JPH11195932A - 温度補償機能付き増幅器 - Google Patents
温度補償機能付き増幅器Info
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- JPH11195932A JPH11195932A JP10000509A JP50998A JPH11195932A JP H11195932 A JPH11195932 A JP H11195932A JP 10000509 A JP10000509 A JP 10000509A JP 50998 A JP50998 A JP 50998A JP H11195932 A JPH11195932 A JP H11195932A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
- H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/193—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only with field-effect devices
- H03F3/1935—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only with field-effect devices with junction-FET devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
- H03F1/306—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in junction-FET amplifiers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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- Microwave Amplifiers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成からなる温度補償機能付きの増幅
器を提供する 【解決手段】 本発明の温度補償機能付き増幅器は、ゲ
ート端子が接地された温度補償用の能動素子のソース端
子及びドレイン端子を該能動素子の入出力端子として使
用する高周波信号の減衰回路を、増幅用の能動素子のゲ
ート端子に直列に接続してなることを特徴とする。
器を提供する 【解決手段】 本発明の温度補償機能付き増幅器は、ゲ
ート端子が接地された温度補償用の能動素子のソース端
子及びドレイン端子を該能動素子の入出力端子として使
用する高周波信号の減衰回路を、増幅用の能動素子のゲ
ート端子に直列に接続してなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波又はミ
リ波帯用の増幅器に関する。より具体的には増幅器の温
度による利得変動を補償する機能を備えた増幅器に関す
る。
リ波帯用の増幅器に関する。より具体的には増幅器の温
度による利得変動を補償する機能を備えた増幅器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波又はミリ波帯用の増幅器、ま
たは当該増幅器を用いた増幅器モジュールの利得は、使
用環境温度によって変動する。上記増幅器又は増幅器モ
ジュールの利得は環境温度が低くなると増加し、環境温
度が高くなると減少する傾向にある。特に多段増幅器の
場合、その変動幅は大きく、システム全体の安定動作の
妨げとなる場合もある。
たは当該増幅器を用いた増幅器モジュールの利得は、使
用環境温度によって変動する。上記増幅器又は増幅器モ
ジュールの利得は環境温度が低くなると増加し、環境温
度が高くなると減少する傾向にある。特に多段増幅器の
場合、その変動幅は大きく、システム全体の安定動作の
妨げとなる場合もある。
【０００３】例えば、出力の異なる２段増幅器ＭＭＩＣ
を３チップ直列に接続した構成の電力増幅器モジュール
において、増幅器１段当たりの温度による利得変化量が
０．２dB/10℃の場合、周辺の環境温度が１００℃変化
すると、利得は１２ｄＢも変動する。上記電力増幅器モ
ジュールにおいて、環境温度が低く利得が最大となる場
合には歪み特性が劣化する。また、環境温度が高く利得
が最小となる場合には出力電力、効率の劣化等を招くこ
とになる。
を３チップ直列に接続した構成の電力増幅器モジュール
において、増幅器１段当たりの温度による利得変化量が
０．２dB/10℃の場合、周辺の環境温度が１００℃変化
すると、利得は１２ｄＢも変動する。上記電力増幅器モ
ジュールにおいて、環境温度が低く利得が最大となる場
合には歪み特性が劣化する。また、環境温度が高く利得
が最小となる場合には出力電力、効率の劣化等を招くこ
とになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような温度変化
による利得の変動を補償するための温度補償回路を増幅
用ＦＥＴのゲート端子に並列に接続して、印加されるゲ
ートバイアス電圧を直接制御するものが知られている。
上記温度補償回路は、温度の上昇に伴う増幅器の動作電
流の減少を補償するため、ゲート端子に必要な電流を補
給する。これにより、使用温度の範囲内において、増幅
器内の動作電流を一定レベルに維持する。
による利得の変動を補償するための温度補償回路を増幅
用ＦＥＴのゲート端子に並列に接続して、印加されるゲ
ートバイアス電圧を直接制御するものが知られている。
上記温度補償回路は、温度の上昇に伴う増幅器の動作電
流の減少を補償するため、ゲート端子に必要な電流を補
給する。これにより、使用温度の範囲内において、増幅
器内の動作電流を一定レベルに維持する。
【０００５】しかし、上記従来の温度補償回路には、利
得制御端子である増幅用ＦＥＴのゲート端子にバイアス
を与えるための外部電源が別途必要である。更に、前も
って増幅器の利得の温度特性を測定し、温度に対応した
バイアス値を決定し、その情報を実動作時に反映させる
ための機構をシステム又はモジュール内に新たに設ける
必要がある。このため、回路構成が複雑化し、コスト高
を招いていた。
得制御端子である増幅用ＦＥＴのゲート端子にバイアス
を与えるための外部電源が別途必要である。更に、前も
って増幅器の利得の温度特性を測定し、温度に対応した
バイアス値を決定し、その情報を実動作時に反映させる
ための機構をシステム又はモジュール内に新たに設ける
必要がある。このため、回路構成が複雑化し、コスト高
を招いていた。
【０００６】特開平９−１３９６３０号公報には、上記
のような温度補償回路を備えることなく、温度補償が可
能な電力増幅装置が開示されている。当該電力増幅装置
はＧａＡｓ基板上に形成されており、入力された高周波
電力を増幅する増幅用ＦＥＴと、抵抗及びＧａＡｓ基板
上に形成された温度補償用ＦＥＴが直列に接続されてな
る自己バイアス型のゲートバイアス回路とを備えてい
る。上記ゲートバイアス回路の一端は電源に接続され、
他端は接地されている。上記ゲートバイアス回路におけ
る抵抗と上記温度補償用ＦＥＴとの接続点は、上記増幅
用ＦＥＴのゲート端子に接続されている。互いに逆の温
度特性を示すように、ＧａＡｓ基板のオリエンテーショ
ンフラット方位に対して、上記増幅用ＦＥＴのゲート方
位は９０゜に設定されると共に、上記温度補償用ＦＥＴ
のゲート方位は０゜に設定される。
のような温度補償回路を備えることなく、温度補償が可
能な電力増幅装置が開示されている。当該電力増幅装置
はＧａＡｓ基板上に形成されており、入力された高周波
電力を増幅する増幅用ＦＥＴと、抵抗及びＧａＡｓ基板
上に形成された温度補償用ＦＥＴが直列に接続されてな
る自己バイアス型のゲートバイアス回路とを備えてい
る。上記ゲートバイアス回路の一端は電源に接続され、
他端は接地されている。上記ゲートバイアス回路におけ
る抵抗と上記温度補償用ＦＥＴとの接続点は、上記増幅
用ＦＥＴのゲート端子に接続されている。互いに逆の温
度特性を示すように、ＧａＡｓ基板のオリエンテーショ
ンフラット方位に対して、上記増幅用ＦＥＴのゲート方
位は９０゜に設定されると共に、上記温度補償用ＦＥＴ
のゲート方位は０゜に設定される。
【０００７】環境温度の上昇に伴って、上記増幅用ＦＥ
Ｔの動作電流が減少するのに対して、上記温度補償用の
ＦＥＴの動作電流は増加する。また、環境温度の低下に
伴って、上記増幅用ＦＥＴの動作電流が増加するのに対
して、上記温度補償用のＦＥＴの動作電流は減少する。
上記電力増幅装置では、上記温度特性を有する温度補償
用ＦＥＴを抵抗として使用し、通常の抵抗と直列に接続
