(57)【要約】【課題】  周囲温度の影響を受けずに利得を一定に抑えられる利得制御回路を提供する。【解決手段】  電源端子Ｂに接続された可変抵抗手段２１と、利得制御用電圧によって可変抵抗手段２１の抵抗値を制御する制御手段２５と、可変抵抗手段２１を介して電源電圧が供給される増幅用トランジスタ２２とを備え、可変抵抗手段２１と増幅用トランジスタ２２のコレクタとの間に電流検出用抵抗２３を介挿し、電流検出用抵抗２３に生じる降下電圧を検出する電圧検出手段２６を設け、電圧検出手段２６によって検出した降下電圧を制御手段２５に帰還して電流検出用抵抗２３に流れる電流の増減を抑えるように可変抵抗手段２１の抵抗値を制御した【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源端子に接続された可変抵抗手段と、利得制御用電圧によって前記可変抵抗手段の抵抗値を制御する制御手段と、前記可変抵抗手段を介して電源電圧が供給される増幅用トランジスタとを備え、前記可変抵抗手段と前記増幅用トランジスタのコレクタとの間に電流検出用抵抗を介挿し、前記電流検出用抵抗に生じる降下電圧を検出する電圧検出手段を設け、前記電圧検出手段によって検出した降下電圧を前記制御手段に帰還して前記電流検出用抵抗に流れる電流の増減を抑えるように前記可変抵抗手段の抵抗値を制御したことを特徴とする利得制御回路。
【請求項２】
前記可変抵抗手段を第１のＰチャンネル電界効果トランジスタで構成し、前記制御手段を第１のオペアンプで構成すると共に、前記電圧検出手段を第２のオペアンプで構成し、第２のオペアンプによって検出した前記降下電圧に比例する出力電圧と前記制御電圧とを前記第１のオペアンプに入力し、前記第２のオペアンプの出力電圧を前記第１のＰチャンネル電界効果トランジスのゲートに入力したことを特徴とする請求項１に記載の利得制御回路。
【請求項３】
前記電源端子に接続されると共に、前記増幅用トランジスタのコレクタに前記電源電圧を供給する第２のＰチャンネル電界効果トランジスタを設け、前記増幅用トランジスタのコレクタと前記第２のＰチャンネル電界効果トランジスタとを接続し、前記第１のオペアンプの出力電圧を前記第２のＰチャンネル電界効果トランジスタのゲートに入力したことを特徴とする請求項２に記載の利得制御回路。
【請求項４】
前記第２のＰチャンネル電界効果トランジスタのゲート幅を前記第１のＰチャンネル電界効果トランジスタのゲート幅よりも大きくしたことを特徴とする請求項３に記載の利得制御回路。
【請求項５】
前記第２のＰチャンネル電界効果トランジスタのゲート幅を前記第１のＰチャンネル電界効果トランジスタのゲート幅の１００倍以上にしたことを特徴とする請求項４に記載の利得制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に携帯電話のパワーアンプ等に好適な利得制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２に示す従来の利得制御回路はエミッタ接地の増幅回路の差動回路を組み合わせたものである。エミッタ接地の増幅回路はトランジスタ１と、ピンダイオードの可変抵抗素子５と、抵抗７とから構成される。トランジスタ１のエミッタ電流のうち、直流バイアス分はトランジスタ２、３で差動的に分流する。トランジスタ４によってエミッタ電流は定まる。入力信号はトランジスタ１によって増幅される。トランジスタ１のエミッタ側で信号分はインダクタンス６で阻止されるので利得はコレクタ抵抗７と可変抵抗素子５の交流抵抗の比で定まる。
【０００３】
可変抵抗素子５の交流抵抗は可変抵抗素子５に流れる直流バイアス電流に反比例して変わる。よって、可変抵抗素子５に流れる直流バイアス電流でトランジスタ１の利得を可変できる。
【０００４】
可変抵抗素子５に流す直流バイアス電流はトランジスタ２のベースに入る制御電圧と抵抗１０、１１によって設定したトランジスタ３のベース電圧との差によって定めた。制御電圧で可変抵抗素子５に流れる直流バイアス電流を変えてもトランジスタ２と３に流れる電流の和であるトランジスタ１に流れる直流バイアス電流は、トランジスタ４における抵抗１２、１３、１４によって設定でき、一定である。
【０００５】
この構成によれば、制御電圧を変えることで利得を変えることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特公平０７−０４０６５２号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
