(57)【要約】  【課題】  大容量のコンデンサを接続可能とし、外付けのコンデンサによって電源部が発生する低周波雑音を低減させ、高周波部の雑音特性を改善できるようにする。  【解決手段】  高周波集積回路の高周波部７の電流源となる電流ミラー回路を構成する各トランジスタ２、６の制御電極ライン（ベースライン）を、パッケージ８の外部に導出する構成とし、この制御電極ラインに外部端子１１を接続して、外部端子１１に外付けの大容量のコンデンサ１２を接続する。このコンデンサ１２によって電源部で発生する低周波雑音を低減させる。制御電極ラインはできるだけ外部端子１１の近くに配置し、短く太い配線で外部端子１１に接続する。【選択図】  図１
2006174011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号が入力される高周波部と、前記高周波部の電流源となる電流ミラー回路とを備え、前記電流ミラー回路を構成するトランジスタの制御電極ラインが外部端子に導出されていることを特徴とする高周波集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波信号を取り扱う高周波集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高周波集積回路として、トランジスタを用いた電流ミラー回路によって定電流源を構成し、差動増幅器等の高周波部に定電流を供給する構成のものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図４は従来の高周波集積回路の高周波部の電流源周辺の回路構成例を示す図である。高周波集積回路は、レギュレータなどの電源生成部５１と、電流ミラー回路の親側になるトランジスタ５２と、このトランジスタ５２のエミッタ−グランド間に接続される抵抗５３（Ｒ５１）と、トランジスタ５２のベース−グランド間に接続されるコンデンサ５４（Ｃ５１）と、電流ミラー回路の子側になるトランジスタ５６と、このトランジスタ５６のエミッタ−グランド間に接続される抵抗５５（Ｒ５２）と、電流ミラー回路の子側になるトランジスタ５６の負荷になる差動増幅器などの高周波部５７と、集積回路のパッケージ５８とを有して構成されている。また、パッケージ５８には、正電源端子６１とグランド端子６２とが設けられている。
【０００４】
この構成において、レギュレータなどの電源生成部５１で生成された定電流が、電流ミラー回路の親側になるトランジスタ５２に流れ込む。ここで、トランジスタ５２のエミッタ電流をＩ２、電源生成部１から供給される定電流をＩ１、ベースラインに供給される各トランジスタのベース電流をＩｂとすると、Ｉ２＝Ｉ１−Ｉｂである。このとき、各トランジスタの電流増幅率ｈｆｅが十分大きく、ベース電流Ｉｂが定電流Ｉ１に対して無視できる程度に小さな値（Ｉｂ≪Ｉ１）であれば、Ｉ１とＩ２とはほぼ等しく（Ｉ１≒Ｉ２）なる。
【０００５】
また、電流ミラー回路の親側になるトランジスタ５２のベースと、電流ミラー回路の子側になるトランジスタ５６のベースとは直接接続され、電流ミラー回路の親側になるトランジスタ５２のベースとコレクタが接続されたミラー構成となっている。このため、電流ミラー回路の親側になるトランジスタ５２のエミッタ−グランド間に接続される抵抗５３（Ｒ５１）と、電流ミラー回路の子側になるトランジスタ５６のエミッタ−グランド間に接続される抵抗５５（Ｒ５２）の比率倍（ミラー比倍）だけ、電流は増幅される。すなわち、トランジスタ５６のエミッタ電流をＩ３すると、Ｉ３＝Ｉ２×Ｒ５１／Ｒ５２である。通常、この比率は、５〜２０程度に設定される。なお、ミラー比率に対応して親側および子側の各トランジスタの能力（トランジスタのチップサイズ、エミッタ面積またはエミッタ数、同一能力トランジスタの並列個数等）がそれぞれ設定されている。
【０００６】
しかしながら、前記従来の高周波集積回路においては、電源生成部５１が作り出す雑音が、さらにミラー回路でミラー比倍増幅されてしまい、差動増幅器などの高周波部５７の信号に大きな雑音が生じてしまう。そのため、差動増幅器などの高周波部５７の雑音特性を改善しても、高周波出力での雑音は改善しなかった。
【０００７】
また、一般的に、各トランジスタの電流増幅率ｈｆｅが十分大きいとは言えず、Ｉｂ≪Ｉ１が成り立たないため、ミラー比が正確に設定できない。このため、図５に示すように、親側になるトランジスタ５２にベース抵抗５９を設けたり、図６に示すように、トランジスタ６０を追加し、そのトランジスタ６０のベースを親側になるトランジスタ５２のコレクタに、トランジスタ６０のエミッタを親側になるトランジスタ５２のベースに接続したりすることで、電流増幅率ｈｆｅの補償を行っている。このようにベース抵抗５９を介設したりトランジスタ６０を追加して電流増幅率ｈｆｅを補償する回路構成にすると、電源の雑音はさらに増幅され、差動増幅器などの高周波部５７の高周波出力での雑音を劣化させていた。特に、ギルバートセルミキサーのようなミキサー回路を有している高周波回路では、低周波の雑音が高周波域に周波数変換されてきてしまい、搬送波近傍に現れた場合にはフィルタでも雑音を除去できなくなってしまう。
