JP2864195B2 - 分布増幅器 - Google Patents
分布増幅器Info
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- JP2864195B2 JP2864195B2 JP29795892A JP29795892A JP2864195B2 JP 2864195 B2 JP2864195 B2 JP 2864195B2 JP 29795892 A JP29795892 A JP 29795892A JP 29795892 A JP29795892 A JP 29795892A JP 2864195 B2 JP2864195 B2 JP 2864195B2
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- Japan
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- circuit
- drain
- distributed amplifier
- impedance
- frequency
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電界効果トランジス
タ、バイポーラトランジスタ等を使用した分布増幅器に
係り、特に低周波領域における利得の周波数特性を改善
した分布増幅器に関するものである。
タ、バイポーラトランジスタ等を使用した分布増幅器に
係り、特に低周波領域における利得の周波数特性を改善
した分布増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４に従来の典型的な電界効果トランジ
スタ（以下、ＦＥＴと呼ぶ。）を用いた分布増幅器の回
路図を示す。図中、１はそのＦＥＴ、２はインダクタ
（若しくは伝送線路）、３は第１電源、４は第２電源、
５は信号入力端子、６は信号出力端子、７はゲート側終
端抵抗、８はドレイン側終端抵抗、９は電気的接地、１
０、１１はバイアス回路である。１２は終端抵抗８とバ
イアス回路１０によって構成されるドレイン側終端回路
である。
スタ（以下、ＦＥＴと呼ぶ。）を用いた分布増幅器の回
路図を示す。図中、１はそのＦＥＴ、２はインダクタ
（若しくは伝送線路）、３は第１電源、４は第２電源、
５は信号入力端子、６は信号出力端子、７はゲート側終
端抵抗、８はドレイン側終端抵抗、９は電気的接地、１
０、１１はバイアス回路である。１２は終端抵抗８とバ
イアス回路１０によって構成されるドレイン側終端回路
である。
【０００３】この分布増幅器の出力インピーダンスは、
主にドレイン側の分布定数回路のインピーダンス、バイ
アス回路１０、及び終端抵抗８によって決定される。こ
のドレイン側の分布定数回路とは、ＦＥＴ１のドレイン
・ソース間のインピーダンスを並列素子とし、インダク
タ２によって構成されるインピーダンスを直列素子とし
て構成されるものを示す。
主にドレイン側の分布定数回路のインピーダンス、バイ
アス回路１０、及び終端抵抗８によって決定される。こ
のドレイン側の分布定数回路とは、ＦＥＴ１のドレイン
・ソース間のインピーダンスを並列素子とし、インダク
タ２によって構成されるインピーダンスを直列素子とし
て構成されるものを示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この分布増幅
器では、分布定数回路のインピーダンスの周波数依存性
により、直流領域近傍で出力インピーダンスの低下が生
じ、利得の周波数特性が低周波側で低下するという欠点
を有する。
器では、分布定数回路のインピーダンスの周波数依存性
により、直流領域近傍で出力インピーダンスの低下が生
じ、利得の周波数特性が低周波側で低下するという欠点
を有する。
【０００５】本発明の目的は、低周波領域における利得
の周波数特性を改善した分布増幅器を提供することであ
る。
の周波数特性を改善した分布増幅器を提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、イン
ダクタ又は伝送線路とトランジスタを使用し、出力側終
端回路が接地に直接接続した終端抵抗を有する分布増幅
器において、前記出力側終端回路に、前記終端抵抗と並
列に、別の抵抗とコンデンサの直列回路を接続して構成
した。
ダクタ又は伝送線路とトランジスタを使用し、出力側終
端回路が接地に直接接続した終端抵抗を有する分布増幅
器において、前記出力側終端回路に、前記終端抵抗と並
列に、別の抵抗とコンデンサの直列回路を接続して構成
した。
【０００７】
【作用】本発明では、出力側終端回路の構成素子の値を
適当に選ぶことによって、従来周波数特性を持たなかっ
た該出力側終端回路のインピーダンスに周波数依存性を
持たせ、またその値を設定することができるので、低周
