(57)【要約】【課題】電源電圧の変動による増幅率の変動を低減でき、かつ、高周波域で良好なＮＦ特性を有する高周波増幅器を提供すること。【解決手段】高周波増幅器は、コレクタに電源電圧が印加されるエミッタ接地された第１のバイポーラトランジスタと、第１のバイポーラトランジスタのエミッタに接続された抵抗と、第１のバイポーラトランジスタのエミッタに、抵抗と並列に接続されたコンデンサと、を備える。第１のバイポーラトランジスタのベースに信号が入力され、第１のバイポーラトランジスタのコレクタから増幅信号を出力する。【選択図】図１
2009200997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コレクタに電源電圧が印加されるエミッタ接地された第１のバイポーラトランジスタと、
前記第１のバイポーラトランジスタのエミッタに接続された抵抗と、
前記第１のバイポーラトランジスタのエミッタに、前記抵抗と並列に接続されたコンデンサと、を備え、
前記第１のバイポーラトランジスタのベースに信号が入力され、前記第１のバイポーラトランジスタのコレクタから増幅信号を出力することを特徴とする高周波増幅器。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波増幅器であって、
前記第１のバイポーラトランジスタのエミッタには、外付け部品を接続可能な端子が設けられ、
前記コンデンサは、前記端子に接続されたことを特徴とする高周波増幅器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の高周波増幅器であって、
前記第１のバイポーラトランジスタとカレントミラー回路を構成する第２のバイポーラトランジスタを備えたことを特徴とする高周波増幅器。
【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高周波増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２は、第１の関連技術としての高周波増幅器を示す回路図である。また、図３は、第２の関連技術としての高周波増幅器を示す回路図である。図２に示す高周波増幅器及び図３に示す高周波増幅器のどちらも、入力信号である高周波信号を増幅するトランジスタの電流増幅率（ｈＦＥ）のバラツキ補償機能を有する。
【０００３】
図２に示す高周波増幅器及び図３に示す高周波増幅器のどちらも、カレントミラー回路を構成するバイポーラトランジスタＱ１，Ｑ２（以下、単に「トランジスタＱ１，Ｑ２」という。）を備える。トランジスタＱ１のコレクタには電流源による電源電圧Ｖｃｃ１が印加され、トランジスタＱ２のコレクタには電源電圧Ｖｃｃ２が印加される。高周波増幅器の入力信号である高周波信号は、トランジスタＱ１，Ｑ２の共通ベースに接続された入力端子ＲＦｉｎから入力される。また、高周波増幅器の出力信号は、トランジスタＱ２のコレクタに接続された出力端子ＲＦｏｕｔから出力される。
【０００４】
図２に示す高周波増幅器では、トランジスタＱ１のエミッタは抵抗Ｒ１を介して接地され、トランジスタＱ２のエミッタには、インダクタ等の外付け部品を接続可能な端子が接続されている。なお、トランジスタＱ２のエミッタの端子にインダクタＬが接続されると、当該高周波増幅器における高周波成分の利得が抑制される。
【０００５】
一方、図３に示す高周波増幅器では、トランジスタＱ１のエミッタは抵抗Ｒ１を介して接地され、トランジスタＱ２のエミッタは抵抗Ｒ２を介して接地されている。当該高周波増幅器では、トランジスタＱ２のエミッタに抵抗Ｒ２が設けられているため、トランジスタＱ２におけるアーリー効果が抑制される。また、当該高周波増幅器の製造の際、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２は同一プロセスで作製されるため、製造バラツキにより抵抗値が変動する場合、２つ抵抗の値は同じ方向へ変動する。抵抗Ｒ１の抵抗値が増加方向に変動するときトランジスタＱ２に流れる電流は増加方向に変動し、一方、抵抗Ｒ２の抵抗値が増加方向に変動するときトランジスタＱ２に流れる電流は減少方向に変動する。抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の抵抗値が、同時に且つ同方向に変動にするとき、各々の抵抗の変動による影響は互いに相殺される。したがって、抵抗値の変動によるトランジスタＱ２の電流変動が低減される。
