(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギルバート型増幅率可変増幅器と、増幅率モニタ回路と、増幅率補償信号生成回路と、を備えた増幅率可変増幅器であって、
前記ギルバート型増幅率可変増幅器は、
差動信号を入力するための入力トランジスタ対と、
入力される増幅率制御信号に応じて、前記差動信号の増幅率を変更して増幅する２組の増幅率制御トランジスタ対と、
増幅された差動信号を出力するための出力負荷と、
前記入力トランジスタ対に所定の電流を供給する第１電流源と、
入力トランジスタ対に電流をそれぞれ供給し、その各供給電流の総和が前記第１電流源の電流と等しい第２電流源および第３電流源と、
前記２組の増幅率制御トランジスタ対に電流をそれぞれ供給し、その供給電流を可変できる第４電流源および第５電流源とを備え、
前記増幅率モニタ回路は、
前記増幅率制御トランジスタ対に対応し、その増幅率制御トランジスタの温度による増幅率の変化をモニタするとともに、一方のトランジスタのゲートとドレインが接続される増幅率モニタ用トランジスタ対と、
前記増幅率モニタ用トランジスタ対に電流を供給し、その供給電流が可変できる第６電流源と、
前記増幅率モニタ用トランジスタ対の前記一方のトランジスタのドレインに前記第６電流源の供給する電流の所定分数倍の電流を供給し、その供給電流を可変できる第７電流源とを備え、
前記増幅率補償信号生成回路は、前記増幅率モニタ用トランジスタ対の入力端子間の差動電圧と、温度依存性のない所定の基準差動電圧とを比較し、その差に応じた増幅率補償信号を生成する差動型演算増幅器を備え、
かつ、前記第４、第５、第６、および第７の電流源の各供給電流は、前記増幅率補償信号生成回路で生成される増幅率補償信号を用いて可変させるようになっていることを特徴とする増幅率可変増幅器。
【請求項２】
前記増幅率補償信号生成回路は、前記差動型演算増幅器から出力される増幅率補償信号に従って所定の電流を流す第１ＭＯＳトランジスタをさらに備え、
前記第４、第５、第６、および第７の各電流源は、第２、第３、第４、および第５のＭＯＳトランジスタからなり、
前記第１、第２、第３、および第４のＭＯＳトランジスタは、所定のカレントミラー回路を形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の増幅率可変増幅器。
【請求項３】
前記第４のＭＯＳトランジスタと所定のカレントミラー回路を形成する第６のＭＯＳトランジスタと、
前記第６のＭＯＳトランジスタに所定の電流を流し、前記第５のＭＯＳトランジスタと所定のカレントミラー回路を形成する第７のＭＯＳトランジスタとを備え、
前記第６のＭＯＳトランジスタは、前記第４のＭＯＳトランジスタのトランジスタサイズに対して所定の比率の大きさを有し、
前記第７のＭＯＳトランジスタは、前記第５のＭＯＳトランジスタのトランジスタサイズに対して所定の比率の大きさを有することを特徴とする請求項２に記載の増幅率可変増幅器。
【請求項４】
前記ギルバート型増幅率可変増幅器は、折返し構造のギルバート型増幅率可変増幅器からなることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の増幅率可変増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＯＳトランジスタなどにより構成され、増幅率（利得）が可変できるとともに、温度による増幅率の変動を抑制できる増幅率可変増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば携帯電話のような移動体通信機器において使用される増幅率可変増幅器として、低価格化、高集積化に有利なＭＯＳトランジスタを用いたものが開発されるようになってきた。
また、移動体通信機器に使われる増幅率可変増幅器は、温度が変動しても同じ品質を求められるため、様々な温度補償回路を備えている。例えば、従来技術として、特許文献１に記載のような増幅率可変増幅器が知られている。
【０００３】
この特許文献１に記載の増幅器は、ＭＯＳ回路で構成され、一般的にｇｍ一定バイアスと呼ばれているバイアス源を用いて、ギルバート型増幅率可変増幅器の温度補償を実現するようになっている。
具体的には、この従来の増幅器は、図５に示すように、ギルバート型増幅率可変増幅器１と、バイアス回路２と、制御回路３と、を備えている。
【０００４】