してゲートバイアス直列回路を構成し、抵抗分割を利用
した当該ゲートバイアス直列回路の働きにより、温度の
変化に対する増幅率の変化を抑制して出力を安定させ
る。
Ｔの動作電流が減少するのに対して、上記温度補償用の
ＦＥＴの動作電流は増加する。また、環境温度の低下に
伴って、上記増幅用ＦＥＴの動作電流が増加するのに対
して、上記温度補償用のＦＥＴの動作電流は減少する。
上記電力増幅装置では、上記温度特性を有する温度補償
用ＦＥＴを抵抗として使用し、通常の抵抗と直列に接続
してゲートバイアス直列回路を構成し、抵抗分割を利用
した当該ゲートバイアス直列回路の働きにより、温度の
変化に対する増幅率の変化を抑制して出力を安定させ
る。
【０００８】しかし、上記構成の電力増幅装置では、特
性の大きく異なるＦＥＴを１ウェハ（チップ）上に形成
することによりプロセス制御が困難になることが予想さ
れる。
性の大きく異なるＦＥＴを１ウェハ（チップ）上に形成
することによりプロセス制御が困難になることが予想さ
れる。
【０００９】そこで、本発明はより簡単な構成からなる
温度補償機能付きの増幅器を提供することを目的とす
る。
温度補償機能付きの増幅器を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の温度補償
機能付きの増幅器は、ゲート端子が接地された温度補償
用の能動素子のソース端子及びドレイン端子を該能動素
子の入出力端子として使用する高周波信号の減衰回路
を、増幅用の能動素子のゲート端子に直列に接続してな
ることを特徴とする。
機能付きの増幅器は、ゲート端子が接地された温度補償
用の能動素子のソース端子及びドレイン端子を該能動素
子の入出力端子として使用する高周波信号の減衰回路
を、増幅用の能動素子のゲート端子に直列に接続してな
ることを特徴とする。
【００１１】本発明の第２の温度補償機能付きの増幅器
は、ゲート端子が増幅用の能動素子のゲート端子と接続
されている温度補償用の能動素子のソース端子及びドレ
イン端子を該能動素子の入出力端子として使用する高周
波信号の減衰回路を、上記増幅用の能動素子のゲート端
子に直列に接続してなることを特徴とする。
は、ゲート端子が増幅用の能動素子のゲート端子と接続
されている温度補償用の能動素子のソース端子及びドレ
イン端子を該能動素子の入出力端子として使用する高周
波信号の減衰回路を、上記増幅用の能動素子のゲート端
子に直列に接続してなることを特徴とする。
【００１２】本発明の第３の温度補償機能付き増幅器
は、上記本発明の第２の温度補償機能付き増幅器におい
て、上記温度補償用の能動素子のゲート端子を、抵抗を
介して接地したことを特徴とする。
は、上記本発明の第２の温度補償機能付き増幅器におい
て、上記温度補償用の能動素子のゲート端子を、抵抗を
介して接地したことを特徴とする。
【００１３】本発明の第４の温度補償機能付き増幅器
は、上記本発明の第３の温度補償機能付き増幅器におい
て、上記抵抗が可変抵抗であることを特徴とする。
は、上記本発明の第３の温度補償機能付き増幅器におい
て、上記抵抗が可変抵抗であることを特徴とする。
【００１４】本発明の第５の温度補償機能付き増幅器
は、ゲート端子に、他端が電源供給端子に接続された第
１の抵抗が直列に接続されると共に、他端が接地された
第２の抵抗が並列に接続されている温度補償用の能動素
子のソース端子及びドレイン端子を該能動素子の入出力
端子として使用する高周波信号の減衰回路を、増幅用の
能動素子のゲート端子に直列に接続してなることを特徴
とする。
は、ゲート端子に、他端が電源供給端子に接続された第
１の抵抗が直列に接続されると共に、他端が接地された
第２の抵抗が並列に接続されている温度補償用の能動素
子のソース端子及びドレイン端子を該能動素子の入出力
端子として使用する高周波信号の減衰回路を、増幅用の
能動素子のゲート端子に直列に接続してなることを特徴
とする。
【００１５】本発明の第６の温度補償機能付き増幅器
は、上記本発明の第５の温度補償機能付き増幅器におい
て、上記第２の抵抗が可変抵抗であることを特徴とす
る。
は、上記本発明の第５の温度補償機能付き増幅器におい
て、上記第２の抵抗が可変抵抗であることを特徴とす
る。
【００１６】本発明の第７の温度補償機能付き増幅器
は、ゲート端子の接地された増幅用の能動素子の出力端
子に、温度補償用の能動素子のソース端子及びドレイン
端子を該能動素子の入出力端子として使用する高周波信
号の減衰回路を直列に接続したことを特徴とする。
は、ゲート端子の接地された増幅用の能動素子の出力端
子に、温度補償用の能動素子のソース端子及びドレイン
端子を該能動素子の入出力端子として使用する高周波信
号の減衰回路を直列に接続したことを特徴とする。
【００１７】本発明の第８の温度補償機能付き増幅器
は、上記本発明の第１乃至第７の温度補償機能付き増幅
器において、設計上、増幅用の能動素子及び温度補償用
の能動素子の接地端子を共通にレイアウトしたことを特
徴とする。
は、上記本発明の第１乃至第７の温度補償機能付き増幅
器において、設計上、増幅用の能動素子及び温度補償用
の能動素子の接地端子を共通にレイアウトしたことを特
徴とする。
【００１８】本発明の第９の温度補償機能付き増幅器
は、上記本発明の第１乃至第７の温度補償機能付き増幅
器において、設計上、増幅用の能動素子の主線路に対し
て、対象な一対の温度補償用の能動素子を、その接地端
子が増幅用の能動素子の接地端子と共通にレイアウトさ
れたことを特徴とする。
は、上記本発明の第１乃至第７の温度補償機能付き増幅
器において、設計上、増幅用の能動素子の主線路に対し
て、対象な一対の温度補償用の能動素子を、その接地端
子が増幅用の能動素子の接地端子と共通にレイアウトさ
れたことを特徴とする。
【００１９】本発明の多段増幅器は、増幅器が複数段連
続して接続されてなる多段増幅器において、少なくとも
初段の増幅器が、上記本発明の第１乃至第９に記載の何
れか１つの温度補償機能付きの増幅器であることを特徴
とする。
続して接続されてなる多段増幅器において、少なくとも
初段の増幅器が、上記本発明の第１乃至第９に記載の何
れか１つの温度補償機能付きの増幅器であることを特徴
とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明による温度補償機能付き増
幅器は、マイクロ波又はミリ波帯用の増幅器であって、
ＦＥＴ（field effect transistor），ＨＥＭＴ（high
electron mobility transistor）よりなる温度補償用の
能動素子の環境温度の変化による抵抗の変化を所定の帯
域（高周波領域）にて利用する高周波信号の減衰回路
（アッテネータ）を構成し、当該減衰回路を増幅用の能
動素子のゲート端子又は出力端子に直列に接続して当該
増幅用の能動素子の環境温度の変化に伴う利得の変動
を、外部からの特別な制御無しに補償することを特徴と
する。以下、上記特徴を具備する温度補償機能付きの増
幅器の実施の形態１〜１０について、添付の図面を参照
しつつ説明する。
幅器は、マイクロ波又はミリ波帯用の増幅器であって、
ＦＥＴ（field effect transistor），ＨＥＭＴ（high
electron mobility transistor）よりなる温度補償用の
能動素子の環境温度の変化による抵抗の変化を所定の帯
域（高周波領域）にて利用する高周波信号の減衰回路
（アッテネータ）を構成し、当該減衰回路を増幅用の能
動素子のゲート端子又は出力端子に直列に接続して当該
増幅用の能動素子の環境温度の変化に伴う利得の変動
を、外部からの特別な制御無しに補償することを特徴と
する。以下、上記特徴を具備する温度補償機能付きの増
幅器の実施の形態１〜１０について、添付の図面を参照
しつつ説明する。
【００２１】（１）実施の形態１ 図１は、実施の形態１にかかる温度補償機能付きの増幅
器１００の回路図である。当該増幅器１００の前段に
は、入力される高周波電力のインピーダンスを該増幅器
１００に適切なインピーダンスに変換する整合回路１０
９が設けられている。また、増幅器１００の後段には、
増幅器１００より出力される高周波電力のインピーダン
スを次段に設けられる回路に適切なインピーダンスに変
換する整合回路１１０が設けられている。
器１００の回路図である。当該増幅器１００の前段に
は、入力される高周波電力のインピーダンスを該増幅器
１００に適切なインピーダンスに変換する整合回路１０
９が設けられている。また、増幅器１００の後段には、
増幅器１００より出力される高周波電力のインピーダン
スを次段に設けられる回路に適切なインピーダンスに変
換する整合回路１１０が設けられている。
【００２２】以下、増幅器１００の構成について説明す
