JPH1168474A - High frequency amplifier - Google Patents
High frequency amplifierInfo
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- JPH1168474A JPH1168474A JP22890697A JP22890697A JPH1168474A JP H1168474 A JPH1168474 A JP H1168474A JP 22890697 A JP22890697 A JP 22890697A JP 22890697 A JP22890697 A JP 22890697A JP H1168474 A JPH1168474 A JP H1168474A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、移動体通
信機器、衛星通信機器等に用いて好適な高周波増幅器に
関する。The present invention relates to a high-frequency amplifier suitable for use in, for example, mobile communication equipment, satellite communication equipment, and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、携帯電話、コードレス電話等の移
動通信機器では、それぞれ専用の周波数帯域（キャリア
周波数）の通信電波が使用されている。このため、携帯
電話等に内蔵された受信機、送信機のフロントエンドに
は、通信電波に設定された単一の周波数帯域にある高周
波信号のみを増幅する高周波増幅器が設けられている。2. Description of the Related Art Conventionally, mobile communication devices such as mobile phones and cordless phones use communication radio waves in dedicated frequency bands (carrier frequencies). For this reason, a high-frequency amplifier that amplifies only a high-frequency signal in a single frequency band set for communication radio waves is provided at a front end of a receiver and a transmitter built in a mobile phone or the like.
【０００３】ここで、従来技術による高周波増幅器を、
図７ないし図１３を参照しつつ説明する。Here, a high-frequency amplifier according to the prior art is
This will be described with reference to FIGS.
【０００４】まず、従来技術による高周波増幅器を、図
７のブロック図に基づいて説明する。高周波増幅器は、
後述する増幅回路７と、該増幅回路７の入力側と入力端
子２との間に接続された単一周波数整合回路（入力整合
回路４）と、前記増幅回路７の出力側と出力端子１６と
の間に接続された単一周波数整合回路（出力整合回路１
２）とから大略構成されている。First, a conventional high frequency amplifier will be described with reference to a block diagram of FIG. The high frequency amplifier is
An amplifier circuit 7 to be described later, a single frequency matching circuit (input matching circuit 4) connected between the input side of the amplifier circuit 7 and the input terminal 2, an output side of the amplifier circuit 7, and an output terminal 16; Single frequency matching circuit (output matching circuit 1
2).
【０００５】１は従来技術による高周波増幅器を示し、
該高周波増幅器１は、周波数帯域が１．８ＧＨｚ〜２．
０ＧＨｚの通信電波を取り扱う携帯電話機の受信機側に
設けられている。[0005] 1 indicates a high-frequency amplifier according to the prior art,
The high frequency amplifier 1 has a frequency band of 1.8 GHz to 2.2 GHz.
It is provided on the receiver side of a mobile phone that handles communication radio waves of 0 GHz.
【０００６】２は高周波増幅器１の入力端子で、該入力
端子２は、例えば、携帯電話機のアンテナ等に接続され
ている。また、入力端子２には、通信電波の受信に応じ
て、周波数帯域が１．８ＧＨｚ〜２．０ＧＨｚとなる高
周波信号が入力される。An input terminal 2 of the high-frequency amplifier 1 is connected to, for example, an antenna of a portable telephone. In addition, a high-frequency signal having a frequency band of 1.8 GHz to 2.0 GHz is input to the input terminal 2 in response to reception of a communication radio wave.
【０００７】３は入力端子２の直後に接続されたコンデ
ンサを示し、該コンデンサ３は、入力端子２に入力され
る高周波信号に直流分が含まれていた場合に、この直流
分を除去するものである。また、該コンデンサ３は、入
力端子２から入力される高周波信号に損失を与えない程
度の容量、例えば２０ｐＦ程度に設定されている。Reference numeral 3 denotes a capacitor connected immediately after the input terminal 2. The capacitor 3 removes a direct current component when a high frequency signal input to the input terminal 2 includes the direct current component. It is. The capacitance of the capacitor 3 is set to a value that does not cause loss to the high-frequency signal input from the input terminal 2, for example, approximately 20 pF.
【０００８】４は周波数帯域が１．８ＧＨｚ〜２．０Ｇ
Ｈｚの高周波信号について整合をとる入力整合回路を示
し、該入力整合回路４は、前記コンデンサ３と後述する
入力側トランジスタ８のゲート端子Ｇ１との間に接続さ
れたコイル５と、コンデンサ３とコイル５とを接続する
接続点Ａとアースとの間に接続されたコイル６とから構
成されている。Reference numeral 4 denotes a frequency band of 1.8 GHz to 2.0 G
2 shows an input matching circuit for matching a high-frequency signal of 1 Hz. The input matching circuit 4 includes a coil 5 connected between the capacitor 3 and a gate terminal G1 of an input-side transistor 8 described later; 5 and a coil 6 connected between a connection point A and the ground.
【０００９】ここで、コイル５とコイル６のインダクタ
ンスは、周波数帯域が１．８ＧＨｚ〜２．０ＧＨｚの高
周波信号について入力整合をとるように設定され、例え
ば、コイル５のインダクタンスが１２ｎＨに設定され、
コイル６のインダクタンスが１０ｎＨに設定されてい
る。Here, the inductance of the coil 5 and the coil 6 is set so as to match the input of a high frequency signal having a frequency band of 1.8 GHz to 2.0 GHz. For example, the inductance of the coil 5 is set to 12 nH.
The inductance of the coil 6 is set to 10 nH.
