(57)【要約】  本発明は、共通エミッタ構成の第１のトランジスタ（１）と共通ベース構成の第２のトランジスタ（２）とから構成されるトランジスタ配置を有する、増幅回路配置に関する。スイッチング装置（７）は、第１の動作モードにおいて、第１のトランジスタ（１）を増幅回路配置の入力端子（３）に結合する一方、第２のトランジスタ（２）はカスコード段を形成する。第２の動作モードにおいて、第２のトランジスタ（２）は、入力端子（３）に結合される。第１のモードの間に高利得が達成される一方、第２のモードは、誘導縮退を要求することなく、高い直線性を可能にする。
2009502065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅される信号を受信するための入力端子（３）と、
増幅された信号を供給するための出力端子（４）と、
共通エミッタ構成の第１のトランジスタ（１）と、共通ベース構成の第２のトランジスタ（２）とから構成されるトランジスタ配置であって、第２のトランジスタは増幅回路配置の前記出力端子（４）に結合される、トランジスタ配置と、
増幅回路配置の第１の動作モードにおいては、前記第１のトランジスタ（１）が増幅回路配置の前記入力端子に結合し、かつ、前記第２のトランジスタ（２）は前記第１のトランジスタ（１）に対してカスコードを形成し、増幅回路配置の第２の動作モードにおいては、前記第２のトランジスタ（２）が増幅回路配置の前記入力端子（３）に結合するように、前記トランジスタ配置に結合されるスイッチング装置（７）と、
を有する増幅回路配置であって、
前記スイッチング装置（７）は増幅回路配置の前記入力端子（３）を前記トランジスタ配置に結合する、
増幅回路配置。
【請求項２】
信号の直流成分の抑制手段（１０）は、前記増幅回路配置の前記入力端子（３）と前記スイッチング装置（７）との間に接続されることを特徴とする請求項１に記載の増幅回路配置。
【請求項３】
前記第２の動作モードにおいて、前記第１のトランジスタ（１）は、電流源として動作するように設計されることを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項に記載の増幅回路配置。
【請求項４】
前記スイッチング装置（７）は、
前記第１の動作モードにおいては、前記増幅回路配置の前記入力端子（３）が、前記第１のトランジスタ（１）のベース端子に結合されるように、および、
前記第２の動作モードにおいては、前記増幅回路配置の前記入力端子（３）が、前記第２のトランジスタ（２）のエミッタ端子に結合されるように、
設計されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の増幅回路配置。
【請求項５】
前記第１のトランジスタ（１）のエミッタ端子は、接地電位端子（５）に接続されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の増幅回路配置。
【請求項６】
前記第２のトランジスタ（２）のベース端子は、基準電位端子（６）に接続されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の増幅回路配置。
【請求項７】
前記第２のトランジスタ（２）のエミッタ端子は、前記第１のトランジスタ（１）のコレクタ端子に接続されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の増幅回路配置。
【請求項８】
前記第２のトランジスタ（２）のコレクタ端子は、電気負荷（８）を介して供給電位端子（９）に接続されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の増幅回路配置。
【請求項９】
動作点調整手段（１１）が備えられ、この手段は、前記第１のトランジスタ（１）のベース端子に接続されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の増幅回路配置。
【請求項１０】
前記動作点調整手段（１１）は、
共通エミッタ構成の第３のトランジスタであって、そのコレクタ端子が、基準電流源（１３）を介して供給電位端子（９）に接続される第３のトランジスタ（１２）と、
共通コレクタ構成の第４のトランジスタであって、そのベース端子が、前記第３のトランジスタ（１２）のコレクタ端子に接続され、かつ、そのエミッタ端子が、第１の抵抗器（１５）を介して前記第３のトランジスタ（１２）のベース端子に、ならびに、第２の抵抗器（１６）を介して前記第１のトランジスタ（１）のベース端子に接続される、第４のトランジスタ（１４）と、
から構成されることを特徴とする請求項９に記載の増幅回路配置。
【請求項１１】
前記スイッチング装置（７）は、制御信号を受信するための制御入力を有し、かつ、前記増幅回路配置の所望の利得値に応じて、前記第１または第２の動作モードを活性化するように設計されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の増幅回路配置。
【請求項１２】
