(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号が入力される制御端子と、基準電位に接続される基準側端子と、直流電源に接続される電源側端子とを含み、前記入力信号を増幅する増幅素子と、
前記制御端子と前記電源側端子との間に接続されるＦＢインピーダンス部と、
前記基準側端子と前記基準電位との間に接続される基準側インピーダンス部と、
前記電源側端子と前記直流電源との間に接続される電源側インピーダンス部と、
前記増幅素子のゲインを制御するゲイン制御部と、
前記ゲインの周波数特性を制御する周波数特性制御部と、を備え、
前記ゲイン制御部は、
前記ＦＢインピーダンス部、前記基準側インピーダンス部及び前記電源側インピーダンス部のうちいずれかのインピーダンス部のインピーダンスを可変させ、前記ゲインの制御信号を出力し、
前記周波数特性制御部は、
前記ゲインの制御信号を基に、前記いずれかのインピーダンス部と異なるインピーダンス部のインピーダンスを可変させる可変利得増幅器。
【請求項２】
請求項１に記載の可変利得増幅器であって、
前記ＦＢインピーダンス部、前記基準側インピーダンス部及び前記電源側インピーダンス部のうち少なくとも１つのインピーダンス部は、少なくとも１つのスイッチを含み、
前記ゲイン制御部は、
前記ＦＢインピーダンス部、前記基準側インピーダンス部及び前記電源側インピーダンス部のうち少なくとも１つのインピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦを変化させる可変利得増幅器。
【請求項３】
請求項２に記載の可変利得増幅器であって、
前記ＦＢインピーダンス部、前記基準側インピーダンス部及び前記電源側インピーダンス部のうち少なくとも１つのインピーダンス部は、可変容量を含み、
前記周波数特性制御部は、
前記ゲインの制御信号を基に、前記ＦＢインピーダンス部、前記基準側インピーダンス部及び前記電源側インピーダンス部のうち少なくとも１つのインピーダンス部の前記可変容量を変化させる可変利得増幅器。
【請求項４】
請求項３に記載の可変利得増幅器であって、
前記制御信号に含まれるゲイン設定値と、前記ゲイン設定値に対応する前記可変容量の容量値とを定めるテーブルと、を更に備え、
前記周波数特性制御部は、
前記ＦＢインピーダンス部、前記基準側インピーダンス部及び前記電源側インピーダンス部のうち少なくとも１つのインピーダンス部の前記可変容量を、前記ゲイン設定値に対応する前記可変容量の容量値に変化させる可変利得増幅器。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の可変利得増幅器であって、
前記ゲイン制御部は、
前記電源側インピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦを変化させ、
前記周波数特性制御部は、
前記基準側インピーダンス部の前記可変容量を変化させる可変利得増幅器。
【請求項６】
請求項３又は４に記載の可変利得増幅器であって、
前記ゲイン制御部は、
前記基準側インピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦを変化させ、
前記周波数特性制御部は、
前記ＦＢインピーダンス部の前記可変容量を変化させる可変利得増幅器。
【請求項７】
請求項３又は４に記載の可変利得増幅器であって、
前記ゲイン制御部は、
前記基準側インピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦを変化させ、
前記周波数特性制御部は、
前記電源側インピーダンス部の前記可変容量を変化させる可変利得増幅器。
【請求項８】
請求項３又は４に記載の可変利得増幅器であって、
前記ゲイン制御部は、
前記ＦＢインピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦを変化させ、
前記基準側インピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦを変化させ、
前記周波数特性制御部は、
前記ＦＢインピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦの変化に対応して、前記基準側インピーダンス部の前記可変容量を変化させ、
前記基準側インピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦの変化に対応して、前記電源側インピーダンス部の前記可変容量を変化させる可変利得増幅器。
【請求項９】
請求項３又は４に記載の可変利得増幅器であって、
前記増幅素子からの出力信号を入力する第２制御端子と、前記基準電位に接続される第２基準側端子と、前記直流電源に接続される第２電源側端子とを含み、前記増幅素子からの出力信号を増幅する第２増幅素子と、
前記第２制御端子と前記第２電源側端子との間に接続され、少なくとも１つのスイッチを含む第２ＦＢインピーダンス部と、
前記第２電源側端子と前記直流電源との間に接続され、可変容量を含む第２電源側インピーダンス部と、を更に備え、
前記ゲイン制御部は、
前記基準側インピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦを変化させ、
前記第２ＦＢインピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦを変化させ、
前記周波数特性制御部は、
前記基準側インピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦの変化に対応して、前記電源側インピーダンス部及び前記第２電源側インピーダンス部の各々の前記可変容量を変化させ、
前記第２ＦＢインピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦの変化に対応して、前記基準側インピーダンス部の前記可変容量を変化させる可変利得増幅器。
【請求項１０】
請求項１に記載の可変利得増幅器であって、
前記入力信号と差動入力信号をなす第２入力信号を入力する第３制御端子と、前記基準電位に接続される第３基準側端子と、前記直流電源に接続される第３電源側端子とを含み、前記増幅素子と差動対をなす第３増幅素子と、
前記第３制御端子と前記第３電源側端子との間に接続され、少なくとも１つのスイッチを含む第３ＦＢインピーダンス部と、
前記第３基準側端子と前記基準電位との間に接続され、可変容量を含む第３基準側インピーダンス部と、
前記第３電源側端子と前記直流電源との間に接続される第３電源側インピーダンス部と、
を更に備え、
前記ＦＢインピーダンス部は、少なくとも１つのスイッチを含み、
前記基準側インピーダンス部は、可変容量を含み、
前記ゲイン制御部は、
前記ＦＢインピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦを変化させ、
前記第３ＦＢインピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦを変化させ、
前記周波数特性制御部は、
前記ＦＢインピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦの変化に対応して、前記基準側インピーダンス部の前記可変容量を変化させ、
前記第３ＦＢインピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦの変化に対応して、前記第３基準側インピーダンス部の前記可変容量を変化させる可変利得増幅器。
【請求項１１】
請求項１に記載の可変利得増幅器であって、
前記入力信号と差動入力信号をなす第２入力信号を入力する第３制御端子と、前記基準電位に接続される第３基準側端子と、前記直流電源に接続される第３電源側端子とを含み、前記増幅素子と差動対をなす第３増幅素子と、
前記第３制御端子と前記第３電源側端子との間に接続され、少なくとも１つのスイッチを含む第３ＦＢインピーダンス部と、
前記第３基準側端子と前記基準電位との間に接続される第３基準側インピーダンス部と、
前記基準側端子と前記第３基準側端子とに接続される可変容量と、
を更に備え、
前記ＦＢインピーダンス部は、少なくとも１つのスイッチを含み、
前記ゲイン制御部は、