【００１０】７は入力整合回路４の出力側に接続された
増幅回路を示し、該増幅回路７は、入力側トランジスタ
８と、該入力側トランジスタ８とカスコード接続された
出力側トランジスタ９と、前記入力側トランジスタ８の
ソース端子Ｓ１とアースとの間に接続された抵抗１０
と、該抵抗１０と並列接続されたバイパスコンデンサ１
１とから構成されている。Reference numeral 7 denotes an amplifier circuit connected to the output side of the input matching circuit 4. The amplifier circuit 7 includes an input transistor 8, an output transistor 9 cascode-connected to the input transistor 8, and A resistor 10 connected between the source terminal S1 of the input-side transistor 8 and the ground.
And a bypass capacitor 1 connected in parallel with the resistor 10.
And 1.
【００１１】また、入力側トランジスタ８と出力側トラ
ンジスタ９は、それぞれ電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）が用いられている。さらに、抵抗１０とバイパスコ
ンデンサ１１は、増幅回路７に入力される高周波信号に
直流バイアスを付与するセルフバイアス回路を構成し、
例えば抵抗１０の抵抗値は８０Ωであり、バイパスコン
デンサ１１の容量は１００ｐＦに設定されている。The input side transistor 8 and the output side transistor 9 are each a field effect transistor (FE).
T) is used. Further, the resistor 10 and the bypass capacitor 11 constitute a self-bias circuit for applying a DC bias to the high-frequency signal input to the amplifier circuit 7,
For example, the resistance value of the resistor 10 is 80Ω, and the capacitance of the bypass capacitor 11 is set to 100 pF.
【００１２】１２は増幅回路７の出力側に接続され、周
波数帯域が１．８ＧＨｚ〜２．０ＧＨｚの高周波信号に
ついて整合をとる出力整合回路を示し、該出力整合回路
１２は、増幅回路７の出力側トランジスタ９のドレイン
端子Ｄ２と後述するコンデンサ１５との間に接続された
コイル１３と、一端側が該コイル１３とコンデンサ１５
とを接続する接続点Ｂに接続され、他端側が固定電圧Ｖ
ｄを供給する電源に接続されたコイル１４とから構成さ
れている。Reference numeral 12 denotes an output matching circuit which is connected to the output side of the amplifier circuit 7 and matches a high frequency signal having a frequency band of 1.8 GHz to 2.0 GHz. A coil 13 connected between a drain terminal D2 of the side transistor 9 and a capacitor 15 described later;
And the other end is connected to a fixed voltage V
and a coil 14 connected to a power supply for supplying d.
【００１３】さらに、コイル１３とコイル１４のインダ
クタンスは、周波数帯域が１．８ＧＨｚ〜２．０ＧＨｚ
の高周波信号について出力整合をとるように設定され、
例えば、コイル１３のインダクタンスが８．２ｎＨに設
定され、コイル１４のインダクタンスが１０ｎＨに設定
されている。Further, the inductance of the coils 13 and 14 has a frequency band of 1.8 GHz to 2.0 GHz.
Is set to match output for high-frequency signals of
For example, the inductance of the coil 13 is set to 8.2 nH, and the inductance of the coil 14 is set to 10 nH.
【００１４】なお、前記入力整合回路４と出力整合回路
１２は、単一の周波数に整合させる単一周波数整合回路
として構成されている。The input matching circuit 4 and the output matching circuit 12 are configured as a single frequency matching circuit for matching a single frequency.
【００１５】１５は出力整合回路１２の出力側に接続さ
れたコンデンサを示し、該コンデンサ１５は、増幅回路
７によって高周波信号を増幅するときに、高周波信号に
付加した直流バイアス分を除去するものである。また、
該コンデンサ１５は、出力端子１６から出力される高周
波信号に損失を与えない程度の容量、例えば２０ｐＦ程
度に設定されている。Reference numeral 15 denotes a capacitor connected to the output side of the output matching circuit 12. The capacitor 15 removes a DC bias added to the high-frequency signal when the high-frequency signal is amplified by the amplifier circuit 7. is there. Also,
The capacitor 15 is set to have a capacitance that does not cause loss to the high-frequency signal output from the output terminal 16, for example, about 20 pF.
【００１６】１６は高周波増幅器１の出力端子で、該出
力端子１６には、高周波増幅器１の外部に設けられ、変
復調や音声情報の処理等を行う信号処理回路（図示せ
ず）が接続されている。Reference numeral 16 denotes an output terminal of the high-frequency amplifier 1. The output terminal 16 is connected to a signal processing circuit (not shown) provided outside the high-frequency amplifier 1 for performing modulation / demodulation and processing of audio information. I have.
【００１７】従来技術による高周波増幅器１は、上述し
たような構成を有するもので、この高周波増幅器１は、
周波数帯域が１．８ＧＨｚ〜２．０ＧＨｚの高周波信号
についてのみ整合をとり、増幅を行うように構成されて
いる。即ち、該高周波増幅器１は、周波数帯域が１．８
ＧＨｚ〜２．０ＧＨｚの高周波信号について、雑音指数
をできるだけ減少させ、利得をできるだけ増加させると
共に、入力反射係数、出力反射係数をできるだけ減少さ
せるように構成されている。The high-frequency amplifier 1 according to the prior art has the above-described configuration.
It is configured to perform matching and amplification only for high-frequency signals having a frequency band of 1.8 GHz to 2.0 GHz. That is, the high frequency amplifier 1 has a frequency band of 1.8.
For high-frequency signals of GHz to 2.0 GHz, the noise figure is reduced as much as possible, the gain is increased as much as possible, and the input reflection coefficient and output reflection coefficient are reduced as much as possible.