波領域での分布定数回路のインピーダンス変化による出
力インピーダンスの低下を補償し、利得の周波数特性が
改善できる。
適当に選ぶことによって、従来周波数特性を持たなかっ
た該出力側終端回路のインピーダンスに周波数依存性を
持たせ、またその値を設定することができるので、低周
波領域での分布定数回路のインピーダンス変化による出
力インピーダンスの低下を補償し、利得の周波数特性が
改善できる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１はそ
の第１の実施例の分布増幅器の回路図である。前述した
図４に示したものと同一のものには同一の符号を付し
た。本実施例が図４と異なる点は、ドレイン側終端回路
１２を変更した点にある。本実施例のドレイン側終端回
路１３は、終端抵抗８に並列に、コンデンサ１４と抵抗
１５からなる直列回路を並列接続して構成したものであ
る。
の第１の実施例の分布増幅器の回路図である。前述した
図４に示したものと同一のものには同一の符号を付し
た。本実施例が図４と異なる点は、ドレイン側終端回路
１２を変更した点にある。本実施例のドレイン側終端回
路１３は、終端抵抗８に並列に、コンデンサ１４と抵抗
１５からなる直列回路を並列接続して構成したものであ
る。
【０００９】ここで、ドレイン側の分布定数回路の特性
インピーダンスＺｏは、次の（１）式で表される。ＲL
とＬはそれぞれインダクタ２の持つ損失分とインダクタ
ンスを示し、ＧdsとＣdsはそれぞれＦＥＴ１のドレイン
・ソース間のコンダクタンスと静電容量を示す。ωは入
力信号の角周波数である。 Ｚｏ＝［（ＲL ＋ｊωＬ）／（Ｇds＋ｊωＣds）］1/2 （１）
インピーダンスＺｏは、次の（１）式で表される。ＲL
とＬはそれぞれインダクタ２の持つ損失分とインダクタ
ンスを示し、ＧdsとＣdsはそれぞれＦＥＴ１のドレイン
・ソース間のコンダクタンスと静電容量を示す。ωは入
力信号の角周波数である。 Ｚｏ＝［（ＲL ＋ｊωＬ）／（Ｇds＋ｊωＣds）］1/2 （１）
【００１０】この特性インピーダンスＺｏを、高周波信
号と低周波信号に対して近似してみると、 Ｚｏ＝（Ｌ／Ｃds）1/2 （高周波） Ｚｏ＝（ＲL ／Ｇds）1/2 （低周波） （２） となり、「ＲL ／Ｇds」は「Ｌ／Ｃds」に比べて十分小
さいので、低周波数領域で特性インピーダンスＺｏは低
下する。
号と低周波信号に対して近似してみると、 Ｚｏ＝（Ｌ／Ｃds）1/2 （高周波） Ｚｏ＝（ＲL ／Ｇds）1/2 （低周波） （２） となり、「ＲL ／Ｇds」は「Ｌ／Ｃds」に比べて十分小
さいので、低周波数領域で特性インピーダンスＺｏは低
下する。
【００１１】これに対して、ドイレン側終端回路のイン
ピーダンスＺtermは、図４に示す従来回路のドレイン側
終端回路１２では、次の式（３）に示すようになる。但
し、Ｒ8 は終端抵抗８の抵抗値、Ｒ10はバイアス回路１
０の抵抗値である。 Ｚterm＝Ｒ8 ・Ｒ10／（Ｒ8 ＋Ｒ10） （３）
ピーダンスＺtermは、図４に示す従来回路のドレイン側
終端回路１２では、次の式（３）に示すようになる。但
し、Ｒ8 は終端抵抗８の抵抗値、Ｒ10はバイアス回路１
０の抵抗値である。 Ｚterm＝Ｒ8 ・Ｒ10／（Ｒ8 ＋Ｒ10） （３）
【００１２】一方、図１のドレイン側終端回路１３で
は、次の式（４）に示すようになる。但し、Ｒ15は抵抗
１５の抵抗値、Ｃ14はコンデンサ１４の静電容量であ
る。 Ｚterm＝１／［｛１／Ｒ8 ｝＋｛１／（Ｒ15＋１／ｊωＣ14）｝ ＋｛１／Ｒ10｝］ （４）
は、次の式（４）に示すようになる。但し、Ｒ15は抵抗
１５の抵抗値、Ｃ14はコンデンサ１４の静電容量であ
る。 Ｚterm＝１／［｛１／Ｒ8 ｝＋｛１／（Ｒ15＋１／ｊωＣ14）｝ ＋｛１／Ｒ10｝］ （４）
【００１３】これを高周波信号と低周波信号に対して近
似すると、次の式（５）に示すようになる。 Ｚterm＝１／［｛１／Ｒ8 ｝＋｛１／Ｒ15｝ ＋｛１／Ｒ10｝］ （高周波） Ｚterm＝１／［｛１／Ｒ8 ｝＋｛１／Ｒ10｝］ （低周波） （５）
似すると、次の式（５）に示すようになる。 Ｚterm＝１／［｛１／Ｒ8 ｝＋｛１／Ｒ15｝ ＋｛１／Ｒ10｝］ （高周波） Ｚterm＝１／［｛１／Ｒ8 ｝＋｛１／Ｒ10｝］ （低周波） （５）
【００１４】このように、図１に示す第１の実施例のド
レイン側終端回路１３のインピーダンス（Ｚterm）は周
波数特性を有し、高周波側で低く、低周波側で高い値の
インピーダンスを示す。従って、ドレイン側の分布定数
回路の特性インピーダンスＺｏの周波数特性を、このド
レイン側終端回路１３によって補償することができ、図
４に示した従来回路に比べて、特に低周波領域で平坦な
利得を得る（利得を高める）ことができるようになる。
レイン側終端回路１３のインピーダンス（Ｚterm）は周
