JP2003209448A - テーパード相互コンダクタンスアーキテクチャを備える分布増幅器 - Google Patents
テーパード相互コンダクタンスアーキテクチャを備える分布増幅器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明はテーパード相互コンダクタンスアー
キテクチャを備える分布増幅器提供する。 【解決手段】本発明による改善されたトランス（伝達）
インピーダンスおよび／あるいは利得を持つ分布増幅器
は入力伝送ラインと出力伝送ラインを備え、入力伝送ラ
インはこの分布増幅器の入力を形成し、これと関連する
特性インピーダンスを持ち、出力伝送ラインはこの分布
増幅器の出力を形成し、これと関連する特性インピーダ
ンスを持つ。
キテクチャを備える分布増幅器提供する。 【解決手段】本発明による改善されたトランス（伝達）
インピーダンスおよび／あるいは利得を持つ分布増幅器
は入力伝送ラインと出力伝送ラインを備え、入力伝送ラ
インはこの分布増幅器の入力を形成し、これと関連する
特性インピーダンスを持ち、出力伝送ラインはこの分布
増幅器の出力を形成し、これと関連する特性インピーダ
ンスを持つ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的には分布増幅
器、より詳細には、分布増幅器内の静止電流を比例して
増加させることなく、分布増幅器内の総合利得を増加さ
せるための技法に関する。
器、より詳細には、分布増幅器内の静止電流を比例して
増加させることなく、分布増幅器内の総合利得を増加さ
せるための技法に関する。
【０００２】
【従来の技術】分布増幅器は当分野において周知であ
る。これら分布増幅器は通常は複数の基本増幅段を備
え、これらが入力伝送ラインと出力伝送ラインの間にこ
れら基本増幅段の出力が結果としての増幅された信号を
生成するようなやり方にて接続される。
る。これら分布増幅器は通常は複数の基本増幅段を備
え、これらが入力伝送ラインと出力伝送ラインの間にこ
れら基本増幅段の出力が結果としての増幅された信号を
生成するようなやり方にて接続される。
【０００３】分布増幅器内の基本増幅段の各々は、これ
ら増幅段の入力および出力インピーダンスに影響を及ぼ
す殆どは容量性のリアクタンスを含む。適正に設計され
た分布増幅器は、これらリアクタンスが電力の伝達に動
作の所望周波数レンジにおいて及ぼす影響を最小化する
ために、これらを補償する。従来は、これは、入力およ
び出力伝送ラインに結合された補償ネットワークを設け
ることで達成された。これら補償ネットワークは典型的
にはこれらの長手方向に沿ってインダクタンス（ｉｎｄ
ｕｃｔａｎｃｅｓ）と容量（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ
ｓ）の両方を、特定の特性インピーダンスを持つ短な伝
送ラインにみえるようやり方にて、挿入することで達成
された。
ら増幅段の入力および出力インピーダンスに影響を及ぼ
す殆どは容量性のリアクタンスを含む。適正に設計され
た分布増幅器は、これらリアクタンスが電力の伝達に動
作の所望周波数レンジにおいて及ぼす影響を最小化する
ために、これらを補償する。従来は、これは、入力およ
び出力伝送ラインに結合された補償ネットワークを設け
ることで達成された。これら補償ネットワークは典型的
にはこれらの長手方向に沿ってインダクタンス（ｉｎｄ
ｕｃｔａｎｃｅｓ）と容量（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ
ｓ）の両方を、特定の特性インピーダンスを持つ短な伝
送ラインにみえるようやり方にて、挿入することで達成
された。
【０００４】インダクタンスにて分離された場合、集中
型か分布型かに関係なく、各増幅段の入力容量は伝送ラ
イン全体の特性インピーダンスを決定する。従来の分布
増幅器アーキテクチャ（ｄｉｓｔｉｂｕｔｅｄ ａｍｐ
ｌｉｆｉｅｒ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ）と関連す
る一つの問題は、信号が入力伝送ラインを下流方向に伝
搬するにつれてこれが減衰され、このため各一連の増幅
段に入力された電力が著しく低減されることである。こ
の問題は出力伝送ライン上でも発生するが、これはこれ
ら信号は各増幅段の相互コンダクタンスにて増幅される
ために通常はそれほど重大な問題とはならない。ある与
えられた数の増幅段に対して、入力電力の減衰は分布増
幅器から得られる総出力電力および利得を劣化させる。
型か分布型かに関係なく、各増幅段の入力容量は伝送ラ
イン全体の特性インピーダンスを決定する。従来の分布
増幅器アーキテクチャ（ｄｉｓｔｉｂｕｔｅｄ ａｍｐ
ｌｉｆｉｅｒ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ）と関連す
る一つの問題は、信号が入力伝送ラインを下流方向に伝
搬するにつれてこれが減衰され、このため各一連の増幅
段に入力された電力が著しく低減されることである。こ
の問題は出力伝送ライン上でも発生するが、これはこれ
ら信号は各増幅段の相互コンダクタンスにて増幅される
ために通常はそれほど重大な問題とはならない。ある与
えられた数の増幅段に対して、入力電力の減衰は分布増
幅器から得られる総出力電力および利得を劣化させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】入力電力の減衰を低減
するための従来の技法には、追加の増幅段を分布増幅器
に結合するやり方が含まれる。ただし、このアプローチ
には、入力信号の減衰のために、収益逓減点（ｐｏｉｎ
ｔ ｏｆ ｄｉｍｉｎｉｓｈｉｎｇ ｒｅｔｕｒｎｓ）
が存在する。さらに、追加の増幅段を使用すると、分布
増幅器のサイズおよび電力消費の両方が増加する。分布
増幅器の総利得を増加するためのもう一つの従来のアプ
ローチにおいては、伝送ライン上の最悪の場合の損失を
補償するために各増幅段の相互コンダクタンスが一様に
増加される。ただし、増幅段の相互コンダクタンスを一
様に増加するためには、通常は分布増幅器の各増幅段の
一つあるいは複数のトランジスタのサイズを増加するこ
とが必要となり、このアプローチでは周波数応答が著し
く劣化し、分布増幅器内の静止（零入力）電流が不当に
増加する。
するための従来の技法には、追加の増幅段を分布増幅器
に結合するやり方が含まれる。ただし、このアプローチ
には、入力信号の減衰のために、収益逓減点（ｐｏｉｎ
ｔ ｏｆ ｄｉｍｉｎｉｓｈｉｎｇ ｒｅｔｕｒｎｓ）
が存在する。さらに、追加の増幅段を使用すると、分布
増幅器のサイズおよび電力消費の両方が増加する。分布
増幅器の総利得を増加するためのもう一つの従来のアプ
ローチにおいては、伝送ライン上の最悪の場合の損失を
補償するために各増幅段の相互コンダクタンスが一様に
増加される。ただし、増幅段の相互コンダクタンスを一
