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技術 増幅器

出願人 日本電気株式会社
発明者 溝江准
出願日 1993年3月24日 (27年10ヶ月経過) 出願番号 1993-089254
公開日 1994年10月7日 (26年4ヶ月経過) 公開番号 1994-283939
状態 拒絶査定
技術分野 低周波及び高周波増幅器 マイクロ波増幅器 温度補償、電源電圧補償、歪補償、帰還 増幅器1 増幅器2 増幅器一般
主要キーワード 可変抵抗減衰器 回路利得 利得変化量 負帰還増幅回路 温度変化分 ポジスタ 整合用インダクタ 負帰還増幅器
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1994年10月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

目的

構成

増幅用トランジスタ6の負帰還回路に、温度上昇に伴って抵抗値が増大するポジスタ2を設ける。トランジスタ6の利得の温度変化分をポジスタ2の抵抗の温度変化分で相殺し、回路利得変動を抑制すると共に、整合特性も良くなって広帯域化が図れる。

概要

背景

この種の増幅器においては、増幅素子入出力間負帰還インピーダンス素子を設けて広帯域化を図った負帰還増幅器が用いられている。その回路例を図5に示す。図において、入力端子1からの信号は増幅用トランジスタ6のゲートへ入力され、そのドレインから増幅出力導出されて減衰器9を介して出力端子7から増幅出力となって導出される。トランジスタ6のドレイン出力とゲート入力との間には負帰還用抵抗8が接続されて増幅器の広帯域化が図られている。

増幅用トランジスタ6の感度による利得変動補正する必要があり、そのために外部回路として温度センサ10,制御回路11及び先の可変抵抗減衰器9が設けられている。

すなわち、トランジスタ6の温度変化に起因する利得変動を補償すべく、温度センサ10により周囲温度を検出し、この検出温度に応じて制御回路11により制御信号を生成してこの制御信号によって可変抵抗器9の減衰量を制御している。これにより、増幅器の利得を温度に対して一定に維持するようになっているのである。

概要

マイクロ波帯ミリ波帯の負帰還電力増幅器において、温度変化に対する利得変化をなくし、広帯域化する。

増幅用トランジスタ6の負帰還回路に、温度上昇に伴って抵抗値が増大するポジスタ2を設ける。トランジスタ6の利得の温度変化分をポジスタ2の抵抗の温度変化分で相殺し、回路利得変動を抑制すると共に、整合特性も良くなって広帯域化が図れる。

目的

そこで、本発明はこの様な従来のものの欠点を解決すべくなされたものであって、その目的とするところは、極めて簡単な構成で利得の広帯域化及び温度変動抑制を可能とした増幅器を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

増幅素子と、この増幅素子の負帰還インピーダンス素子として温度上昇と共にその抵抗値が増加するポジスタとを有することを特徴とする増幅器

技術分野

0001

本発明は増幅器に関し、特にマイクロ波帯ミリ波帯電力増幅に用いる電力増幅器に関するものである。

背景技術

0002

この種の増幅器においては、増幅素子入出力間負帰還インピーダンス素子を設けて広帯域化を図った負帰還増幅器が用いられている。その回路例を図5に示す。図において、入力端子1からの信号は増幅用トランジスタ6のゲートへ入力され、そのドレインから増幅出力導出されて減衰器9を介して出力端子7から増幅出力となって導出される。トランジスタ6のドレイン出力とゲート入力との間には負帰還用抵抗8が接続されて増幅器の広帯域化が図られている。

0003

増幅用トランジスタ6の感度による利得変動補正する必要があり、そのために外部回路として温度センサ10,制御回路11及び先の可変抵抗減衰器9が設けられている。

0004

すなわち、トランジスタ6の温度変化に起因する利得変動を補償すべく、温度センサ10により周囲温度を検出し、この検出温度に応じて制御回路11により制御信号を生成してこの制御信号によって可変抵抗器9の減衰量を制御している。これにより、増幅器の利得を温度に対して一定に維持するようになっているのである。