前記ＦＢインピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦを変化させ、
前記第３ＦＢインピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦを変化させ、
前記周波数特性制御部は、
前記ＦＢインピーダンス部及び前記第３ＦＢインピーダンス部の各々の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦの変化に対応して、前記可変容量を変化させる可変利得増幅器。
【請求項１２】
入力信号が入力される制御端子と、基準電位に接続される基準側端子と、直流電源に接続される電源側端子とを含み、前記入力信号を増幅する増幅素子と、
前記入力信号と差動入力信号をなす第２入力信号を入力する第３制御端子と、前記基準電位に接続される第３基準側端子と、前記直流電源に接続される第３電源側端子とを含み、前記増幅素子と差動対をなす第３増幅素子と、
前記制御端子と前記電源側端子との間に接続され、少なくとも１つのスイッチを含むＦＢインピーダンス部と、
前記第３制御端子と前記第３電源側端子との間に接続され、少なくとも１つのスイッチを含む第３ＦＢインピーダンス部と、
前記電源側端子と前記直流電源との間に接続される電源側インピーダンス部と、
前記第３電源側端子と前記直流電源との間に接続される第３電源側インピーダンス部と、
前記基準側端子と前記基準電位との間に接続される電流源部と、
前記第３基準側端子と前記基準電位との間に接続される第３基準側電流源部と、
前記基準側端子と前記第３基準側端子とに並列接続される可変容量及び抵抗と、
前記増幅素子及び前記第３増幅素子のゲインを制御するゲイン制御部と、
前記ゲインの周波数特性を制御する周波数特性制御部と、
を備え、
前記ゲイン制御部は、
前記ＦＢインピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦを変化させ、
前記第３ＦＢインピーダンス部の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦを変化させ、前記ゲインの制御信号を出力し、
前記周波数特性制御部は、
前記ゲインの制御信号を基に、前記ＦＢインピーダンス部及び前記第３ＦＢインピーダンス部の各々の前記スイッチのＯＮ及びＯＦＦの変化に対応して、前記可変容量を変化させる可変利得増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信において信号レベルを増幅する可変利得増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
可変利得増幅器は、例えば携帯電話機又は無線ＬＡＮ（Local Area Network）に対応した通信端末において用いられ、無線通信における信号レベルを増幅する。図１８は、従来の可変利得増幅器１０００の回路構成の一例を示す回路図である。ＺＦＢ、ＺＳ、ＺＤは、それぞれトランジスタＴｒのドレイン端子とゲート端子との間のインピーダンス、トランジスタＴｒのソース端子とグランドとの間のインピーダンス、トランジスタＴｒのドレイン端子と電源端子との間のインピーダンスを表す。可変利得増幅器１０００は、ＺＦＢ、ＺＳ及びＺＤのうち少なくとも１つのインピーダンスを変化させることにより、数式（１）にて表されるゲインを変化する。
【０００３】
【数１】
0005809554.tif 000002
【０００４】
ｇｍはトランジスタＴｒの相互コンダクタンスを表す。図１９は、従来の可変利得増幅器１０００のゲイン特性の一例を示すグラフである。図１９（ａ）はインピーダンスＺＦＢに対するゲイン、図１９（ｂ）はインピーダンスＺＳに対するゲイン、図１９（ｃ）はインピーダンスＺＤに対するゲインをそれぞれ表す。ＺＦＢ又はＺＤの値が大きくなるにつれてゲインが大きくなり、ＺＳの値が小さくなるにつれてゲインは大きくなる。
【０００５】
可変利得増幅器は、インピーダンスをアナログ電圧によって制御するアナログ制御可変利得増幅器と、インピーダンスをデジタル信号によって制御するデジタル制御可変利得増幅器との２種類に分類できる。デジタル制御可変利得増幅器は、アナログ制御可変利得増幅器に比べ、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ：Digital Analog Converter）が不要となり、実装面積及び消費電流を低減できる。
【０００６】
デジタル制御可変利得増幅器に関する先行技術として、例えば特許文献１の可変利得増幅器が知られている。特許文献１の可変利得増幅器は、差動入力信号を増幅し、差動出力信号として出力する差動入力型のデジタル制御可変利得増幅器である。特許文献１の可変利得増幅器は、差動対となる第１のトランジスタと第２のトランジスタとの各ソース端子間が、スイッチ、抵抗、スイッチの順に縦続接続されている。特許文献１の可変利得増幅器は、制御信号としてのデジタル信号によって２つのスイッチのＯＮ及びＯＦＦが制御され、第１及び第２の各トランジスタのソース−グラウンド間のインピーダンスが変化し、ゲインを可変する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３２９６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図２０は、スイッチの特性を説明する図である。図２０（ａ）は理想のスイッチ、図２０（ｂ）は理想のスイッチにおけるインピーダンスの絶対値の周波数特性を表す。図２０（ｃ）は実際のスイッチ、図２０（ｄ）は実際のスイッチにおけるインピーダンスの絶対値の周波数特性を表す。理想のスイッチでは、周波数に拘わらずインピーダンスが無限大となって、インピーダンスの周波数特性は一定となる。
【０００９】
一方、特許文献１の可変利得増幅器において縦続接続されている２つのスイッチでは、スイッチがＯＦＦであっても、実際には寄生容量ＣＳＷが生じている（図２０（ｃ）参照）。スイッチは、直流信号に対しては理想のスイッチとして動作する。ところが、交流信号に対してはＯＦＦであると寄生容量ＣＳＷが生じているため、周波数が上がるにつれてインピーダンスが下がる（図２０（ｄ）参照）。
【００１０】
図２１は、従来の可変利得増幅器の課題を説明する図である。周波数が上がるにつれてインピーダンスが下がると、所望のゲイン特性（図２１の点線参照）が得られず、信号帯域における最大ゲインと最小ゲインとの差である帯域内偏差が大きくなる。これにより、信号歪みが生じる。特に、広い信号帯域を持つ信号（例えば、ＷｉＧｉｇ（Wireless Gigabit）にて取り扱われる６０ＧＨｚの周波数帯域の信号）を用いる場合には、周波数が上がるとゲインの帯域内偏差が大きくなる。
【００１１】
本発明は、上述した従来の事情に鑑みてなされたものであって、周波数が上がるにつれて生じるゲインの帯域内偏差を低減する可変利得増幅器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】
本発明は、可変利得増幅器であって、入力信号が入力される制御端子と、基準電位に接続される基準側端子と、直流電源に接続される電源側端子とを含み、前記入力信号を増幅する増幅素子と、前記制御端子と前記電源側端子との間に接続されるＦＢインピーダンス部と、前記基準側端子と前記基準電位との間に接続される基準側インピーダンス部と、前記電源側端子と前記直流電源との間に接続される電源側インピーダンス部と、前記増幅素子のゲインを制御するゲイン制御部と、前記ゲインの周波数特性を制御する周波数特性制御部と、を備え、前記ゲイン制御部は、前記ＦＢインピーダンス部、前記基準側インピーダンス部及び前記電源側インピーダンス部のうちいずれかのインピーダンス部のインピーダンスを可変させ、前記ゲインの制御信号を出力し、前記周波数特性制御部は、前記ゲインの制御信号を基に、前記いずれかのインピーダンス部と異なるインピーダンス部のインピーダンスを可変させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、周波数が上がるにつれて生じるゲインの帯域内偏差を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態の可変利得増幅器の回路構成を示す図
【図２】ゲイン設定値Ｇ１に対する周波数とゲインとの関係を示すグラフ
【図３】ゲイン設定値Ｇ２に対する周波数とゲインとの関係を示すグラフ