る。増幅器１００は、信号の増幅を行う能動素子１０１
のゲート端子に、温度補償機能を実現する回路が直列に
接続されてなる。増幅用の能動素子１０１及び温度補償
用の能動素子１０２は、ＦＥＴ，ＨＥＭＴ等を採用す
る。上記温度補償機能を実現する回路は、抵抗１０４を
介してゲート端子の接地された温度補償用の能動素子１
０２のソース端子及びドレイン端子に、インダクタ１０
５及び抵抗１０７，１０８を直列に接続したものであ
り、高周波信号の減衰回路（アッテネータ）として機能
する。この他、当該回路にはコンデンサ１０３及び１０
６が並列に接続されている。端子１１１には、電源電圧
Ｖgが印加される。本回路において、能動素子１０１の
ゲート電位をＶgとすると、能動素子１０２のゲート電
位はそのソース・ドレイン電位に対して−Ｖgとなる。
る。増幅器１００は、信号の増幅を行う能動素子１０１
のゲート端子に、温度補償機能を実現する回路が直列に
接続されてなる。増幅用の能動素子１０１及び温度補償
用の能動素子１０２は、ＦＥＴ，ＨＥＭＴ等を採用す
る。上記温度補償機能を実現する回路は、抵抗１０４を
介してゲート端子の接地された温度補償用の能動素子１
０２のソース端子及びドレイン端子に、インダクタ１０
５及び抵抗１０７，１０８を直列に接続したものであ
り、高周波信号の減衰回路（アッテネータ）として機能
する。この他、当該回路にはコンデンサ１０３及び１０
６が並列に接続されている。端子１１１には、電源電圧
Ｖgが印加される。本回路において、能動素子１０１の
ゲート電位をＶgとすると、能動素子１０２のゲート電
位はそのソース・ドレイン電位に対して−Ｖgとなる。
【００２３】図２は、上記能動素子１０１及び１０２の
静特性を示すグラフである。縦軸はドレイン・ソース間
電流Ｉｄｓを示し、横軸はドレイン・ソース間電圧Ｖｄ
ｓを示す。図中、点Ａを基準環境温度Ｔ0での増幅器の
動作点とした場合、ドレイン・ソース間電流Ｉｄｓは、
温度がＴHに上昇すると減少し、温度がＴLに低下すると
増加する。即ち、能動素子１０１及び１０２の利得は、
温度がＴHに上昇すると低下し、温度がＴLに低下すると
増加する。
静特性を示すグラフである。縦軸はドレイン・ソース間
電流Ｉｄｓを示し、横軸はドレイン・ソース間電圧Ｖｄ
ｓを示す。図中、点Ａを基準環境温度Ｔ0での増幅器の
動作点とした場合、ドレイン・ソース間電流Ｉｄｓは、
温度がＴHに上昇すると減少し、温度がＴLに低下すると
増加する。即ち、能動素子１０１及び１０２の利得は、
温度がＴHに上昇すると低下し、温度がＴLに低下すると
増加する。
【００２４】増幅器１００において実行される温度補償
機能は、能動素子１０２の上記図２を用いて説明した静
特性のＶｄｓ＝０ｖ近傍における抵抗特性を利用するも
のである。環境温度が上記Ｔ0の時の抵抗値をＲ0，環境
温度が上記ＴHの時の抵抗値をＲH、環境温度が上記ＴL
の時の抵抗値をＲLとすると、これらの値の関係は、ＲL
＜Ｒ0＜ＲHとなる。
機能は、能動素子１０２の上記図２を用いて説明した静
特性のＶｄｓ＝０ｖ近傍における抵抗特性を利用するも
のである。環境温度が上記Ｔ0の時の抵抗値をＲ0，環境
温度が上記ＴHの時の抵抗値をＲH、環境温度が上記ＴL
の時の抵抗値をＲLとすると、これらの値の関係は、ＲL
＜Ｒ0＜ＲHとなる。
【００２５】後に説明するが、温度補償用に用いる上記
能動素子１０２を含む回路は、環境温度の上昇により通
過損失が低下する高周波信号の減衰器（アッテネータ）
として機能する。環境温度の上昇に伴い能動素子１０２
における高周波信号の通過損失は減少し、増幅用の能動
素子１０１のゲート端子に印加される高周波信号の割合
は増加する。一方、環境温度の低下に伴い能動素子１０
２における高周波信号の通過損失は増加し、増幅用の能
動素子１０１のゲート端子に印加される高周波信号の割
合は少なくなる。増幅器１００では、上記能動素子１０
２を含む回路の減衰器としての働きにより、増幅用の能
動素子１０１の環境温度の変化に伴う利得の変化を補償
する。
能動素子１０２を含む回路は、環境温度の上昇により通
過損失が低下する高周波信号の減衰器（アッテネータ）
として機能する。環境温度の上昇に伴い能動素子１０２
における高周波信号の通過損失は減少し、増幅用の能動
素子１０１のゲート端子に印加される高周波信号の割合
は増加する。一方、環境温度の低下に伴い能動素子１０
２における高周波信号の通過損失は増加し、増幅用の能
動素子１０１のゲート端子に印加される高周波信号の割
合は少なくなる。増幅器１００では、上記能動素子１０
２を含む回路の減衰器としての働きにより、増幅用の能
動素子１０１の環境温度の変化に伴う利得の変化を補償
する。
【００２６】以下、増幅器１００の温度補償機能につい
て説明する。図３の（ａ）及び（ｂ）は、説明の便宜の
ため、図１に示した増幅器１００の回路を機能的に２つ
に分割したものである。なお、温度補償機能に関与しな
い両端の回路は省略してある。増幅器１００において、
温度補償用の能動素子１０２はゲート端子にピンチオフ
電圧Ｖp以上の電圧を与えて抵抗と等価なものとして取
り扱うため、図３の（ｂ）では当該能動素子１０２を抵
抗Ｒとして記す。
て説明する。図３の（ａ）及び（ｂ）は、説明の便宜の
ため、図１に示した増幅器１００の回路を機能的に２つ
に分割したものである。なお、温度補償機能に関与しな
い両端の回路は省略してある。増幅器１００において、
温度補償用の能動素子１０２はゲート端子にピンチオフ
電圧Ｖp以上の電圧を与えて抵抗と等価なものとして取
り扱うため、図３の（ｂ）では当該能動素子１０２を抵
抗Ｒとして記す。
【００２７】図３の（ａ）に示す回路において、点ａよ
り入力された電流は増幅用の能動素子１０１によって増
幅された後に、点ｂより出力される。図３の（ａ）に示
す回路の利得の温度特性は、既に述べたように、一般に
温度の上昇と共に低下する傾向を示す。
り入力された電流は増幅用の能動素子１０１によって増
幅された後に、点ｂより出力される。図３の（ａ）に示
す回路の利得の温度特性は、既に述べたように、一般に
温度の上昇と共に低下する傾向を示す。
【００２８】また、図３の（ｂ）に示す回路において、
点ｃより入力された高周波信号は、参照番号１０２の付
された抵抗Ｒ及びコンデンサ１０３による損失を伴って
回路を通過して点ｄより出力される。図３の（ｂ）に示
す回路は、後に説明するが上記温度の上昇に伴い低損失
となり、点ｄへ出力される電流は増加する。
点ｃより入力された高周波信号は、参照番号１０２の付
された抵抗Ｒ及びコンデンサ１０３による損失を伴って
回路を通過して点ｄより出力される。図３の（ｂ）に示
す回路は、後に説明するが上記温度の上昇に伴い低損失
となり、点ｄへ出力される電流は増加する。
【００２９】図３の（ｂ）に示す回路のインピーダンス
行列Ｚは、以下の数１で表される。
行列Ｚは、以下の数１で表される。
【数１】 １／ωｃ≒０として上記数１のＺ行列をＳ行列に変換す
ると、次の数２が得られる。
ると、次の数２が得られる。
【数２】 更に、上記数２を抵抗Ｒで微分すると、次の数３が求め
られる。この結果、回路の損失は、抵抗Ｒの値の増加に
伴い減少することが理解される。
られる。この結果、回路の損失は、抵抗Ｒの値の増加に
伴い減少することが理解される。
【数３】
【００３０】上述したように、増幅器１００では能動素
子１０２を抵抗Ｒとして取り扱う。図２を用いて説明し
たように上記能動素子１０２は、環境温度の上昇に伴い
抵抗値が上昇する。従って、図３の（ｂ）に示す回路
は、環境温度の上昇に伴い低損失となり、より多くの電
流を点ｄから出力する。増幅器１００では、図３の
（ｂ）に示す回路の当該減衰器としての働きにより、増
幅用の能動素子１０１の環境温度の変化に伴う利得の変
化を補償することができる。
子１０２を抵抗Ｒとして取り扱う。図２を用いて説明し
たように上記能動素子１０２は、環境温度の上昇に伴い
抵抗値が上昇する。従って、図３の（ｂ）に示す回路
は、環境温度の上昇に伴い低損失となり、より多くの電
流を点ｄから出力する。増幅器１００では、図３の
（ｂ）に示す回路の当該減衰器としての働きにより、増
幅用の能動素子１０１の環境温度の変化に伴う利得の変
化を補償することができる。
【００３１】図４は、図１に開示した温度補償機能付き
の増幅器１００の効果を説明するための図である。縦軸
はＴ＝Ｔ0の時の利得Ｇ0に対する利得の比Ｇ／Ｇ0を示
し、横軸は温度を示す。図示するように、温度補償機能
付き増幅器１００の温度に対する利得の傾き（０．０５
ｄＢ／１０℃）は、温度補償機能を持たない従来の増幅
器の温度に対する利得の傾き（０．２ｄＢ／１０℃）よ
りも小さいことが確認される。
の増幅器１００の効果を説明するための図である。縦軸
はＴ＝Ｔ0の時の利得Ｇ0に対する利得の比Ｇ／Ｇ0を示