【０００６】
【非特許文献１】玉井徳迪  監修，藤田泰弘・角辰巳・勝山隆・若井修造  共著，「半導体回路設計技術」，日経ＢＰ社，１９８７年４月４日，ｐ．２３３−２７６（第７章）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２に示した高周波増幅器では、トランジスタＱ１のエミッタに接続された抵抗Ｒ１の抵抗値が製造バラツキによって変動すると、トランジスタＱ２のコレクタ電流が変動する。また、トランジスタＱ２のアーリー効果を受け、電源電圧Ｖｃｃ２が変動すると、トランジスタＱ２のコレクタ電流が変動する。
【０００８】
一方、図３に示した高周波増幅器では、トランジスタＱ２のエミッタには抵抗Ｒ２が接続されているため、図２に示した高周波増幅器のように高周波成分の利得を調整できない。また、トランジスタＱ２は抵抗Ｒ２を介して接地されており、高周波成分を含むトランジスタＱ２のコレクタ電流は抵抗Ｒ２を流れるため、高周波域でのＮＦ（Noise Figure）特性が悪化する。
【０００９】
本発明の目的は、電源電圧の変動による増幅率の変動を低減でき、かつ、高周波域で良好なＮＦ特性を有する高周波増幅器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、コレクタに電源電圧が印加されるエミッタ接地された第１のバイポーラトランジスタと、前記第１のバイポーラトランジスタのエミッタに接続された抵抗と、前記第１のバイポーラトランジスタのエミッタに、前記抵抗と並列に接続されたコンデンサと、を備え、前記第１のバイポーラトランジスタのベースに信号が入力され、前記第１のバイポーラトランジスタのコレクタから増幅信号を出力する高周波増幅器を提供する。
【００１１】
上記高周波増幅器では、前記第１のバイポーラトランジスタのエミッタには、外付け部品を接続可能な端子が設けられ、前記コンデンサは、前記端子に接続される。
【００１２】
上記高周波増幅器は、前記第１のバイポーラトランジスタとカレントミラー回路を構成する第２のバイポーラトランジスタを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る高周波増幅器によれば、電源電圧の変動による第１のバイポーラトランジスタのコレクタ電流の変動を低減でき、かつ、高周波域で良好なＮＦ特性を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る一実施形態の高周波増幅器を示す回路図である。図１に示す高周波増幅器は、入力信号である高周波信号を増幅するトランジスタの電流増幅率（ｈＦＥ）のバラツキ補償機能を有する。図１に示すように、本実施形態の高周波増幅器は、カレントミラー回路を構成するバイポーラトランジスタＱ１１，Ｑ１２（以下、単に「トランジスタＱ１１，Ｑ１２」という。）と、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２と、入力端子ＲＦｉｎと、出力端子ＲＦｏｕｔと、外付け部品を接続可能な端子ＥＴとを備える。
【００１６】
トランジスタＱ１１のコレクタには電流源による電源電圧Ｖｃｃ１が印加され、トランジスタＱ１２のコレクタには電源電圧Ｖｃｃ２が印加される。トランジスタＱ１１のエミッタは抵抗Ｒ１１を介して接地され、トランジスタＱ１２のエミッタは抵抗Ｒ１２を介して接地されている。また、トランジスタＱ１２のエミッタには、外付け部品を接続可能な端子ＥＴが接続されている。高周波増幅器の入力信号である高周波信号は、トランジスタＱ１１，Ｑ１２の共通ベースに接続された入力端子ＲＦｉｎから入力される。また、高周波増幅器の出力信号は、トランジスタＱ１２のコレクタに接続された出力端子ＲＦｏｕｔから出力される。
【００１７】