【図４】第１の実施形態において用いられるルックアップテーブルの例を示す図、（ａ）ルックアップテーブルの第１例、（ｂ）ルックアップテーブルの第２例、（ｃ）ルックアップテーブルの第３例
【図５】ソースインピーダンス部の可変容量の回路構成の一例を示す図
【図６】（ａ）ＦＢインピーダンス部の変形例を示す図、（ｂ）スイッチ１２２にグランドに対する寄生容量（ＣＧＮ１，ＣＧＮ２）が生じている様子を示す図
【図７】第１の実施形態の可変利得増幅器の具体的な回路構成を示す図
【図８】第１の実施形態の可変利得増幅器において、差動対となる２つのトランジスタを用いて構成した場合の具体的な回路構成を示す図
【図９】差動対となる２つのトランジスタを用いて構成した変形例１の可変利得増幅器の回路構成を示す図
【図１０】差動対となる２つのトランジスタを用いて構成した変形例２の可変利得増幅器の回路構成を示す図
【図１１】第２の実施形態の可変利得増幅器の回路構成を示す図
【図１２】第３の実施形態の可変利得増幅器の回路構成を示す図
【図１３】第４の実施形態の可変利得増幅器の回路構成を示す図
【図１４】第５の実施形態の可変利得増幅器の回路構成を示す図
【図１５】第５の実施形態において用いられるルックアップテーブルの例を示す図
【図１６】第６の実施形態の可変利得増幅器の回路構成を示す図
【図１７】第６の実施形態において用いられるルックアップテーブルの例を示す図
【図１８】従来の可変利得増幅器の回路構成の一例を示す回路図
【図１９】従来の可変利得増幅器のゲイン特性の一例を示すグラフ、（ａ）インピーダンスＺＦＢに対するゲイン、（ｂ）インピーダンスＺＳに対するゲイン、（ｃ）インピーダンスＺＤに対するゲイン
【図２０】スイッチの特性を説明する図、（ａ）理想のスイッチ、（ｂ）理想のスイッチにおけるインピーダンスの絶対値の周波数特性、（ｃ）実際のスイッチ、（ｄ）実際のスイッチにおけるインピーダンスの絶対値の周波数特性
【図２１】従来の可変利得増幅器の課題を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る可変利得増幅器の各実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の可変利得増幅器１００の回路構成を示す図である。図１に示す可変利得増幅器１００は、トランジスタ１１０、ＦＢインピーダンス部１２０、ソースインピーダンス部１３０、ドレインインピーダンス部１４０、ゲイン制御部１５０、周波数特性制御部１６０、入力端子１７０、出力端子１８０及び電源端子１９０を含む構成である。
【００１７】
増幅素子としてのトランジスタ１１０は、入力信号が入力される制御端子としてのゲート端子１１１、直流電源に接続される電源側端子としてのドレイン端子１１２、基準電位（例えばグランド）に接続される基準側端子としてのソース端子１１３、及び出力端子１１４を含む構成である。
【００１８】
トランジスタ１１０は、ゲート端子１１１に入力された入力信号を増幅し、出力端子１１４から出力端子１８０に出力する。ドレイン端子１１２には、電源端子１９０及びドレインインピーダンス部１４０を介して、直流電圧が印加される。ソース端子１１３は、ソースインピーダンス部１３０を介して、接地される。
【００１９】
ＦＢインピーダンス部１２０は、抵抗１２１及びスイッチ１２２を含む構成であり、トランジスタ１１０のゲート端子１１１とドレイン端子１１２との間に接続される。ＦＢインピーダンス部１２０において、抵抗１２１とスイッチ１２２とは直列に接続されている。スイッチ１２２のＯＮ及びＯＦＦの変化により、トランジスタ１１０のゲート端子１１１とドレイン端子１１２との間のインピーダンスが変化する。
【００２０】
基準側インピーダンス部としてのソースインピーダンス部１３０は、抵抗１３１及び可変容量１３５を含む構成であり、トランジスタ１１０のソース端子１１３と基準電位（グランド）との間に接続される。ソースインピーダンス部１３０において、抵抗１３１と可変容量１３５とは並列に接続されている。可変容量１３５の容量値が変化した場合、ソース端子１１３とグランドとの間のインピーダンス、即ちソースインピーダンス部１３０のインピーダンスの周波数特性が変化する。
【００２１】
電源側インピーダンス部としてのドレインインピーダンス部１４０は、抵抗１４１を含む構成であり、トランジスタ１１０のドレイン端子１１２と電源端子１９０との間に接続される。
【００２２】
ゲイン制御部１５０は、ＦＢインピーダンス部１２０のスイッチ１２２のＯＮ及びＯＦＦを制御することにより、可変利得増幅器１００のゲインを所定値に設定する。ゲイン制御部１５０は、ゲインの所定値（以下、「ゲイン設定値」という）情報を含むゲイン制御信号を周波数特性制御部１６０に出力する。
【００２３】
周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０から出力されたゲイン制御信号を入力し、ゲイン制御信号に含まれるゲイン設定値情報を基に、ソースインピーダンス部１３０の可変容量１３５の容量値を変化させる。
【００２４】
周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０が制御するスイッチを含むインピーダンス部のインピーダンスの変化に起因して増加するゲインの帯域内偏差を、ゲイン制御部１５０が制御するインピーダンス部とは異なるインピーダンス部の可変容量の容量値を変化させることによって、低減させる。
【００２５】
周波数特性制御部１６０が可変容量１３５の容量値を変化させる具体例を説明する。可変利得増幅器１００は、ゲイン制御部１５０がＦＢインピーダンス部１２０のスイッチ１２２をＯＮ又はＯＦＦに設定することにより、ゲインをそれぞれＧ１又はＧ２というゲイン設定値に設定する。
【００２６】
即ち、ゲイン制御部１５０は、ＦＢインピーダンス部１２０のスイッチをＯＮに設定する場合、可変利得増幅器１００のゲインを、ゲイン設定値Ｇ１に設定する。また、ゲイン制御部１５０は、ＦＢインピーダンス部１２０のスイッチをＯＦＦに設定する場合、可変利得増幅器１００のゲインを、ゲイン設定値Ｇ２に設定する。
【００２７】
図２は、ゲイン設定値Ｇ１に対する周波数とゲインとの関係を示すグラフである。図３は、ゲイン設定値Ｇ２に対する周波数とゲインとの関係を示すグラフである。図２及び図３には、可変容量１３５の容量値ＣＳが０ｐＦ、１ｐＦ、２ｐＦ、３ｐＦ、４ｐＦ、５ｐＦである場合のゲインの周波数特性が示されている。
【００２８】
ゲイン設定値がＧ１では、ＦＢインピーダンス部１２０のスイッチ１２２はＯＮとなるため、上述した寄生容量に起因した帯域内偏差は増加しない。このため、可変容量１３５の容量値ＣＳが０でも帯域内偏差はほとんど発生しない。可変容量１３５の容量値ＣＳが増加された場合には、周波数が高い領域のソースインピーダンス部１３０のインピーダンスが低下するため、周波数が高い領域のゲインが増加し、帯域内偏差が増大する。従って、ゲイン設定値がＧ１では、容量値ＣＳ＝０と設定される。
【００２９】
一方、ゲイン設定値がＧ２では、ＦＢインピーダンス部１２０のスイッチ１２２はＯＦＦとなるため、上述の寄生容量に起因した帯域内偏差が増加する。可変容量１３５の容量値ＣＳが０では、周波数が上がるにつれてＦＢインピーダンス部１２０のインピーダンスが低下するため、可変利得増幅器１００のゲインが低下し、帯域内偏差が増大する。可変容量１３５の容量値ＣＳが増加されると、周波数が高い領域のソースインピーダンス部１３０のインピーダンスが低下するため、周波数が高い領域のゲインが増加し、帯域内偏差が減少する。
【００３０】
但し、可変容量１３５の容量値ＣＳが増加され過ぎると、高い周波数領域におけるゲインが大きくなり、帯域内偏差が増加する。このため、周波数特性制御部１６０は、帯域内偏差が最も小さくなる容量値ＣＳを用いる。図３では、帯域内偏差が最も小さくなる容量値ＣＳの値は４〜５ｐＦの間の値であることが分かる。
【００３１】
例えば、周波数特性制御部１６０は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すルックアップテーブル（ＬＵＴ：Lookup Table）を保持し、ゲイン制御部１５０からのゲイン制御信号に含まれるゲイン設定値情報に応じた容量値ＣＳを、ルックアップテーブルを参照して決定する。周波数特性制御部１６０は、ルックアップテーブルにて決定された容量値ＣＳを、ソースインピーダンス部１３０の可変容量１３５の容量値に設定する。これにより、例えばベースバンド８００ＭＨｚ帯域の高周波信号が可変利得増幅器１００に入力され、ゲインがゲイン設定値Ｇ２（スイッチ１２２はＯＦＦ）に設定された場合でも、ゲインの帯域内偏差を低減できる。