ギルバート型増幅率可変増幅器１は、差動対を構成する入力用のＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２と、差動対を構成する利得制御用のＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４と、差動対を構成する利得制御用のＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ６と、電流源として機能するＭＯＳトランジスタ１０と、出力用の負荷である抵抗Ｒ１、Ｒ２と、を備えている。
バイアス回路２は、ＭＯＳトランジスタＭ１０が流すバイアス電流を可変制御する回路であり、ＭＯＳトランジスＭ１１〜Ｍ１６や、抵抗Ｒ３から構成される。
【０００５】
制御回路３は、ギルバート型増幅率可変増幅器１の利得を制御するために、利得制御電圧をＭＯＳトランジスタＭ３〜Ｍ６の各ゲートに供給するようになっている。
このような構成からなる増幅率可変増幅器の増幅率Ｇａｉｎは、以下の（１）式で表すことができ、（２）式を参照することにより、最終的に（３）式で表すことができる。
【０００６】
【数１】
0004585461.tif 000002
【０００７】
ただし、Ｖｏｕｔは出力信号、Ｖｉｎは入力信号、Ｉ１は増幅率制御トランジスタ対の出力負荷に接続されているトランジスタに流れる電流、Ｉ０はその増幅率制御トランジスタ対に流れる総電流、Ｒｌｏａｄは出力負荷、ｇｍ０は入力トランジスタ対の相互コンダクタンスを示す。ここで、（Ｉ０−Ｉ１）はその増幅率制御トランジスタ対のもう一方のトランジスタに流れる電流である。
従って、ギルバート型増幅率可変増幅器は、上述のｄＩ１／ｄＩ０の比を増幅率制御トランジスタ対のゲート電圧で制御することにより、可変増幅を実現している。
【０００８】
ところで、ギルバート型増幅率可変増幅器は、その増幅率が最大設定付近の領域では、Ｉ１≒Ｉ０であり、Ｉ１／Ｉ０≒１となり、ｄＩ１／ｄＩ０＝１＝定数となる。
また、同様に増幅率制御トランジスタ対のゲート電圧が等しい領域ではＩ１≒Ｉ０／２であり、Ｉ１／Ｉ０≒Ｉ０／（２×Ｉ０）＝１／２となり、d Ｉ１／ｄＩ０＝１／２＝定数となるので、増幅率制御トランジスタ対の温度による効果は、その増幅率Ｇａｉｎには影響をほとんど与えない。
【０００９】
従って、これらのｄＩ１／ｄＩ０（Ｔ）の温度変化が無視できる領域では、増幅率の温度依存性はｇｍ０とＲｌｏａｄの積に依存しており、従来技術のように、電流源としてこのｇｍ×Ｒｌｏａｄを温度に対して一定に保つＧｍ一定バイアスを用いることにより、増幅率の温度補償を実現することができる。
【特許文献１】特開２００４−３４３２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、上述のような従来回路では、例えば制御信号を最小増幅率に設定した場合、増幅率制御トランジスタのｄＩ１／ｄＩ０（Ｔ）の温度特性が増幅率Ｇａｉｎの中で支配的になる。このため、ｄＩ１／ｄＩ０（Ｔ）で表される増幅率制御トランジスタ対の温度による効果を無視することができなくなり、精度の良い温度補償を広い可変利得範囲の中で行うことができなかった。
【００１１】
そのため、温度特性が一定な領域で増幅率を制御する場合、その増幅率制御範囲は大きく制限されてしまう。従って、大きな増幅率制御範囲を持ちながら、精度良く温度補償を行うことができる新たな回路の出現が望まれている。
そこで、本発明の目的は、上記の点に鑑み、増幅率の温度補償を広い可変増幅率の範囲において実現できる、増幅率可変増幅器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、本発明は以下のような構成からなる。
【００１５】
第１の発明は、ギルバート型増幅率可変増幅器と、増幅率モニタ回路と、増幅率補償信号生成回路と、を備えた増幅率可変増幅器であって、前記ギルバート型増幅率可変増幅器は、差動信号を入力するための入力トランジスタ対と、入力される増幅率制御信号に応じて、前記差動信号の増幅率を変更して増幅する２組の増幅率制御トランジスタ対と、増幅された差動信号を出力するための出力負荷と、前記入力トランジスタ対に所定の電流を供給する第１電流源と、入力トランジスタ対に電流をそれぞれ供給し、その各供給電流の総和が前記第１電流源の電流と等しい第２電流源および第３電流源と、前記２組の増幅率制御トランジスタ対に電流をそれぞれ供給し、その供給電流を可変できる第４電流源および第５電流源とを備え、前記増幅率モニタ回路は、前記増幅率制御トランジスタ対に対応し、その増幅率制御トランジスタの温度による増幅率の変化をモニタするとともに、一方のトランジスタのゲートとドレインが接続される増幅率モニタ用トランジスタ対と、前記増幅率モニタ用トランジスタ対に電流を供給し、その供給電流が可変できる第６電流源と、前記増幅率モニタ用トランジスタ対の前記一方のトランジスタのドレインに前記第６電流源の供給する電流の所定分数倍の電流を供給し、その供給電流を可変できる第７電流源とを備え、前記増幅率補償信号生成回路は、前記増幅率モニタ用トランジスタ対の入力端子間の差動電圧と、温度依存性のない所定の基準差動電圧とを比較し、その差に応じた増幅率補償信号を生成する差動型演算増幅器を備え、かつ、前記第４、第５、第６、および第７の電流源の各供給電流は、前記増幅率補償信号生成回路で生成される増幅率補償信号を用いて可変させるようになっている。