し、横軸は温度を示す。図示するように、温度補償機能
付き増幅器１００の温度に対する利得の傾き（０．０５
ｄＢ／１０℃）は、温度補償機能を持たない従来の増幅
器の温度に対する利得の傾き（０．２ｄＢ／１０℃）よ
りも小さいことが確認される。
【００３２】図５は、上記の温度補償機能付き増幅器１
００について、能動素子１０２のＴ＝２５℃及び７５℃
でのＳパラメータ測定値を用いた場合のシミュレーショ
ン結果を示すグラフである。縦軸は利得（ｄＢ）を示
し、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示す。例えば、図６に示
すような通常の増幅器の場合、環境温度の上昇に伴い利
得は低下する。これに対して、温度補償機能付きの増幅
器１００では、２５℃から７５℃への５０度の温度上昇
に対して、利得は０．７３ｄＢ増加している。この結果
は、通常の増幅器の温度特性と全く逆であり、図３の
（ｂ）に示した回路が、外部からの制御無しに能動素子
１０１の温度特性を補償できることを証明するものであ
る。
００について、能動素子１０２のＴ＝２５℃及び７５℃
でのＳパラメータ測定値を用いた場合のシミュレーショ
ン結果を示すグラフである。縦軸は利得（ｄＢ）を示
し、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示す。例えば、図６に示
すような通常の増幅器の場合、環境温度の上昇に伴い利
得は低下する。これに対して、温度補償機能付きの増幅
器１００では、２５℃から７５℃への５０度の温度上昇
に対して、利得は０．７３ｄＢ増加している。この結果
は、通常の増幅器の温度特性と全く逆であり、図３の
（ｂ）に示した回路が、外部からの制御無しに能動素子
１０１の温度特性を補償できることを証明するものであ
る。
【００３３】図７は、増幅器１００の内、高周波信号の
減衰器として機能する図３の（ｂ）に示した回路の周波
数特性を、Ｔ＝ＴH，ＴLの場合について示すグラフであ
る。横軸は周波数を示し、縦軸はＳ21パラメータの絶対
値を示す。当該グラフでは、上に行くほど利得の損失が
少ないことを意味する。上記減衰器として機能する回路
の減衰量の周波数特性は、能動素子１０２の寄生容量及
びコンデンサ１０３の容量によって共振する。動作周波
数Ａのように、回路の動作周波数が損失特性の共振周波
数ｆ０より低い場合、温度の上昇に伴い損失は低くな
り、適切な温度補償効果が得られる。しかし、動作周波
数Ｂのように、動作周波数が共振の周波数ｆ０よりも高
い場合、環境温度の変化に伴い損失が増加するため、増
幅器１００の環境温度の変化に伴う利得変動は逆に大き
くなってしまう。また、本グラフより、動作周波数Ｃの
場合、動作周波数Ａの場合と比較して大きな温度補償効
果が得られること、及び、能動素子１０２の寄生成分の
温度特性により共振周波数は環境温度の上昇にと伴って
高周波数側へとシフトすることが解る。以上のことか
ら、コンデンサ１０３の容量は、能動素子１０２の動作
周波数をグラフに示す動作周波数Ｃ近傍の値、即ち、最
低の使用環境温度での共振の周波数ｆ０Lminより小さい
という条件を満足する周波数の内で最大の値とすること
で、増幅器１００における温度補償効果を最適化するこ
とができる。
減衰器として機能する図３の（ｂ）に示した回路の周波
数特性を、Ｔ＝ＴH，ＴLの場合について示すグラフであ
る。横軸は周波数を示し、縦軸はＳ21パラメータの絶対
値を示す。当該グラフでは、上に行くほど利得の損失が
少ないことを意味する。上記減衰器として機能する回路
の減衰量の周波数特性は、能動素子１０２の寄生容量及
びコンデンサ１０３の容量によって共振する。動作周波
数Ａのように、回路の動作周波数が損失特性の共振周波
数ｆ０より低い場合、温度の上昇に伴い損失は低くな
り、適切な温度補償効果が得られる。しかし、動作周波
数Ｂのように、動作周波数が共振の周波数ｆ０よりも高
い場合、環境温度の変化に伴い損失が増加するため、増
幅器１００の環境温度の変化に伴う利得変動は逆に大き
くなってしまう。また、本グラフより、動作周波数Ｃの
場合、動作周波数Ａの場合と比較して大きな温度補償効
果が得られること、及び、能動素子１０２の寄生成分の
温度特性により共振周波数は環境温度の上昇にと伴って
高周波数側へとシフトすることが解る。以上のことか
ら、コンデンサ１０３の容量は、能動素子１０２の動作
周波数をグラフに示す動作周波数Ｃ近傍の値、即ち、最
低の使用環境温度での共振の周波数ｆ０Lminより小さい
という条件を満足する周波数の内で最大の値とすること
で、増幅器１００における温度補償効果を最適化するこ
とができる。
【００３４】以上に説明したように、実施の形態１にか
かる温度補償機能付き増幅器１００では、能動素子１０
２の抵抗値の温度特性を利用する減衰回路を用いて、環
境温度の変化に伴う増幅用の能動素子１０１の利得変動
を抑制する。これにより、特別な制御手段を備えること
なく簡単な構成で温度補償機能を実現する。
かる温度補償機能付き増幅器１００では、能動素子１０
２の抵抗値の温度特性を利用する減衰回路を用いて、環
境温度の変化に伴う増幅用の能動素子１０１の利得変動
を抑制する。これにより、特別な制御手段を備えること
なく簡単な構成で温度補償機能を実現する。
【００３５】（２）実施の形態２ 以下、実施の形態２にかかる温度補償機能付き増幅器１
２０について説明する。図８は、実施の形態２にかかる
温度補償機能付きの増幅器１２０の構成を示す図であ
る。上記実施の形態１の増幅器１００と同じ構成物には
同一の参照番号を付し、ここでの重複した説明は省く。
増幅器１２０は、上記実施の形態１の増幅器１００の備
える抵抗１０４のかわりに、抵抗１１２を備え、能動素
子１０２のゲート端子及び能動素子１０１のゲート端子
を接続したものである。
２０について説明する。図８は、実施の形態２にかかる
温度補償機能付きの増幅器１２０の構成を示す図であ
る。上記実施の形態１の増幅器１００と同じ構成物には
同一の参照番号を付し、ここでの重複した説明は省く。
増幅器１２０は、上記実施の形態１の増幅器１００の備
える抵抗１０４のかわりに、抵抗１１２を備え、能動素
子１０２のゲート端子及び能動素子１０１のゲート端子
を接続したものである。
【００３６】当該構成において、能動素子１０２のソー
ス・ドレイン電極とゲート端子の電位差は、能動素子１
０１のドレイン電流設定値に関わらず０ｖとなる。これ
により、能動素子１０２の抵抗値は一定になる。つま
り、能動素子１０１をどのようなバイアス条件で用いて
も損失回路内の基準環境温度Ｔ0下での高周波信号の損
失は一定となるため、安定した温度補償を行うことがで
きる。
ス・ドレイン電極とゲート端子の電位差は、能動素子１
０１のドレイン電流設定値に関わらず０ｖとなる。これ
により、能動素子１０２の抵抗値は一定になる。つま
り、能動素子１０１をどのようなバイアス条件で用いて
も損失回路内の基準環境温度Ｔ0下での高周波信号の損
失は一定となるため、安定した温度補償を行うことがで
きる。
【００３７】また、能動素子１０２のゲート端子と能動
素子１０１のゲート端子とを共通にすることで、ビィア
ホール（バイアホールともいう）をチップ上に持たない
ＭＭＩＣであってもチップ外部のグランドとの接続が不
要となるといった利点を有する。なお、上記ビィアホー
ルとは、基板裏面に設けられている接地端子に基板表面
の端子を接続する際に用いるホールをいう。
素子１０１のゲート端子とを共通にすることで、ビィア
ホール（バイアホールともいう）をチップ上に持たない
ＭＭＩＣであってもチップ外部のグランドとの接続が不
要となるといった利点を有する。なお、上記ビィアホー
ルとは、基板裏面に設けられている接地端子に基板表面
の端子を接続する際に用いるホールをいう。
【００３８】（３）実施の形態３ 図９は、実施の形態３にかかる増幅器１３０の構成を示
す図である。上記実施の形態１及び２の増幅器と同じ構
成物には同一の参照番号を付し、ここでの重複した説明
は省く。増幅器１３０は、上記実施の形態２の増幅器１
２０の能動素子１０２のゲート端子に、他端の接地され
た抵抗１１３を並列に接続した回路である。
す図である。上記実施の形態１及び２の増幅器と同じ構
成物には同一の参照番号を付し、ここでの重複した説明
は省く。増幅器１３０は、上記実施の形態２の増幅器１
２０の能動素子１０２のゲート端子に、他端の接地され
た抵抗１１３を並列に接続した回路である。
【００３９】既に述べたように、損失回路の温度変化に
よる損失変動量は、Ｔ＝Ｔ0での能動素子１０２の抵抗
値に依存する。能動素子１０１のゲート電位をＶgとし
た場合、能動素子１０２のゲート電位Ｖgbは、｛抵抗１
１３の抵抗値／（抵抗１１２の抵抗値＋抵抗１１３の抵
