(57)【要約】【課題】低温時においても異常発振を抑制する。【解決手段】増幅回路１は、信号を増幅する電界効果トランジスタ１１と、電界効果トランジスタ１１に流れ込むドレイン電流を検出するための電流検出用抵抗１３と、電流検出用抵抗１３の両端間の電圧を検出する差動増幅器１５と、差動増幅器１５において検出された電圧を反転増幅する反転増幅器１６と、反転増幅器１６において反転増幅された電圧を周囲の温度に基づいて調整し、調整後の電圧をゲート電圧として電界効果トランジスタ１１に出力する温度補償回路１７と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を増幅する電界効果トランジスタと、
前記電界効果トランジスタに流れ込むドレイン電流を検出するための検出用抵抗と、
前記検出用抵抗の両端間の電圧を検出する検出部と、
前記検出部において検出された電圧を反転増幅する反転増幅部と、
前記反転増幅部において反転増幅される電圧を周囲の温度に基づいて調整する調整部と、
を備え、
前記電界効果トランジスタには、前記調整部によって調整された電圧がゲート電圧として入力される、
る増幅回路。
【請求項２】
前記調整部は、前記反転増幅部の後段に設けられた温度補償回路である、
請求項１に記載の増幅回路。
【請求項３】
前記調整部は、前記反転増幅部に帰還抵抗として設けられているサーミスタを含む、
請求項１又は２に記載の増幅回路。
【請求項４】
前記調整部は、前記反転増幅部を構成するオペアンプの前段に負荷抵抗として設けられているサーミスタを含む、
請求項１から３のいずれか１項に記載の増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波信号を増幅する増幅回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波信号を増幅する増幅回路においては、金属が近傍に設置された場合に、回路内の帰還量が変動して異常発振が起こり、増幅用の素子が破壊されるという問題が生じる。このような問題に対し、例えば特許文献１には、増幅用の素子としての電界効果トランジスタに流れ込むドレイン電流に対応する電圧を検出する検出部と、検出された電圧を反転増幅した電圧を電界効果トランジスタにゲート電圧として印加することにより、異常発振を抑制する増幅回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−９２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の増幅回路は、周囲の温度が低温になると、反転増幅器におけるゲインが上昇し、異常発振しやすくなるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、低温時においても異常発振を抑制することができる増幅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】
【０００６】
本発明に係る増幅回路は、信号を増幅する電界効果トランジスタと、前記電界効果トランジスタに流れ込むドレイン電流を検出するための検出用抵抗と、前記検出用抵抗の両端間の電圧を検出する検出部と、前記検出部において検出された電圧を反転増幅する反転増幅部と、前記反転増幅器において反転増幅される電圧を周囲の温度に基づいて調整する調整部と、を備え、前記電界効果トランジスタには、前記調整部によって調整された電圧がゲート電圧として入力される。
【０００７】
前記調整部は、前記反転増幅部の後段に設けられた温度補償回路であってもよい。
前記調整部は、前記反転増幅部に帰還抵抗として設けられているサーミスタを含んでいてもよい。
前記調整部は、前記反転増幅部を構成するオペアンプの前段に負荷抵抗として設けられているサーミスタを含んでいてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低温時においても異常発振を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る増幅回路の構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る増幅回路の他の構成例（その１）を示す図である。
【図３】本実施形態に係る増幅回路の他の構成例（その２）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［増幅回路１の構成］
図１は、本実施形態に係る増幅回路１の構成を示す図である。増幅回路１は、電界効果トランジスタ１１と、コンデンサ１２と、電流検出用抵抗１３と、インダクタ１４と、差動増幅器１５と、反転増幅器１６と、温度補償回路１７と、インダクタ１８と、コンデンサ１９とを備えており、入力端子Ｔｉｎから入力された高周波信号を増幅して出力端子Ｔｏｕｔに出力する。
【００１１】
電界効果トランジスタ１１は、コンデンサ１２によって直流成分が除去された高周波信号を増幅して出力端子Ｔｏｕｔに出力する。具体的には、電界効果トランジスタ１１のゲートには、インダクタ１８を介してバイアス電圧としてのゲート電圧が印加されるとともに、コンデンサ１２によって直流成分が除去された高周波信号が入力される。詳細は後述するが、ゲート電圧は、電界効果トランジスタ１１のドレイン電流が増大する場合に低下するように制御される。
【００１２】
電界効果トランジスタ１１は、ゲート電圧の電圧値に基づいてドレイン−ソース間に流れる電流を制御することにより、入力された高周波信号を増幅する。電界効果トランジスタ１１から出力された高周波信号は、コンデンサ１９に入力されて直流成分が除去された後、出力端子Ｔｏｕｔに出力される。
【００１３】
電流検出用抵抗１３は、一端が端子Ｔｄに接続され、他端がインダクタ１４に接続される。電流検出用抵抗１３は、端子Ｔｄから供給され、電界効果トランジスタ１１のドレインに流れ込む電流を検出するための抵抗である。
インダクタ１４は、一端が電流検出用抵抗１３に接続され、他端が電界効果トランジスタ１１のドレインに接続されている。インダクタ１４は、出力端子Ｔｏｕｔに出力される高周波信号が差動増幅器１５側に流れ込むのを防止する。