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明において、前記増幅率補償信号生成回路は、前記差動型演算増幅器から出力される増幅率補償信号に従って所定の電流を流す第１ＭＯＳトランジスタをさらに備え、前記第４、第５、第６、および第７の電流源は、第２、第３、第４、および第５のＭＯＳトランジスタからなり、前記第１、第２、第３、および第４のＭＯＳトランジスタは、所定のカレントミラー回路を形成するようにした。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明において、前記第４のＭＯＳトランジスタと所定のカレントミラー回路を形成する第６のＭＯＳトランジスタと、前記第６のＭＯＳトランジスタに所定の電流を流し、前記第５のＭＯＳトランジスタと所定のカレントミラー回路を形成する第７のＭＯＳトランジスタとを備え、前記第６のＭＯＳトランジスタは、前記第４のＭＯＳトランジスタのトランジスタサイズに対して所定の比率の大きさを有し、前記第７のＭＯＳトランジスタは、前記第５のＭＯＳトランジスタのトランジスタサイズに対して所定の比率の大きさを有するようにした。
第４の発明は、第１、第２、または第３の発明において、前記ギルバート型増幅率可変増幅器は、折返し構造のギルバート型増幅率可変増幅器からなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、増幅率の温度補償を、広い可変増幅率の範囲において実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の増幅率可変増幅器の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
この第１実施形態は、図１に示すように、ギルバート型増幅率可変増幅器１１と、増幅率モニタ回路１２と、増幅率補償信号生成回路１３とを備え、ギルバート型増幅率可変増幅器１１の増幅率の温度補償を行うようになっている。
【００２０】
ギルバート型増幅率可変増幅器１１は、入力端子２１、制御端子２２、および出力端子２３を備え、入力端子２１に入力される入力信号ＩＮを増幅するとともに、制御端子２２に与えられる増幅率制御信号Ｖｃに応じて、その入力信号ＩＮの増幅率を可変（制御）するようになっている。
また、ギルバート型増幅率可変増幅器１１は、その増幅率に係る動作電流（バイアス電流）が増幅率補償信号生成回路１３で生成される増幅率補償信号Ｓｃによって制御され、その増幅率が温度補償されるようになっている。
【００２１】
増幅率モニタ回路１２は、ギルバート型増幅率可変増幅器１１と接近して配置させて同じ温度特性を有するダミー増幅率可変増幅器（ダミー回路）から成り、その動作電流（バイアス電流）がギルバート型増幅率可変増幅器１１と同じ種類のものである。このため、増幅率モニタ回路１２の増幅率特性は、ギルバート型増幅率可変増幅器１１と同じになっている。
【００２２】
すなわち、増幅率モニタ回路１２は、ギルバート型増幅率可変増幅器１１に含まれる所定の回路と等価であって、所定の増幅率を有する回路で構成され、温度による増幅率の変化（温度による自己の動作電流の変化）に応じた電圧を生成し、これを出力電圧Ｖｏｕｔとして増幅率補償信号生成回路１３に出力するようになっている。
さらに、増幅率モニタ回路１２は、その動作電流（バイアス電流）が増幅率補償信号生成回路１３で生成される増幅率補償信号Ｓｃで制御され、その増幅率が一定に制御（温度補償）されるようになっている。
【００２３】
増幅率補償信号生成回路１３は、増幅率モニタ回路１２からの出力電圧Ｖｏｕｔと温度依存性のない基準電圧源（図示せず）からの所定の基準電圧Ｖｒｅｆとを比較し、その差に応じた増幅率補償信号Ｓｃを生成し、これをギルバート型増幅率可変増幅器１１および増幅率モニタ回路１２にそれぞれ供給するようになっている。
次に、このような構成からなる第１実施形態の動作例について説明する。
【００２４】