抗値）−１｝×Ｖgで表される。増幅器１３０は、抵抗
１１２と抵抗１１３との比により能動素子１０２のゲー
ト電位Ｖgbを０〜−Ｖ gの範囲内に設定することができ
る。例えば実験結果に基づいて、抵抗１１２及び１１３
の値を設定することで、より適切な温度補償を実行する
ことができる。
よる損失変動量は、Ｔ＝Ｔ0での能動素子１０２の抵抗
値に依存する。能動素子１０１のゲート電位をＶgとし
た場合、能動素子１０２のゲート電位Ｖgbは、｛抵抗１
１３の抵抗値／（抵抗１１２の抵抗値＋抵抗１１３の抵
抗値）−１｝×Ｖgで表される。増幅器１３０は、抵抗
１１２と抵抗１１３との比により能動素子１０２のゲー
ト電位Ｖgbを０〜−Ｖ gの範囲内に設定することができ
る。例えば実験結果に基づいて、抵抗１１２及び１１３
の値を設定することで、より適切な温度補償を実行する
ことができる。
【００４０】（４）実施の形態４ 図１０は、実施の形態４にかかる増幅器１４０の構成を
示す図である。上記実施の形態１乃至３の増幅器と同じ
構成物には同一の参照番号を付し、ここでの重複した説
明は省く。増幅器１４０では、上記実施の形態３の増幅
器１３０の抵抗１１３の替わりに、他端の接地された可
変抵抗１１４を能動素子１０２のゲート端子に並列に接
続したことを特徴とする。
示す図である。上記実施の形態１乃至３の増幅器と同じ
構成物には同一の参照番号を付し、ここでの重複した説
明は省く。増幅器１４０では、上記実施の形態３の増幅
器１３０の抵抗１１３の替わりに、他端の接地された可
変抵抗１１４を能動素子１０２のゲート端子に並列に接
続したことを特徴とする。
【００４１】能動素子１０１のゲート電位をＶgとした
場合、能動素子１０２のゲート電位Ｖgbは、｛可変抵抗
１１４の抵抗値／（抵抗１１２の抵抗値＋可変抵抗１１
４の抵抗値）−１｝×Ｖgで表される。一般に、能動素
子１０１の駆動電流の設定値が一定であっても、製造上
のばらつきのためＶgはある範囲を持ち、利得について
ばらつきを生じる。増幅器１４０では、可変抵抗１１４
により能動素子１０２のソース・ドレイン電極とゲート
端子の電位差を制御し、能動素子１０１の製造上のばら
つきを吸収することができる。なお、増幅器１４０は、
上記の実施の形態１乃至３の温度補償機能付き増幅器と
同様に、能動素子１０２の抵抗値の温度特性を用いて温
度補償機能を実現するため、特別な制御回路を必要とせ
ず、簡単な構成で温度補償機能を実現することができ
る。
場合、能動素子１０２のゲート電位Ｖgbは、｛可変抵抗
１１４の抵抗値／（抵抗１１２の抵抗値＋可変抵抗１１
４の抵抗値）−１｝×Ｖgで表される。一般に、能動素
子１０１の駆動電流の設定値が一定であっても、製造上
のばらつきのためＶgはある範囲を持ち、利得について
ばらつきを生じる。増幅器１４０では、可変抵抗１１４
により能動素子１０２のソース・ドレイン電極とゲート
端子の電位差を制御し、能動素子１０１の製造上のばら
つきを吸収することができる。なお、増幅器１４０は、
上記の実施の形態１乃至３の温度補償機能付き増幅器と
同様に、能動素子１０２の抵抗値の温度特性を用いて温
度補償機能を実現するため、特別な制御回路を必要とせ
ず、簡単な構成で温度補償機能を実現することができ
る。
【００４２】（５）実施の形態５ 図１１は、実施の形態５にかかる増幅器１５０の構成を
示す図である。上記実施の形態１乃至４の増幅器と同じ
構成物には同一の参照番号を付し、ここでの重複した説
明は省く。増幅器１５０は、実施の形態１の増幅器１０
０において、能動素子１０２のゲート端子に、他端が電
源供給端子に接続された抵抗１１５を直列に接続すると
共に、他端が接地された抵抗１１６を並列に接続し、外
部電源から上記電源供給端子を介してゲート電位Ｖcを
供給する構成としたことを特徴とする。
示す図である。上記実施の形態１乃至４の増幅器と同じ
構成物には同一の参照番号を付し、ここでの重複した説
明は省く。増幅器１５０は、実施の形態１の増幅器１０
０において、能動素子１０２のゲート端子に、他端が電
源供給端子に接続された抵抗１１５を直列に接続すると
共に、他端が接地された抵抗１１６を並列に接続し、外
部電源から上記電源供給端子を介してゲート電位Ｖcを
供給する構成としたことを特徴とする。
【００４３】上記構成において、能動素子１０１のゲー
ト電位をＶgとした場合、能動素子１０２のゲート電位
Ｖgbは、抵抗１１６の抵抗値／（抵抗１１５の抵抗値＋
抵抗１１６の抵抗値）×Ｖc−Ｖgで表される。本回路で
は、能動素子１０２のソース・ドレイン電極とゲート端
子の電位差を外部電源によって制御する。このように増
幅器１５０は、別途外部電源を必要とするが、利得の温
度補償に関しては特別な制御回路は不要であり、簡単な
構成で温度補償機能を実現することができる。
ト電位をＶgとした場合、能動素子１０２のゲート電位
Ｖgbは、抵抗１１６の抵抗値／（抵抗１１５の抵抗値＋
抵抗１１６の抵抗値）×Ｖc−Ｖgで表される。本回路で
は、能動素子１０２のソース・ドレイン電極とゲート端
子の電位差を外部電源によって制御する。このように増
幅器１５０は、別途外部電源を必要とするが、利得の温
度補償に関しては特別な制御回路は不要であり、簡単な
構成で温度補償機能を実現することができる。
【００４４】（６）実施の形態６ 図１２は、実施の形態６にかかる増幅器１６０の構成を
示す図である。上記実施の形態１乃至５の増幅器と同じ
構成物には同一の参照番号を付し、ここでの重複した説
明は省く。増幅器１６０は、実施の形態５の増幅器１５
０において、抵抗１１６のかわりに可変抵抗１１７を能
動素子１０２のゲート端子に並列に接続したものであ
り、外部電源からゲート電位Ｖcを供給する構成とする
ものである。
示す図である。上記実施の形態１乃至５の増幅器と同じ
構成物には同一の参照番号を付し、ここでの重複した説
明は省く。増幅器１６０は、実施の形態５の増幅器１５
０において、抵抗１１６のかわりに可変抵抗１１７を能
動素子１０２のゲート端子に並列に接続したものであ
り、外部電源からゲート電位Ｖcを供給する構成とする
ものである。
【００４５】当該構成において、能動素子１０１のゲー
ト電位をＶgとした場合、能動素子１０２のゲート電位
Ｖgbは、可変抵抗１１７の抵抗値／（抵抗１１５の抵抗
値＋可変抵抗１１７の抵抗値）×Ｖc−Ｖgで表される。
本回路では、能動素子１０２のソース・ドレイン電極と
ゲート端子の電位差を外部電源によって制御する。増幅
器１５０では、別途外部電源を必要とするものの、利得
の温度補償に関しての制御は不要である。また、増幅器
１６０では、可変抵抗１１７の値を調節することで能動
素子１０２のソース・ドレイン電極とゲート端子の電位
差を制御し、能動素子１０１のプロセスのばらつきを吸
収することができる。また、
ト電位をＶgとした場合、能動素子１０２のゲート電位
Ｖgbは、可変抵抗１１７の抵抗値／（抵抗１１５の抵抗
値＋可変抵抗１１７の抵抗値）×Ｖc−Ｖgで表される。
本回路では、能動素子１０２のソース・ドレイン電極と
ゲート端子の電位差を外部電源によって制御する。増幅
器１５０では、別途外部電源を必要とするものの、利得
の温度補償に関しての制御は不要である。また、増幅器
１６０では、可変抵抗１１７の値を調節することで能動
素子１０２のソース・ドレイン電極とゲート端子の電位
差を制御し、能動素子１０１のプロセスのばらつきを吸
収することができる。また、
【００４６】（７）実施の形態７ 図１３は、実施の形態７にかかる増幅器１７０の構成を
示す図である。上記実施の形態１乃至６の増幅器と同じ
構成物には同一の参照番号を付し、ここでの重複した説
明は省く。増幅器１７０では、増幅用の能動素子１０１
の信号出力端子に、温度補償機能を実現する回路を直列
に接続したことを特徴とする。該温度補償機能を実現す
る回路は、能動素子１０２、抵抗１１８及びコンデンサ
１１９より構成され、高周波信号の減衰器（アッテネー
タ）として機能する。能動素子１０２のゲート端子は、
抵抗１１８を介して接地されている。また、能動素子１
０２のドレイン電極も接地されている。
示す図である。上記実施の形態１乃至６の増幅器と同じ
構成物には同一の参照番号を付し、ここでの重複した説
明は省く。増幅器１７０では、増幅用の能動素子１０１
の信号出力端子に、温度補償機能を実現する回路を直列
に接続したことを特徴とする。該温度補償機能を実現す
る回路は、能動素子１０２、抵抗１１８及びコンデンサ
１１９より構成され、高周波信号の減衰器（アッテネー
タ）として機能する。能動素子１０２のゲート端子は、
抵抗１１８を介して接地されている。また、能動素子１
０２のドレイン電極も接地されている。
【００４７】上記構成の増幅器１７０において、上記温
度補償機能を実現する回路は減衰器（アッテネータ）と