様に増加するためには、通常は分布増幅器の各増幅段の
一つあるいは複数のトランジスタのサイズを増加するこ
とが必要となり、このアプローチでは周波数応答が著し
く劣化し、分布増幅器内の静止（零入力）電流が不当に
増加する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、分布増幅器内
の静止電流を比例して増加することおよび／あるいは周
波数応答に目立って劣化させることなく、分布増幅器内
の出力トランス（伝達）インピーダンス（ｔｒａｎｓｉ
ｍｐｅｄａｎｃｅ）を効率的に改善するためおよび／あ
るいは総合利得を効率的に増加させるための技法を提供
する。さらに、これら性能の向上は分布増幅器のサイズ
を大幅に増加することなく達成される。
の静止電流を比例して増加することおよび／あるいは周
波数応答に目立って劣化させることなく、分布増幅器内
の出力トランス（伝達）インピーダンス（ｔｒａｎｓｉ
ｍｐｅｄａｎｃｅ）を効率的に改善するためおよび／あ
るいは総合利得を効率的に増加させるための技法を提供
する。さらに、これら性能の向上は分布増幅器のサイズ
を大幅に増加することなく達成される。
【０００７】本発明の一面によると、改善された出力ト
ランス（伝達）インピーダンスを持つ分布増幅器は、入
力伝送ラインと出力伝送ラインの間に接続された複数の
増幅段を備える。これら増幅段の少なくともサブセット
の各々は、これと関連する相互コンダクタンスを持ち、
この相互コンダクタンスはその増幅段内に入力伝送ライ
ンおよび／あるいは出力伝送ライン上の入力信号の減衰
を実質的に補償する利得を生成するように構成（調節）
される。こうして、このサブセット内の各一連の増幅段
の相互コンダクタンスは、各増幅段の入力の所の入力ラ
インの損失に従って増加される。こうして、このサブセ
ットの各増幅段は、入力伝送ラインの損失を補償するよ
うに個別に構成される。本発明の一つの好ましい実施例
においては、分布増幅器内の各増幅段は、入力伝送ライ
ンおよび／あるいは出力伝送ライン上の対応する入力お
よび／あるいは出力の所の入力信号の減衰を実質的に補
償する相互コンダクタンスを持つように構成される。
ランス（伝達）インピーダンスを持つ分布増幅器は、入
力伝送ラインと出力伝送ラインの間に接続された複数の
増幅段を備える。これら増幅段の少なくともサブセット
の各々は、これと関連する相互コンダクタンスを持ち、
この相互コンダクタンスはその増幅段内に入力伝送ライ
ンおよび／あるいは出力伝送ライン上の入力信号の減衰
を実質的に補償する利得を生成するように構成（調節）
される。こうして、このサブセット内の各一連の増幅段
の相互コンダクタンスは、各増幅段の入力の所の入力ラ
インの損失に従って増加される。こうして、このサブセ
ットの各増幅段は、入力伝送ラインの損失を補償するよ
うに個別に構成される。本発明の一つの好ましい実施例
においては、分布増幅器内の各増幅段は、入力伝送ライ
ンおよび／あるいは出力伝送ライン上の対応する入力お
よび／あるいは出力の所の入力信号の減衰を実質的に補
償する相互コンダクタンスを持つように構成される。
【０００８】本発明のもう一面によると、複数の増幅段
を備える分布増幅器を形成するための方法が提供され
る。これら増幅段の各々は、それと関連する相互コンダ
クタンスを持ち、入力と出力を備え、これら複数の増幅
段の入力は入力伝送ラインに接続され、これら増幅段の
出力は出力伝送ラインに接続される。この方法は：これ
ら複数の増幅段の少なくともサブセットの各出力の所の
入力信号の減衰を決定するステップ；およびこのサブセ
ット内の各増幅段の相互コンダクタンスをこのサブセッ
ト内のこれら複数の増幅段の各々の利得がこれら増幅段
の対応する入力の所での入力伝送ライン上の入力信号の
減衰を実質的に補償するように選択するステップを含
む。
を備える分布増幅器を形成するための方法が提供され
る。これら増幅段の各々は、それと関連する相互コンダ
クタンスを持ち、入力と出力を備え、これら複数の増幅
段の入力は入力伝送ラインに接続され、これら増幅段の
出力は出力伝送ラインに接続される。この方法は：これ
ら複数の増幅段の少なくともサブセットの各出力の所の
入力信号の減衰を決定するステップ；およびこのサブセ
ット内の各増幅段の相互コンダクタンスをこのサブセッ
ト内のこれら複数の増幅段の各々の利得がこれら増幅段
の対応する入力の所での入力伝送ライン上の入力信号の
減衰を実質的に補償するように選択するステップを含
む。
【０００９】本発明のこれらおよびその他の特徴および
長所が本発明の実施例の以下の詳細な説明を付属の図面
との関連で読むことで一層明らかになるものである。
長所が本発明の実施例の以下の詳細な説明を付属の図面
との関連で読むことで一層明らかになるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下では、本発明が例えば光受信
機前置用途に用いられる一例としての４段分布増幅器回
路との関連で説明される。ただし、本発明はこのあるい
は任意の特定の分布増幅器アーキテクチャもしくは用途
に制限されるものではなく、本発明はより一般的に、分
布増幅器内の静止（零入力）電流（ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ
ｃｕｒｒｅｎｔ）を比例して増加させることなく、分
布増幅器のトランス（伝達）インピーダンス（ｔｒａｎ
ｓｉｍｐｅｄａｎｃｅ）および／あるいは利得を改善す
ることが要望される任意の適当な分布増幅器アーキテク
チャに適用することができる。さらに、ここで説明され
る発明はある特定の半導体製造プロセスに制限されるも
のではなく、これらに限られるものではないが金属−酸
化物−半導体（ＭＯＳ）、バイポーラおよび金属−半導
体電界効果トランジスタ（ｍｅｔａｌ−ｓｅｍｉｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ-ｔｒａｎｓ
ｉｓｔｏｒ、ＭＥＳＦＥＴ）技術を含むプロセスにも適
用できるものである。ここで用いられる「増幅器（ａｍ
ｐｌｉｆｉｅｒ）」なる用語は本質的に回路に加えられ
る入力信号に１以上の所定の利得を乗算するための回路
を指す。
機前置用途に用いられる一例としての４段分布増幅器回
路との関連で説明される。ただし、本発明はこのあるい
は任意の特定の分布増幅器アーキテクチャもしくは用途
に制限されるものではなく、本発明はより一般的に、分
布増幅器内の静止（零入力）電流（ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ
ｃｕｒｒｅｎｔ）を比例して増加させることなく、分
布増幅器のトランス（伝達）インピーダンス（ｔｒａｎ
ｓｉｍｐｅｄａｎｃｅ）および／あるいは利得を改善す
ることが要望される任意の適当な分布増幅器アーキテク
チャに適用することができる。さらに、ここで説明され
る発明はある特定の半導体製造プロセスに制限されるも