増幅率モニタ回路１２は、温度の変化によるその増幅率の変化（温度による自己の動作電流の変化）に応じた電圧を生成し、この生成電圧を出力電圧Ｖｏｕｔとして増幅率補償信号生成回路１３に供給する。
増幅率補償信号生成回路１３は、その出力電圧Ｖｏｕｔを温度依存性のない基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、その差に応じた増幅率補償信号Ｓｃを生成し、これがギルバート型増幅率可変増幅器１１と増幅率モニタ回路１２にそれぞれ供給される。
【００２５】
これにより、増幅率補償信号Ｓｃは、ギルバート型増幅率可変増幅器１１の動作電流を制御し、これと同時に増幅率モニタ回路１２の動作電流を制御する。
ここで、例えば、ギルバート型増幅率可変増幅器１１の制御端子２２に、増幅率制御信号Ｖｃとして、増幅率モニタ回路１２からの出力電圧Ｖｏｕｔと同じ電圧を入力するものとする。そして、ギルバート型増幅率可変増幅器１１の動作電流と増幅率モニタ回路１２の動作電流とが同じ種類であって等価であれば、ギルバート型増幅率可変増幅器１１は、増幅率モニタ回路１２の所定の増幅率と同じ増幅率で入力信号を増幅して出力する。
【００２６】
このように、この第１実施形態では、増幅率モニタ回路１２の出力電圧Ｖｏｕｔと温度に依存しない基準電圧源の基準電圧Ｖｒｅｆを比較して、これらの両電圧が同じになるようにギルバート型増幅率可変増幅器１１と増幅率モニタ回路１２の同種の動作電流をそれぞれ制御するようにした。
このため、基準電圧源の生成する基準電圧Ｖｒｅｆがギルバート型増幅率可変増幅器１１の制御電圧Ｖｃと同じであれば、いかなる温度条件においても、ギルバート型増幅率可変増幅器１１の増幅率は増幅率モニタ回路１２の所定の増幅率と同じになり、その増幅率の温度特性が補償される。
また、この第１実施形態では、上記の基準電圧源の基準電圧Ｖｒｅｆを任意に決めることができ、その基準電圧Ｖｒｅｆをd1/d0(T)が最大になる領域に選択することにより、従来技術では温度補償できなかった領域での温度補償ができる。
【００２７】
（第２実施形態）
図２は、本発明の増幅率可変増幅器の第２実施形態の構成を示す回路図である。
この第２実施形態は、図１に示す第１実施形態の各部の構成を具体化したものであり、図２に示すように、ギルバート型増幅率可変増幅器１１と、増幅率モニタ回路１２と、増幅率補償信号生成回路１３とを備え、ギルバート型増幅率可変増幅器１１の増幅率の温度補償を行うようになっている。
ギルバート型増幅率可変増幅器１１は、図２に示すように、入力用の一対のＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２と、増幅率制御用の一対のＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４と、増幅率制御用の一対のＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ６と、電流源Ｓ１と、電流源Ｓ２、Ｓ３と、可変電流源Ｓ４、Ｓ５と、出力負荷Ｒ１、Ｒ２を備えている。
【００２８】
ＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２は、差動対を構成し、そのゲートに差動入力信号が供給されるようになっている。ＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４およびＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ６は、２組の差動対を構成し、上記の入力信号を増幅するとともに、そのゲートに入力される差動形態の増幅率制御信号に応じて、その差動入力信号の増幅率を制御できるようになっている。
【００２９】
出力負荷Ｒ１、Ｒ２は、増幅された差動入力信号を出力するために機能するようになっている。
電流源Ｓ１は、ＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２に所定の動作電流を供給するようになっている。電流源Ｓ２、Ｓ３は、対応するＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２に所定の電流をそれぞれ供給し、各供給電流の総和が電流源Ｓ１の供給電流と等しくなるように構成されている。ここで、図２に示すように、電流源Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は定電流源としているが、可変電流源で構成しても良い。
【００３０】