前記増幅回路配置は、バイポーラ回路としてモノリシック集積に備えられることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の増幅回路配置。
【請求項１３】
前記増幅回路配置は、受信回路配置の受信経路に備えられることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の増幅回路配置を有する受信回路配置。
【請求項１４】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の増幅回路配置を、受信回路配置の受信経路における低雑音増幅回路とする使用法。
【請求項１５】
増幅される信号を受信するステップと、
第１の動作モードにあっては、第２のトランジスタ（２）によって形成されるカスコード段を有する、共通エミッタ構成の第１のトランジスタ（１）によって信号を増幅するステップと、
第２の動作モードの間に、共通ベース構成の前記第２のトランジスタ（２）によって信号を増幅するステップと、
増幅された信号を供給するステップと、
前記第１の動作モードにおいては前記第１のトランジスタ（１）へ、前記第２の動作モードにおいては前記第２のトランジスタ（２）へのいずれかに、増幅される信号を送り出すステップと、
を備える、可変利得によって信号を増幅するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、増幅回路配置、および信号を増幅するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、無線周波受信回路配置における低雑音増幅回路のように、増幅回路配置は広く利用される。受信信号の電力レベルに応じて、可変利得増幅回路を提供することが望まれ得る。
【０００３】
通常、信号増幅のためにトランジスタが利用される。増幅トランジスタは、共通エミッタ構成で接続され得る。低レベル入力信号を処理するとき、比較的高い利得、低い雑音指数およびかなり良い直線性を結果としてもたらす。
【０００４】
共通エミッタトランジスタ構成に基づく増幅回路の直線性を改善するために、縮退を利用してもよい。これは、トランジスタのエミッタ端子と接地電位端子との間にインダクタを接続することによって実現される。このことは、高周波信号を処理するとき、直線性にかなりの改善を結果としてもたらす。 
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、比較的大きな値を有するインダクタが必要であるという理由で、このインダクタは、その大きさのゆえ、通常は外づけ素子である。いずれにせよ、誘導縮退は、インダクタを組み込むための比較的大きなチップ領域、または外づけのディスクリートインダクタに接続するための増幅回路を含む集積回路における追加のピンのうちのいずれかを必要とするが、これは結果として高コストをもたらす。
【０００６】
本発明の目的は、増幅回路配置、および信号増幅の改良された直線性を提供する方法を提供することである。
【０００７】
これらの目的は、本発明の請求項１の特徴を有する増幅回路配置、および請求項１６に係る方法によって解決される。
【０００８】
好適な実施形態は、従属請求項によって示される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
増幅回路配置は、増幅される信号を受信するための入力端子と、入力信号から導出される増幅された信号を供給するための出力端子とを有する。トランジスタ配置は、入力端子を出力端子に結合する。トランジスタ配置は、少なくとも第１のトランジスタと第２のトランジスタから構成される。第１のトランジスタが共通エミッタ構成で接続される一方、第２のトランジスタは、共通ベース構成に設計される。第２のトランジスタは、増幅回路配置の出力端子に結合される。さらに、スイッチング装置はトランジスタ配置に結合されるように備えられるので、増幅回路配置の第１の動作モードにおいて、第１のトランジスタは増幅回路配置の入力端子に結合され、第２のトランジスタは第１のトランジスタに対してカスコード段を形成する。増幅回路配置の第２の動作モードにおいて、第２のトランジスタは増幅回路配置の入力端子に結合される。
【００１０】
第１の動作モードにおいて、カスコード構成による共通エミッタトランジスタが備えられる。このことは、低レベルの入力信号を処理するため、比較的高い利得、低雑音指数およびかなりの直線性を結果としてもたらす。
【００１１】
第２の動作モードにおいて、回路は、共通ベーストランジスタ構成を示す。第１のモードにおいてカスコード段として作動する第２のトランジスタは、第２のモードにおける実入力トランジスタである。より高い入力レベルによる入力信号、そのより高い入力レベルの信号のために許容可能なより高い雑音指数、および増幅の極めて高い直線性を処理するため、この第２の動作モードは好適なより低い利得を結果としてもたらす。
【００１２】
第２のモードにおいて、トランジスタ配置の第１のトランジスタは電流源の一部であってよい。