【００１８】ここで、従来技術による高周波増幅器１の
特性について、図９ないし図１１に基づいて説明する
に、図９中の特性線ａは高周波増幅器１における雑音指
数の周波数特性を示し、図１０中の特性線ｂは高周波増
幅器１における利得の周波数特性を示し、さらに図１１
中の特性線ｃ，ｄは高周波増幅器１における入力反射係
数，出力反射係数の周波数特性をそれぞれ示している。Here, the characteristics of the high-frequency amplifier 1 according to the prior art will be described with reference to FIGS. 9 to 11. The characteristic line a in FIG. 9 shows the frequency characteristic of the noise figure in the high-frequency amplifier 1, and FIG. The characteristic line b in FIG. 11 shows the frequency characteristic of the gain in the high-frequency amplifier 1.
Characteristic lines c and d in the graph show the frequency characteristics of the input reflection coefficient and the output reflection coefficient in the high-frequency amplifier 1, respectively.
【００１９】この特性によって明らかなように、高周波
信号が１．８ＧＨｚ〜２．０ＧＨｚの周波数帯域におい
て、雑音指数が最小となり、利得が最大となると共に、
入力反射係数、出力反射係数が最小になっていることが
わかる。As is apparent from this characteristic, in the frequency band where the high-frequency signal is 1.8 GHz to 2.0 GHz, the noise figure becomes minimum, the gain becomes maximum, and
It can be seen that the input reflection coefficient and the output reflection coefficient are minimized.
【００２０】このように、従来技術による高周波増幅器
１は、周波数帯域が１．８ＧＨｚ〜２．０ＧＨｚの高周
波信号についてのみ、優れた増幅効果を発揮するように
構成されている。As described above, the high-frequency amplifier 1 according to the prior art is configured to exhibit an excellent amplifying effect only for a high-frequency signal having a frequency band of 1.8 GHz to 2.0 GHz.
【００２１】また、図１２に示す高周波増幅器１′のよ
うに、増幅回路７を構成する抵抗１０およびバイパスコ
ンデンサ１１を省略すると共に、入力整合回路４を構成
するコイル６の一端をアースせず、コイル６の一端に、
例えば、（−０．７）Ｖの固定電圧Ｖｄ′を印加するも
のも知られている。このような他の従来技術でも、周波
数帯域が１．８ＧＨｚ〜２．０ＧＨｚの高周波信号につ
いて、優れた増幅効果を発揮する。As in the high-frequency amplifier 1 'shown in FIG. 12, the resistor 10 and the bypass capacitor 11 constituting the amplifier circuit 7 are omitted, and one end of the coil 6 constituting the input matching circuit 4 is not grounded. At one end of the coil 6,
For example, a device that applies a fixed voltage Vd 'of (-0.7) V is also known. Such other conventional techniques also exhibit an excellent amplifying effect for high-frequency signals having a frequency band of 1.8 GHz to 2.0 GHz.
【００２２】[0022]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術に
よる高周波増幅器１は、移動体通信機器に用いられるの
で、入力電力レベルに対する出力電力レベルの特性は歪
を少なくして音質を高める必要がある。このため、入力
電力レベルに対する出力電力レベルの特性を示す指標で
ある、インターセプトポイントＰを良好としなければな
らない。Since the high-frequency amplifier 1 according to the prior art is used in mobile communication equipment, it is necessary to improve the sound quality by reducing the distortion of the output power level with respect to the input power level. For this reason, the intercept point P, which is an index indicating the characteristics of the output power level with respect to the input power level, must be good.
【００２３】ここで、インターセプトポイントＰについ
て説明する。従来の移動体通信機器に使用される高周波
増幅器１の入力端には、単一の周波数の信号が入力され
る。しかしながら、単一の周波数とはいうものの、実際
には、例えば１．９００３ＧＨz 、１．９００６ＧＨz
、１．９００９ＧＨz 等の極めて隣接する複数の高周
波が情報の搬送波として使用されており、複数の高周波
信号が高周波増幅器１に入力される。Here, the intercept point P will be described. A signal of a single frequency is input to an input terminal of a high-frequency amplifier 1 used in a conventional mobile communication device. However, in spite of a single frequency, in practice, for example, 1.9003 GHz, 1.9006 GHz
A plurality of very high frequencies, such as 1.9909 GHz, are used as information carriers, and a plurality of high frequency signals are input to the high frequency amplifier 1.
【００２４】このとき、例えば、入力電力レベルの等し
い、隣接した１．９００３ＧＨz 、１．９００６ＧＨz
のような２つの高周波信号が高周波増幅器１に入力され
ると、高周波増幅器１によって増幅された２つの高周波
信号に対応した同じ波形の基本波信号と、高周波増幅器
１によって２つの高周波信号が変調されることによって
生じる同じ波形の３次相互変調歪波信号とが高周波増幅
器１から出力される。At this time, for example, adjacent 1.9003 GHz and 1.9006 GHz having the same input power level
Are input to the high-frequency amplifier 1, a fundamental signal having the same waveform corresponding to the two high-frequency signals amplified by the high-frequency amplifier 1 and the two high-frequency signals are modulated by the high-frequency amplifier 1. And a third-order intermodulation distortion signal having the same waveform that is generated from the high-frequency amplifier 1.