のではなく、これらに限られるものではないが金属−酸
化物−半導体（ＭＯＳ）、バイポーラおよび金属−半導
体電界効果トランジスタ（ｍｅｔａｌ−ｓｅｍｉｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒ ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ-ｔｒａｎｓ
ｉｓｔｏｒ、ＭＥＳＦＥＴ）技術を含むプロセスにも適
用できるものである。ここで用いられる「増幅器（ａｍ
ｐｌｉｆｉｅｒ）」なる用語は本質的に回路に加えられ
る入力信号に１以上の所定の利得を乗算するための回路
を指す。
【００１１】図１は本発明の一面に従って構成された一
例としての分布増幅器１００を示す略図である。分布増
幅器１００は、複数の増幅段１２０、１３０、１４０お
よび１５０を備え、各増幅器は入力と出力を持つ。説明
の分布増幅器１００は４つの増幅段を持つように示され
るが、本発明の範囲内で、ここに説明される技法に従っ
て任意の数の増幅段を用いることができるものである。
例としての分布増幅器１００を示す略図である。分布増
幅器１００は、複数の増幅段１２０、１３０、１４０お
よび１５０を備え、各増幅器は入力と出力を持つ。説明
の分布増幅器１００は４つの増幅段を持つように示され
るが、本発明の範囲内で、ここに説明される技法に従っ
て任意の数の増幅段を用いることができるものである。
【００１２】この分布増幅器１００においては、入力信
号は分布増幅器の入力ＩＮを通じて受信される。分布増
幅器１００は、入力ＩＮにおいて測定されたときの入力
インピーダンスＺＩＮを持ち、こうすることで分布増幅
器をインピーダンスＺＩＮと実質的に等しい特性インピ
ーダンスを持つ外部入力伝送ライン（図示せず）あるい
はインピーダンスＺＩＮと実質的に等しい出力インピー
ダンスを持つ先行する回路もしくは段（図示せず）と接
続することが可能にされる。入力インピーダンスは、例
えば、分布増幅器１００を標準の５０オーム伝送ライン
と接続できるようにするために５０オームのオーダとさ
れるが、ただし、入力インピーダンスZ ＩＮは、分布増
幅器１００に接続される伝送ラインもしくは回路によっ
て要求される任意の値とすることができる。
号は分布増幅器の入力ＩＮを通じて受信される。分布増
幅器１００は、入力ＩＮにおいて測定されたときの入力
インピーダンスＺＩＮを持ち、こうすることで分布増幅
器をインピーダンスＺＩＮと実質的に等しい特性インピ
ーダンスを持つ外部入力伝送ライン（図示せず）あるい
はインピーダンスＺＩＮと実質的に等しい出力インピー
ダンスを持つ先行する回路もしくは段（図示せず）と接
続することが可能にされる。入力インピーダンスは、例
えば、分布増幅器１００を標準の５０オーム伝送ライン
と接続できるようにするために５０オームのオーダとさ
れるが、ただし、入力インピーダンスZ ＩＮは、分布増
幅器１００に接続される伝送ラインもしくは回路によっ
て要求される任意の値とすることができる。
【００１３】分布増幅器１００内においては、同様にし
て、出力信号が分布増幅器１００の出力ＯＵＴの所に生
成される。分布増幅器１００は、これと関連して出力Ｏ
ＵＴの所で測定されたときの出力インピーダンスＺ
ＯＵＴを持ち、こうすることで分布増幅器をインピーダ
ンスＺＯＵＴと実質的に等しい特性インピーダンスを持
つ外部出力伝送ライン（図示せず）あるいはインピーダ
ンスＺＯＵＴと実質的に等しい入力インピーダンスを持
つ後続の回路もしくは段（図示せず）と接続できるよう
にされる。出力インピーダンスは、例えば、分布増幅器
１００を標準の５０オーム伝送ラインと接続できるよう
にするために５０オームのオーダとされるが、ただし、
出力インピーダンスＺＯＵＴは、分布増幅器１００に接
続される伝送ラインもしくは回路によって要求される任
意の値に構成できる。
て、出力信号が分布増幅器１００の出力ＯＵＴの所に生
成される。分布増幅器１００は、これと関連して出力Ｏ
ＵＴの所で測定されたときの出力インピーダンスＺ
ＯＵＴを持ち、こうすることで分布増幅器をインピーダ
ンスＺＯＵＴと実質的に等しい特性インピーダンスを持
つ外部出力伝送ライン（図示せず）あるいはインピーダ
ンスＺＯＵＴと実質的に等しい入力インピーダンスを持
つ後続の回路もしくは段（図示せず）と接続できるよう
にされる。出力インピーダンスは、例えば、分布増幅器
１００を標準の５０オーム伝送ラインと接続できるよう
にするために５０オームのオーダとされるが、ただし、
出力インピーダンスＺＯＵＴは、分布増幅器１００に接
続される伝送ラインもしくは回路によって要求される任
意の値に構成できる。
【００１４】分布増幅器１００の増幅段１２０、１３
０、１４０、１５０は、入力伝送ライン１０２上の各ノ
ードあるいはタップと出力伝送ライン１０４上の対応す
るノードとの間に接続される。例えば、説明の分布増幅
器１００においては、増幅段１２０の入力はノードＴＡ
Ｐ１の所で入力伝送ラインに接続され、増幅段１２０の
出力はノード１２２の所で出力伝送ラインに接続され
る。同様にして、増幅段１３０の入力はノードＴＡＰ２
の所で入力伝送ラインに接続され、増幅段１３０の出力
はノード１２４の所で出力伝送ラインに接続され、増幅
段１４０の入力はノードＴＡＰ３の所で入力伝送ライン
に接続され、増幅段１４０の出力はノード１２６の所で
出力伝送ラインに接続され、そして、増幅段１５０の入
力はノードＴＡＰ４の所で入力伝送ラインに接続され、
増幅段１５０の出力はノード１２８の所で出力伝送ライ
ンに接続される。
０、１４０、１５０は、入力伝送ライン１０２上の各ノ
ードあるいはタップと出力伝送ライン１０４上の対応す
るノードとの間に接続される。例えば、説明の分布増幅
器１００においては、増幅段１２０の入力はノードＴＡ
Ｐ１の所で入力伝送ラインに接続され、増幅段１２０の
出力はノード１２２の所で出力伝送ラインに接続され
る。同様にして、増幅段１３０の入力はノードＴＡＰ２
の所で入力伝送ラインに接続され、増幅段１３０の出力
はノード１２４の所で出力伝送ラインに接続され、増幅
段１４０の入力はノードＴＡＰ３の所で入力伝送ライン
に接続され、増幅段１４０の出力はノード１２６の所で
出力伝送ラインに接続され、そして、増幅段１５０の入
力はノードＴＡＰ４の所で入力伝送ラインに接続され、
増幅段１５０の出力はノード１２８の所で出力伝送ライ
ンに接続される。
【００１５】入力伝送ライン１０２と出力伝送ライン１
０４は、好ましくは、高周波動作（例えば、７５ギガヘ
ルツ（ＧＨｚ）に適する同一平面構造（ｃｏ−ｐｌａｎ
ａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）として形成される。入力伝
送ライン１０２と出力伝送ライン１０４は、両方とも、
それと関連する各々のラインインピーダンスを持つ。本
発明から逸脱することなく、伝送ラインを実現するため