【００１３】
提案される原理によれば、外づけまたは内蔵のインダクタは、共通エミッタ構造において直線性を増大するために必要ではない。
【００１４】
増幅回路の所望の特性に応じて、共通エミッタと共通ベースのトランジスタ構成の間の整流が供給される。
【００１５】
誘導縮退は、提案される原理にはもはや必要でないという理由で、低い電流消費で、より小型の低雑音増幅回路（ＬＮＡ）が実現される。
【００１６】
本発明の好適な実施形態において、直流電流、入力信号の直流成分、を抑制するための手段が備えられて、増幅回路配置の入力端子とスイッチング装置との間に接続される。
【００１７】
第１の動作モードにおいては、増幅回路配置の入力端子は第１のトランジスタのベース端子に結合され、第２の動作モードにおいては、増幅回路配置の入力端子は第２のトランジスタのエミッタ端子に結合されるようにスイッチング装置を設計することが望ましい。
【００１８】
こうすることによって、第１の動作モードにおいて、増幅される信号は、共通エミッタ構成の第１のトランジスタのベース端子に送られ、他方、第２の動作モードにおいては、増幅される信号は、共通ベース構成で作動する第２のトランジスタのエミッタ端子に直接送られる。
【００１９】
他の好適な実施形態によると、動作点調整のための手段は、第１のトランジスタのベース端子に接続されるように提供される。
【００２０】
スイッチング装置は、制御信号を受信するための制御入力端子を有することが望ましい。第１または第２の動作モードが、増幅回路配置の増幅の所望値に応じて駆動されるように、スイッチング装置は設計され得る。
【００２１】
動作モードが、入力信号の電力レベルに応じて駆動されるように、スイッチング装置は設計され得る。
【００２２】
好ましくは、増幅回路配置は、モノリシックに、部分的に、またはひとまとめの回路として、集積され得る。好ましくは、バイポーラ回路設計が使用される。
【００２３】
また、代替の実施形態において、例えば、金属酸化物半導体（ＭＯＳ）集積技術におけるユニポーラトランジスタ、および／またはバイポーラＣＭＯＳを使用することも可能である。
【００２４】
この場合、エミッタはソース端子に対応し、他方、ベース端子はゲートに対応する。したがって、第１のトランジスタは、共通ソース構成であり、他方、第２のトランジスタは共通ゲート構成である。
【００２５】
好ましくは、増幅回路配置は、無線周波数（ＲＦ）受信回路内の低雑音増幅回路として使用される。例えば、低雑音増幅回路は、アンテナを先の信号処理手段に結合してよい。増幅回路配置は、無線周波数レベルにおいてのみならず、周波数変換後の、例えば、中間周波数またはベースバンド周波数レベルにおいても使用され得る。
【００２６】
好ましくは、異なる動作モードは、所望の増幅または利得値を基準に選択される一方、変調技法あるいはある無線方式の他の特性、例えば、振幅および／または位相変調および／または周波数変調、時分割復信（ＴＤＤ）および／または周波数分割復信（ＦＤＤ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）および／または符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）等に応じて、２つの異なる動作モードの間で切り替えることもまた可能である。
【００２７】
典型的な実施形態に係る図の下記記述は、本発明をさらに例証し説明するであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、ある例として示される本発明に係る増幅回路配置の第１の実施形態の概略を示す。増幅回路配置は、第１のトランジスタ１と第２のトランジスタ２から構成される。第１のトランジスタ１と第２のトランジスタ２は、トランジスタ配置を形成する。このトランジスタ１、２の配置は、増幅される信号を受信するための入力端子３と、増幅された信号を供給するための出力端子４との間に結合される。
【００２９】
第１のトランジスタは、共通エミッタ構成で切り替えられ、一方、第２のトランジスタ２は、共通ベース構成で接続される。第１のトランジスタ１のエミッタ端子は、接地電位端子５に直接接続される。第２のトランジスタ２のベース端子は、基準電位端子６に直に接続される。スイッチング装置７は、増幅回路配置の第１の動作モードと、増幅回路配置の第２の動作モードとの切替を可能にする。第１の動作モードにおいて、第２のトランジスタ２は、第２のトランジスタが第１のトランジスタ１に対してカスコード段を形成するように、第１のトランジスタ１と信号入力端子３とに結合される。しかしながら、第２の動作モードにおいて、そのエミッタ端子を用いるこの場合、第２のトランジスタ２は増幅回路配置の入力端子３に結合される。第２の動作モードにおいて、第１のトランジスタ１は、第２のトランジスタに対する電流源の一部である。出力端子４は、第２のトランジスタ２の自由端子において形成される。ここで、出力端子４は、第２のトランジスタのコレクタ端子に直に接続される。これに加えて、電気負荷８は、供給電位端子９と出力端子４との間に接続される。