発明が解決しようとする課題

0005

従来のこの様な回路構成では、感度補償用の可変抵抗減衰器,温度センサ及び温度補償用の制御回路等が必要となり、回路構成が複雑になるという欠点がある。

0006

そこで、本発明はこの様な従来のものの欠点を解決すべくなされたものであって、その目的とするところは、極めて簡単な構成で利得の広帯域化及び温度変動抑制を可能とした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

0007

本発明による増幅器は、増幅素子と、この増幅素子の負帰還用インピーダンス素子として温度上昇と共にその抵抗値が増加するポジスタとを有することを特徴とする。

0008

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

0009

図1は本発明の実施例を示す回路図である。図において、入力端子1からの信号は増幅用トランジスタ6のゲート入力整合用イングクタ3を介して印加され増幅される。その増幅出力はトランジスタ6のドレインから導出され、出力整合インダクタ4を介して出力端子7から導出される。

0010

更に、負帰還回路が設けられており、この負帰還回路は整合用インダクタ5とポジスタ2との直列回路からなっている。このポジスタ2は温度Tの上昇と共にその抵抗値Rf(T)も増加する素子であり、このポジスタ2の温度特性によりトランジスタ6の利得変動を補償するようにしている。

0011

図1において、各インダクタ3〜5のインダクタンス値及びポジスタ2の抵抗値Rf(T0)は、入力または出力の整合回路として所望の入力インピーダンス出力インピーダンスが得られるように、また所望の回路利得が得られるように、夫々適宜決定される。

0012

ポジスタ2のdRf(T)/dtは、トランジスタ6の温度変動による利得変動量と、負帰還量の変化による利得変化量とが互いに相殺するような値とすることによって、利得の温度変化を少くすることができる。

0013

高温度時にトランジスタ6の利得が減少した場合、ポジスタ2のRf(T)が増大して負帰還量が減少し、また低温時には逆になるよう動作することで、増幅器全体の利得は温度に対して一定になる。

0014

例えば、温度T1でトランジスタ単体の利得G1,T2でG2としたとき、図2に示すように、T1でRf(T1),T2でRf(T2)と抵抗値が変化するポジスタを用いれば、増幅器全体として、トランジスタの温度による利得変化分を、負帰還量が変化することで相殺可能となる。

0015

図3及び図4図1の回路のシミュレーション結果の一例を示す図であり、図3スミスチャート図4周波数対利得特性である。本例では、増幅用トランジスタ6として、NEC社製の高周波用電界効果トランジスタNE−900000を用い、ポジスタ2のRf(T)としてRf(100)=300Ω及び200Ωのものを用いており、周波数帯域として2GHZ 〜5GHZ にて反射係数S11,S22及び利得を夫々プロットした特性図である。

0016

尚、図3のスミスチャートでは、31,32の曲線がRf(100)=220Ωのものであり、31はS11,32はS22を夫々示す。また、33,34の曲線がRf(100)=300Ωのものであり、33はS11,34はS22を夫々示す。

発明の効果

0017

以上述べた如く、本発明によれば、マイクロ波帯やミリ波帯で用いられる負帰還増幅器の負帰還部にポジスタを用いて、利得の温度変化分をポジスタの抵抗温度変化分で相殺するようにしたので、広帯域整合と利得の温度変動抑制とが同時に実現可能となるという効果がある。

図面の簡単な説明

0018

図1本発明の実施例の回路図である。
図2図1の回路における負帰還抵抗値の変化に対する利得の変化特性を示す図である。
図3本発明の実施例おいて、FETを用いたシミュレーシュンによる反射係数特性を示すスミスチャートである。
図4本発明の実施例において、FETを用いたシミュレーションによる周波数対利得特性を示す図である。
図5従来の負帰還増幅回路の例を示す図である。

--

0019

1入力端子
2ポジスタ
3〜5整合用インダクタ
6トランジスタ
7 出力端子

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