の代替構造、例えば、各々が必要に応じて選択的に調節
することができる関連するある特性インピーダンスを持
つら旋コイルおよび導体バスなどを用いることもでき
る。図１から明らかなように、伝送ライン１０２、１０
４は、これら複数の増幅段の対応する入力あるいは対応
する出力間に接続された分布直列コイルを備え、コイル
Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は出力伝送ライン１０４に対応
し、コイルＬ４、Ｌ５およびＬ６は入力伝送ライン１０
２に対応する。より詳細には、説明の分布増幅器におい
ては、コイルＬ４は増幅段１２０と１３０の入力の間
に、それぞれ、ノードＴＡＰ１とＴＡＰ２の所で接続さ
れ、コイルL1は増幅段１２０と１３０の出力の間に、そ
れぞれ、ノード１２２と１２４の所で接続される。同様
にして、コイルL5は増幅段１３０と１４０の入力の間
に、それぞれ、ノードＴＡＰ２とＴＡＰ３の所で接続さ
れ、コイルＬ２は、それぞれ、増幅段１３０と１４０の
出力の間にノード１２４と１２６の所で接続される。コ
イルＬ６は増幅段１４０と１５０の入力の間に、それぞ
れ、ノードＴＡＰ３とＴＡＰ４の所で接続され、コイル
Ｌ３は増幅段１４０と１５０の出力の間に、それぞれ、
ノード１２６と１２８の所で接続される。
０４は、好ましくは、高周波動作（例えば、７５ギガヘ
ルツ（ＧＨｚ）に適する同一平面構造（ｃｏ−ｐｌａｎ
ａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）として形成される。入力伝
送ライン１０２と出力伝送ライン１０４は、両方とも、
それと関連する各々のラインインピーダンスを持つ。本
発明から逸脱することなく、伝送ラインを実現するため
の代替構造、例えば、各々が必要に応じて選択的に調節
することができる関連するある特性インピーダンスを持
つら旋コイルおよび導体バスなどを用いることもでき
る。図１から明らかなように、伝送ライン１０２、１０
４は、これら複数の増幅段の対応する入力あるいは対応
する出力間に接続された分布直列コイルを備え、コイル
Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は出力伝送ライン１０４に対応
し、コイルＬ４、Ｌ５およびＬ６は入力伝送ライン１０
２に対応する。より詳細には、説明の分布増幅器におい
ては、コイルＬ４は増幅段１２０と１３０の入力の間
に、それぞれ、ノードＴＡＰ１とＴＡＰ２の所で接続さ
れ、コイルL1は増幅段１２０と１３０の出力の間に、そ
れぞれ、ノード１２２と１２４の所で接続される。同様
にして、コイルL5は増幅段１３０と１４０の入力の間
に、それぞれ、ノードＴＡＰ２とＴＡＰ３の所で接続さ
れ、コイルＬ２は、それぞれ、増幅段１３０と１４０の
出力の間にノード１２４と１２６の所で接続される。コ
イルＬ６は増幅段１４０と１５０の入力の間に、それぞ
れ、ノードＴＡＰ３とＴＡＰ４の所で接続され、コイル
Ｌ３は増幅段１４０と１５０の出力の間に、それぞれ、
ノード１２６と１２８の所で接続される。
【００１６】これら直列コイルＬ１〜Ｌ６は純粋に誘導
性のインピーダンスとして示されるが、これらインピー
ダンスの各々はより正確には対応するコイルＬと直列に
接続されたライン抵抗Ｒ（図示せず）、およびコイルと
アースとの間に接続された分路容量Ｃ（図示せず）を含
み、これらも伝送ライン１０２、１０４に沿っての信号
の減衰に寄与する。ただし、この分路ラインの容量は、
複数の増幅段の各々と関連する入力容量や出力容量と比
較すると、無視できるほど小さい。これら直列のＲ-Ｌ
と分路容量Cの表現は典型的な伝送ラインのモデルを良
く近似し、このため本発明の目的に対してはそのように
扱われる。これらラインの特性インピーダンスは、必要
に応じて、例えば、増幅段の入力および／あるいは出力
容量を補償するために、伝送ライン１０２、１０４内の
直列インダクタンスを変化させることで調節することが
できる。ただし、これら伝送ラインと関連する直列抵抗
は簡単には除去することができず、従って、分布増幅器
１００はこの直列抵抗に対応する信号の損失を補償する
ように構成される必要がある。
性のインピーダンスとして示されるが、これらインピー
ダンスの各々はより正確には対応するコイルＬと直列に
接続されたライン抵抗Ｒ（図示せず）、およびコイルと
アースとの間に接続された分路容量Ｃ（図示せず）を含
み、これらも伝送ライン１０２、１０４に沿っての信号
の減衰に寄与する。ただし、この分路ラインの容量は、
複数の増幅段の各々と関連する入力容量や出力容量と比
較すると、無視できるほど小さい。これら直列のＲ-Ｌ
と分路容量Cの表現は典型的な伝送ラインのモデルを良
く近似し、このため本発明の目的に対してはそのように
扱われる。これらラインの特性インピーダンスは、必要
に応じて、例えば、増幅段の入力および／あるいは出力
容量を補償するために、伝送ライン１０２、１０４内の
直列インダクタンスを変化させることで調節することが
できる。ただし、これら伝送ラインと関連する直列抵抗
は簡単には除去することができず、従って、分布増幅器
１００はこの直列抵抗に対応する信号の損失を補償する
ように構成される必要がある。
【００１７】入力伝送ライン１０２は、好ましくは、入
力伝送ラインに接続された入力終端インピーダンス１６
０を備える。より詳細には、入力終端インピーダンス１
６０は、ノードＴＡＰ４の所の最終増幅段１５０への入
力とアースであり得る負の電圧源との間に接続される。
入力終端インピーダンス１６０の値は、好ましくは、入
力伝送ライン１０２のインピーダンス、典型的には約５
０オームと実質的に一致するように選択される。同様
に、出力伝送ライン１０４は、好ましくは、出力伝送ラ
インに接続されたバック終端インピーダンス１１０を備
える。より詳細には、バック終端インピーダンス１１０
は、ノード１２２の所の第一の増幅段の出力とアースと
の間に接続される。バック終端インピーダンスの値は、
好ましくは、出力伝送ライン１０４のインピーダンス、
これも典型的には約５０オームと実質的に一致するよう
に選択される。当業者においては理解できるように、こ
れら入力およびバック終端インピーダンスは、各々の終
端点における各々の終端ラインの所望の特性インピーダ
ンスが達成されるように、必要に応じて、純粋にリアク
タンス性（誘導性および／あるいは容量性）のインピー
ダンスとすることも、純粋に抵抗性のインピーダンスと
することも、あるいは抵抗性とリアクタンス性のインピ
ーダンスを組合せて用いることもできる。さらに、図１
に示すように、分布増幅器１００の出力ＯＵＴとアース
の間にはＲＬＯＡＤとして表される負荷インピーダンス
が接続される。
力伝送ラインに接続された入力終端インピーダンス１６
０を備える。より詳細には、入力終端インピーダンス１
６０は、ノードＴＡＰ４の所の最終増幅段１５０への入
力とアースであり得る負の電圧源との間に接続される。