【００３０】
第１の動作モード中の第１の切替位置で、スイッチング装置７は、入力端子３を第１のトランジスタ１のベース端子に接続する。第２の動作モード中の第２の切替位置で、スイッチング装置７は、入力端子３を第２のトランジスタ２のエミッタ端子に接続する。
【００３１】
第１の動作モードの間にカスコード段を形成するために、第２のトランジスタ２のエミッタ端子は第１のトランジスタ１のコレクタ端子に接続される。
【００３２】
第１の動作モードにおいて、第２のトランジスタ２によりカスコード段を有する第１のトランジスタ１のベース端子に、入力信号ＶＩＮは送り込まれる。増幅された信号は、出力端子４において供給される。低レベル入力信号を処理するために、カスコード構成による共通エミッタトランジスタは、高利得、低雑音指数およびかなりの直線性を結果としてもたらす。
【００３３】
第２の動作モードにおいて、第２のトランジスタ２のエミッタ端子に、入力信号ＶＩＮは送り込まれる。このモードにおいて、トランジスタ配置は、共通ベース構成を示す。第１のモードにおいてカスコードを示す第２のトランジスタ２は、第２の動作モードにおける入力トランジスタである。こうすることによって、第２の動作モードの間に、入力信号ＶＩＮのより高い入力レベル信号を処理するために望ましい低利得が実現される。生ずるかもしれないより高い雑音指数は、入力信号がより高いレベルのために許容され得る。第２の動作モードにおいて、直線性はかなり改善される。このより高い直線性は、誘導縮退の必要なく実現される。特に、外づけのインダクタは必要ない。
【００３４】
代替の実施形態において、バイポーラトランジスタ１、２は、例えば、電界効果トランジスタのようなユニポーラトランジスタに差し替えられ得る。この場合において、共通エミッタ構成は、共通ソース構成によって実現され、共通ベース構成は、共通ゲート構成により実現される。
【００３５】
図２は、本発明に係る増幅回路配置の第２の例示的実施形態を示す。使用される部品、これらの相互接続、およびこれらの有利な機能において、図１および２の回路が互いに一致するかぎりにおいて、その説明はここでは繰り返されない。
【００３６】
スイッチング装置７に加えて、図２は、入力信号ＶＩＮの直流成分を阻止する手段１０を含み、これは入力端子３とスイッチング装置７との間に接続される。直流成分を抑制するこれらの手段１０は、例えば、直列のコンデンサとして実現されてもよい。
【００３７】
図２によると、基準電位端子６は供給電位端子９に直に接続される。
【００３８】
さらに、動作点調整手段１１が備えられ、第１のトランジスタ１のベース端子に接続される。動作点調整手段１１は、共通エミッタ構成の第３のトランジスタ１２を含み、そのコレクタ端子は、基準電流源１３を介して供給電位端子９に接続される。また、動作点調整手段１１は、共通コレクタ構成の第４のトランジスタ１４を含む。トランジスタ１４のベース端子は、第３のトランジスタ１２のコレクタ端子に接続され、第４のトランジスタ１４のエミッタ端子は、第１の抵抗器１５を介して第３のトランジスタ１２のベース端子に、第２の抵抗器１６を介して第１のトランジスタ１のベース端子に接続される。第４のトランジスタ１４のコレクタ端子は、供給電位端子９に直接接続される。
【００３９】
第１および第２のトランジスタ１５、１６の値の比率は、動作点を設定する。
【００４０】
スイッチング装置７は、例えば、２つの補完的な切替伝達ゲートまたは単一トランジスタを使用することによって、実現され得る。
【００４１】
図３において、無線周波数に対する典型的な受信回路配置が示される。本発明に係る増幅回路配置、例えば図２に係る増幅回路配置２０は、アンテナ２１に結合される。その後の信号処理手段２２は、増幅回路配置の下流に備えられる。第１の動作モードと第２の動作モードとの間の切替、異なる利得値および直線性特性は、すでに上述したとおり、受信された信号を処理するために実現され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の典型的な実施形態に係る概略図である。
【図２】本発明の第２の典型的な実施形態に係る概略図である。
【図３】本発明に係る増幅回路を有する無線受信回路の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  トランジスタ
２  トランジスタ
３  入力端子
４  出力端子
５  接地電位端子
６  基準電位端子
７  スイッチング装置
８  電気負荷
９  供給電位端子
１０  直流阻止手段
１１  動作点調整手段
１２  トランジスタ
１３  基準電流源
１４  トランジスタ
１５  抵抗器
１６  抵抗器
２０  増幅回路配置
２１  アンテナ
２２  信号経路
【図１】
2009502065.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
2009502065.tif 000006
2009502065.tif 000007
2009502065.tif 000008