【０００８】
これら電源部の雑音を低減するために、従来の高周波集積回路では、電流ミラー回路のベースラインとグランドとの間に接続されたコンデンサ５４（Ｃ５１）を内蔵している（例えば特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−４３８５２号公報
【特許文献２】特開平５−１６０３４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、集積回路に内蔵できるコンデンサの容量は大きくても数１０ｐＦ程度であり、高周波雑音を低減することはできても、電源に含まれる低周波雑音を低減することができなかった。さらに、近年、広帯域の通信方式が実用化されるようになってきており、高周波集積回路をこのような通信方式の装置に適用するために、雑音を広帯域に低減する必要がでてきている。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来の集積回路では到底作成できなかった大容量のコンデンサを接続でき、外付けのコンデンサによって電源部が発生する低周波雑音を低減させることにより、高周波部の雑音特性を改善することが可能な高周波集積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】
【００１２】
本発明の高周波集積回路は、高周波信号が入力される高周波部と、前記高周波部の電流源となる電流ミラー回路とを備え、前記電流ミラー回路を構成するトランジスタの制御電極ラインが外部端子に導出されているものである。
【００１３】
これにより、内蔵コンデンサでは実現できなかった大容量のコンデンサを外部端子に接続することができ、外付けのコンデンサによって電源部が発生する低周波の雑音を低減させることができるため、高周波部の雑音特性の改善が可能な高周波集積回路を実現可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、従来の集積回路では到底作成できなかった大容量のコンデンサを接続でき、外付けのコンデンサによって電源部が発生する低周波雑音を低減させることにより、高周波部の雑音特性を改善することができる高周波集積回路を実現可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る高周波集積回路の高周波部の電流源周辺の回路構成を示す図である。本実施形態の高周波集積回路は、レギュレータなどの電源生成部１と、電流ミラー回路の親側になるトランジスタ２と、このトランジスタ２のエミッタ−グランド間に接続される抵抗３（Ｒ１）と、トランジスタ２のベース−グランド間に接続される内蔵のコンデンサ４（Ｃ１）と、電流ミラー回路の子側になるトランジスタ６のエミッタ−グランド間に接続される抵抗５（Ｒ２）と、電流ミラー回路の子側になるトランジスタ６と、電流ミラー回路の子側になるトランジスタ６の負荷になる差動増幅器などの高周波部７と、集積回路のパッケージ８と有して構成されている。
【００１６】
また、電流ミラー回路の親側になるトランジスタ２のベースと電流ミラー回路の子側になるトランジスタ６のベースとを接続する制御電極ライン（ベースライン）がパッケージ８の外部へ導出され、この制御電極ラインに接続された外部端子１１が設けられている。外部端子１１は、集積回路のパッケージ８に設けられる外部端子であって、この外部端子１１とグランドとの間には、外付けの大容量のコンデンサ１２が接続されている。また、集積回路のパッケージ８には、正電源端子２１と、グランド端子２２とが設けられている。
【００１７】
ここで、電流ミラー回路を構成するトランジスタは、図示したバイポーラトランジスタに限らず、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などを用いることもできる。ＦＥＴを用いて構成した場合、制御電極ラインは、電流ミラー回路のＦＥＴのゲート同士を接続するゲートラインとなる。
【００１８】
上記構成において、レギュレータなどの電源生成部１で生成された定電流が、電流ミラー回路の親側になるトランジスタ２に流れ込む。また、電流ミラー回路の親側になるトランジスタ２のベースと、電流ミラー回路の子側になるトランジスタ６のベースとは直接接続され、電流ミラー回路の親側になるトランジスタ２のベースとコレクタが接続されたミラー構成となっている。このため、電流ミラー回路の親側になるトランジスタ２のエミッタ−グランド間に接続される抵抗３（Ｒ１）と、電流ミラー回路の子側になるトランジスタ６のエミッタ−グランド間に接続される抵抗５（Ｒ２）の比率倍（ミラー比倍）だけ、電流は増幅される。
【００１９】