して機能し、環境温度の低下に伴う増幅用の能動素子１
０１の利得の増加に対して、該温度補償用の回路におけ
る高周波信号の損失量を増加させることで、該増幅器１
７０より出力される高周波信号の量を一定のレベルに維
持することができる。なお、温度補償機能を実現する回
路としては、図１３に示した構成のものに限られず、上
記実施の形態２乃至６に記載したタイプのものを採用し
ても良い。
度補償機能を実現する回路は減衰器（アッテネータ）と
して機能し、環境温度の低下に伴う増幅用の能動素子１
０１の利得の増加に対して、該温度補償用の回路におけ
る高周波信号の損失量を増加させることで、該増幅器１
７０より出力される高周波信号の量を一定のレベルに維
持することができる。なお、温度補償機能を実現する回
路としては、図１３に示した構成のものに限られず、上
記実施の形態２乃至６に記載したタイプのものを採用し
ても良い。
【００４８】（８）実施の形態８ 図１４は、実施の形態８にかかる増幅器２００のレイア
ウトを示す図である。上記実施の形態１乃至７に記載の
増幅器と同じ構成物には同じ参照番号を付し、ここでの
重複した説明は省く。増幅器２００は、実施の形態１の
増幅器１００において、主線路２０３上に形成された増
幅用の能動素子１０１のソース端子を接地するためのヴ
ィアホール２０１に、温度補償用の能動素子１０２のソ
ース端子又はドレイン端子を、キャパシタ１０３及び配
線２０２を介して接続したことを特徴とする。当該レイ
アウト図において、キャパシタ１０３は、ＭＩＭ（meta
l-insulator-metal）として記す。なお、説明の便宜の
ため、能動素子１０１，１０２及びキャパシタ１０３の
他の素子、例えばインダクタ１０５や抵抗１０７，１０
８等は省略してある。
ウトを示す図である。上記実施の形態１乃至７に記載の
増幅器と同じ構成物には同じ参照番号を付し、ここでの
重複した説明は省く。増幅器２００は、実施の形態１の
増幅器１００において、主線路２０３上に形成された増
幅用の能動素子１０１のソース端子を接地するためのヴ
ィアホール２０１に、温度補償用の能動素子１０２のソ
ース端子又はドレイン端子を、キャパシタ１０３及び配
線２０２を介して接続したことを特徴とする。当該レイ
アウト図において、キャパシタ１０３は、ＭＩＭ（meta
l-insulator-metal）として記す。なお、説明の便宜の
ため、能動素子１０１，１０２及びキャパシタ１０３の
他の素子、例えばインダクタ１０５や抵抗１０７，１０
８等は省略してある。
【００４９】増幅器２００では、能動素子１０１及び１
０２の接地を共通のビィアホールを用いて行うレイアウ
トを採用することで、チップサイズの小型化を図ること
ができる。また、能動素子１０１及び１０２を接近させ
て配することにより、１つの素子として取り扱うことが
可能となり、設計パラメータの把握など、設計上の取り
扱いが容易になる。
０２の接地を共通のビィアホールを用いて行うレイアウ
トを採用することで、チップサイズの小型化を図ること
ができる。また、能動素子１０１及び１０２を接近させ
て配することにより、１つの素子として取り扱うことが
可能となり、設計パラメータの把握など、設計上の取り
扱いが容易になる。
【００５０】（９）実施の形態９ 図１５は、実施の形態９にかかる増幅器２１０のレイア
ウト設計を示す図である。増幅器２２０は、上記実施の
形態８にかかる増幅器２００に、温度補償用に用いる能
動素子２０５を主線路２０４を挟んで能動素子１０２と
対称に配したものである。温度補償用の能動素子１０２
と同様に、温度補償用の能動素子２０５のソース端子又
はドレイン端子は、キャパシタ２０６及び配線２０７を
介して増幅用の能動素子１０１のビィアホール２０４に
接続される。
ウト設計を示す図である。増幅器２２０は、上記実施の
形態８にかかる増幅器２００に、温度補償用に用いる能
動素子２０５を主線路２０４を挟んで能動素子１０２と
対称に配したものである。温度補償用の能動素子１０２
と同様に、温度補償用の能動素子２０５のソース端子又
はドレイン端子は、キャパシタ２０６及び配線２０７を
介して増幅用の能動素子１０１のビィアホール２０４に
接続される。
【００５１】増幅器２１０では、能動素子１０２及び２
０５の接地を能動素子１０１のビィアホール２０１及び
２０４を用いて行うレイアウトを採用することで、チッ
プサイズの小型化を図ることができる。また、増幅器２
１０では、２つの温度補償用の能動素子１０２及び２０
５を主線路２０３を挟んで対象に配することで、温度補
償効果が向上すると共に、ミリ波帯域における増幅用の
能動素子２０１の入力端でのアンバランス動作を解消す
ることができる。
０５の接地を能動素子１０１のビィアホール２０１及び
２０４を用いて行うレイアウトを採用することで、チッ
プサイズの小型化を図ることができる。また、増幅器２
１０では、２つの温度補償用の能動素子１０２及び２０
５を主線路２０３を挟んで対象に配することで、温度補
償効果が向上すると共に、ミリ波帯域における増幅用の
能動素子２０１の入力端でのアンバランス動作を解消す
ることができる。
【００５２】（１０）実施の形態１０ 図１６は、実施の形態１０にかかる多段電力増幅装置３
００の構成を示す図である。本装置３００では、少なく
とも初段の増幅器に上記実施の形態１乃至８で示した温
度補償用の回路、即ち高周波信号の減衰器として機能す
る回路を直列に付加することを特徴とする。本装置３３
０は、チップサイズの制限などにより、各段に温度補償
回路を付加できない場合、あるいは、スペック上各段に
温度補償機能を実現する上記回路を付加する必要がない
場合であって、後段に設ける増幅器との電力のつながり
に余裕があり、入力される高周波信号の振幅が小さい場
合などに、特に有効である。
００の構成を示す図である。本装置３００では、少なく
とも初段の増幅器に上記実施の形態１乃至８で示した温
度補償用の回路、即ち高周波信号の減衰器として機能す
る回路を直列に付加することを特徴とする。本装置３３
０は、チップサイズの制限などにより、各段に温度補償
回路を付加できない場合、あるいは、スペック上各段に
温度補償機能を実現する上記回路を付加する必要がない
場合であって、後段に設ける増幅器との電力のつながり
に余裕があり、入力される高周波信号の振幅が小さい場
合などに、特に有効である。
【００５３】以上に説明したように、上記実施の形態１
乃至１０に記載した温度補償機能付き増幅器は、利得制
御端子である増幅用の能動素子のゲート端子にバイアス
を与えるための外部電源を必要とせず、更には、前もっ
て利得の温度特性を測定し、温度に対応したバイアス値
を決定し、その情報を実動作時に反映させるための機構
をシステム或いはモジュール内に新たに設ける必要もな
い。また、温度変化に対して同一の特性（傾向）の能動
素子を用いるため、簡単なプロセス制御により、これら
の増幅器をウェハ（チップ）上に形成することができ
る。
乃至１０に記載した温度補償機能付き増幅器は、利得制
御端子である増幅用の能動素子のゲート端子にバイアス
を与えるための外部電源を必要とせず、更には、前もっ
て利得の温度特性を測定し、温度に対応したバイアス値
を決定し、その情報を実動作時に反映させるための機構
をシステム或いはモジュール内に新たに設ける必要もな
い。また、温度変化に対して同一の特性（傾向）の能動
素子を用いるため、簡単なプロセス制御により、これら
の増幅器をウェハ（チップ）上に形成することができ
る。
【００５４】
【発明の効果】本発明の第１の温度補償機能付き増幅器
の備える減衰回路では、環境温度の上昇に伴い低損失と
なり、より多くの高周波信号を増幅用の能動素子に供給
する。逆に環境温度の低下に伴い損失量が増加し、増幅
用の能動素子に供給する高周波信号量が減少する。この
減衰回路の働きにより、環境温度の上昇又は低下に伴う
増幅用の能動素子の利得の低下又は増加を適切に補償す
ることができる。
の備える減衰回路では、環境温度の上昇に伴い低損失と
なり、より多くの高周波信号を増幅用の能動素子に供給
する。逆に環境温度の低下に伴い損失量が増加し、増幅
用の能動素子に供給する高周波信号量が減少する。この
減衰回路の働きにより、環境温度の上昇又は低下に伴う
増幅用の能動素子の利得の低下又は増加を適切に補償す
ることができる。
【００５５】本発明の第２の温度補償機能付き増幅器で
は、増幅用の能動素子及び温度補償用の能動素子のゲー
ト端子を共通化することで、増幅用の能動素子をどのよ
うなバイアス条件で用いても減衰回路内でのある環境温
度（例えばＴ＝Ｔ0）での高周波信号の損失量を一定に
することができる。これにより、より安定した温度補償
機能を実現することができる。
は、増幅用の能動素子及び温度補償用の能動素子のゲー