入力終端インピーダンス１６０の値は、好ましくは、入
力伝送ライン１０２のインピーダンス、典型的には約５
０オームと実質的に一致するように選択される。同様
に、出力伝送ライン１０４は、好ましくは、出力伝送ラ
インに接続されたバック終端インピーダンス１１０を備
える。より詳細には、バック終端インピーダンス１１０
は、ノード１２２の所の第一の増幅段の出力とアースと
の間に接続される。バック終端インピーダンスの値は、
好ましくは、出力伝送ライン１０４のインピーダンス、
これも典型的には約５０オームと実質的に一致するよう
に選択される。当業者においては理解できるように、こ
れら入力およびバック終端インピーダンスは、各々の終
端点における各々の終端ラインの所望の特性インピーダ
ンスが達成されるように、必要に応じて、純粋にリアク
タンス性（誘導性および／あるいは容量性）のインピー
ダンスとすることも、純粋に抵抗性のインピーダンスと
することも、あるいは抵抗性とリアクタンス性のインピ
ーダンスを組合せて用いることもできる。さらに、図１
に示すように、分布増幅器１００の出力ＯＵＴとアース
の間にはＲＬＯＡＤとして表される負荷インピーダンス
が接続される。
【００１８】分布増幅器１００を構成する増幅段１２
０、１３０、１４０、１５０は、好ましくは、相互コン
ダクタンス（ｔｒａｎｓｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ）を用
いて実現され、各相互コンダクタンス段は、それらと関
連して、各々、ｇｍ１、ｇｍ２、ｇｍ３およびｇｍ４な
る所定の相互コンダクタンスを持つ。本発明と共に用い
るのに適する増幅段の詳細については、例えば、Ｐａｕ
ａｌ Ｒ．Ｇｒａｙらによるテキスト「Ａｎａｌｙｓｉ
ｓ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＡｎａｌｏｇＩｎｔ
ｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ（アナログ集積回路
の解析および設計）」，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓ
ｏｎｓ （２００１）、およびＡｌａｎＢ．Ｇｒｅｂｅ
ｎｅによるテキスト「Ｂｉｐｏｌａｒ ａｎｄ ＭＯＳ
Ａｎａｌｏｇ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉ
ｔ Ｄｅｓｉｇｎ（バイポーラおよびＭＯＳアナログ集
積回路の設計）」，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎ
ｓ （１９８４）において詳しく説明されてる。このた
め、増幅段の詳細な説明はここでは割愛するが、詳しく
はこれらを参照されたい。
０、１３０、１４０、１５０は、好ましくは、相互コン
ダクタンス（ｔｒａｎｓｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ）を用
いて実現され、各相互コンダクタンス段は、それらと関
連して、各々、ｇｍ１、ｇｍ２、ｇｍ３およびｇｍ４な
る所定の相互コンダクタンスを持つ。本発明と共に用い
るのに適する増幅段の詳細については、例えば、Ｐａｕ
ａｌ Ｒ．Ｇｒａｙらによるテキスト「Ａｎａｌｙｓｉ
ｓ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＡｎａｌｏｇＩｎｔ
ｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ（アナログ集積回路
の解析および設計）」，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓ
ｏｎｓ （２００１）、およびＡｌａｎＢ．Ｇｒｅｂｅ
ｎｅによるテキスト「Ｂｉｐｏｌａｒ ａｎｄ ＭＯＳ
Ａｎａｌｏｇ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉ
ｔ Ｄｅｓｉｇｎ（バイポーラおよびＭＯＳアナログ集
積回路の設計）」，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎ
ｓ （１９８４）において詳しく説明されてる。このた
め、増幅段の詳細な説明はここでは割愛するが、詳しく
はこれらを参照されたい。
【００１９】理想的な分布増幅器内の各増幅段は、典型
的には同一であり、このため理想的な分布増幅器内の各
増幅段と関連する相互コンダクタンス（ｇｍ）は同一と
なる。各増幅段に対する相互コンダクタンスは、好まし
くは、各増幅段の利得がその分布増幅器に対する所望の
利得Ａを増幅段の数ｎで割った値と等しくなるように選
択される。ここで、ｎは１以上の整数を表す。こうし
て、従来の分布増幅器によって生成される出力信号は、
以下のように近似できる： 出力信号＝ｇｍ×増幅段の数×負荷インピーダンス（Ｒ
ＬＯＡＤ）×入力信号
的には同一であり、このため理想的な分布増幅器内の各
増幅段と関連する相互コンダクタンス（ｇｍ）は同一と
なる。各増幅段に対する相互コンダクタンスは、好まし
くは、各増幅段の利得がその分布増幅器に対する所望の
利得Ａを増幅段の数ｎで割った値と等しくなるように選
択される。ここで、ｎは１以上の整数を表す。こうし
て、従来の分布増幅器によって生成される出力信号は、
以下のように近似できる： 出力信号＝ｇｍ×増幅段の数×負荷インピーダンス（Ｒ
ＬＯＡＤ）×入力信号
【００２０】前述のように、分布増幅器１００内の伝送
ライン１０２、１０４と関連し、分布信号損失（ｄｉｓ
ｔｒｉｂｕｔｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｌｏｓｓ）が存在す
る。この損失は、入力信号が伝送ラインに沿って分布増
幅器の入力ＩＮから出力ＯＵＴに向かって伝搬するにつ
れて増加する。このため、各増幅段の実際の利得は、補
償が採用されない場合は、段当たりの理想的な利得Ａ／
ｎより小さくなる。図２は、一例としての６段分布増幅
器に対する入力信号の減衰を示す。波形２１０は第一の
増幅段に入力されるタップＴ１の所の入力信号を表し、
波形２２０は第二の段に入力されるタップＴ２の所の入
力信号を表し、波形２３０は第三の段に入力されるタッ
プＴ３の所の入力信号を表し、波形２４０は第四の段に
入力されるタップＴ４の所の入力信号を表し、波形２５
０は第五の段に入力されるタップＴ５の所の入力信号を
表し、波形２６０は第六の段に入力されるタップＴ６の
所の入力信号を表す。図２には、入力伝送ラインに沿っ
ての各タップＴ１〜Ｔ６の所の入力信号のタップT1に対
する相対的な振幅（大きさ）も示される。例えば、タッ
プＴ２の所では入力信号は０．８６１２に減衰され、タ
ップＴ６の所では入力信号はほとんど半分に、すなわ
ち、０．５０６に減衰される。
ライン１０２、１０４と関連し、分布信号損失（ｄｉｓ
ｔｒｉｂｕｔｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｌｏｓｓ）が存在す
る。この損失は、入力信号が伝送ラインに沿って分布増
幅器の入力ＩＮから出力ＯＵＴに向かって伝搬するにつ
れて増加する。このため、各増幅段の実際の利得は、補
償が採用されない場合は、段当たりの理想的な利得Ａ／
ｎより小さくなる。図２は、一例としての６段分布増幅
器に対する入力信号の減衰を示す。波形２１０は第一の
増幅段に入力されるタップＴ１の所の入力信号を表し、
波形２２０は第二の段に入力されるタップＴ２の所の入
力信号を表し、波形２３０は第三の段に入力されるタッ
プＴ３の所の入力信号を表し、波形２４０は第四の段に
入力されるタップＴ４の所の入力信号を表し、波形２５
０は第五の段に入力されるタップＴ５の所の入力信号を
表し、波形２６０は第六の段に入力されるタップＴ６の
所の入力信号を表す。図２には、入力伝送ラインに沿っ
ての各タップＴ１〜Ｔ６の所の入力信号のタップT1に対
する相対的な振幅（大きさ）も示される。例えば、タッ
プＴ２の所では入力信号は０．８６１２に減衰され、タ
ップＴ６の所では入力信号はほとんど半分に、すなわ
ち、０．５０６に減衰される。
【００２１】再び図１に戻り、本発明によると、分布増
幅器１００内の各増幅段１２０、１３０、１４０、１５
０の相互コンダクタンスは、各損失を補償するために、
入力伝送ライン１０２上の入力信号の、各増幅段の入力
の所で測定されたときの減衰と実質的に整合される。こ
うして、分布増幅器１００の入力ＩＮに対して、入力伝
送ラインを下る各増幅段は次々と、好ましくは、前の増
幅段の相互コンダクタンスより大きな相互コンダクタン
ス、つまり、ｇｍ１＜ｇｍ２＜ｇｍ３＜ｇｍ４を持つ。
こうして、本発明による分布増幅器１００はテーパード
相互コンダクタンスアーキテクチャ（ｔａｐｅｒｅｄ
ｔｒａｎｓｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ ａｒｃｈｉｔｅｃ
ｔｕｒｅ）を持つものとみなすことができる。
幅器１００内の各増幅段１２０、１３０、１４０、１５
０の相互コンダクタンスは、各損失を補償するために、
入力伝送ライン１０２上の入力信号の、各増幅段の入力
の所で測定されたときの減衰と実質的に整合される。こ
うして、分布増幅器１００の入力ＩＮに対して、入力伝
送ラインを下る各増幅段は次々と、好ましくは、前の増
幅段の相互コンダクタンスより大きな相互コンダクタン
ス、つまり、ｇｍ１＜ｇｍ２＜ｇｍ３＜ｇｍ４を持つ。
こうして、本発明による分布増幅器１００はテーパード
相互コンダクタンスアーキテクチャ（ｔａｐｅｒｅｄ
ｔｒａｎｓｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ ａｒｃｈｉｔｅｃ
ｔｕｒｅ）を持つものとみなすことができる。
【００２２】本発明によると、各増幅段の相互コンダク
タンスを出力伝送ライン１０４上の信号減衰を補償する
ために調節することもできるが、出力伝送ラインと関連
する損失は、通常は、出力信号の損失は特定の増幅段の
入力に帰還されるときその増幅段の利得にて割られるた
めに、入力伝送ライン１０２と比較してかなり小さい。
このため、以下では、説明を簡単にするために、分布増
幅器１００内の増幅段の相互コンダクタンスは入力信号
の減衰を補償するためにのみ調節されるものと想定され
る。
タンスを出力伝送ライン１０４上の信号減衰を補償する
ために調節することもできるが、出力伝送ラインと関連
する損失は、通常は、出力信号の損失は特定の増幅段の
入力に帰還されるときその増幅段の利得にて割られるた
めに、入力伝送ライン１０２と比較してかなり小さい。
このため、以下では、説明を簡単にするために、分布増
幅器１００内の増幅段の相互コンダクタンスは入力信号
の減衰を補償するためにのみ調節されるものと想定され
る。
【００２３】それぞれ、増幅段１２０、１３０、１４
０、１５０に対応する相互コンダクタンスｇｍ１、ｇ
ｍ２、ｇｍ３、ｇｍ４が互いに同一であることは考えに
くく、このため出力信号の利得はより適切には上述の式
の変形を用いて決定される。より具体的には、分布増幅
器１００によって出力ＯＵＴの所に生成される出力信号
は、以下のように近似される： 出力信号＝ｇｍ１×ｇｍ２×ｇｍ３×ｇｍ４×負荷イン
ピーダンス（ＲＬＯＡ Ｄ）×入力信号
０、１５０に対応する相互コンダクタンスｇｍ１、ｇ
ｍ２、ｇｍ３、ｇｍ４が互いに同一であることは考えに
くく、このため出力信号の利得はより適切には上述の式
の変形を用いて決定される。より具体的には、分布増幅
器１００によって出力ＯＵＴの所に生成される出力信号
は、以下のように近似される： 出力信号＝ｇｍ１×ｇｍ２×ｇｍ３×ｇｍ４×負荷イン
ピーダンス（ＲＬＯＡ Ｄ）×入力信号
【００２４】分布増幅器１００内にこれより少数の増幅
段が用いられる場合は、これら余分な段の相互コンダク
タンスは上述の式から省かれ、同様に、より多くの増幅
段が用いられる場合は、これら追加の段の相互コンダク
タンスが上述の式内に追加される。
段が用いられる場合は、これら余分な段の相互コンダク
タンスは上述の式から省かれ、同様に、より多くの増幅
段が用いられる場合は、これら追加の段の相互コンダク
タンスが上述の式内に追加される。
【００２５】前述のように、各増幅段の相互コンダクタ
ンスは、各増幅段内にその増幅段の入力の所で測定され
たときの入力信号の減衰を実質的に補償する利得を生成
するように選択される。好ましくは、分布増幅器１００
の入力ＩＮに最も近い第一の増幅段１２０の相互コンダ
クタンスｇｍ１が、続く増幅段１３０、１４０、１５０
の相互コンダクタンスｇｍ２、ｇｍ３、ｇｍ４を計算す
るための基準として用いられる。第一の増幅段１２０の
相互コンダクタンスｇｍ１は、好ましくは、第一の増幅
段の利得が実質的に所望の利得Ａを説明の分布増幅器１
００では４とされる増幅段の総数にて割った値と実質的
に等しくなるように選択されるが、ただし、任意の所定
の相互コンダクタンスを選択することもできる。第一の
増幅段１２０への入力ＴＡＰ１の所では本質的に入力信
号の損失は存在しないため、第一の段の相互コンダクタ
ンスは入力信号の損失を補償するための調節は必要とさ
れない。こうして、増幅段の利得は相互コンダクタンス
と正比例するために、第一の増幅段１２０の相互コンダ
クタンスは以下のように決定される：
ンスは、各増幅段内にその増幅段の入力の所で測定され
たときの入力信号の減衰を実質的に補償する利得を生成
するように選択される。好ましくは、分布増幅器１００
の入力ＩＮに最も近い第一の増幅段１２０の相互コンダ
クタンスｇｍ１が、続く増幅段１３０、１４０、１５０
の相互コンダクタンスｇｍ２、ｇｍ３、ｇｍ４を計算す
るための基準として用いられる。第一の増幅段１２０の
相互コンダクタンスｇｍ１は、好ましくは、第一の増幅
段の利得が実質的に所望の利得Ａを説明の分布増幅器１