【００３２】
図４は、第１の実施形態において用いられるルックアップテーブルの例を示す図である。図４（ａ）は、ルックアップテーブルの第１例である。図４（ｂ）は、ルックアップテーブルの第２例である。図４（ｃ）は、ルックアップテーブルの第３例である。ルックアップテーブルは、周波数特性制御部１６０に含まれるメモリ（不図示）に書き込まれてもよいし、周波数特性制御部１６０とは別体の構成として可変利得増幅器１００のメモリ（不図示）に書き込まれてもよく、以下の各実施形態においても同様である。
【００３３】
各ルックアップテーブルにおける容量値（Ｃ１からＣ５まで）は、実際の可変利得増幅器１００の回路構成又は回路定数を基に行われたシミュレーション結果を用いて、周波数に対する帯域内偏差が小さくなる値として予め算出される。なお、周波数特性制御部１６０は、ルックアップテーブルを保持せずに、公知の計算式を用いて、ゲイン設定値に対応した容量値ＣＳの値を、都度算出してもよい。
【００３４】
また、容量値ＣＳは図４（ａ）に示すゲイン設定値に対応した値以外も、図４（ｂ）に示す温度を含めて予め算出されてもよく、後述の各実施形態でも同様である。温度は、例えば可変利得増幅器１００の周囲温度を表す。
【００３５】
更に、容量値ＣＳは、ゲイン設定値及び温度を基に予め算出される値に限らず、例えば、可変利得増幅器１００を含む装置のバッテリ電源電圧、又は送信機から送信される変調信号の変調方式（例えばＱＰＳＫ）も含めて算出されてもよく、後述の各実施形態でも同様である。
【００３６】
また、ＦＢインピーダンス部１２０が複数のスイッチと複数の抵抗とを含む構成である場合には、可変利得増幅器１００は、３つ以上のゲイン設定値（例えばＧ１からＧ５まで）を設定可能としてもよく、後述の各実施形態でも同様である。例えば図４（ｃ）では、全てのゲイン設定値に対応した容量値ＣＳ（ｓは１，２，３，４，５）がシミュレーションによって予め算出されている。周波数特性制御部１６０は、ルックアップテーブルを参照して、３つ以上のゲイン設定値に対応した容量値ＣＳを用いて可変容量１３５の容量値を変化させる。
【００３７】
なお、可変容量１３５は、例えば直列接続された容量とスイッチとが複数、並列接続された構成である。図５は、ソースインピーダンス部の可変容量の回路構成の一例を示す図である。なお、ＦＢインピーダンス部１２０の抵抗１２１とスイッチ１２２とは、順序が逆に配置されてもよい。
【００３８】
また、ＦＢインピーダンス部１２０は、例えば、図６（ａ）では、抵抗１２３を更に含む構成である。図６（ａ）は、ＦＢインピーダンス部１２０の変形例を示す図である。図６（ｂ）では、グランドに対する寄生容量（ＣＧＮ１，ＣＧＮ２）が、スイッチ１２２に生じている。ＦＢインピーダンス部１２０の構成において抵抗１２３を、スイッチ１２２を介して抵抗１２１と対称的に設けることにより、寄生容量ＣＧＮ２の影響を緩和し、図３に示す可変利得増幅器１００のゲインの周波数特性を向上させ、ゲインの帯域内偏差の影響を低減できる。
【００３９】
これは、抵抗１２３を追加しないと、寄生容量ＣＧＮ２がトランジスタ１１０のドレイン端子１１２に直接接続されることになり、周波数特性に対する影響が大きくなるためである。ここで、抵抗１２３を追加すると、トランジスタ１１０のドレイン端子１１２は、抵抗１２３を介して寄生容量ＣＧＮ２が接続され、周波数特性への影響が緩和される。
【００４０】
なお、抵抗１２１の抵抗値を２分割した場合、抵抗１２１の抵抗値は半分になるため、トランジスタ１１０のゲート端子１１１と寄生容量ＣＧＮ１との間の抵抗値が半分になり、寄生容量ＣＧＮ１の周波数特性への影響は若干大きくなるが、寄生容量ＣＧＮ２の影響が小さくなる効果と比べて小さいため、可変利得増幅器１００全体としては周波数特性が緩和される。
【００４１】
図７は、第１の実施形態の可変利得増幅器１００の具体的な回路構成を示す図である。図７に示す可変利得増幅器１００では、トランジスタ１１０がｎチャネルのＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。
【００４２】
また、本実施形態の可変利得増幅器１００は、シングルエンド信号が入力される構成としたが、図８における差動信号が入力される構成としても、同様の効果を得ることができる。図８は、第１の実施形態の可変利得増幅器において、差動対となる２つのトランジスタ１１０ｐ，１１０ｎを用いて構成した場合の具体的な回路構成を示す図である。図８に示す可変利得増幅器１００ａでは、差動対となるトランジスタ１１０ｐ，１１０ｎは同様にｎチャネルのＭＯＳＦＥＴである。
【００４３】
図８に示す可変利得増幅器１００ａの構成について簡単に説明する。なお、図８では、図１又は図７に示す構成と同様の構成には参照符号ｐを更に付して説明を簡略化又は省略し、参照符号ｎを更に付した構成について説明する。
【００４４】
図８に示す可変利得増幅器１００ａは、トランジスタ１１０ｐ，１１０ｎ、ＦＢインピーダンス部１２０ｐ，１２０ｎ、ソースインピーダンス部１３０ｐ，１３０ｎ、ドレインインピーダンス部１４０ｐ，１４０ｎ、ゲイン制御部１５０、周波数特性制御部１６０、入力端子１７０ｐ，１７０ｎ、出力端子１８０ｐ，１８０ｎ及び電源端子１９０ｐ，１９０ｎを含む構成である。
【００４５】
増幅素子としてのトランジスタ１１０ｎは、トランジスタ１１０ｐのゲート端子に入力される入力信号と差動対となる差動入力信号を入力して増幅し、出力端子１８０ｎに出力する。
【００４６】
ＦＢインピーダンス部１２０ｎは、抵抗１２１ｎ及びスイッチ１２２ｎを含む構成であり、トランジスタ１１０ｎのゲート端子とドレイン端子との間に接続される。ＦＢインピーダンス部１２０ｎにおいて、抵抗１２１ｎとスイッチ１２２ｎとは直列に接続されている。スイッチ１２２ｎのＯＮ及びＯＦＦの変化により、トランジスタ１１０のゲート端子１１１とドレイン端子１１２と間のインピーダンスが変化する。
【００４７】
ソースインピーダンス部１３０ｎは、抵抗１３１ｎと可変容量１３５ｎとを含む構成であり、トランジスタ１１０ｎのソース端子と基準電位（グランド）との間に接続される。ソースインピーダンス部１３０ｎにおいて、抵抗１３１ｎと可変容量１３５ｎとは並列に接続されている。可変容量１３５ｎの容量値が変化した場合、ソース端子とグランドとの間のインピーダンス、即ちソースインピーダンス部１３０ｎのインピーダンスの周波数特性が変化する。
【００４８】
ドレインインピーダンス部１４０ｎは、抵抗１４１ｎを含む構成であり、トランジスタ１１０ｎのドレイン端子と電源端子１９０ｎとの間に接続される。
【００４９】
ゲイン制御部１５０は、ＦＢインピーダンス部１２０ｐ，１２０ｎの各スイッチ１２２ｐ，１２２ｎのＯＮ及びＯＦＦを制御することにより、可変利得増幅器１００ａのゲインを所定値に設定する。ゲイン制御部１５０は、ゲイン設定値情報を含むゲイン制御信号を周波数特性制御部１６０に出力する。
【００５０】
周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０から出力されたゲイン制御信号を入力し、ゲイン制御信号に含まれるゲイン設定値情報を基に、ソースインピーダンス部１３０ｐ，１３０ｎの各可変容量１３５ｐ，１３５ｎの容量値を変化させる。可変利得増幅器１００ａにおいて、周波数特性制御部１６０の各可変容量１３５ｐ，１３５ｎの容量値の制御方法は、図１又は図７に示す可変利得増幅器１００と同様であるため、説明を省略する。
【００５１】
図９は、差動対となる２つのトランジスタ１１０ｐ，１１０ｎを用いて構成した変形例１の可変利得増幅器１００ｂの回路構成を示す図である。図９に示す可変利得増幅器１００ｂでは、図８に示す可変利得増幅器１００ａと同様の説明は省略し、異なる内容について説明する。
【００５２】
可変利得増幅器１００ｂでは、図８に示す各ソースインピーダンス部１３０ｐ，１３０ｎの代わりに、トランジスタ１１０ｐ，１１０ｎの各ソース端子間にソースインピーダンス部１３０ｐｎが接続され、トランジスタ１１０ｐのソース端子に電流源ＩＳｐが接続され、トランジスタ１１０ｎのソース端子に電流源ＩＳｎが接続されている。
【００５３】