【００２５】そこで、図１３に示すように、入力電力レ
ベルを変化させたときの値を横軸に、そのときの入力電
力レベルに対応した基本波信号および３次相互変調歪波
信号の出力電力レベルの値を縦軸にプロットすると、基
本波信号の入力電力レベルと出力電力レベルの関係を示
す基本波信号の特性線ｅと、３次相互変調歪波出力信号
の入力電力レベルと出力電力レベルの関係を示す３次相
互変調歪波出力信号の特性線ｆとが得られる。特性線
ｅ，ｆは、入力電力レベルが低い領域Ａでは線形性を示
すが、入力電力レベルが高い領域Ｂでは歪んで出力電力
レベルが飽和する。Therefore, as shown in FIG. 13, the horizontal axis represents the value when the input power level is changed, and the output power of the fundamental wave signal and the third-order intermodulation distortion wave signal corresponding to the input power level at that time. When the value of the level is plotted on the vertical axis, a characteristic line e of the fundamental signal showing the relationship between the input power level and the output power level of the fundamental signal, the input power level and the output power level of the third-order intermodulation distortion wave output signal And a characteristic line f of the third-order intermodulation distortion wave output signal indicating the relationship The characteristic lines e and f show linearity in the region A where the input power level is low, but distort the output power level in the region B where the input power level is high.
【００２６】インターセプトポイントＰとは、入力電力
レベルが低い領域Ａにおける特性線ｅ，ｆの直線部分を
外挿して得られる交点である。そして、インターセプト
ポイントＰが良好ということは、インターセプトポイン
トＰを特定する入力電力レベル（以下、入力インターセ
プトポイントという）および出力電力レベル（以下、出
力インターセプトポイントという）が大きいことを意味
する。即ち、インターセプトポイントＰが良いと、高周
波増幅器１の特性線ｅ，ｆは入力電力レベルが高い領域
Ｂでも歪むことがなく、高周波増幅器１の特性線ｅ，ｆ
の線形性が良好となる。The intercept point P is an intersection obtained by extrapolating the straight line portions of the characteristic lines e and f in the region A where the input power level is low. A good intercept point P means that an input power level (hereinafter, referred to as an input intercept point) and an output power level (hereinafter, referred to as an output intercept point) that specify the intercept point P are large. That is, if the intercept point P is good, the characteristic lines e and f of the high-frequency amplifier 1 are not distorted even in the region B where the input power level is high, and the characteristic lines e and f of the high-frequency amplifier 1 are not distorted.
Has good linearity.
【００２７】ところで、従来技術による高周波増幅器１
では、出力端子１６から出力される高周波信号のインピ
ーダンス整合を図る場合、出力整合回路１２を構成する
素子定数を設定することにより行っていた。また、イン
ターセプトポイントＰを良くする場合には、出力整合回
路１２を構成する素子定数を設定することにより行って
いた。このため、出力整合回路１２を構成する素子定数
の設定だけでは、両方の特性を同時に満足させることが
難しく、高周波増幅器１の安定度が劣ってしまうという
問題があった。By the way, the high-frequency amplifier 1 according to the prior art
In the above, impedance matching of a high-frequency signal output from the output terminal 16 is performed by setting element constants of the output matching circuit 12. Further, in order to improve the intercept point P, an element constant of the output matching circuit 12 is set. Therefore, it is difficult to satisfy both characteristics at the same time only by setting the element constants of the output matching circuit 12, and the stability of the high-frequency amplifier 1 is deteriorated.
【００２８】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は入力整合回路によって調整され
た雑音整合条件または出力整合回路によって調整された
インピーダンス整合条件を変更することなく、インター
セプトポイントを良好とし、線形性を高めることのでき
る高周波増幅器を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the present invention provides a method of intercepting without changing a noise matching condition adjusted by an input matching circuit or an impedance matching condition adjusted by an output matching circuit. It is an object of the present invention to provide a high-frequency amplifier capable of improving points and improving linearity.
【００２９】[0029]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明が採用する高周波増幅器は、図１の機能
ブロック図に示すように、増幅回路１１０と、該増幅回
路１１０の入力側と入力端子１０１との間に接続された
入力整合回路（単一周波数整合回路）１２０と、前記増
幅回路１１０の出力側と出力端子１０２との間に接続さ
れた出力整合回路（単一周波数整合回路）１３０とから
構成される。In order to solve the above-mentioned problems, a high-frequency amplifier employed in the present invention comprises an amplifier circuit 110 and an input side of the amplifier circuit 110, as shown in the functional block diagram of FIG. Input matching circuit (single frequency matching circuit) 120 connected between the input terminal 101 and an output matching circuit (single frequency matching circuit) connected between the output side of the amplifying circuit 110 and the output terminal 102. Circuit 130).
【００３０】そして、請求項１に係る発明の特徴は、増
幅回路１１０を、ベース端子が前記入力整合回路１２０
の出力側に接続され、エミッタ端子が少なくとも交流的
にアースに接続された入力側トランジスタ１１１と、エ
ミッタ端子が該入力側トランジスタ１１１のコレクタ端
子に接続され、コレクタ端子が出力整合回路１３０の入
力側に接続された出力側トランジスタ１１２と、前記入
力側トランジスタ１１１と出力側トランジスタ１１２と
の間に設けたインピーダンス回路１１３とから構成した
ことにある。A feature of the invention according to claim 1 is that the amplifier circuit 110 has a base terminal connected to the input matching circuit 120.
, An input terminal of which is connected to the collector terminal of the input transistor 111, and a collector terminal of which is connected to the input terminal of the output matching circuit 130. , And an impedance circuit 113 provided between the input-side transistor 111 and the output-side transistor 112.