可変電流源Ｓ４は、ＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４に動作電流を供給するとともに、その供給電流が増幅率補償信号生成回路１３から出力される増幅率補償信号によって可変されるようになっている。
同様に、可変電流源Ｓ５は、ＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ６に動作電流を供給するとともに、その供給電流が増幅率補償信号生成回路１３から出力される増幅率補償信号によって可変されるようになっている。
【００３１】
さらに詳述すると、ＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２は、各ゲートが入力端子３１、３２に接続され、その各ソースが共通接続され、その共通接続部が電流源Ｓ１を介して接地されている。ＭＯＳトランジスタＭ１のドレインは、電流源Ｓ２を介して電源端子３７に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ２のドレインは、電流源Ｓ３を介して電源端子３７に接続されている。
【００３２】
ＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４は、各ゲートが制御端子３３、３４に接続され、その各ソースが共通接続され、その共通接続部が、ＭＯＳトランジスタＭ１のドレインに接続されるとともに、可変電流源Ｓ４を介して接地されている。ＭＯＳトランジスタＭ３のドレインは、出力端子３６に接続されるとともに、負荷抵抗Ｒ１を介して電源端子３７に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ４のドレインは、電源端子３７に接続されている。
【００３３】
ＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ６は、各ゲートが制御端子３４、３３に接続され、その各ソースが共通接続され、その共通接続部が、ＭＯＳトランジスタＭ２のドレインに接続されるとともに、可変電流源Ｓ５を介して接地されている。ＭＯＳトランジスタＭ５のドレインは、電源端子３７に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ６のドレインは、出力端子３５に接続されるとともに、負荷抵抗Ｒ２を介して電源端子３７に接続されている。
【００３４】
増幅率モニタ回路１２は、図２に示すように、増幅率モニタ用の一対のＭＯＳトランジスタＭ７、Ｍ８と、可変電流源Ｓ６と、可変電流源Ｓ７とを備えている。
ＭＯＳトランジスタＭ７、Ｍ８は、ギルバート型増幅率可変増幅器１１のＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４（あるいはＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ６）に対応し、それと同じ種類であるとともに同じ温度特性を有し、そのＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４の温度による増幅率の変化をモニタするためのものである。
【００３５】
可変電流源Ｓ６は、ＭＯＳトランジスタＭ７、Ｍ８に電流を供給するとともに、その供給電流が増幅率補償信号生成回路１３から出力される増幅率補償信号によって可変されるようになっている。
また、可変電流源Ｓ７は、ＭＯＳトランジスタＭ７に電流を供給するとともに、その供給電流が増幅率補償信号生成回路１３から出力される増幅率補償信号によって可変されるようになっている。可変電流源Ｓ７は、可変電流源Ｓ６の供給電流の所定分数倍の電流を供給するようになっている。
【００３６】
さらに詳述すると、ＭＯＳトランジスタＭ７のゲートは、自己のドレインに接続されるとともに、増幅率補償信号生成回路１３の差動型演算増幅器１３１の入力端子に接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ７のドレインは、可変電流源Ｓ７を介して電源端子３７に接続されている。
ＭＯＳトランジスタＭ８のゲートは、差動型演算増幅器１３１の入力端子に接続されるとともに、所定の電圧が印加されるようになっている。ＭＯＳトランジスタＭ８のドレインは電源端子３７に接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ７、Ｍ８の各ソースは共通接続され、その共通接続部が可変電流源Ｓ６を介して接地されている。
【００３７】
増幅率補償信号生成回路１３は、図２に示すように、差動型演算増幅器１３１から構成される。