ソースインピーダンス部１３０ｐｎは、抵抗１３１ｐｎ及び可変容量１３５ｐｎを含む構成である。ソースインピーダンス部１３０ｐｎにおいて、抵抗１３１ｐｎと可変容量１３５ｐｎとは並列に接続されている。図８に示す抵抗１３１ｐ、１３１ｎの各抵抗値の和が抵抗１３１ｐｎの抵抗値となる場合に、図８に示す各ソースインピーダンス部１３０ｐ，１３０ｎと、図９に示すソースインピーダンス部１３０ｐｎ及び電流源ＩＳｐ，ＩＳｎとは等価回路となる。
【００５４】
周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０から出力されたゲイン制御信号を入力し、ゲイン制御信号に含まれるゲイン設定値情報を基に、ソースインピーダンス部１３０ｐｎの可変容量１３５ｐｎの容量値を変化させる。可変利得増幅器１００ｂにおいて、周波数特性制御部１６０の可変容量１３５ｐｎの容量値の制御方法は、図８に示す可変利得増幅器１００ａと同様であるため、説明を省略する。
【００５５】
図１０は、差動対となる２つのトランジスタ１１０ｐ，１１０ｎを用いて構成した変形例２の可変利得増幅器１００ｃの回路構成を示す図である。図１０に示す可変利得増幅器１００ｃでは、図８に示す可変利得増幅器１００ａ又は図９に示す可変利得増幅器１００ｂと同様の説明は省略し、異なる内容について説明する。
【００５６】
可変利得増幅器１００ｃでは、図８に示す各ソースインピーダンス部１３０ｐ，１３０ｎの代わりに、トランジスタ１１０ｐ，１１０ｎの各ソース端子間に可変容量３４０ｐｎが接続され、更にトランジスタ１１０ｐのソース端子に抵抗３５０ｐが接続され、トランジスタ１１０ｎのソース端子に抵抗３５０ｎが接続されている。抵抗３５０ｐ，３５０ｎ及び可変容量３４０ｐｎは、可変利得増幅器１００ｃにおけるソースインピーダンス部を形成する。
【００５７】
図８に示す抵抗１３１ｐ、１３１ｎの各抵抗値の和が各抵抗３５０ｐ，３５０ｎの抵抗値となり且つ各抵抗３５０ｐ，３５０ｎの各抵抗値が等しい場合に、図８に示す各ソースインピーダンス部１３０ｐ，１３０ｎと、図１０に示すソースインピーダンス部とは等価回路となる。
【００５８】
周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０から出力されたゲイン制御信号を入力し、ゲイン制御信号に含まれるゲイン設定値情報を基に、ソースインピーダンス部の可変容量３４０ｐｎの容量値を変化させる。可変利得増幅器１００ｃにおいて、周波数特性制御部１６０の可変容量３４０ｐｎの容量値の制御方法は、図８に示す可変利得増幅器１００ａと同様であるため、説明を省略する。
【００５９】
なお、図８〜図１０において、各トランジスタ１１０ｐ，１１０ｎの各ドレイン端子と電源端子１９０ｐ，１９０ｎとの間に接続されたドレインインピーダンス部も、ソースインピーダンス部と同様な構成としてもよい。
【００６０】
以上により、第１の実施形態の可変利得増幅器１００，１００ａ〜１００ｃは、高周波信号を用いる場合において、ゲイン設定のためのＦＢインピーダンス部のスイッチの寄生容量に起因して増加するゲインの帯域内偏差を低減できる。従って、可変利得増幅器１００，１００ａ〜１００ｃは、出力信号における信号歪みを低減できる。
【００６１】
また、ルックアップテーブルにおける容量値ＣＳは、シミュレーションによって予め算出されなくてもよく、後述の各実施形態でも同様である。例えば、ルックアップテーブルにおける容量値ＣＳは、可変利得増幅器１００を含む装置の電源投入時、若しくは所定の一定時間間隔にて、装置内にて行われる信号のキャリブレーションの結果に応じて、随時書き換えられてもよい。
【００６２】
例えば、装置の送信回路側には、キャリブレーション用のテスト信号を出力するテスト信号発生部（不図示）が設けられ、送信回路側から受信回路側に切り換えられてテスト信号が受信回路側に送り出される。可変利得増幅器１００では、受信回路側に送り出されたテスト信号の信号レベルを用いて、信号をキャリブレーションし、キャリブレーション結果に応じた容量値ＣＳを算出して、ルックアップテーブルに直接書き込めばよい。
【００６３】
また、ソースインピーダンス部１３０の可変容量１３５の容量値ＣＳは、可変利得増幅器１００の帯域内偏差が最小となる値として算出されるが、例えば送信機全体、受信機全体、或いは送受信機全体としてゲインの周波数特性が最も良くなる値として算出されてもよく、後述の各実施形態でも同様である。具体的には、可変利得増幅器１００が受信機に含まれる場合では、低雑音増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）及びダウンコンバート用のミキサにおける各帯域内偏差も含め、受信機全体としての帯域内偏差が最小となる容量値ＣＳが算出されてもよい。
【００６４】
また、送信機又は受信機では、デジタル信号を取り扱う信号処理部においてゲインの帯域内偏差を微調整してもよい。可変利得増幅器１００において用いられる容量値ＣＳは、ゲインの帯域内偏差が必ずしも最小となるものではなく、可変利得増幅器１００ではゲインの帯域内偏差が粗調整され、信号処理部においてゲインの帯域内偏差が微調整され、送信機又は受信機全体にてゲインの帯域内偏差が低減されてもよく、後述の各実施形態でも同様である。
【００６５】
（第２の実施形態）
図１１は、第２の実施形態の可変利得増幅器２００の回路構成を示す図である。図１１に示す可変利得増幅器２００は、図１に示す可変利得増幅器１００と比べて、ＦＢインピーダンス部からスイッチ１２２が除かれている点と、ドレインインピーダンス部１４０にスイッチ１４２及び抵抗１４３が追加されている点とが異なる。
【００６６】
図１１に示す可変利得増幅器２００の説明では、図１に示す可変利得増幅器１００と同様の内容の説明は同様の参照符号を付して簡略化又は省略し、異なる内容について説明する。
【００６７】
ＦＢインピーダンス部１２０は、抵抗１２１を含む構成であり、トランジスタ１１０のゲート端子１１１とドレイン端子１１２の間に接続される。
【００６８】
ドレインインピーダンス部１４０は、抵抗１４１、スイッチ１４２及び抵抗１４３を含む構成であり、トランジスタ１１０のドレイン端子１１２と電源端子１９０との間に接続される。ドレインインピーダンス部１４０において、スイッチ１４２と抵抗１４３とは、直列に接続され、抵抗１４１とは並列に接続されている。スイッチ１４２のＯＮ及びＯＦＦの変化により、トランジスタ１１０のドレイン端子１１２と電源端子１９０との間のインピーダンスが変化する。
【００６９】
ゲイン制御部１５０は、ドレインインピーダンス部１４０のスイッチ１４２のＯＮ及びＯＦＦを制御することにより、可変利得増幅器２００のゲインを所望値に設定する。ゲイン制御部１５０は、ゲイン設定値情報を含むゲイン制御信号を周波数特性制御部１６０に出力する。
【００７０】
周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０から出力されたゲイン制御信号を入力し、ゲイン制御信号に含まれるゲイン設定値情報を基に、ソースインピーダンス部１３０の可変容量１３５の容量値を変化させる。
【００７１】
第１の実施形態では、周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０によるＦＢインピーダンス部１２０のスイッチ１２２のＯＮ及びＯＦＦの変化に起因して増加するゲインの帯域内偏差を、ソースインピーダンス部１３０の可変容量１３５の容量値を変化させることにより、低減させる。
【００７２】
本実施形態では、周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０によるドレインインピーダンス部１４０のスイッチ１４２のＯＮ及びＯＦＦの変化に起因して増加するゲインの帯域内偏差を、ソースインピーダンス部１３０の可変容量１３５の容量値を変化させることにより、低減させる。
【００７３】
従って、周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０が制御するスイッチを含むインピーダンス部のインピーダンスの変化に起因して増加するゲインの帯域内偏差を、ゲイン制御部１５０が制御するインピーダンス部とは異なるインピーダンス部の可変容量の容量値を変化させることによって、低減させる。
【００７４】