【００３１】このように、入力側トランジスタ１１１と
出力側トランジスタ１１２との間に接続したインピーダ
ンス回路１１３の大きさを変えると、インターセプトポ
イントは変化し、インピーダンス回路１１３の値を該イ
ンターセプトポイントが良好となったときの値に設定す
ることにより、高周波増幅器の線形性を高めることがで
きる。しかも、インピーダンス回路１１３を入力側トラ
ンジスタ１１１と出力側トランジスタ１１２との間に接
続しているから、高周波増幅器の利得を高め、雑音指
数、入力反射係数、出力反射係数を低く抑えることがで
きる。As described above, when the size of the impedance circuit 113 connected between the input-side transistor 111 and the output-side transistor 112 is changed, the intercept point changes, and the value of the impedance circuit 113 is determined to be good. The linearity of the high-frequency amplifier can be improved by setting the value at the time of the change. Moreover, since the impedance circuit 113 is connected between the input-side transistor 111 and the output-side transistor 112, the gain of the high-frequency amplifier can be increased, and the noise figure, input reflection coefficient, and output reflection coefficient can be suppressed low.
【００３２】また、請求項２に係る発明は、インピーダ
ンス回路１１３をコイルにより形成したから、コイルの
インダクタンスを変えると、インターセプトポイントは
変化し、このインターセプトポイントが良好になったと
きの値に、コイルのインダクタンスを設定することによ
り、高周波増幅器の線形性を高めることができる。According to the second aspect of the present invention, since the impedance circuit 113 is formed by a coil, if the inductance of the coil is changed, the intercept point changes, and the value obtained when the intercept point becomes good is changed to , The linearity of the high-frequency amplifier can be improved.
【００３３】請求項３に係る発明は、増幅回路１１０の
入力側トランジスタ１１１、出力側トランジスタ１１２
を電界効果トランジスタにより構成したことにある。According to a third aspect of the present invention, the input transistor 111 and the output transistor 112 of the amplifier circuit 110 are provided.
Is constituted by a field effect transistor.
【００３４】ここで、入力側トランジスタ１１１は、ゲ
ート端子が入力整合回路１２０の出力側に接続され、ソ
ース端子が少なくとも交流的にアースに接続され、出力
側トランジスタ１１２は、ゲート端子が該入力側トラン
ジスタ１１１のドレイン端子に接続され、ドレイン端子
が出力整合回路１３０の入力側に接続されている。Here, the input-side transistor 111 has a gate terminal connected to the output side of the input matching circuit 120, a source terminal connected at least in an AC manner to the ground, and the output-side transistor 112 has a gate terminal connected to the input side. The drain terminal is connected to the drain terminal of the transistor 111, and the drain terminal is connected to the input side of the output matching circuit 130.
【００３５】[0035]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
２ないし図６を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実
施例では前述した従来技術と同一の構成要素に同一の符
号を付し、その説明を省略するものとする。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. In this embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described conventional technology, and the description thereof will be omitted.
【００３６】２１は本実施例による高周波増幅器を示
し、該高周波増幅器２１は、コンデンサ３を介して入力
端子２に接続された入力整合回路４と、該入力整合回路
４の次段に接続された後述の増幅回路２２と、該増幅回
路２２の次段に位置して、コンデンサ１５を介して出力
端子１６に接続された出力整合回路１２とから構成され
る。Reference numeral 21 denotes a high-frequency amplifier according to the present embodiment. The high-frequency amplifier 21 is connected to the input matching circuit 4 connected to the input terminal 2 via the capacitor 3 and to the next stage of the input matching circuit 4. It comprises an amplifier circuit 22 to be described later and an output matching circuit 12 located at the next stage of the amplifier circuit 22 and connected to an output terminal 16 via a capacitor 15.
【００３７】２２は本実施例による増幅回路で、該増幅
回路２２は、入力側トランジスタ２３と、該入力側トラ
ンジスタ２３とカスコード接続された出力側トランジス
タ２４と、前記入力側トランジスタ２３のソース端子Ｓ
１とアースとの間に接続された抵抗２５と、該抵抗２５
と並列接続されたバイパスコンデンサ２６と、入力側ト
ランジスタ２３のドレイン端子Ｄ１と出力側トランジス
タ２４のソース端子Ｓ２との間に接続されたインピーダ
ンス回路となるコイル２７とから構成されている。Reference numeral 22 denotes an amplifier circuit according to the present embodiment. The amplifier circuit 22 includes an input transistor 23, an output transistor 24 cascode-connected to the input transistor 23, and a source terminal S of the input transistor 23.
1 and a resistor 25 connected between the
And a coil 27 serving as an impedance circuit connected between the drain terminal D1 of the input-side transistor 23 and the source terminal S2 of the output-side transistor 24.
【００３８】ここで、入力側トランジスタ２３と出力側
トランジスタ２４は、それぞれ電界効果トランジスタ
（ＦＥＴ）が用いられ、入力側トランジスタ２３のゲー
ト端子Ｇ１は、入力整合回路４のコイル６に接続され、
出力側トランジスタ２４のゲート端子Ｇ２はアースに接
続され、ドレイン端子Ｄ２は出力整合回路１２のコイル
１３に接続されている。Here, a field effect transistor (FET) is used for each of the input side transistor 23 and the output side transistor 24, and the gate terminal G 1 of the input side transistor 23 is connected to the coil 6 of the input matching circuit 4.
The gate terminal G2 of the output transistor 24 is connected to the ground, and the drain terminal D2 is connected to the coil 13 of the output matching circuit 12.
【００３９】また、抵抗２５とバイパスコンデンサ２６
は、増幅回路２２に入力される高周波信号に直流バイア
スを付与するセルフバイアス回路を構成し、例えば抵抗
２５の抵抗値は８０Ωであり、バイパスコンデンサ２６
の容量は１００ｐＦに設定されている。The resistor 25 and the bypass capacitor 26
Constitutes a self-bias circuit for applying a DC bias to the high-frequency signal input to the amplifier circuit 22. For example, the resistance value of the resistor 25 is 80Ω, and the bypass capacitor 26
Is set to 100 pF.