この差動型演算増幅器１３１は、増幅率モニタ回路１２から出力される差動電圧と、図示しない定電圧源からの差動基準電圧とを比較し、その差に応じた増幅率補償信号を生成し、この生成した増幅率補償信号を可変電流源Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７にそれぞれ供給するようになっている。これにより、可変電流源Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７の各電流が制御される。
【００３８】
次に、このような構成からなる第２実施形態の作用について説明する。
このような構成からなる第２実施形態のギルバート型増幅率可変増幅器１１の増幅率は、上記の（３）式を参照すると次の（４）式で表すことができる。
【００３９】
【数２】
0004585461.tif 000003
【００４０】
（４）式において、Ｉ１はＭＯＳトランジスタＭ３に流れる電流、Ｉ０はＭＯＳトランジスタＭ３とＭ４に流れる電流の総和、Ｒｌｏａｄは出力負荷Ｒ１の値、ｇｍ０はＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２の相互コンダクタンスである。ここで、（Ｉ０−Ｉ１）はＭＯＳトランジスタＭ４に流れる電流である。
【００４１】
この第２実施形態では、電流源Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３と可変電流源Ｓ４、Ｓ５とを設け、電流源Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３によりＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２の動作電流を流し、可変電流源Ｓ４、Ｓ５によりＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４およびＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ６を動作電流をそれぞれ流すようにしたので、その両動作電流は温度効果ごとに制御できる。
すなわち、ｇｍ０の温度効果は電流源Ｓ２に依存しており、d Ｉ１／ｄＩ０の温度効果は可変電流源Ｓ４、Ｓ５に依存している。そのため、ｇｍ０とd Ｉ１／ｄＩ０を別々の動作電流によって制御することができる。
【００４２】
そこで、この第２実施形態では、増幅率補償信号生成回路１３が、増幅率モニタ回路１２からの出力電圧と温度依存性のない基準電圧源の基準電圧とを比較し、その差に応じた増幅率補償信号を生成し、この生成信号でギルバート型増幅率可変増幅器１１の可変電流源Ｓ４、Ｓ５が供給する動作電流をそれぞれ制御するようにした。
このため、ギルバート型増幅率可変増幅器１１は、基準電圧源の基準電圧に対して、電流比Ｉ１／Ｉ０が温度に依存しない増幅率を実現でき、その増幅率Ｇａｉｎは次の（５）式で表すことができる。
【００４３】
【数３】
0004585461.tif 000004
【００４４】
また、この第２実施形態では、増幅率モニタ回路１２の可変電流源Ｓ７がＭＯＳトランジスタＭ７に供給する電流Ｉ１を、可変電流源Ｓ６が回路全体に供給する電流Ｉ０の所定分数倍１／Ｎになるようにした。このため、増幅率モニタ回路１２の電流比Ｉ１／Ｉ０は、その所定分数倍１／Ｎとなり、d Ｉ１／ｄＩ０＝１／Ｎ＝定数となる。この電流比Ｉ１／Ｉ０が、増幅率モニタ回路１２の増幅率を決定する。
【００４５】
さらに、増幅率モニタ回路１２のｄＩ１／ｄＩ０が定数になるため、増幅率モニタ用のＭＯＳトランジスタＭ７、Ｍ８の電流比には温度の依存性はない。この増幅率モニタ用のＭＯＳトランジスタＭ７、Ｍ８間の電圧差は、可変電流源Ｓ６で与えられる電流に対して、電流比Ｉ１/Ｉ０ を一定にするための電圧を示している。同時に、その電位差は、増幅率モニタ回路１２の増幅率を一定にするための電圧を示している。
【００４６】
また、この第２実施形態では、差動型演算増幅器１３１が、増幅率モニタ用のＭＯＳトランジスタＭ７、Ｍ８から得られる電圧差と、温度依存性のない基準電圧源の基準電圧とを比較する。そして、その差動型演算増幅器１３１の出力により、増幅率モニタ回路１２は、その与えられた基準電圧と同じ電圧を出力するように、可変電流源Ｓ６、Ｓ７の電流が制御される。この結果、ＭＯＳトランジスタＭ７、Ｍ８の電流比が一定に保たれる。
【００４７】
また、ここで使用される基準電圧源の基準電圧と所定分数倍１／Ｎは、増幅率モニタ回路１２が無い状態でギルバート型増幅率可変増幅器１１の電流比Ｉ１／Ｉ０の温度依存性が最大の領域となる電圧を選ぶことが望ましい。
なお、この第２実施形態は、図２に示すように出力負荷として抵抗を使用しているが、インダクタやトランジスタ等などからなる出力負荷でも良い。