制御電圧が一定であっても、周囲温度が変化すると可変抵抗素子５に流れる直流バイアス電流が変化してトランジスタ１の利得が変化してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、周囲温度の影響を受けずに利得を一定に抑えられる利得制御回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の解決手段として、電源端子に接続された可変抵抗手段と、利得制御用電圧によって前記可変抵抗手段の抵抗値を制御する制御手段と、前記可変抵抗手段を介して電源電圧が供給される増幅用トランジスタとを備え、前記可変抵抗手段と前記増幅用トランジスタのコレクタとの間に電流検出用抵抗を介挿し、前記電流検出用抵抗に生じる降下電圧を検出する電圧検出手段を設け、前記電圧検出手段によって検出した降下電圧を前記制御手段に帰還して前記電流検出用抵抗に流れる電流の増減を抑えるように前記可変抵抗手段の抵抗値を制御した。
【００１０】
また、第２の解決手段として、前記可変抵抗手段を第１のＰチャンネル電界効果トランジスタで構成し、前記制御手段を第１のオペアンプで構成すると共に、前記電圧検出手段を第２のオペアンプで構成し、第２のオペアンプによって検出した前記降下電圧に比例する出力電圧と前記制御電圧とを前記第１のオペアンプに入力し、前記第２のオペアンプの出力電圧を前記第１のＰチャンネル電界効果トランジスのゲートに入力した。
【００１１】
また、第３の解決手段として、前記電源端子に接続されると共に、前記増幅用トランジスタのコレクタに前記電源電圧を供給する第２のＰチャンネル電界効果トランジスタを設け、前記増幅用トランジスタのコレクタと前記第２のＰチャンネル電界効果トランジスタとを接続し、前記第１のオペアンプの出力電圧を前記第２のＰチャンネル電界効果トランジスタのゲートに入力した。
【００１２】
また、第４の解決手段として、前記第２のＰチャンネル電界効果トランジスタのゲート幅を前記第１のＰチャンネル電界効果トランジスタのゲート幅よりも大きくした。
【００１３】
また、第５の解決手段として、前記第２のＰチャンネル電界効果トランジスタのゲート幅を前記第１のＰチャンネル電界効果トランジスタのゲート幅の１００倍以上にした。
【発明の効果】
【００１４】
第１の解決手段によれば、電源端子に接続された可変抵抗手段と、利得制御用電圧によって可変抵抗手段の抵抗値を制御する制御手段と、可変抵抗手段を介して電源電圧が供給される増幅用トランジスタとを備え、可変抵抗手段と増幅用トランジスタのコレクタとの間に電流検出用抵抗を介挿し、電流検出用抵抗に生じる降下電圧を検出する電圧検出手段を設け、電圧検出手段によって検出した降下電圧を制御手段に帰還して電流検出用抵抗に流れる電流の増減を抑えるように可変抵抗手段の抵抗値を制御したので、温度変化によって増幅用トランジスタの電流が変化しようとしてもその変化が抑えられる。
【００１５】
また、第２の解決手段によれば、可変抵抗手段を第１のＰチャンネル電界効果トランジスタで構成し、制御手段を第１のオペアンプで構成すると共に、電圧検出手段を第２のオペアンプで構成し、第２のオペアンプによって検出した降下電圧に比例する出力電圧と制御電圧とを第１のオペアンプに入力し、第２のオペアンプの出力電圧を前記第１のＰチャンネル電界効果トランジスのゲートに入力したので、汎用の部品を使用して簡単な構成で増幅用トランジスタの電流変化を抑えられる。
【００１６】
また、第３の解決手段によれば、電源端子に接続されると共に、増幅用トランジスタのコレクタに電源電圧を供給する第２のＰチャンネル電界効果トランジスタを設け、増幅用トランジスタのコレクタと第２のＰチャンネル電界効果トランジスタとを接続し、第１のオペアンプの出力電圧を第２のＰチャンネル電界効果トランジスタのゲートに入力したので、増幅用トランジスタのコレクタ電圧を高くできる。
【００１７】
また、第４の解決手段によれば、第２のＰチャンネル電界効果トランジスタのゲート幅を第１のＰチャンネル電界効果トランジスタのゲート幅よりも大きくしたので、増幅用トランジスタのコレクタ電圧を一層高くでき、携帯用機器に好適である。
【００１８】
また、第５の解決手段によれば、第２のＰチャンネル電界効果トランジスタのゲート幅を第１のＰチャンネル電界効果トランジスタのゲート幅の１００倍以上にしたので、増幅用トランジスタのコレクタ電流の大部分を第２のＰチャンネル電界効果トランジスタから流すことになり、コレクタ電圧を最大限に高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１に本発明の第１実施形態を示す。電源端子Ｂに接続された第１の可変抵抗手段２１を介して増幅用トランジスタ２２に電源電圧が供給される。第１の可変抵抗手段２１と増幅用トランジスタ２２との間には、抵抗値の小さな電流検出用抵抗２３が介挿され、さらに、電流検出用抵抗２３と増幅用トランジスタ２２のコレクタとの間には負荷２４が介挿される。第１の可変抵抗手段２１は電流入力端と、電流出力端と、制御端とを有する３端子型の半導体部品で構成され、電流入力端と制御端との間の電圧差によって流れる電流が制御され、例えば、Ｃ−ＭＯＳで構成された第１のＰチャンネル電界効果トランジスタがそれである。そして、電流入力端であるソースが電源端子Ｂに接続され、電流出力端であるドレインが電流検出用抵抗２３に接続される。ゲートは制御端となる。増幅用トランジスタ２２のエミッタは接地され、ベースには高周波信号が入力され、増幅された高周波信号はコレクタから出力される。