【００４０】さらに、コイル２７は例えばソレノイドコ
イル等が用いられ、該コイル２７のインダクタンスは、
後述する方法によって設定されるもので、大きなインタ
ーセプトポイントが得られるように、本実施例では例え
ば３ｎＨに設定されている。Further, for example, a solenoid coil or the like is used as the coil 27, and the inductance of the coil 27 is
This is set by a method described later, and is set to, for example, 3 nH in this embodiment so as to obtain a large intercept point.
【００４１】ここで、本発明者は、インターセプトポイ
ントを良好とするために、鋭意実験研究した結果、図３
に示すような、コイル２７のインダクタンスとインター
セプトポイントとの関係を得た。Here, the present inventor conducted intensive experiments and studies to improve the intercept point.
The relationship between the inductance of the coil 27 and the intercept point was obtained as shown in FIG.
【００４２】図３の特性は、コイル２７のインダクタン
スを変化させたときのインターセプトポイントの依存性
を示したもので、実線の特性線ｇが出力インターセプト
ポイント、二点鎖線の特性線ｈが入力インターセプトポ
イントを示している。図３から明らかなように、例え
ば、コイル２７のインダクタンスを３ｎＨ程度に設定す
れば、大きな出力インターセプトポイントを得ることが
でき、線形性の高い増幅回路２２とすることができる。The characteristics shown in FIG. 3 show the dependency of the intercept point when the inductance of the coil 27 is changed. The solid line g represents the output intercept point, and the two-dot chain line h represents the input intercept. Indicates a point. As is clear from FIG. 3, for example, if the inductance of the coil 27 is set to about 3 nH, a large output intercept point can be obtained, and the amplifier circuit 22 with high linearity can be obtained.
【００４３】次に、図４によりコイル２７のインダクタ
ンスと入力反射損失との関係について説明すると、図４
の実線に示す特性線図からも明らかなように、コイル２
７のインダクタンスを変化させても、入力反射損失を大
きく劣化させることはない。従って、コイル２７を入力
側トランジスタ２３と出力側トランジスタ２４との間に
挿入しても、入力反射損失を劣化させることなく、イン
ターセプトポイントを良好とすることができる。この場
合、図４中の点線は、コイル２７を接続しない場合の入
力反射係数を表している。Next, the relationship between the inductance of the coil 27 and the input reflection loss will be described with reference to FIG.
As is clear from the characteristic diagram shown by the solid line in FIG.
Even if the inductance of 7 is changed, the input reflection loss is not significantly deteriorated. Therefore, even if the coil 27 is inserted between the input-side transistor 23 and the output-side transistor 24, the intercept point can be improved without deteriorating the input reflection loss. In this case, the dotted line in FIG. 4 represents the input reflection coefficient when the coil 27 is not connected.
【００４４】また、図５によりコイル２７のインダクタ
ンスと出力反射損失との関係について説明すると、図５
の実線に示す特性線図からも明らかなように、コイル２
７のインダクタンスを変化させても、出力反射損失を大
きく劣化させることはない。従って、コイル２７を挿入
しても、出力反射損失を劣化させることなくインターセ
プトポイントを良好とすることができる。この場合、図
５中の点線は、コイル２７を接続しない場合の出力反射
係数を表している。The relationship between the inductance of the coil 27 and the output reflection loss will be described with reference to FIG.
As is clear from the characteristic diagram shown by the solid line in FIG.
Even if the inductance of 7 is changed, the output reflection loss is not significantly deteriorated. Therefore, even if the coil 27 is inserted, the intercept point can be improved without deteriorating the output reflection loss. In this case, the dotted line in FIG. 5 indicates the output reflection coefficient when the coil 27 is not connected.
【００４５】そこで、本実施例では、入力側トランジス
タ２３のドレイン端子Ｄ１と出力側トランジスタ２４の
ソース端子Ｓ２との間にコイル２７を接続し、該コイル
２７のインダクタンスを最適な値に設定することによ
り、インターセプトポイントを良好とすることができ
る。Therefore, in this embodiment, the coil 27 is connected between the drain terminal D1 of the input-side transistor 23 and the source terminal S2 of the output-side transistor 24, and the inductance of the coil 27 is set to an optimum value. Thereby, the intercept point can be made favorable.
【００４６】このように、本実施例の高周波増幅器２１
では、出力整合回路１２により高周波信号のインピーダ
ンス整合を図り、コイル２７により高周波増幅器２１の
インターセプトポイントを高めることができ、出力整合
回路１２を構成する各素子の値を変更することなく、イ
ンターセプトポイントを大きくできる。この結果、高周
波増幅器２１では、高周波信号のインピーダンス整合を
劣化させずに、入出力特性の線形性を高め、高周波増幅
器２１の信頼性を高めることができる。As described above, the high-frequency amplifier 21 of the present embodiment
Then, the impedance matching of the high-frequency signal can be achieved by the output matching circuit 12, the intercept point of the high-frequency amplifier 21 can be increased by the coil 27, and the intercept point can be set without changing the value of each element constituting the output matching circuit 12. Can be larger. As a result, in the high frequency amplifier 21, the linearity of the input / output characteristics can be improved without deteriorating the impedance matching of the high frequency signal, and the reliability of the high frequency amplifier 21 can be improved.