ト端子を共通化することで、増幅用の能動素子をどのよ
うなバイアス条件で用いても減衰回路内でのある環境温
度（例えばＴ＝Ｔ0）での高周波信号の損失量を一定に
することができる。これにより、より安定した温度補償
機能を実現することができる。
【００５６】本発明の第３の温度補償機能付き増幅器で
は、上記第２の温度補償機能付き増幅器の温度補償用の
能動素子のゲート端子を抵抗を介して接地することで、
温度補償用の能動素子のゲート電位の値を所定の範囲内
の値に設定することが可能となり、より適切な温度補償
を実現することができる。
は、上記第２の温度補償機能付き増幅器の温度補償用の
能動素子のゲート端子を抵抗を介して接地することで、
温度補償用の能動素子のゲート電位の値を所定の範囲内
の値に設定することが可能となり、より適切な温度補償
を実現することができる。
【００５７】本発明の第４の温度補償機能付き増幅器で
は、上記第３の温度補償機能付き増幅器に付加する第２
の抵抗を可変抵抗とすることで、当該増幅器の製造後に
おいて各増幅器における個体差を修正することができ
る。
は、上記第３の温度補償機能付き増幅器に付加する第２
の抵抗を可変抵抗とすることで、当該増幅器の製造後に
おいて各増幅器における個体差を修正することができ
る。
【００５８】本発明の第５の温度補償機能付き増幅器で
は、ゲート端子に、他端が電源供給端子に接続された第
１の抵抗が直列に接続されると共に、他端が接地された
第２の抵抗が並列に接続されている温度補償用の能動素
子のソース端子及びドレイン端子を該能動素子の入出力
端子として使用する高周波信号の減衰回路を用いること
で、温度補償用の能動素子に対するバイアス値を任意に
設定することができるようになる。本増幅器では、別途
電源が必要となるが、増幅用の能動素子の利得制御に関
しては、特別な制御回路は不要であるといった利点を有
している。
は、ゲート端子に、他端が電源供給端子に接続された第
１の抵抗が直列に接続されると共に、他端が接地された
第２の抵抗が並列に接続されている温度補償用の能動素
子のソース端子及びドレイン端子を該能動素子の入出力
端子として使用する高周波信号の減衰回路を用いること
で、温度補償用の能動素子に対するバイアス値を任意に
設定することができるようになる。本増幅器では、別途
電源が必要となるが、増幅用の能動素子の利得制御に関
しては、特別な制御回路は不要であるといった利点を有
している。
【００５９】本発明の第６の温度補償機能付き増幅器で
は、上記第５の温度補償機能付き増幅器において第２の
抵抗を可変抵抗とすることで、当該増幅器の製造後にお
いて各増幅器における個体差を修正することができる。
は、上記第５の温度補償機能付き増幅器において第２の
抵抗を可変抵抗とすることで、当該増幅器の製造後にお
いて各増幅器における個体差を修正することができる。
【００６０】本発明の第７の温度補償機能付き増幅器で
は、増幅用の能動素子の出力端子に、温度補償用の能動
素子のソース端子及びドレイン端子を該能動素子の入出
力端子として使用する高周波信号の減衰回路を直列に接
続したことで、環境温度の変化に伴う増幅用の能動素子
の利得の変化を、その出力端側において補償することが
できる。
は、増幅用の能動素子の出力端子に、温度補償用の能動
素子のソース端子及びドレイン端子を該能動素子の入出
力端子として使用する高周波信号の減衰回路を直列に接
続したことで、環境温度の変化に伴う増幅用の能動素子
の利得の変化を、その出力端側において補償することが
できる。
【００６１】本発明の第８の温度補償機能付き増幅器で
は、上記第１乃至第７の温度補償機能付き増幅器におい
て、設計上、増幅用の能動素子及び温度補償用の能動素
子の接地端子を共通にレイアウトしたことで、チップサ
イズの増加を抑えることができる。また、温度補償用の
能動素子及び増幅用の能動素子とを接近させて設けるこ
とで、これらを１つの素子として取り扱うことが可能と
なり、設計パラメータの把握など、設計上の取り扱いが
容易になるといった利点を有する。
は、上記第１乃至第７の温度補償機能付き増幅器におい
て、設計上、増幅用の能動素子及び温度補償用の能動素
子の接地端子を共通にレイアウトしたことで、チップサ
イズの増加を抑えることができる。また、温度補償用の
能動素子及び増幅用の能動素子とを接近させて設けるこ
とで、これらを１つの素子として取り扱うことが可能と
なり、設計パラメータの把握など、設計上の取り扱いが
容易になるといった利点を有する。
【００６２】本発明の第９の温度補償機能付き増幅器で
は、一対の温度補償用の能動素子を増幅用の能動素子の
主線路を挟んで設けることで、ミリ波帯域における増幅
用の能動素子の入力端でのアンバランス動作を解消する
ことができる。
は、一対の温度補償用の能動素子を増幅用の能動素子の
主線路を挟んで設けることで、ミリ波帯域における増幅
用の能動素子の入力端でのアンバランス動作を解消する
ことができる。
【００６３】本発明の多段増幅器では、増幅用の能動素
子が複数段連続して接続されてなる多段増幅器におい
て、少なくとも初段の増幅器を、上記第１乃至第９の温
度補償機能付きの増幅器とすることで、チップサイズの
増加を抑えることができる。本増幅器は、チップサイズ
の制限などにより、各段に温度補償機能を有する上記の
増幅器を採用することができない場合、あるいは、スペ
ック上各段に温度補償機能を実現する上記回路を付加す
る必要がない場合であって、後段に設ける増幅器との電
力のつながりに余裕があり、入力される高周波信号の振
幅が小さい場合等に有効である。
子が複数段連続して接続されてなる多段増幅器におい
て、少なくとも初段の増幅器を、上記第１乃至第９の温
度補償機能付きの増幅器とすることで、チップサイズの
増加を抑えることができる。本増幅器は、チップサイズ
の制限などにより、各段に温度補償機能を有する上記の
増幅器を採用することができない場合、あるいは、スペ
ック上各段に温度補償機能を実現する上記回路を付加す
る必要がない場合であって、後段に設ける増幅器との電
力のつながりに余裕があり、入力される高周波信号の振
幅が小さい場合等に有効である。
【図１】 実施の形態１の温度補償機能付き増幅器の回
路構成図である。
路構成図である。
【図２】 能動素子の静特性を示す図である。
【図３】 実施の形態１の温度補償機能付き増幅器の回
路を機能に基づいて（ａ）及び（ｂ）の２つに分けて示
す図である。
路を機能に基づいて（ａ）及び（ｂ）の２つに分けて示
す図である。
【図４】 従来の増幅器と本実施の形態１の温度補償機
能付き増幅器の環境温度の変化に対する利得の変化を示
すグラフである。
能付き増幅器の環境温度の変化に対する利得の変化を示
すグラフである。
【図５】 実施の形態１の温度補償機能付き増幅器の環
境温度の変化に対する利得の変化を示すグラフである。
境温度の変化に対する利得の変化を示すグラフである。
【図６】 温度補償機能を有さない従来の増幅器の回路
構成図である。
構成図である。
【図７】 減衰器として機能する回路の周波数特性を示
すグラフである。
すグラフである。
【図８】 実施の形態２の温度補償機能付き増幅器の回
路構成図である。
路構成図である。
【図９】 実施の形態３の温度補償機能付き増幅器の回
路構成図である。
路構成図である。
【図１０】 実施の形態４の温度補償機能付き増幅器の
回路構成図である。
回路構成図である。
【図１１】 実施の形態５の温度補償機能付き増幅器の
回路構成図である。
回路構成図である。
【図１２】 実施の形態６の温度補償機能付き増幅器の
回路構成図である。
回路構成図である。
【図１３】 実施の形態７の温度補償機能付き増幅器の
回路構成図である。
回路構成図である。
【図１４】 実施の形態８の温度補償機能付き増幅器の
回路構成図である。
回路構成図である。
【図１５】 実施の形態９の温度補償機能付き増幅器の
回路構成図である。
回路構成図である。
【図１６】 実施の形態１０の温度補償機能付き増幅器
の回路構成図である。
の回路構成図である。
１０１ 増幅用の能動素子、１０２ 温度補償用の能動
素子、１０３，１０６，１１９ キャパシタ、１０４，
１０７，１０８，１１２，１１３，１１４，１１５，１
１６，１１７，１１８ 抵抗、１０５ インダクタ、１
０９，１１０ 整合回路、２０３ ビィアホール、３０
１，３０３，３０４ 増幅器、３０２ 減衰回路
素子、１０３，１０６，１１９ キャパシタ、１０４，
１０７，１０８，１１２，１１３，１１４，１１５，１
１６，１１７，１１８ 抵抗、１０５ インダクタ、１
０９，１１０ 整合回路、２０３ ビィアホール、３０
１，３０３，３０４ 増幅器、３０２ 減衰回路
Claims (10)
- 【請求項１】 ゲート端子が接地された温度補償用の能