ここで、レギュレータなどの電源生成部１で発生した低周波の雑音が制御電極ライン（ベースライン）に混入すると、低周波の雑音がミラー比倍されて差動増幅器などの高周波部７に混入してしまい、高周波部７から大きな雑音が出力される。しかし、本実施形態では、制御電極ライン（ベースライン）に混入する低周波の雑音を、外付けの大容量のコンデンサ１２によって低減する構成となっている。このため、高周波部７に混入する雑音は低減され、高周波部の雑音特性（雑音指数：ＮＦ（Noise Figure））の改善が可能となる。
【００２０】
図２は外付けコンデンサによる雑音低減効果を示す図である。この図２は、外付けコンデンサの効果の一例として、本実施形態の高周波集積回路において外付けコンデンサの容量をパラメータとしたミキサーの雑音特性（ＮＦ）の周波数特性を示したものである。図２から、外付けコンデンサによってミキサーの雑音は低減され、また、容量値を大きくすることにより、低周波まで雑音が改善されていることが分かる。
【００２１】
なお、外付けのコンデンサの容量や数量を変えることで、色々な周波数の雑音に対応が可能であることは容易に理解できる。また、コンデンサと直列にインダクタなどを用いても良いし、可変容量コンデンサなどを使用し、使用周波数帯域に合わせて容量値を変化させても良い。
【００２２】
このように、本実施形態では、高周波部７の電流源となる電流ミラー回路を構成するトランジスタ２、６のベースを互いに接続する制御電極ラインを、集積回路のパッケージ８の外部に導出する構成とし、この制御電極ラインに接続された外部端子１１を設け、外部の大容量のコンデンサ１２を接続可能としている。これにより、従来の集積回路では到底作成できなかった大容量のコンデンサ１２を接続可能にでき、外付けのコンデンサ１２によって電源部が発生する低周波雑音を低減させることによって、高周波部７の雑音特性を改善することができる。
【００２３】
（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態に係る高周波集積回路の高周波部の電流源周辺の回路構成を示す図である。第２の実施形態の高周波集積回路の基本的な回路構成は、図１に示した第１の実施形態と同様である。第２の実施形態は、電流ミラー回路のトランジスタの制御電極ライン（ベースライン）とパッケージの外部端子１１との間の配線抵抗１３を意識しているところが異なる。
【００２４】
外付けの大容量のコンデンサ１２を設ける場合、どんなにコンデンサ１２のインピーダンスが低くても、この配線抵抗１３があるために、コンデンサ１２の雑音低減効果は劣化してしまう。そこで、本実施形態では、制御電極ライン（ベースライン）を持った電流ミラー回路部を外部端子１１の出来る限り近くに配置し、且つ制御電極ライン（ベースライン）を太く短い配線で外部端子に接続する。これにより、配線抵抗１３を小さくし、外付けのコンデンサ１２の雑音低減効果を最大限に引き出すようにする。
【００２５】
このように、第２の実施形態では、雑音を低減する必要のある制御電極ライン（ベースライン）を外部端子直近に配置することによって、外部端子までの配線抵抗を出来る限り少なくし、外付けの大容量コンデンサによる低周波の雑音低減効果を最大限に引き出すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、従来の集積回路では到底作成できなかった大容量のコンデンサを接続でき、外付けのコンデンサによって電源部が発生する低周波雑音を低減させることにより、高周波部の雑音特性を改善することができるという効果を有し、高周波信号を取り扱う高周波集積回路等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る高周波集積回路の高周波部の電流源周辺の回路構成を示す図
【図２】本実施形態の高周波集積回路における外付けコンデンサによる雑音低減効果を示す図
【図３】本発明の第２の実施形態に係る高周波集積回路の高周波部の電流源周辺の回路構成を示す図
【図４】従来の高周波集積回路の高周波部の電流源周辺の回路構成例を示す図
【図５】従来の高周波集積回路の高周波部の電流源周辺の他の回路構成示す図
【図６】従来の高周波集積回路の高周波部の電流源周辺の他の回路構成示す図
【符号の説明】
【００２８】
１  電源生成部
２、６  トランジスタ
３、５  抵抗
４  内蔵のコンデンサ
７  高周波部
８  パッケージ
１１  外部端子
１２  外付けの大容量のコンデンサ
１３  配線抵抗
２１  正電源端子
２２  グランド端子
【図１】
2006174011.tif 000003
【図２】
2006174011.tif 000004
【図３】
2006174011.tif 000005
【図４】
2006174011.tif 000006
【図５】
2006174011.tif 000007
【図６】
2006174011.tif 000008