００では４とされる増幅段の総数にて割った値と実質的
に等しくなるように選択されるが、ただし、任意の所定
の相互コンダクタンスを選択することもできる。第一の
増幅段１２０への入力ＴＡＰ１の所では本質的に入力信
号の損失は存在しないため、第一の段の相互コンダクタ
ンスは入力信号の損失を補償するための調節は必要とさ
れない。こうして、増幅段の利得は相互コンダクタンス
と正比例するために、第一の増幅段１２０の相互コンダ
クタンスは以下のように決定される：
【数１】
【００２６】第二の増幅段１３０の入力ＴＡＰ２の所の
入力信号の減衰は、ノードＴＡＰ２の所の信号の大きさ
をノードＴＡＰ１の所の信号の大きさで割った比として
決定される。この減衰値は１より小さい。入力伝送ライ
ン１０２に沿っての各々のノードの所の入力信号の相対
的な大きさは、例えば、当業者において周知の従来のネ
ットワーク解析技法あるいはネットワークシミュレーシ
ョン結果を用いて決定することができる。解は典型的な
電圧分割問題と一貫したやり方にて決定することができ
る。いったんこの減衰値が決定されると、第二の増幅段
１３０の相互コンダクタンスが、これに従って、好まし
くは、入力信号の減衰が実質的に補償されるように増加
される。こうして、分布増幅器１００内の第二の増幅段
１３０の相互コンダクタンスｇｍ２は好ましくは以下の
ように決定される：
入力信号の減衰は、ノードＴＡＰ２の所の信号の大きさ
をノードＴＡＰ１の所の信号の大きさで割った比として
決定される。この減衰値は１より小さい。入力伝送ライ
ン１０２に沿っての各々のノードの所の入力信号の相対
的な大きさは、例えば、当業者において周知の従来のネ
ットワーク解析技法あるいはネットワークシミュレーシ
ョン結果を用いて決定することができる。解は典型的な
電圧分割問題と一貫したやり方にて決定することができ
る。いったんこの減衰値が決定されると、第二の増幅段
１３０の相互コンダクタンスが、これに従って、好まし
くは、入力信号の減衰が実質的に補償されるように増加
される。こうして、分布増幅器１００内の第二の増幅段
１３０の相互コンダクタンスｇｍ２は好ましくは以下の
ように決定される：
【数２】
ここで、Ｔ２はノードＴＡＰ２の所の入力信号の減衰を
表す。残りの増幅段１４０、１５０の相互コンダクタン
スも類似に以下のように決定される：
表す。残りの増幅段１４０、１５０の相互コンダクタン
スも類似に以下のように決定される：
【数３】
ここで、Ｔ３とＴ４は、それぞれ、ノードＴＡＰ３とＴ
ＡＰ４の所の入力信号の減衰を表す。
ＡＰ４の所の入力信号の減衰を表す。
【００２７】分布増幅器１００内に金属−酸化物−半導
体（ＭＯＳ）デバイスが採用されるものと想定すると、
ある特定の増幅段の相互コンダクタンスは、例えば、そ
の増幅段を構成する一つあるいは複数の入力トランジス
タの幅Ｗを、それら入力トランジスタの長さＬは一定に
保ちながら、変化させ、これによって特定のトランジス
タのＷ／Ｌ比を増加させることで選択的に調節すること
ができる。こうして、ある与えられた増幅段内の入力ト
ランジスタの幅を増加させると、その段の相互コンダク
タンスは比例的に増加する。増幅段の相互コンダクタン
スは、他の適当な技法を用いて、例えば、その増幅段を
構成する入力トランジスタ内の静止電流を変化させるこ
とによっても調節することができる。前述のように、本
発明の技法はＭＯＳ製造プロセスに制限されるものでは
なく、本発明は、これに限定されるものではないが、例
えば、バイポーラおよびＭＥＳＦＥＴプロセス技術を含
む他の半導体プロセスにおいて用いることもできる。例
えば、バイポーラプロセスにおいては、入力トランジス
タの相互コンダクタンスは概ねＩｃ／Ｖｔにて近似する
ことができ、ここでＩｃはトランジスタ内のコレクタ電
流を表し、Ｖｔはトランジスタの熱電圧を表し、後者は
典型的には３００度ケルビン（Ｋ）において約２６ミリ
ボルト（ｍＶ）である。従って、バイポーラプロセスに
おいては、相互コンダクタンスは、例えば、当業者にお
いては理解できるように、トランジスタ内のコレクタ電
流Ｉｃあるいはトランジスタのエミッタ領域を変化させ
ることで選択的に調節することができる。
体（ＭＯＳ）デバイスが採用されるものと想定すると、
ある特定の増幅段の相互コンダクタンスは、例えば、そ
の増幅段を構成する一つあるいは複数の入力トランジス
タの幅Ｗを、それら入力トランジスタの長さＬは一定に
保ちながら、変化させ、これによって特定のトランジス
タのＷ／Ｌ比を増加させることで選択的に調節すること
ができる。こうして、ある与えられた増幅段内の入力ト
ランジスタの幅を増加させると、その段の相互コンダク
タンスは比例的に増加する。増幅段の相互コンダクタン
スは、他の適当な技法を用いて、例えば、その増幅段を
構成する入力トランジスタ内の静止電流を変化させるこ
とによっても調節することができる。前述のように、本
発明の技法はＭＯＳ製造プロセスに制限されるものでは
なく、本発明は、これに限定されるものではないが、例
えば、バイポーラおよびＭＥＳＦＥＴプロセス技術を含
む他の半導体プロセスにおいて用いることもできる。例
えば、バイポーラプロセスにおいては、入力トランジス
タの相互コンダクタンスは概ねＩｃ／Ｖｔにて近似する
ことができ、ここでＩｃはトランジスタ内のコレクタ電
流を表し、Ｖｔはトランジスタの熱電圧を表し、後者は
典型的には３００度ケルビン（Ｋ）において約２６ミリ
ボルト（ｍＶ）である。従って、バイポーラプロセスに
おいては、相互コンダクタンスは、例えば、当業者にお
いては理解できるように、トランジスタ内のコレクタ電
流Ｉｃあるいはトランジスタのエミッタ領域を変化させ
ることで選択的に調節することができる。
【００２８】本発明のこれら技法によると、各増幅段の
相互コンダクタンスは、好ましくは、各増幅段への入力
の所の入力信号の相対的な減衰量に比例するように定め
られる。前述のように、入力信号の相対的な減衰量は信
号が入力伝送ライン１０２に沿って入力ＩＮから分布増
幅器１００の出力ＯＵＴに向かって伝搬するにつれて増
加するために、入力伝送ラインに沿っての一連の増幅段
の相互コンダクタンスは、各々の信号損失を補償するた
めに、各増幅段の出力の所の有効利得が伝送ラインの損
失がなかった場合は理想的な利得Ａ／ｎと実質的に一致
するように次第に増加 される。ここで、Ａは分布増幅
器の所望の利得を表し、ｎは分布増幅器内の増幅段の数
を表す。
相互コンダクタンスは、好ましくは、各増幅段への入力
の所の入力信号の相対的な減衰量に比例するように定め
られる。前述のように、入力信号の相対的な減衰量は信
号が入力伝送ライン１０２に沿って入力ＩＮから分布増
幅器１００の出力ＯＵＴに向かって伝搬するにつれて増
加するために、入力伝送ラインに沿っての一連の増幅段
の相互コンダクタンスは、各々の信号損失を補償するた
めに、各増幅段の出力の所の有効利得が伝送ラインの損
失がなかった場合は理想的な利得Ａ／ｎと実質的に一致