本実施形態では、外付け部品を接続可能な端子ＥＴに、直列接続されたインダクタＬ及びコンデンサＣが接続される。このため、トランジスタＱ１２のエミッタには、抵抗Ｒ２と並列に、直列接続されたインダクタＬ及びコンデンサＣが接続され、当該エミッタはこれらを介して接地されている。トランジスタＱ１２のエミッタから抵抗Ｒ１２を介した経路は、トランジスタＱ２のコレクタ電流の直流成分が流れるグランド経路（以下「ＤＣグランド経路」という。）として使用される。一方、トランジスタＱ１２のエミッタからインダクタＬ及びコンデンサＣを介した経路は、インダクタＬによって高周波成分の利得を抑制し、コンデンサＣによってコレクタ電流の直流成分を抑止するためのグランド経路（以下「高周波グランド経路」という。）として使用される。
【００１８】
抵抗Ｒ１２は、図３に示した抵抗Ｒ２と同様に、トランジスタＱ１２におけるアーリー効果を抑制する。また、抵抗Ｒ１２としては、トランジスタＱ１２のコレクタ電流の高周波成分がＤＣグランド経路を流れないよう、十分に大きな抵抗値の抵抗が用いられる。このため、ＤＣグランド経路のインピーダンスは十分に大きい。また、コンデンサＣとしては、大きな容量（例えば１０００ｐＦ）のコンデンサが用いられる。このため、増幅する信号の周波数（高周波）における高周波グランド経路のインピーダンスは低い。したがって、トランジスタＱ１２のコレクタ電流の高周波成分は高周波グランド経路を流れ、直流成分はＤＣグランド経路を流れる。
【００１９】
以上説明したように、本実施形態の高周波増幅器では、トランジスタＱ１２のコレクタ電流の高周波成分がＤＣグランド経路を流れないよう、十分に大きな抵抗値の抵抗Ｒ１２が用いられている。トランジスタＱ１２のエミッタに接続される抵抗の抵抗値が大きければ、トランジスタＱ１２におけるアーリー効果の抑制によって、電源電圧Ｖｃｃ２の変動によるトランジスタＱ１２のコレクタ電流の変動をより低減できる。したがって、図３に示した高周波増幅器の抵抗Ｒ２よりも大きな抵抗値の抵抗Ｒ１２を用いることによって、コレクタ電流の変動低減といった効果がより顕著となる。
【００２０】
また、本実施形態の高周波増幅器では、トランジスタＱ１２のコレクタ電流の高周波成分が、抵抗Ｒ１２を含むＤＣグランド経路を流れないため、高周波域で良好なＮＦ特性を有する。但し、実際のコンデンサは容量成分だけでなく多少の抵抗成分も有する。このため、本実施形態の高周波域でのＮＦ特性は、図３に示した高周波増幅器のＮＦ特性よりも良好であるが、図２に示した高周波増幅器以上の特性は見込めない。
【００２１】
また、図２の高周波増幅器と同様に、インダクタＬによって高周波成分の利得を抑制することができる。また、抵抗Ｒ１１及び抵抗Ｒ１２は同一プロセスで作製されるため、図３の高周波増幅器と同様に、これら２つの抵抗の製造バラツキが要因の電流変動もない。
【００２２】
さらに、本実施形態では、インダクタＬ及びコンデンサＣが外付け部品として端子ＥＴに接続されている。インダクタＬ及びコンデンサＣがチップ内に構成された場合のトランジスタＱ１２のエミッタ以降の抵抗成分と比較すると、本実施形態の場合は、配線の太さ等によって当該抵抗成分が小さい。このためＱ値が大きく、本実施形態の高周波増幅器は共振等の影響を受けづらくなる。
【００２３】
なお、上記実施形態では、外付け部品を接続可能な端子ＥＴにコンデンサＣを接続することによって、トランジスタＱ１２のエミッタの抵抗成分と並列に容量成分を設けているが、コンデンサＣの容量に応じてはトランジスタＱ１１，Ｑ１２及び抵抗Ｒ１１，Ｒ１２と共にチップ上に構成されていても良い。また、高周波成分の利得を抑制するためのインダクタＬは、高周波成分の利得を抑える必要がない場合には設ける必要がない。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明に係る高周波増幅器は、高周波信号を増幅する低雑音アンプやパワーアンプ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る一実施形態の高周波増幅器を示す回路図
【図２】第１の関連技術としての高周波増幅器を示す回路図
【図３】第２の関連技術としての高周波増幅器を示す回路図
【符号の説明】
【００２６】
Ｑ１１，Ｑ１２  バイポーラトランジスタ
Ｒ１１，Ｒ１２  抵抗
ＲＦｉｎ  入力端子
ＲＦｏｕｔ  出力端子
ＥＴ  外付け部品を接続可能な端子
Ｌ  インダクタ
Ｃ  コンデンサ
【図１】
2009200997.tif 000003
【図２】
2009200997.tif 000004
【図３】
2009200997.tif 000005