【００４８】
また、この第２実施形態では、図２に示すように、ギルバート型増幅率可変増幅器１１はＮ型のＭＯＳトランジスタで構成するようにしたが、これに代えてＰ型のＭＯＳトランジスタを使用するようにしても良い。その場合には、増幅率モニタ回路１２を構成するＭＯＳトランジスタは同じ種類のＰ型のＭＯＳトランジスタを用いる必要がある。それに併せて、各電流源、出力負荷などの接続も、電源端子から接地へ、接地から電源端子へと変更になる。
【００４９】
（第３実施形態）
図３は、本発明の増幅率可変増幅器の第３実施形態の構成を示す回路図である。
この第３実施形態は、図１に示す第１実施形態のギルバート型増幅率増幅器１１を、図３に示すような折り返し構造のギルバート型増幅率可変増幅器１１Ａに置き換えるようにしたものである。
なお、この第３実施形態は、ギルバート型増幅率可変増幅器１１Ａ以外の部分の構成は図２に示す第２実施形態と同様であるので、同一の構成要素には同一符号を付してその説明は省略する。
【００５０】
この第３実施形態に係るギルバート型増幅率可変増幅器１１Ａは、入力用の一対のＭＯＳトランジスタのドレインの点で折り返し、その各ＭＯＳトランジスタの動作電流を別個に制御するようになっている。
すなわち、ギルバート型増幅率可変増幅器１１Ａは、図３に示すように、入力用の一対のＭＯＳトランジスタＭ２１、Ｍ２２と、増幅率制御用の一対のＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４と、増幅率制御用の一対のＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ６と、電流源Ｓ１１と、電流源Ｓ１２、Ｓ１３と、可変電流源Ｓ１４、Ｓ１５と、出力負荷Ｒ１、Ｒ２を備えている。
【００５１】
ＭＯＳトランジスタＭ２１、Ｍ２２は、差動対を構成し、そのゲートに差動入力信号が供給されるようになっている。ＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４およびＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ６は、２組の差動対を構成し、上記の差動入力信号を増幅するとともに、そのゲートに入力される差動形態の増幅率制御信号に応じて、その入力信号の増幅率を制御できるようになっている。
【００５２】
出力負荷Ｒ１、Ｒ２は、増幅された差動入力信号を出力するために機能するようになっている。
電流源Ｓ１１は、ＭＯＳトランジスタＭ２１、Ｍ２２に電流を供給するようになっている。電流源Ｓ１２はＭＯＳトランジスタＭ２１に電流を供給し、電流源Ｓ１３はＭＯＳトランジスタＭ２２に電流を供給するようになっている。
【００５３】
可変電流源Ｓ１４は、ＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４に電流を供給するとともに、ＭＯＳトランジスタＳ２１に電流を供給し、かつ、その供給電流が増幅率補償信号生成回路１３から出力される増幅率補償信号によって可変されるようになっている。
可変電流源Ｓ１５は、ＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ６に電流を供給するとともに、ＭＯＳトランジスタＳ２２に電流を供給し、その供給電流が増幅率補償信号生成回路１３から出力される増幅率補償信号によって可変されるようになっている。
【００５４】
さらに詳述すると、ＭＯＳトランジスタＭ２１、Ｍ２２は、各ゲートが入力端子３１、３２に接続され、その各ソースが共通接続され、その共通接続部が電流源Ｓ１１を介して電源端子３７に接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ２１のドレインは、電流源Ｓ１２を介して接地されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ２２のドレインは、電流源Ｓ１３を介して接地されている。
【００５５】
ＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４は、各ゲートが制御端子３３、３４に接続され、その各ソースが共通接続され、その共通接続部が、ＭＯＳトランジスタＭ２１のドレインに接続されるとともに、可変電流源Ｓ１４を介して接地されている。ＭＯＳトランジスタＭ２３のドレインは、出力端子３６に接続されるとともに、負荷抵抗Ｒ１を介して電源端子３７に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ２４のドレインは、電源端子３７に接続されている。