周波数特性制御部１６０におけるソースインピーダンス部１３０の可変容量１３５の容量値の制御方法は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００７５】
以上により、第２の実施形態の可変利得増幅器２００は、第１の実施形態の可変利得増幅器１００と同様に、高周波信号を用いる場合において、ゲイン設定のためのドレインインピーダンス部のスイッチの寄生容量に起因して増加するゲインの帯域内偏差を低減できる。従って、可変利得増幅器２００は、出力信号における信号歪みを低減できる。
【００７６】
なお、図１１に示す抵抗１２１の抵抗値は無限大でもよい。即ち、抵抗１２１が存在せず、ＦＢインピーダンス部１２０によってゲート端子１１１とドレイン端子１１２とが切り離されていても、本実施形態の可変利得増幅器２００は、可変利得増幅器１００と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
なお、可変利得増幅器２００は、図面の複雑化を避けるために図示を省略するが、図８〜１０と同様に、差動信号が入力される構成としてもよく、後述の各実施形態でも同様である。
【００７８】
（第３の実施形態）
図１２は、第３の実施形態の可変利得増幅器３００の回路構成を示す図である。図１２に示す可変利得増幅器３００は、図１に示す可変利得増幅器１００と比べて、ＦＢインピーダンス部１２０からスイッチ１２２が除去されて可変容量１２５が追加されている点と、ソースインピーダンス部１３０から可変容量１３５が除去されてスイッチ１３２及び抵抗１３３が追加されている点とが異なる。
【００７９】
図１２に示す可変利得増幅器３００の説明では、図１に示す可変利得増幅器１００と同様の内容の説明は同様の参照符号を付して簡略化又は省略し、異なる内容について説明する。
【００８０】
ＦＢインピーダンス部１２０は、抵抗１２１及び可変容量１２５を含む構成であり、トランジスタ１１０のゲート端子１１１とドレイン端子１１２との間に接続される。ＦＢインピーダンス部１２０において、抵抗１２１と可変容量１２５とは並列に接続されている。可変容量１２５の容量値が変化した場合、ゲート端子１１１とドレイン端子１１２との間のインピーダンスの周波数特性が変化する。
【００８１】
ソースインピーダンス部１３０は、抵抗１３１、スイッチ１３２及び抵抗１３３を含む構成であり、トランジスタ１１０のソース端子１１３と基準電位（グランド）との間に接続される。ソースインピーダンス部１３０において、スイッチ１３２と抵抗１３３とは、直列に接続され、抵抗１３１とは並列に接続されている。スイッチ１３２のＯＮ及びＯＦＦの変化により、トランジスタ１１０のソース端子１１３とグランドとの間のインピーダンスが変化する。
【００８２】
ゲイン制御部１５０は、ソースインピーダンス部１３０のスイッチ１３２のＯＮ及びＯＦＦを制御することにより、可変利得増幅器３００のゲインを所望値に設定する。ゲイン制御部１５０は、ゲイン設定値情報を含むゲイン制御信号を周波数特性制御部１６０に出力する。
【００８３】
周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０から出力されたゲイン制御信号を入力し、ゲイン制御信号に含まれるゲイン設定値情報を基に、ＦＢインピーダンス部１２０の可変容量１２５の容量値を変化させる。
【００８４】
本実施形態では、周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０によるソースインピーダンス部１３０のスイッチ１３２のＯＮ及びＯＦＦの変化に起因して増加するゲインの帯域内偏差を、ＦＢインピーダンス部１２０の可変容量１２５の容量値を変化させることにより、低減させる。
【００８５】
従って、周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０が制御するスイッチを含むインピーダンス部のインピーダンスの変化に起因して増加するゲインの帯域内偏差を、ゲイン制御部１５０が制御するインピーダンス部とは異なるインピーダンス部の可変容量の容量値を変化させることによって、低減させる。
【００８６】
周波数特性制御部１６０におけるＦＢインピーダンス部１２０の可変容量１２５の容量値の制御方法は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００８７】
以上により、第３の実施形態の可変利得増幅器３００は、第１の実施形態の可変利得増幅器１００と同様に、高周波信号を用いる場合において、ゲイン設定のためのソースインピーダンス部のスイッチの寄生容量に起因して増加するゲインの帯域内偏差を低減できる。従って、可変利得増幅器３００は、出力信号における信号歪みを低減できる。
【００８８】
（第４の実施形態）
図１３は、第４の実施形態の可変利得増幅器４００の回路構成を示す図である。図１３に示す可変利得増幅器４００は、図１に示す可変利得増幅器１００と比べて、ＦＢインピーダンス部１２０からスイッチ１２２が除去されている点と、ソースインピーダンス部１３０から可変容量１３５が除去され、スイッチ１３２及び抵抗１３３が追加されている点と、ドレインインピーダンス部１４０に可変容量１４５が追加されている点が異なる。
【００８９】
図１３に示す可変利得増幅器４００の説明では、図１に示す可変利得増幅器１００と同様の内容の説明は同様の参照符号を付して簡略化又は省略し、異なる内容について説明する。
【００９０】
ＦＢインピーダンス部１２０は、抵抗１２１を含む構成であり、トランジスタ１１０のゲート端子１１１とドレイン端子１１２との間に接続される。
【００９１】
ソースインピーダンス部１３０は、抵抗１３１、スイッチ１３２及び抵抗１３３を含む構成であり、トランジスタ１１０のソース端子１１３と基準電位（グランド）との間に接続される。ソースインピーダンス部１３０において、スイッチ１３２と抵抗１３３とは、直列に接続され、抵抗１３１とは並列に接続されている。スイッチ１３２のＯＮ及びＯＦＦの変化により、トランジスタ１１０のソース端子１１３とグランドとの間のインピーダンスが変化する。
【００９２】
ドレインインピーダンス部１４０は、抵抗１４１及び可変容量１４５を含む構成であり、トランジスタ１１０のドレイン端子１１２と電源端子１９０との間に接続される。ドレインインピーダンス部１４０において、抵抗１４１と可変容量１４５とは並列に接続されている。可変容量１４５の容量値が変化した場合、ドレイン端子１１２と電源端子１９０との間のインピーダンスの周波数特性が変化する。
【００９３】
ゲイン制御部１５０は、ソースインピーダンス部１３０のスイッチ１３２のＯＮ及びＯＦＦを制御することにより、可変利得増幅器４００のゲインを所望値に設定する。ゲイン制御部１５０は、ゲイン設定値情報を含むゲイン制御信号を周波数特性制御部１６０に出力する。
【００９４】
周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０から出力されたゲイン制御信号を入力し、ゲイン制御信号に含まれるゲイン設定値情報を基に、ドレインインピーダンス部１４０の可変容量１４５の容量値を変化させる。
【００９５】
本実施形態では、周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０によるソースインピーダンス部１３０のスイッチ１３２のＯＮ及びＯＦＦの変化に起因して増加するゲインの帯域内偏差を、ドレインインピーダンス部１４０の可変容量１４５の容量値を変化させることにより、低減させる。
【００９６】
従って、周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０が制御するスイッチを含むインピーダンス部のインピーダンスの変化に起因して増加するゲインの帯域内偏差を、ゲイン制御部１５０が制御するインピーダンス部とは異なるインピーダンス部の可変容量の容量値を変化させることによって、低減させる。
【００９７】
周波数特性制御部１６０におけるドレインインピーダンス部１４０の可変容量１４５の容量値の制御方法は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００９８】
以上により、第４の実施形態の可変利得増幅器４００は、第１の実施形態の可変利得増幅器１００と同様に、高周波信号を用いる場合において、ゲイン設定のためのソースインピーダンス部のスイッチの寄生容量に起因して増加するゲインの帯域内偏差を低減できる。従って、可変利得増幅器４００は、出力信号における信号歪みを低減できる。