波数特性を有し、高周波側で低く、低周波側で高い値の
インピーダンスを示す。従って、ドレイン側の分布定数
回路の特性インピーダンスＺｏの周波数特性を、このド
レイン側終端回路１３によって補償することができ、図
４に示した従来回路に比べて、特に低周波領域で平坦な
利得を得る（利得を高める）ことができるようになる。
【００１５】すなわち、式（３）と式（５）の低周波側
とは同一内容であるが、本実施例では式（５）の抵抗８
の抵抗値Ｒ8 とバイアス回路１０の抵抗値Ｒ10とを、式
（３）のそれとは異なった値に適宜設定して、低周波側
でのインピーダンスを従来よりも大きくすることで、低
周波側の利得を高くすることができる。このとき、抵抗
１５抵抗値Ｒ15を適宜設定することより、高周波側の利
得の向上は抑える。つまり、式（５）の高周波側のイン
ヒ゜ータ゛ンスの値が、式（３）のインヒ゜ータ゛ンス
に等しくなるように設定する。これにより、利得を広帯
域にわたって平坦化できる。
とは同一内容であるが、本実施例では式（５）の抵抗８
の抵抗値Ｒ8 とバイアス回路１０の抵抗値Ｒ10とを、式
（３）のそれとは異なった値に適宜設定して、低周波側
でのインピーダンスを従来よりも大きくすることで、低
周波側の利得を高くすることができる。このとき、抵抗
１５抵抗値Ｒ15を適宜設定することより、高周波側の利
得の向上は抑える。つまり、式（５）の高周波側のイン
ヒ゜ータ゛ンスの値が、式（３）のインヒ゜ータ゛ンス
に等しくなるように設定する。これにより、利得を広帯
域にわたって平坦化できる。
【００１６】図２は分布増幅器の第２の実施例を示す回
路図である。この実施例では、ドレイン側終端回路１６
を、図１のドレイン側終端回路１３の回路構成に加え
て、コンデンサ１７と抵抗１８を追加して構成してい
る。このように構成することによって、設計の自由度を
上げることができ、利得の周波数特性の平坦化をより向
上させることができる。また、同時に、コンデンサ１７
によって、高周波信号が第１電源３に与える影響をより
低減させることもできる。更に、分布増幅器の出力イン
ピーダンスが低周波領域まで安定化（平坦化）するの
で、同領域での出力整合も改善される。
路図である。この実施例では、ドレイン側終端回路１６
を、図１のドレイン側終端回路１３の回路構成に加え
て、コンデンサ１７と抵抗１８を追加して構成してい
る。このように構成することによって、設計の自由度を
上げることができ、利得の周波数特性の平坦化をより向
上させることができる。また、同時に、コンデンサ１７
によって、高周波信号が第１電源３に与える影響をより
低減させることもできる。更に、分布増幅器の出力イン
ピーダンスが低周波領域まで安定化（平坦化）するの
で、同領域での出力整合も改善される。
【００１７】図３は分布増幅器の従来のものと、本発明
の図１に示す第１の実施例のものの利得の周波数特性、
並びに出力整合の周波数特性を示したものである。この
図３から明らかなように、図１の実施例の分布増幅器で
は、従来例に比べて、利得及び出力整合ともに、低周波
領域で改善されていることがわかる。
の図１に示す第１の実施例のものの利得の周波数特性、
並びに出力整合の周波数特性を示したものである。この
図３から明らかなように、図１の実施例の分布増幅器で
は、従来例に比べて、利得及び出力整合ともに、低周波
領域で改善されていることがわかる。
【００１８】なお、上記実施例では、増幅素子としてＦ
ＥＴを使用したが、これはバイポーラトランジスタに置
き換えることができる。また、各抵抗は、ダイオード
（動作時に所定のバイアスを印加し、抵抗値は面積等で
設定する。）で構成することもできる。
ＥＴを使用したが、これはバイポーラトランジスタに置
き換えることができる。また、各抵抗は、ダイオード
（動作時に所定のバイアスを印加し、抵抗値は面積等で
設定する。）で構成することもできる。
【００１９】
【発明の効果】以上から本発明によれば、直流領域から
高周波領域の全域にかけて、特性インピーダンスが平坦
化され、広帯域の分布増幅器を実現できる。
高周波領域の全域にかけて、特性インピーダンスが平坦
化され、広帯域の分布増幅器を実現できる。
【図１】 本発明の第１の実施例の分布増幅器の回路
図である。
図である。
【図２】 本発明の第２の実施例の分布増幅器の回路
図である。
図である。
【図３】 利得と出力整合の周波数特性図である。
【図４】 従来の分布増幅器の回路図である。
１：ＦＥＴ、２：インダクタ（又は伝送線路）、３：第
１電源、４：第２電源、５：信号入力端子、６：信号出
力端子、７：ゲート側終端抵抗、８：ドレイン側終端抵
抗、９：電気的接地、１０：ドレイン側バイアス回路、
１１：ゲート側バイアス回路、１２、１３：ドレイン側
終端回路、１４：コンデンサ、１５：抵抗、１６：ドレ
イン側終端回路、１７：コンデンサ、１８：抵抗。
