びＭ２１として用いたＭＯＳトランジスタが受ける電流ＩＭ２１（Ａ）を示している。図６のグラフＧ２１に示すように、このＭＯＳトランジスタは、温度が上がるにつれて出力電流ＩＭ２１の電流値が減少する温度特性を有している。
【００５０】
次に、図７を参照する。図７は、トランジスタＭ２２として用いたＨＢＴの温度特性を示したグラフである。図７の横軸は温度（℃）を示しており、縦軸はトランジスタＭ２２として用いたＨＢＴが受ける電流ＩＭ２２（Ａ）を示している。図７のグラフＧ２２に示すように、このＨＢＴは、温度が上がるにつれて出力電流ＩＭ２１の電流値が増大する温度特性を有している。
【００５１】
ここで、図４に示されたユニットＵ２ａに着目する。ユニットＵ２ａは、単一のトランジスタＭ２１ａを含んで構成されている。そのため、このユニットＵ２ａの温度特性は、トランジスタＭ２１ａの温度特性に依存する。即ち、図６のグラフＧ２１に示すように、トランジスタＭ２１ａは、負の温度特性を示すため、ユニットＵ２ａも同様に負の温度特性を有することとなる。
【００５２】
一方で、図５に示されたユニットＵ２は、トランジスタＭ２１とトランジスタＭ２２とが並列に接続されて構成されている。このトランジスタＭ２１は、図６のグラフＧ２１に示すように、負の温度特性を有している。これに対して、トランジスタＭ２２は、図７のグラフＧ２２に示すように、正の温度特性を有している。
【００５３】
ここで、図８を参照する。図８は、ユニットＵ２の温度特性を示したグラフである。図８の横軸は温度（℃）を示しており、縦軸はユニットＵ２が受ける電流、即ち、ミラー電流Ｉｍ（Ａ）を示している。前述したように、ユニットＵ２は、互いに反対の温度特性を有するトランジスタＭ２１及びＭ２２を備えている。これにより、図８のグラフＧ２０に示すように、単一のトランジスタＭ２１ａで構成されたユニットＵ２ａの場合（図６参照）に比べて、温度変化に対する電流値の変化が小さく、安定している。即ち、ユニットＵ２ａに比べて、ユニットＵ２の温度特性が向上しているのがわかる。
【００５４】
次に、ユニットＵ２を備えたバイアス回路１００（図２参照）を使用した場合の増幅器（図１参照）の温度特性について、図９〜図１２を参照しながら説明する。なお、この温度特性について説明するにあたり、比較例として図３に示されたバイアス回路１００ａを使用した場合の温度特性をあわせて示す。なお、以降では、ユニットＵ２を備えたバイアス回路１００を使用した場合を「本実施例」と呼び、バイアス回路１００ａを使用した場合を「比較例」と呼ぶ場合がある。
【００５５】
まず、図９を参照する。図９は、増幅器を構成するトランジスタＰＡのベース−エミッタ間電圧の温度特性について、本実施例と比較例とを比較したグラフである。図９の横軸は温度（℃）を示しており、縦軸はトランジスタＰＡ（図１参照）のベース−エミッタ間電圧ＶＰＡＢＥ（Ｖ）を示している。また、図９において、Ｇ３１は、本実施例の温度特性を示しており、Ｇ３２は、比較例の温度特性を示している。
【００５６】
図９のグラフＧ３２とグラフＧ３１とを比較するとわかるように、本実施例は、比較例に比べ低温の領域Ｇ３２１において電圧ＶＰＡＢＥが上昇し、高温の領域Ｇ３２２において電圧ＶＰＡＢＥが降下している。
【００５７】
また、図１０は、増幅器を構成するトランジスタＰＡのコレクタ電流Ｉｃの温度特性について、本実施例と比較例とを比較したグラフである。図１０の横軸は温度（℃）を示しており、縦軸はトランジスタＰＡ（図１参照）のコレクタ電流Ｉｃ（Ａ）を示している。また、図１０において、Ｇ４１は、本実施例の温度特性を示しており、Ｇ４２は、比較例の温度特性を示している。
【００５８】
図１０のグラフＧ４１とグラフＧ４２とを比較するとわかるように、本実施例は、比較例に比べて温度変化に対するコレクタ電流Ｉｃの変化が小さく、より安定していることがわかる。
【００５９】
ここで、図１１を参照する。図１１は、増幅器の利得の温度特性について、本実施例と比較例とを比較したグラフである。図１１の横軸は温度（℃）を示しており、縦軸は増幅器の利得Ｇａｉｎ（ｄＢ）を示している。また、図１１において、Ｇ５１は、本実施例の温度特性を示しており、Ｇ５２は、比較例の温度特性を示している。
【００６０】
図１１のグラフＧ５２に示すように、比較例の利得Ｇａｉｎは、−４０℃の環境下では約７．４ｄＢと低い値を示し、これが温度上昇に伴い急激に増加して、８０℃の環境下では約９．８ｄＢに至っている。即ち、比較例は、温度が変化する環境下において、利得Ｇａｉｎが安定していない。
【００６１】
これに対して、グラフＧ５１に示すように本実施例は、−４０℃から８０℃の間で温度が変化した場合においても、利得Ｇａｉｎが約９．１ｄＢ前後の値を示している。即ち、本実施例は、温度が変化する環境下においても利得Ｇａｉｎが安定しており、比較例に比べて温度特性が向上していることがわかる。
【００６２】
また、図１２は、増幅器の出力性能（Ｐ１ｄＢ）の温度特性について、本実施例と比較例とを比較したグラフである。図１２の横軸は温度（℃）を示しており、縦軸は増幅器の出力性能Ｐ１ｄＢ（ｄＢｍ）を示している。また、図１１において、Ｇ６１は、本実施例の温度特性を示しており、Ｇ６２は、比較例の温度特性を示している。
【００６３】
図１２のグラフＧ６２に示すように、比較例は、−１０℃の近傍を境に、温度が低下するにつれて出力特性Ｐ１ｄＢが急激に低下している。これに対して、本実施例は、この−１０℃の近傍からさらに温度が低下しても、出力特性Ｐ１ｄＢの線形性が保たれていることがわかる。このことからも、本実施例が、温度変化に依存せず安定的に動作し、比較例に比べて温度特性が向上していることがわかる。
【００６４】
以上のように、本実施形態に係るバイアス回路１００は、互いに反対の温度特性を示すトランジスタＭ２１とトランジスタＭ２２とが並列に接続されて構成されたユニットＵ２を備え、このユニットＵ２で、カレントミラー回路Ｕ１のミラー電流を受ける構成としている。このような構成とすることで、本実施形態に係るバイアス回路１００は、単一のトランジスタＭ２１ａにより構成されたユニットＵ２ａを適用する場合に比べて温度特性を向上させることが可能となる。そのため、トランジスタＰＡを用いた増幅器のバイアス回路として、このバイアス回路１００を適用することにより、トランジスタＰＡの利得と線形性の温度特性依存を少なくすることが可能となる。
【００６５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６６】
１００、１００ａ  バイアス回路
２００  入力側整合回路
３００  出力側整合回路
ＲＦｉｎ  入力部
ＲＦｏｕｔ  出力部
ＰＡ  トランジスタ
Ｕ１  カレントミラー回路
Ｍ１１、Ｍ１２  トランジスタ
Ｕ２、Ｕ２ａ  ユニット
Ｍ２１、Ｍ２１ａ、Ｍ２２  トランジスタ
Ｍ３０  トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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