【００９９】
なお、図１３に示す抵抗１２１の抵抗値は無限大でもよい。即ち、抵抗１２１が存在せず、ＦＢインピーダンス部１２０によってゲート端子１１１とドレイン端子１１２とが切り離されていても、本実施形態の可変利得増幅器４００は、可変利得増幅器１００と同様の効果を得ることができる。
【０１００】
（第５の実施形態）
図１４は、第５の実施形態の可変利得増幅器５００の回路構成を示す図である。図１４に示す可変利得増幅器５００は、図１に示す可変利得増幅器１００と比べて、ソースインピーダンス部１３０にスイッチ１３２及び抵抗１３３が追加されている点と、ドレインインピーダンス部１４０に可変容量１４５が追加されている点とが異なる。
【０１０１】
図１４に示す可変利得増幅器５００の説明では、図１に示す可変利得増幅器１００と同様の内容の説明は同様の参照符号を付して簡略化又は省略し、異なる内容について説明する。
【０１０２】
ＦＢインピーダンス部１２０は、抵抗１２１及びスイッチ１２２を含む構成であり、トランジスタ１１０のゲート端子１１１とドレイン端子１１２との間に接続される。ＦＢインピーダンス部１２０において、抵抗１２１とスイッチ１２２とは直列に接続されている。スイッチ１２２のＯＮ及びＯＦＦの変化により、トランジスタ１１０のゲート端子１１１とドレイン端子１１２との間のインピーダンスが変化する。
【０１０３】
ソースインピーダンス部１３０は、抵抗１３１、スイッチ１３２、抵抗１３３及び可変容量１３５を含む構成であり、トランジスタ１１０のソース端子１１３と基準電位（グランド）との間に接続される。ソースインピーダンス部１３０において、スイッチ１３２と抵抗１３３とは、直列に接続され、抵抗１３１とは並列に接続され、更に、可変容量１３５とも並列に接続されている。スイッチ１３２のＯＮ及びＯＦＦの変化により、トランジスタ１１０のソース端子１１３とグランドとの間のインピーダンスが変化する。また、可変容量１３５の容量値が変化した場合、ソース端子１１３とグランドとの間のインピーダンスの周波数特性が変化する。
【０１０４】
ドレインインピーダンス部１４０は、抵抗１４１及び可変容量１４５を含む構成であり、トランジスタ１１０のドレイン端子１１２と電源端子１９０との間に接続される。ドレインインピーダンス部１４０において、抵抗１４１と可変容量１４５とは並列に接続されている。可変容量１４５の容量値が変化した場合、ドレイン端子１１２と電源端子１９０との間のインピーダンスの周波数特性が変化する。
【０１０５】
ゲイン制御部１５０は、ＦＢインピーダンス部１２０のスイッチ１２２のＯＮ及びＯＦＦ、並びに、ソースインピーダンス部１３０のスイッチ１３２のＯＮ及びＯＦＦを制御することにより、可変利得増幅器５００のゲインを所望値に設定する。ゲイン制御部１５０は、ゲイン設定値情報を含むゲイン制御信号を周波数特性制御部１６０に出力する。
【０１０６】
周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０から出力されたゲイン制御信号を入力し、ゲイン制御信号に含まれるゲイン設定値情報を基に、ソースインピーダンス部１３０の可変容量１３５、及びドレインインピーダンス部１４０の可変容量１４５の各容量値を変化させる。
【０１０７】
本実施形態では、周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０によるソースインピーダンス部１３０のスイッチ１３２のＯＮ及びＯＦＦの変化に起因して増加するゲインの帯域内偏差を、ドレインインピーダンス部１４０の可変容量１４５の容量値を変化させることにより、低減させる。
【０１０８】
更に、周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０によるＦＢインピーダンス部１２０のスイッチ１２２のＯＮ及びＯＦＦの変化に起因して増加するゲインの帯域内偏差を、ソースインピーダンス部１３０の可変容量１３５の容量値を変化させることにより、低減させる。
【０１０９】
従って、周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０が制御するスイッチを含むインピーダンス部のインピーダンスの変化に起因して増加するゲインの帯域内偏差を、ゲイン制御部１５０が制御するインピーダンス部とは異なるインピーダンス部の可変容量の容量値を変化させることによって、低減させる。
【０１１０】
図１５は、第５の実施形態において用いられるルックアップテーブルの例を示す図である。本実施形態では、ゲイン制御部１５０が設定するゲイン設定値（例えばＧ１）に対応して、可変容量１３５は容量値ＣＳ（例えばＣ１）に設定され、可変容量１４５は容量値ＣＤ（例えばＣ５）に設定される。
【０１１１】
周波数特性制御部１６０におけるソースインピーダンス部１３０の可変容量１３５の容量値、及びドレインインピーダンス部１４０の可変容量１４５の容量値の制御方法は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【０１１２】
また図１４に示す可変利得増幅器５００は、ＦＢインピーダンス部１２０ではゲイン設定、ソースインピーダンス部１３０ではゲイン設定及び可変容量の変化によるゲインの周波数特性制御、ドレインインピーダンス部１４０では可変容量の変化によるゲインの周波数特性を制御する。しかし、本実施形態の可変利得増幅器５００は、ＦＢインピーダンス部１２０、ソースインピーダンス部１３０及びドレインインピーダンス部１４０に対し、次の４つのうちいずれかの役割を担わせてもよい。
【０１１３】
（１）ゲイン制御部１５０は、ゲインを設定しない。周波数特性制御部１６０は、可変容量の変化によるゲインの周波数特性を制御しない。
（２）ゲイン制御部１５０は、ゲインを設定する。周波数特性制御部１６０は、可変容量の変化によるゲインの周波数特性を制御しない。
（３）周波数特性制御部１６０は、可変容量の変化によるゲインの周波数特性を制御する。ゲイン制御部１５０は、ゲインを設定しない。
（４）ゲイン制御部１５０は、ゲインを設定する。周波数特性制御部１６０は、可変容量の変化によるゲインの周波数特性を制御する。
【０１１４】
但し、可変利得増幅器５００は、ＦＢインピーダンス部１２０、ソースインピーダンス部１３０及びドレインインピーダンス部１４０のうち、少なくとも１つのインピーダンス部においてゲインを設定し、少なくとも１つのインピーダンス部において可変容量の変化によるゲインの周波数特性を制御する。
【０１１５】
以上により、第５の実施形態の可変利得増幅器５００は、第１の実施形態の可変利得増幅器１００と同様に、高周波信号を用いる場合において、ゲイン設定のためのソースインピーダンス部及びＦＢインピーダンス部の各スイッチの寄生容量に起因して増加するゲインの帯域内偏差を低減できる。従って、可変利得増幅器５００は、出力信号における信号歪みを低減できる。
【０１１６】
（第６の実施形態）
図１６は、第６の実施形態の可変利得増幅器６００の回路構成を示す図である。図１６に示す可変利得増幅器６００は、図１に示す可変利得増幅器１００と比べて、トランジスタ２１０がトランジスタ１１０に縦続接続されている点が異なる。
【０１１７】
具体的には、可変利得増幅器６００は、トランジスタ１１０，２１０、ＦＢインピーダンス部１２０，２２０、ソースインピーダンス部１３０，２３０、ドレインインピーダンス部１４０，２４０、ゲイン制御部１５０、周波数特性制御部１６０、入力端子１７０、出力端子１８０，２８０及び電源端子１９０，２９０を含む構成である。
【０１１８】
増幅素子としてのトランジスタ２１０は、トランジスタ１１０からの出力信号が入力される制御端子としてのゲート端子２１１、直流電源に接続される電源側端子としてのドレイン端子２１２、基準電位（例えばグランド）に接続される基準側端子としてのソース端子２１３、及び出力端子２１４を含む構成である。
【０１１９】
トランジスタ１１０において増幅された信号は、出力端子１１４及び１８０を介して、トランジスタ２１０のゲート端子２１１とＦＢインピーダンス部２２０とに入力される。トランジスタ２１０は、ゲート端子２１１に入力された入力信号を増幅し、出力端子２１４から出力端子２８０に出力する。ドレイン端子２１２には、電源端子２９０及びドレインインピーダンス部２４０を介して、直流電圧が印加される。ソース端子２１３は、ソースインピーダンス部２３０を介して、接地される。