【００２０】
第１の可変抵抗手段２１の抵抗値は制御手段２５によって制御される。制御手段２５は第１のオペアンプで構成され、一方の入力端（反転入力端）にが制御電圧が入力される。制御手段２５の出力電圧は可変抵抗手段２１の制御端であるゲートに入力される。
【００２１】
電流検出抵抗２３に生じる降下電圧は電圧検出手段２６によって検出される。電圧検出手段２６は第２のオペアンプによって構成され、その出力電圧は制御手段２５の他方の入力端（非反転入力端）に入力される。
【００２２】
従って、電圧検出手段２６の出力電圧が制御手段に帰還されるので、制御電圧を一定に保持した場合は増幅トランジスタ２２のコレクタ電圧は一定値になるように制御される。制御電圧を変えれば、第１の可変抵抗手段２１の抵抗値が変えられることで増幅用トランジスタ２２のコレクタ電圧が変えられ、これによって増幅用トランジスタ２２の利得が変えられる。
【００２３】
ここで、制御電圧が一定に保たれている条件下で、周囲温度が変化した場合の動作について説明する。通常、ＰＮ接合を有する半導体部品に流れる電流は周囲温度が上昇すると増加する。増幅用トランジスタ２２のコレクタ電流がそれである。コレクタ電流の増加に伴って電流検出抵抗２３の両端間の電圧は大きくなるので。電圧検出手段２６の出力電圧は高くなる。この出力電圧が制御手段２５に入力されることで、制御手段２５の出力電圧も高くなる。この出力電圧は第１の可変抵抗手段２１の制御端に入力されることでソースとゲート間の電圧差が小さくなり、流れる電流が減少する。すなわち、抵抗値が大きくなる。この結果、増幅用トランジスタ２２のコレクタ電流が減少する方向に制御され、温度による電流変化を抑える。
【００２４】
図２は第２実施形態を示す。第２実施形態では第２の可変抵抗手段２７が追加される。第２の可変抵抗手段２７も第２のＰチャンネル電界効果トランジスタで構成される。第２の可変抵抗手段２７の電流入力端は電源端子Ｂに接続され、電流出力端は増幅用トランジスタ２２のコレクタに接続される。すなわち、電流出力端と増幅用トランジスタ２２のコレクタとの間には、増幅トランジスタ２２の負荷以外には電流が流れることで電圧降下を発生する部品が介在されていない。そして、制御手段２５の出力電圧は第２の可変抵抗手段２７の制御端にも入力される。
【００２５】
この実施形態においても、図１と同様に温度による電流変化が抑えられるが、第２の可変抵抗手段２７から直接に増幅用トランジスタ２２に給電されるので、コレクタ電圧を高くすることができる。電池駆動される携帯用機器に好適である。
【００２６】
なお、第１の可変抵抗手段２１と第２の可変抵抗手段２７としてそれぞれ第１のＰチャンネル電界効果トランジスタ、第２のＰチャンネル電界効果トランジスタを使用した場合、第２のＰチャンネル電界効果トランジスタのゲート幅を第１のＰチャンネル電界効果トランジスタのゲート幅よりも、例えば１００倍以上大きくすることで、増幅用トランジスタ２２のコレクタ電流の大部分は第２のＰチャンネル電界効果トランジスタから流れることになり、コレクタ電圧を一層高くすることができる。第１のＰチャンネル電界効果トランジスタには温度による電流変化を検出するのに必要な最小限の電流を流せばよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の利得制御回路における第１の実施形態の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の利得制御回路における第２の実施形態の構成を示す回路図である。
【図３】従来の利得制御回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２８】
２１：第１の可変抵抗手段
２２：増幅用トランジスタ
２３：電流検出抵抗
２４：負荷
２５：制御手段
２６：電圧検出手段
２７：第２の可変抵抗手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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