【００４７】なお、実施例では、増幅回路２２に、抵抗
２５とバイパスコンデンサ２６からなるセルフバイアス
回路を設けると共に、入力整合回路４のコイル６をアー
スに接続する構成とした。しかし、本発明は実施例に限
らず、図６に示す変形例の高周波増幅器２１′のよう
に、増幅回路２２を構成する抵抗２５およびバイパスコ
ンデンサ２６を省略すると共に、入力整合回路４を構成
するコイル６の一端をアースせず、コイル６の一端に、
例えば、（−０．７）Ｖの固定電圧Ｖｄ′を印加する構
成としてもよい。In the embodiment, the amplifier circuit 22 is provided with a self-bias circuit including the resistor 25 and the bypass capacitor 26, and the coil 6 of the input matching circuit 4 is connected to the ground. However, the present invention is not limited to the embodiment, and the input matching circuit 4 is formed while omitting the resistor 25 and the bypass capacitor 26 forming the amplifier circuit 22 as in the high-frequency amplifier 21 'of the modified example shown in FIG. One end of the coil 6 is not grounded.
For example, a configuration in which a fixed voltage Vd ′ of (−0.7) V is applied may be adopted.
【００４８】また、実施例では、入力側トランジスタ２
３と出力側トランジスタ２４を電界効果トランジスタに
より構成するものとして述べたが、入力側トランジスタ
２３、出力側トランジスタ２４にバイポーラトランジス
タ、高速移動型トランジスタ（ＨＥＭＴ）によって構成
してもよい。In the embodiment, the input-side transistor 2
Although the description has been made on the assumption that the transistor 3 and the output-side transistor 24 are constituted by field-effect transistors, the input-side transistor 23 and the output-side transistor 24 may be constituted by bipolar transistors and high-speed transfer transistors (HEMT).
【００４９】また、高周波増幅器２１を構成するコンデ
ンサ３，１５の容量、コイル５，６，１３，１４のイン
ダクタンスの値、コイル２７の値は、一例にすぎず、こ
れらの値に限定するものではない。The capacitances of the capacitors 3 and 15 and the inductances of the coils 5, 6, 13 and 14 and the value of the coil 27 constituting the high-frequency amplifier 21 are merely examples, and are not limited to these values. Absent.
【００５０】また、高周波増幅器２１では、周波数帯域
が１．８ＧＨｚ〜２．０ＧＨｚの高周波信号について整
合をとる場合を例に挙げて説明したが、高周波信号はこ
れに限定するものではなく、０．７ＧＨｚ〜１．０ＧＨ
ｚの周波数帯域を有する高周波信号について整合をとっ
ても、他の周波数を用いてもよい。この場合には、入力
整合回路４のコイル５，６、出力整合回路１２のコイル
１３，１４等を適宜調整し、雑音指数、利得、入力反射
係数、出力反射係数、インターセプトポイントの各特性
を満足するように設定すればよい。Further, in the high-frequency amplifier 21, a case has been described as an example in which matching is performed with respect to a high-frequency signal having a frequency band of 1.8 GHz to 2.0 GHz, but the high-frequency signal is not limited to this. 7 GHz-1.0 GH
Matching may be performed on a high-frequency signal having a frequency band of z, or another frequency may be used. In this case, the coils 5 and 6 of the input matching circuit 4 and the coils 13 and 14 of the output matching circuit 12 are appropriately adjusted to satisfy the characteristics of noise figure, gain, input reflection coefficient, output reflection coefficient, and intercept point. What is necessary is just to set.
【００５１】また、コイル２７はソレノイドコイル等に
限らず、例えば伝送線路等からなるインダクタンス素子
を用い、伝送線路長やインピーダンスを適正化すること
により、コイル２７と同等のインダクタンスを得る構成
としてもよい。The coil 27 is not limited to a solenoid coil or the like. For example, an inductance element composed of a transmission line or the like may be used, and the transmission line length and impedance may be optimized to obtain an inductance equivalent to that of the coil 27. .
【００５２】さらに、実施例では、本発明による高周波
増幅器を携帯電話器の受信機に搭載するものとして述べ
たが、本発明はこれに限らず、携帯電話機の送信機や、
その他の移動通信機器、衛星通信器等に適用することが
できる。Further, in the embodiment, the high-frequency amplifier according to the present invention is described as being mounted on the receiver of the portable telephone, but the present invention is not limited to this, and the transmitter of the portable telephone,
The present invention can be applied to other mobile communication devices, satellite communication devices, and the like.
【００５３】[0053]
【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１に係る発明
によれば、増幅回路を構成する入力側トランジスタと出
力側トランジスタとの間にインピーダンス回路を接続し
たから、インピーダンス回路の値を変えることによりイ
ンターセプトポイントは変化する。そして、インピーダ
ンス回路の値を、インターセプトポイントが良好となっ
たときの値に設定することにより、高周波増幅器の線形
性を高めることができる。しかも、インピーダンス回路
を入力側トランジスタと出力側トランジスタとの間に接
続しても、高周波増幅器の利得を高め、雑音指数、入力
反射係数、出力反射係数を低く抑え、高周波増幅器の信
頼性を高めることができる。As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, since the impedance circuit is connected between the input side transistor and the output side transistor constituting the amplifier circuit, the value of the impedance circuit is changed. This changes the intercept point. By setting the value of the impedance circuit to a value when the intercept point becomes good, the linearity of the high-frequency amplifier can be improved. Moreover, even if an impedance circuit is connected between the input-side transistor and the output-side transistor, the gain of the high-frequency amplifier is increased, the noise figure, the input reflection coefficient, and the output reflection coefficient are kept low, thereby improving the reliability of the high-frequency amplifier. Can be.