１電源、４：第２電源、５：信号入力端子、６：信号出
力端子、７：ゲート側終端抵抗、８：ドレイン側終端抵
抗、９：電気的接地、１０：ドレイン側バイアス回路、
１１：ゲート側バイアス回路、１２、１３：ドレイン側
終端回路、１４：コンデンサ、１５：抵抗、１６：ドレ
イン側終端回路、１７：コンデンサ、１８：抵抗。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H03F 1/00 - 3/72
Claims (1)
- 【請求項１】インダクタ又は伝送線路とトランジスタを
使用し、出力側終端回路が接地に直接接続した終端抵抗
を有する分布増幅器において、前記出力側終端回路に、
前記終端抵抗と並列に、別の抵抗とコンデンサの直列回
路を接続したことを特徴とする分布増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29795892A JP2864195B2 (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 分布増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29795892A JP2864195B2 (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 分布増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06125224A JPH06125224A (ja) | 1994-05-06 |
| JP2864195B2 true JP2864195B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=17853293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29795892A Expired - Lifetime JP2864195B2 (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 分布増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2864195B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6496708B1 (en) * | 1999-09-15 | 2002-12-17 | Motorola, Inc. | Radio frequency coupler apparatus suitable for use in a multi-band wireless communication device |
| FR2842963B1 (fr) * | 2002-07-23 | 2004-09-17 | Da Lightcom | Dispositif de charge active permettant de polariser un circuit amplificateur distribue tres large bande avec controle de gain |
| US7733185B2 (en) | 2005-10-24 | 2010-06-08 | Nec Corporation | Distributed amplifier and integrated circuit |
| JP5211061B2 (ja) * | 2007-10-22 | 2013-06-12 | 株式会社アドバンテスト | 分布型増幅装置および増幅器 |
| CN107896094A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-04-10 | 中国电子科技集团公司第四十研究所 | 一种分布式放大器电路及其实现方法 |
| CN108667433A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-10-16 | 广东工业大学 | 一种分布式放大器 |
| WO2022176187A1 (ja) * | 2021-02-22 | 2022-08-25 | 日本電信電話株式会社 | 分布型回路およびその制御方法 |
-
1992
- 1992-10-09 JP JP29795892A patent/JP2864195B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06125224A (ja) | 1994-05-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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