【０１２０】
ＦＢインピーダンス部１２０は、抵抗１２１を含む構成であり、トランジスタ１１０のゲート端子１１１とドレイン端子１１２との間に接続される。
【０１２１】
ＦＢインピーダンス部２２０は、抵抗２２１及びスイッチ２２２を含む構成であり、トランジスタ２１０のゲート端子２１１とドレイン端子２１２との間に接続される。ＦＢインピーダンス部２２０において、抵抗２２１とスイッチ２２２とは直列に接続されている。スイッチ２２２のＯＮ及びＯＦＦの変化により、トランジスタ２１０のゲート端子２１１とドレイン端子２１２との間のインピーダンスが変化する。
【０１２２】
ソースインピーダンス部１３０は、抵抗１３１、スイッチ１３２、抵抗１３３及び可変容量１３５を含む構成であり、トランジスタ１１０のソース端子１１３と基準電位（グランド）との間に接続される。ソースインピーダンス部１３０において、スイッチ１３２と抵抗１３３とは、直列に接続され、抵抗１３１とは並列に接続され、更に、可変容量１３５とも並列に接続されている。スイッチ１３２のＯＮ及びＯＦＦの変化により、トランジスタ１１０のソース端子１１３とグランドとの間のインピーダンスが変化する。また、可変容量１３５の容量値が変化した場合、ソース端子１１３とグランドとの間のインピーダンスの周波数特性が変化する。
【０１２３】
ソースインピーダンス部２３０は、抵抗２３１を含む構成であり、トランジスタ２１０のソース端子２１３と基準電位（グランド）との間に接続される。
【０１２４】
ドレインインピーダンス部１４０は、抵抗１４１及び可変容量１４５を含む構成であり、トランジスタ１１０のドレイン端子１１２と電源端子１９０との間に接続される。ドレインインピーダンス部１４０において、抵抗１４１と可変容量１４５とは並列に接続される。可変容量１４５の容量値が変化した場合、ドレイン端子１１２と電源端子１９０との間のインピーダンスの周波数特性が変化する。
【０１２５】
ドレインインピーダンス部２４０は、抵抗２４１及び可変容量２４５を含む構成であり、トランジスタ２１０のドレイン端子２１２と電源端子２９０との間に接続される。ドレインインピーダンス部２４０において、抵抗２４１と可変容量２４５とは並列に接続される。可変容量２４５の容量値が変化した場合、ドレイン端子２１２と電源端子２９０との間のインピーダンスの周波数特性が変化する。
【０１２６】
ゲイン制御部１５０は、ソースインピーダンス部１３０のスイッチ１３２のＯＮ及びＯＦＦ、並びに、ＦＢインピーダンス部２２０のスイッチ２２２のＯＮ及びＯＦＦを制御することにより、可変利得増幅器６００のゲインを所望値に設定する。ゲイン制御部１５０は、ゲイン設定値情報を含むゲイン制御信号を周波数特性制御部１６０に出力する。
【０１２７】
周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０から出力されたゲイン制御信号を入力し、ゲイン制御信号に含まれるゲイン設定値情報を基に、ソースインピーダンス部１３０の可変容量１３５、ドレインインピーダンス部１４０の可変容量１４５及びドレインインピーダンス部２４０の可変容量２４５の各容量値を変化させる。
【０１２８】
本実施形態では、周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０によるソースインピーダンス部１３０のスイッチ１３２のＯＮ及びＯＦＦの変化に起因して増加するゲインの帯域内偏差を、ドレインインピーダンス部１４０，２４０の各可変容量１４５，２４５の各容量値を変化させることにより、低減させる。
【０１２９】
更に、周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０によるＦＢインピーダンス部２２０のスイッチ２２２のＯＮ及びＯＦＦの変化に起因して増加するゲインの帯域内偏差を、ソースインピーダンス部１３０の可変容量１３５の容量値を変化させることにより、低減させる。
【０１３０】
従って、周波数特性制御部１６０は、ゲイン制御部１５０が制御するスイッチを含むインピーダンス部のインピーダンスの変化に起因して増加するゲインの帯域内偏差を、ゲイン制御部１５０が制御するインピーダンス部とは異なるインピーダンス部の可変容量の容量値を変化させることによって、低減させる。
【０１３１】
図１７は、第６の実施形態において用いられるルックアップテーブルの例を示す図である。本実施形態では、ゲイン制御部１５０が設定するゲイン設定値（例えばＧ１）に対応して、可変容量１３５は容量値ＣＳ１（例えばＣ１）に設定され、可変容量１４５は容量値ＣＤ１（例えばＣ５）に設定され、可変容量２４５は容量値ＣＤ２（例えばＣ９）に設定される。
【０１３２】
周波数特性制御部１６０におけるソースインピーダンス部１３０の可変容量１３５の容量値、及びドレインインピーダンス部１４０，２４０の各可変容量１４５，２４５の各容量値の制御方法は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【０１３３】
また図１６に示す可変利得増幅器６００は、ＦＢインピーダンス部２２０ではゲインを設定し、ソースインピーダンス部１３０ではゲインを設定し、更に、可変容量の変化によるゲインの周波数特性を制御し、ドレインインピーダンス部１４０，２４０では可変容量の変化によるゲインの周波数特性を制御する。しかし、本実施形態の可変利得増幅器６００は、ＦＢインピーダンス部１２０，２２０、ソースインピーダンス部１３０，２３０及びドレインインピーダンス部１４０，２４０に対し、次の４つのうちいずれかの役割を担わせてもよい。
【０１３４】
（１）ゲイン制御部１５０は、ゲインを設定しない。周波数特性制御部１６０は、可変容量の変化によるゲインの周波数特性を制御しない。
（２）ゲイン制御部１５０は、ゲインを設定する。周波数特性制御部１６０は、可変容量の変化によるゲインの周波数特性を制御しない。
（３）周波数特性制御部１６０は、可変容量の変化によるゲインの周波数特性を制御する。ゲイン制御部１５０は、ゲインを設定しない。
（４）ゲイン制御部１５０は、ゲインを設定する。周波数特性制御部１６０は、可変容量の変化によるゲインの周波数特性を制御する。
【０１３５】
但し、可変利得増幅器６００は、ＦＢインピーダンス部１２０，２２０、ソースインピーダンス部１３０，２３０及びドレインインピーダンス部１４０，２４０のうち、少なくとも１つのインピーダンス部においてゲインを設定し、少なくとも１つのインピーダンス部において可変容量の変化によるゲインの周波数特性を制御する。
【０１３６】
以上により、第６の実施形態の可変利得増幅器６００は、第１の実施形態の可変利得増幅器１００と同様に、高周波信号を用いる場合において、ゲイン設定のためのソースインピーダンス部及びＦＢインピーダンス部の各スイッチの寄生容量に起因して増加するゲインの帯域内偏差を低減できる。従って、可変利得増幅器６００は、出力信号における信号歪みを低減できる。
【０１３７】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、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、そ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。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明は、ゲイン設定に応じた適応的帯域内偏差補償を実現する可変利得増幅器に関するものであり、無線通信機器における可変利得増幅器として有用である。
【符号の説明】
【０１３９】
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、２００、３００、４００、５００、６００  可変利得増幅器
１１０、１１０ｐ、１１０ｎ、２１０  トランジスタ
１２０、１２０ｐ、１２０ｎ、２２０  ＦＢインピーダンス部
１３０、１３０ｐ、１３０ｎ、１３０ｐｎ、２３０  ソースインピーダンス部
１４０、１４０ｐ、１４０ｎ、２４０  ドレインインピーダンス部
１５０  ゲイン制御部
１６０  周波数特性制御部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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