動素子のソース端子及びドレイン端子を該能動素子の入
出力端子として使用する高周波信号の減衰回路を、増幅
用の能動素子のゲート端子に直列に接続してなることを
特徴とする温度補償機能付き増幅器。 - 【請求項２】 ゲート端子が増幅用の能動素子のゲート
端子に接続されている温度補償用の能動素子のソース端
子及びドレイン端子を該能動素子の入出力端子として使
用する高周波信号の減衰回路を、上記増幅用の能動素子
のゲート端子に直列に接続してなることを特徴とする温
度補償機能付き増幅器。 - 【請求項３】 請求項２に記載の温度補償機能付き増幅
器において、 上記温度補償用の能動素子のゲート端子を、抵抗を介し
て接地したことを特徴とする温度補償機能付き増幅器。 - 【請求項４】 請求項３に記載の温度補償機能付き増幅
器において、 上記抵抗が可変抵抗であることを特徴とする温度補償機
能付き増幅器。 - 【請求項５】 ゲート端子に、他端が電源供給端子に接
続された第１の抵抗が直列に接続されると共に、他端が
接地された第２の抵抗が並列に接続されている温度補償
用の能動素子のソース端子及びドレイン端子を該能動素
子の入出力端子として使用する高周波信号の減衰回路
を、増幅用の能動素子のゲート端子に直列に接続してな
ることを特徴とする温度補償機能付き増幅器。 - 【請求項６】 上記請求項５に記載の温度補償機能付き
増幅器において、 上記第２の抵抗が可変抵抗であることを特徴とする温度
補償機能付き増幅器。 - 【請求項７】 増幅用の能動素子の出力端子に、ゲート
端子が接地された温度補償用の能動素子のソース端子及
びドレイン端子を該能動素子の入出力端子として使用す
る高周波信号の減衰回路を直列に接続したことを特徴と
する温度補償機能付き増幅器。 - 【請求項８】 請求項１乃至請求項７に記載した何れか
１つの温度補償機能付き増幅器において、 増幅用の能動素子及び温度補償用の能動素子の接地端子
を共通にレイアウトしたことを特徴とする温度補償機能
付き増幅器。 - 【請求項９】 請求項１乃至請求項７に記載した何れか
１つの温度補償機能付き増幅器において、 増幅用の能動素子の主線路に対して、対象な一対の温度
補償用の能動素子を、その接地端子が増幅用の能動素子
の接地端子と共通にレイアウトされたことを特徴とする
温度補償機能付き増幅器。 - 【請求項１０】 増幅器を複数段連続して接続されてな
る多段増幅器において、 少なくとも初段の増幅器が、上記請求項１乃至９に記載
の何れか１つの温度補償機能付きの増幅器であることを
特徴とする多段増幅器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00050998A JP3917742B2 (ja) | 1998-01-05 | 1998-01-05 | 温度補償機能付き増幅器 |
| US09/100,751 US6043713A (en) | 1998-01-05 | 1998-06-22 | Amplifier with temperature compensation function |
| DE19831596A DE19831596C2 (de) | 1998-01-05 | 1998-07-14 | Verstärkerschaltung für Hochfrequenzsignale und mehrstufiger Verstärker |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00050998A JP3917742B2 (ja) | 1998-01-05 | 1998-01-05 | 温度補償機能付き増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11195932A true JPH11195932A (ja) | 1999-07-21 |
| JP3917742B2 JP3917742B2 (ja) | 2007-05-23 |
Family
ID=11475753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00050998A Expired - Lifetime JP3917742B2 (ja) | 1998-01-05 | 1998-01-05 | 温度補償機能付き増幅器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6043713A (ja) |
| JP (1) | JP3917742B2 (ja) |
| DE (1) | DE19831596C2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7154336B2 (en) | 2003-10-14 | 2006-12-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High-frequency power amplifier |
| JP2011254408A (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-15 | Renesas Electronics Corp | パワーアンプモジュール及び携帯情報端末 |
| CN107238819A (zh) * | 2017-06-07 | 2017-10-10 | 成都振芯科技股份有限公司 | 一种具有温度补偿功能的信号幅度控制装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4485349A (en) * | 1983-04-08 | 1984-11-27 | Varian Associates, Inc. | Stabilized microwave power amplifier system |
| GB8826918D0 (en) * | 1988-11-17 | 1988-12-21 | Motorola Inc | Power amplifier for radio frequency signal |
| US5132632A (en) * | 1991-07-01 | 1992-07-21 | Raytheon Company | Frequency multiplier |
| JPH09139630A (ja) * | 1995-11-14 | 1997-05-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 携帯型通信機器における電力増幅装置及び携帯型通信機器 |
| JP3565667B2 (ja) * | 1996-10-08 | 2004-09-15 | 富士通株式会社 | 利得可変半導体回路 |
-
1998
- 1998-01-05 JP JP00050998A patent/JP3917742B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-22 US US09/100,751 patent/US6043713A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-14 DE DE19831596A patent/DE19831596C2/de not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7154336B2 (en) | 2003-10-14 | 2006-12-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High-frequency power amplifier |
| JP2011254408A (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-15 | Renesas Electronics Corp | パワーアンプモジュール及び携帯情報端末 |
| CN107238819A (zh) * | 2017-06-07 | 2017-10-10 | 成都振芯科技股份有限公司 | 一种具有温度补偿功能的信号幅度控制装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3917742B2 (ja) | 2007-05-23 |
| US6043713A (en) | 2000-03-28 |
| DE19831596A1 (de) | 1999-07-15 |
| DE19831596C2 (de) | 2001-08-02 |
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