【００５６】
ＭＯＳトランジスタＭ５、Ｍ６は、各ゲートが制御端子３４、３３に接続され、その各ソースが共通接続され、その共通接続部が、ＭＯＳトランジスタＭ２２のドレインに接続されるとともに、可変電流源Ｓ１５を介して接地されている。ＭＯＳトランジスタＭ５のドレインは、電源端子３７に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタＭ６のドレインは、出力端子３５に接続されるとともに、負荷抵抗Ｒ２を介して電源端子３７に接続されている。
このような構成からなる第３実施形態では、第２実施形態と同様の動作を実現できる上に、それと同様の効果を実現できる。
【００５７】
（第４実施形態）
図４は、本発明の増幅率可変増幅器の第４実施形態の構成を示す回路図である。
この第４実施形態は、図３に示す第３実施形態の構成要素の各電流源を、図４に示すようにＭＯＳトランジスタで構成するようにしたものである。
なお、この第４実施形態は、そのＭＯＳトランジスタで構成した電流源以外の部分の構成は図３に示す第３実施形態と同様であるので、同一の構成要素には同一符号を付してその説明は省略する。
この第４実施形態では、図３に示す電流源Ｓ１１、Ｓ１２、１３を、図４に示すようにＭＯＳトランジスタＭ２３、Ｍ２４、Ｍ２５でそれぞれ構成し、そのＭＯＳトランジスタＭ２３、Ｍ２４、Ｍ２５の各ゲートに所定のバイアス電圧をそれぞれ印加するようにした。
【００５８】
また、図３に示す可変電流源Ｓ６、Ｓ７、Ｓ１４、Ｓ１５は、図４に示すように、ＭＯＳトランジスタＭ３１〜Ｍ３８を用いて構成するようにした。
すなわち、ＭＯＳトランジスタ３１は、差動型演算増幅器１３１から出力される増幅率補償信号によって所定の電流を流し、この電流がＭＯＳトランジスタＭ３２に供給されるようになっている。
【００５９】
ＭＯＳトランジスタ３２は、ＭＯＳトランジスタＭ３３〜Ｍ３６とで第１カレントミラー回路を構成し、ＭＯＳトランジスタ３２に流れる電流に比例する電流が、そのＭＯＳトランジスタＭ３３〜Ｍ３６にそれぞれ流れるようになっている。ＭＯＳトランジスタ３２の電流とＭＯＳトランジスタＭ３３〜Ｍ３６に流れる電流は、トランジスタサイズで決めることができる。
【００６０】
また、ＭＯＳトランジスタＭ３４に流れる電流は、ＭＯＳトランジスタＭ３７に流れるようになっている。ＭＯＳトランジスタＭ３７は、ＭＯＳトランジスタＭ３８とで第２カレントミラー回路を構成し、ＭＯＳトランジスタ３７に流れる電流に比例する電流が、ＭＯＳトランジスタＭ３８に流れるようになっている。ＭＯＳトランジスタ３７の電流とＭＯＳトランジスタＭ３８に流れる電流は、トランジスタサイズで決めることができる。
【００６１】
このような構成からなる第４実施形態によれば、ＭＯＳトランジスタＭ３３からなる電流源とＭＯＳトランジスタＭ３８からなる電流源の電流比を、ＭＯＳトランジスタのトランジスタサイズ（Ｗ／Ｌサイズ）比によって実現できるので、精度良く所定分数倍の電流を得ることができる。
また、この第４実施形態では、ギルバート型増幅率可変増幅器１１の電流源用のＭＯＳトランジスタＭ３５、Ｍ３６と一対のＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ４（Ｍ５、Ｍ６）との大きさの比と、増幅率モニタ回路１２の電流源用のＭＯＳトランジスタＭ３３と一対のＭＯＳトランジスタＭ７、Ｍ８の大きさの比がそれぞれ等しければ、その電流源の電流の大きさは任意に選択できる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の増幅率可変増幅器は、各種ＩＣにおいて用いられる増幅率可変増幅器に適用され、例えば無線通信機器に搭載することができ、温度による増幅率の変動を補償することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の第３実施形態の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の第４実施形態の構成を示す回路図である。
【図５】従来の増幅率可変増幅器の回路図である。
【符号の説明】
【００６４】
１１  ギルバート型増幅率可変増幅器
１１Ａ  折り返し構造のギルバート型増幅率可変増幅器
１２  増幅率モニタ回路
１３  増幅率補償信号生成回路
【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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