するように次第に増加 される。ここで、Ａは分布増幅
器の所望の利得を表し、ｎは分布増幅器内の増幅段の数
を表す。
【００２９】分布増幅器１００内の各増幅段は必ずしも
上述のように構成される必要はなく、代替として、分布
増幅器内の一つあるいは複数の増幅段から成るサブセッ
トのみを説明のやり方にて構成することで、本発明の少
なくとも幾つかの目的および長所を達成することもでき
る。
上述のように構成される必要はなく、代替として、分布
増幅器内の一つあるいは複数の増幅段から成るサブセッ
トのみを説明のやり方にて構成することで、本発明の少
なくとも幾つかの目的および長所を達成することもでき
る。
【００３０】上では本発明の幾つかの実施例が図面を用
いて説明されたが、本発明はこれら具体的な実施例に制
限されるものではなく、当業者においては理解できるよ
うに、本発明の範囲あるいは精神から逸脱することな
く、他の様々な変更および修正が可能である。
いて説明されたが、本発明はこれら具体的な実施例に制
限されるものではなく、当業者においては理解できるよ
うに、本発明の範囲あるいは精神から逸脱することな
く、他の様々な変更および修正が可能である。
【図１】本発明に従って構成された一例としての分布増
幅器を示す略図である。
幅器を示す略図である。
【図２】一例としての６段分布増幅器内の伝送ラインに
沿っての各入力タップの所の入力信号の減衰を示すグラ
フである。
沿っての各入力タップの所の入力信号の減衰を示すグラ
フである。
１００ 分布増幅器
１１０ バック終端インピーダンス
１２０、１３０、１４０、１５０ 増幅段
１０２ 入力伝送ライン
１０４ 出力伝送ライン
１６０ 入力終端インピーダンス
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5J069 AA01 AA21 AA35 CA36 CA92
FA15 HA33 KA00 TA01 TA06
5J091 AA01 AA21 AA35 CA36 CA92
FA15 HA33 KA00 TA01 TA06
Claims (10)
- 【請求項１】 入力伝送ライン、出力伝送ライン、およ
び複数の増幅段を備える分布増幅器であって：前記入力
伝送ラインがこの分布増幅器の入力を形成し、これと関
連する特性インピーダンスを持ち；前記出力伝送ライン
がこの分布増幅器の出力を形成し、これと関連する特性
インピーダンスを持ち；前記複数の増幅段の少なくとも
一つのサブセットの各々が入力と出力を備え、このサブ
セット内の各増幅段の入力が入力伝送ラインに結合さ
れ、このサブセット内の各増幅段の出力が出力伝送ライ
ンに結合され、このサブセット内の各増幅段がそれと関
連する相互コンダクタンスを持ち、この相互コンダクタ
ンスが各増幅段内に各増幅段の対応する入力の所の入力
信号の減衰を実質的に補償する利得を生成するように構
成（調節）されることを特徴とする分布増幅器。 - 【請求項２】 分布増幅器内の個々の増幅段がそれと関
連する相互コンダクタンスを持ち、この相互コンダクタ
ンスがその増幅段内にその増幅段の対応する入力の所の
入力信号の減衰を実質的に補償する利得を生成するよう
に構成されることを特徴とする請求項１記載の分布増幅
器。 - 【請求項３】 さらに複数のコイルを備え、各コイルが
２つの隣接する増幅段の入力の間で入力伝送ラインと直
列に結合され、さらに２つの隣接する増幅段の出力の間
で出力伝送ラインと直列に結合されることを特徴とする
請求項１記載の分布増幅器。 - 【請求項４】 前記複数のコイルの少なくとも一つが、
（ｉ）対応する増幅段の入力容量或いは；（ｉｉ）対応
する増幅段の出力容量の少なくとも一つに実質的に整合
されたインダクタンスを持つように構成されることを特
徴とする請求項３記載の分布増幅器。 - 【請求項５】 前記サブセット内の各増幅段の相互コン
ダクタンスが、(ｉ)対応する増幅段内の少なくとも一つ
のトランジスタの幅対長さ（Ｗ／Ｌ）比；(ｉｉ)対応す
る増幅段内の少なくとも一つのトランジスタのエミッタ
エリア；或いは（ｉｉｉ)対応する増幅段内の少なくと
も一つのトランジスタ内の電流を選択的に調節すること
で構成（調節）されることを特徴とする請求項１記載の
分布増幅器。 - 【請求項６】 前記複数の増幅段の少なくとも一つの増
幅段がこの少なくとも一つの増幅段の利得がこの少なく
とも一つの増幅段の出力の所の出力伝送ライン上の出力
信号の減衰を実質的に補償するように構成されることを
特徴とする請求項１記載の分布増幅器。 - 【請求項７】 複数の増幅段を含む分布増幅器を形成す
る方法であって、これら増幅段の少なくともあるサブセ
ットの各々がこれと関連する相互コンダクタンスを持
ち、このサブセット内の各増幅段の入力が入力伝送ライ
ンに結合され、このサブセット内の各増幅段の出力が出
力伝送ラインに結合され、この方法が：このサブセット
内の各増幅段の対応する入力の所の入力信号の減衰を決
定するステップ；およびこのサブセット内の増幅段の相
互コンダクタンスをこのサブセット内の各増幅段の利得
がその増幅段の対応する入力の所の入力伝送ライン上の
入力信号の減衰を実質的に補償するように選択するステ
ップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項８】 さらに、前記複数の増幅段の少なくとも
一つの増幅段の相互コンダクタンスをこの少なくとも一
つの増幅段の利得がこの少なくとも一つの増幅段の対応
する出力の所の出力伝送ライン上の出力信号の減衰を実
質的に補償するように選択するステップを含むことを特
徴とする請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 さらに：前記入力伝送ラインをこの入力
伝送ラインの特性インピーダンスが前記複数の増幅段の
少なくとも一つと関連する入力容量を実質的に補償する
ように構成するステップを含むことを特徴とする請求項
７記載の方法。 - 【請求項１０】 少なくとも一つの分布増幅器を備える
集積回路であって、この少なくとも一つの分布増幅器が
入力伝送ライン、出力伝送ライン、および複数の増幅段
を備え：前記入力伝送ラインがこの分布増幅器の入力を
形成し、これと関連する特性インピーダンスを持ち；前
記出力伝送ラインがこの分布増幅器の出力を形成し、こ
れと関連する特性インピーダンスを持ち；前記複数の増
幅段の各々が入力と出力を持ち、各増幅段の入力が入力
伝送ラインに結合され、各増幅段の出力が出力伝送ライ
ンに結合され、これら複数の増幅段の少なくともあるサ
ブセット内の各増幅段がそれと関連する相互コンダクタ
ンスを持ち、この相互コンダクタンスがその増幅段内に
その増幅段の対応する入力の所の入力信号の減衰を実質
的に補償する利得を生成するように構成されることを特
徴とする集積回路。
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