【００１４】
差動増幅器１５は、例えば、オペアンプであり、電流検出用抵抗１３の両端間の電圧を検出する検出部として動作する。具体的には、差動増幅器１５として動作するオペアンプの反転入力端子は、電流検出用抵抗１３と端子Ｔｄとの間の接続点に接続されており、非反転入力端子は、電流検出用抵抗１３とインダクタ１４との間の接続点に接続されている。差動増幅器１５は、電流検出用抵抗１３の両端間の電圧を増幅して反転増幅器１６に出力する。
【００１５】
反転増幅器１６は、差動増幅器１５において検出され、増幅された電圧を反転増幅して出力する反転増幅部として機能する。具体的には、反転増幅器１６は、オペアンプ１６１と、抵抗１６２と、帰還抵抗としての抵抗１６３とを備える。オペアンプ１６１の反転入力端子は、抵抗１６２を介して差動増幅器１５に接続されている。オペアンプ１６１の出力端子と反転入力端子とは、抵抗１６３を介して接続されている。オペアンプ１６１の非反転入力端子は、グランドに接続されている。
【００１６】
反転増幅器１６は、反転された電圧を、抵抗１６２と抵抗１６３との抵抗値の比率に基づいて増幅する。そして、反転増幅器１６は、反転増幅された電圧を、温度補償回路１７を介してゲート電圧として電界効果トランジスタ１１のゲートに出力する。これにより、増幅回路１では、電界効果トランジスタ１１のドレインに流れ込むドレイン電流が増加する場合に、ゲート電圧の電圧が低下するので、異常発振を抑制することができる。
【００１７】
温度補償回路１７は、例えば負の温度係数を有するサーミスタであり、反転増幅器１６において反転増幅された電圧を、増幅回路１の周囲の温度に基づいて調整する。温度補償回路１７は、入力端子Ｔｉｎから入力された高周波信号が反転増幅器１６側に流れ込むのを防止するインダクタ１８を介して、調整後の電圧をゲート電圧として電界効果トランジスタ１１のゲートに出力する。
【００１８】
具体的には、温度補償回路１７は、増幅回路１の周囲の温度が低下することによって反転増幅器１６のゲインが増加してゲート電圧が上昇する場合に、当該ゲート電圧が低下するように調整する。より具体的には、温度補償回路１７は、増幅回路１の周囲の温度の低下に応じて抵抗値が増加するサーミスタを用いることにより、温度が低下した場合のゲート電圧を低下させる。このようにすることで、増幅回路１は、増幅回路１の周囲の温度が低下することによって異常発振が起こることを抑制することができる。また、インダクタ１８は、入力端子Ｔｉｎから入力された高周波信号が反転増幅器１６側に流れ込むのを防止する。
【００１９】
なお、温度補償回路１７は、サーミスタであることとしたが、これに限らない。温度補償回路１７は、温度に応じた電圧値を出力する温度センサと、当該温度センサから出力された電圧値に基づいて反転増幅器１６から出力された電圧を調整して出力する調整回路とを備えていてもよい。
【００２０】
（変形例１）
また、本実施形態では、反転増幅器１６の後段に接続された温度補償回路１７が、反転増幅器１６によって反転増幅された電圧を調整することとしたが、これに限らない。例えば、増幅回路１に温度補償回路１７を設けずに、反転増幅器１６における抵抗１６２又は抵抗１６３をサーミスタとし、反転増幅器１６によって反転増幅される電圧を、増幅回路１の周囲の温度に基づいて調整するようにしてもよい。また、反転増幅器１６における抵抗１６２又は抵抗１６３の少なくともいずれかに並列にサーミスタを設けるようにしてもよい。例えば、抵抗１６２及び抵抗１６３が同一の素材で構成されている場合には、図２に示すように、抵抗１６２に並列に、負の温度係数を有するサーミスタ１６４を設ける。抵抗１６２とサーミスタ１６４との並列抵抗の抵抗値は、温度の低下に応じて上昇させることができるので、反転増幅器１６の出力を温度の低下に応じて低下させることができる。
【００２１】
（変形例２）
また、図２に示す増幅回路１に対して、図３に示すように、温度補償回路１７を備えるとともに、反転増幅器１６によって反転増幅される電圧を、温度補償回路１７を用いて温度補償を行うか、サーミスタ１６４を用いて温度補償を行うかを切り替えるための制御部２０を備えるようにしてもよい。サーミスタの温度特性は非線形であることから、すべての温度範囲においてサーミスタが回路に接続されていると、ゲート電圧も非線形となる。これに対して、温度に応じてどの補償回路を用いるかを制御部２０によって切り替えるようにすることで、温度変化に応じたゲート電圧の変化量を更に小さくし、安定度を高めることができる。
【００２２】
［本実施形態の効果］
以上のとおり、本実施形態に係る増幅回路１は、電界効果トランジスタ１１に流れ込むドレイン電流を検出するための電流検出用抵抗１３の両端間の電圧を検出し、当該電圧を反転増幅した電圧を周囲の温度に基づいて調整し、調整後の電圧をゲート電圧として電界効果トランジスタ１１に出力する。このようにすることで、電界効果トランジスタ１１のドレインに流れ込むドレイン電流が増加する場合に、異常発振を抑制することができるとともに、増幅回路１の周囲の温度が低下することによって異常発振が起こることを抑制することができる。
【００２３】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。また、上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００２４】
１・・・増幅回路、１１・・・電界効果トランジスタ、１２・・・コンデンサ、１３・・・電流検出用抵抗、１４・・・インダクタ、１５・・・差動増幅器、１６・・・反転増幅器、１６１・・・オペアンプ、１６２・・・抵抗、１６３・・・抵抗、１６４・・・サーミスタ、１７・・・温度補償回路、１８・・・インダクタ、１９・・・コンデンサ、２０・・・制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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