【００５４】また、請求項２に係る発明では、インピー
ダンス回路をコイルにより形成したから、コイルのイン
ダクタンスを変えるとインターセプトポイントは変化
し、コイルのインダクタンスを、インターセプトポイン
トが良好となったときの値に設定することにより、高周
波増幅器の線形性を高めることができる。According to the second aspect of the present invention, since the impedance circuit is formed by the coil, if the inductance of the coil is changed, the intercept point changes, and the inductance of the coil is changed to the value when the intercept point becomes good. By setting, the linearity of the high-frequency amplifier can be improved.
【００５５】請求項３に係る発明のように、前記増幅回
路の入力側トランジスタ、出力側トランジスタを電界効
果トランジスタにより構成しても、高周波増幅器の線形
性を高めることができる。As described in the third aspect of the invention, the linearity of the high-frequency amplifier can be improved even if the input-side transistor and the output-side transistor of the amplifier circuit are constituted by field-effect transistors.
【図１】請求項１に係る発明を示す機能ブロック図であ
る。FIG. 1 is a functional block diagram showing the invention according to claim 1;
【図２】本発明の実施例による高周波増幅器を示す回路
図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a high-frequency amplifier according to an embodiment of the present invention.
【図３】高周波増幅器による入力インターセプトポイン
トと出力インターセプトポイントのインダクタンス依存
性を示す特性線図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing inductance dependency of an input intercept point and an output intercept point by a high-frequency amplifier.
【図４】高周波増幅器による入力反射損失のインダクタ
ンス依存性を示す特性線図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing an inductance dependency of an input reflection loss by a high-frequency amplifier.
【図５】高周波増幅器による出力反射損失のインダクタ
ンス依存性を示す特性線図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing an inductance dependency of an output reflection loss by a high-frequency amplifier.
【図６】実施例による高周波増幅器の変形例を示す回路
図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a modification of the high-frequency amplifier according to the embodiment.
【図７】従来技術による高周波増幅器の概略を示すブロ
ック図である。FIG. 7 is a block diagram schematically showing a high-frequency amplifier according to the related art.
【図８】従来技術による高周波増幅器を示す回路図であ
る。FIG. 8 is a circuit diagram showing a high-frequency amplifier according to the related art.
【図９】高周波増幅器による雑音指数の周波数特性を示
す特性線図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a frequency characteristic of a noise figure by a high-frequency amplifier.
【図１０】高周波増幅器による利得の周波数特性を示す
特性線図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing a frequency characteristic of a gain of the high-frequency amplifier.
【図１１】高周波増幅器による入力反射係数、出力反射
係数の周波数特性を示す特性線図である。FIG. 11 is a characteristic diagram showing frequency characteristics of an input reflection coefficient and an output reflection coefficient by a high-frequency amplifier.
【図１２】他の従来技術による高周波増幅器を示す回路
図である。FIG. 12 is a circuit diagram showing another conventional high frequency amplifier.
【図１３】従来技術による高周波増幅器の入出力特性を
示す特性線図である。FIG. 13 is a characteristic diagram showing input / output characteristics of a high-frequency amplifier according to the related art.
４ 入力整合回路 １２ 出力整合回路 ２１ 高周波増幅器 ２２ 増幅回路 ２３ 入力側トランジスタ ２４ 出力側トランジスタ ２７ コイル 4 Input Matching Circuit 12 Output Matching Circuit 21 High Frequency Amplifier 22 Amplifying Circuit 23 Input Transistor 24 Output Transistor 27 Coil
Claims (3)
端子との間に接続された入力整合回路と、前記増幅回路
の出力側と出力端子との間に接続された出力整合回路と
からなる高周波増幅器において、 前記増幅回路は、ベース端子が前記入力整合回路の出力
側に接続され、エミッタ端子が少なくとも交流的にアー
スに接続された入力側トランジスタと、エミッタ端子が
該入力側トランジスタのコレクタ端子に接続され、コレ
クタ端子が出力整合回路の入力側に接続された出力側ト
ランジスタと、前記入力側トランジスタと出力側トラン
ジスタとの間に設けたインピーダンス回路とから構成し
たことを特徴とする高周波増幅器。An amplifier circuit, an input matching circuit connected between an input side and an input terminal of the amplifier circuit, and an output matching circuit connected between an output side and an output terminal of the amplifier circuit. In the high-frequency amplifier, the amplification circuit has an input transistor whose base terminal is connected to the output side of the input matching circuit and whose emitter terminal is at least AC grounded, and whose emitter terminal is the input transistor. An output transistor connected to the collector terminal, the collector terminal being connected to the input side of the output matching circuit, and an impedance circuit provided between the input transistor and the output transistor. amplifier.
り形成してなる請求項１記載の高周波増幅器。2. The high-frequency amplifier according to claim 1, wherein said impedance circuit is formed by a coil.
力側トランジスタを電界効果トランジスタにより構成し
てなる請求項１または２記載の高周波増幅器。3. The high-frequency amplifier according to claim 1, wherein the input-side transistor and the output-side transistor of the amplifier circuit are constituted by field-effect transistors.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22890697A JPH1168474A (en) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | High frequency amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22890697A JPH1168474A (en) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | High frequency amplifier |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1168474A true JPH1168474A (en) | 1999-03-09 |
Family
ID=16883717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22890697A Pending JPH1168474A (en) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | High frequency amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1168474A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011199338A (en) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | New Japan Radio Co Ltd | Amplifier |
| WO2022145183A1 (en) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | 株式会社村田製作所 | Amplifier |
-
1997
- 1997-08-11 JP JP22890697A patent/JPH1168474A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011199338A (en) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | New Japan Radio Co Ltd | Amplifier |
| WO2022145183A1 (en) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | 株式会社村田製作所 | Amplifier |
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