專利名稱：高頻放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在衛(wèi)星通信、地面微波通信、移動(dòng)通信等中使用的高頻放大器。
圖1是示出在將「模擬IC的功能電路設(shè)計(jì)入門(mén)使用了電路模擬器SPICE的IC設(shè)計(jì)法」(青木英彥著，CQ出版社，1992年9月20日發(fā)行，P74)中示出的基極電流補(bǔ)償電流鏡象電路用于恒定電壓偏置電路的情況的的高頻放大器的電路圖。
在圖中，1是使用了BJT、HBT等的NPN雙極型晶體管作為放大元件的高頻放大器，2是對(duì)該高頻放大器1供給基極偏置電壓的恒定電壓偏置電路。
在高頻放大器1中，3是BJT、HBT等的NPN雙極型晶體管，4是連接到NPN雙極型晶體管3的發(fā)射極端子上的地(ground)，5是高頻信號(hào)輸入端子，6是高頻信號(hào)輸出端子，7是基極偏置端子，8是集電極偏置端子。
此外，在恒定電壓偏置電路2中，11是與高頻放大器1的NPN雙極型晶體管3一起構(gòu)成電流鏡象的BJT、HBT等的NPN雙極型晶體管，其基極端子連接到基極偏置端子7上，其發(fā)射極端子連接到地4上。12是基極電流補(bǔ)償用的BJT、HBT等的NPN雙極型晶體管，其基極端子連接到NPN雙極型晶體管11的集電極端子上，其發(fā)射極端子連接到NPN雙極型晶體管11的基極端子上。13是連接在NPN雙極型晶體管12的集電極端子與電源供給/電壓設(shè)定端子15之間的電阻，14是連接在NPN雙極型晶體管12的基極端子與電源供給/電壓設(shè)定端子15之間的電阻。
其次，說(shuō)明其工作。
將高頻輸入信號(hào)Pin從高頻信號(hào)輸入端子5輸入到高頻放大器1中，在由高頻放大器1進(jìn)行了放大后，從高頻信號(hào)輸出端子6輸出。由恒定電壓偏置電路2供給高頻放大器1的基極電壓Vb和基極電流Ibrf，由集電極偏置端子8供給高頻放大器1的集電極電流Icrf和集電極電壓Vc。
在恒定電壓偏置電路2中，如以下那樣來(lái)決定基極電壓Vb和基極電流Ibrf。在此，假定與高頻放大器1一起構(gòu)成電流鏡象的NPN雙極型晶體管11的尺寸為1，高頻放大器1的NPN雙極型晶體管3的尺寸為N，基極電流補(bǔ)償用的NPN雙極型晶體管12的尺寸為M。此外，假定這3個(gè)NPN雙極型晶體管3、11、12的結(jié)構(gòu)相同，將電流放大率定為β。再者，如圖1中所示那樣來(lái)定義接點(diǎn)電壓Vref、電流Iref、Icdc1、Ibdc1、Icdc2、Iedc2、Ibdc2、Ibrf、Icrf、電阻Rref。
從恒定電壓偏置電路2的電源供給/電壓設(shè)定端子15施加了電源電壓Vpc的情況的電流鏡象的基準(zhǔn)電流Iref由下式來(lái)給出Iref＝(Vpc-2·Vb)/Rref對(duì)于該基準(zhǔn)電流，高頻放大器1的NPN雙極型晶體管3的集電極電流Icrf為Icrf=N1+1+Nβ·(1+β)Iref]]>此時(shí)，將高頻放大器1的NPN雙極型晶體管3的基極偏置電壓Vb設(shè)定為Vb＝(Vpc-Iref·Rref)/2此時(shí)流過(guò)的基極電流Ibrf如下式所示Ibrf＝Icrf/β這樣，作為恒定電壓偏置電路2的輸出，供給基極電壓Vb、基極電流Ib。
由于現(xiàn)有的高頻放大器如以上那樣來(lái)構(gòu)成，故如以下所示那樣，在高頻輸入信號(hào)Pin增加并發(fā)生了基極整流電流ΔIb時(shí)，基極電壓Vb下降了ΔVb的電壓降部分。因而，在高頻輸入信號(hào)Pin增加了時(shí)，高頻放大器1的偏置級(jí)接近于B級(jí)，存在飽和輸出功率、效率下降的課題。以下，說(shuō)明發(fā)生電壓降ΔVb的工作。
在現(xiàn)有的技術(shù)中，高頻放大器1的輸入功率增加，就發(fā)生ΔIb的基極整流電流，作為結(jié)果，研究從恒定電壓偏置電路2輸出的基極電流Ibrf增加了ΔIb時(shí)的情況。在基極電流Ibrf增加了ΔIb的情況下，如果假定基極電流補(bǔ)償用的NPN雙極型晶體管12的發(fā)射極電流Iedc2增加ΔIedc2，構(gòu)成電流鏡象的NPN雙極型晶體管11的基極電流Ibdc1減少ΔIbdc1，則這些電流的變化量中存在下式的關(guān)系ΔIb＝ΔIedc2+ΔIbdc1其次，構(gòu)成電流鏡象的NPN雙極型晶體管11的基極電流Icdc1的變化量ΔIcdc1為ΔIcdc1＝-β·ΔIbdc1在此，如果假定基準(zhǔn)電流Iref大致為恒定，則基極電流補(bǔ)償用的NPN雙極型晶體管12的基極電流Ibdc2的變化量ΔIbdc2為
ΔIbdc2＝-ΔIcdc1＝β·ΔIbdc1因而，基極電流補(bǔ)償用的NPN雙極型晶體管12的發(fā)射極電流Iedc2的變化量ΔIedc2為ΔIedc2＝(1+β)·ΔIbdc2＝β·(1+β)·ΔIbdc1于是，由下式ΔIb＝ΔIedC2+ΔIbdc1＝ΔIbdc1·{1+β·(1+β)}＝ΔIbdc1·(1+β+β2)ΔIbdc1為下式ΔIbdc1=ΔIb1+β+β2]]>構(gòu)成此時(shí)的電流鏡象的NPN雙極型晶體管11的電壓降、即輸出電壓Vb的電壓降ΔVb為以下的式子ΔVb=qnkTln(1-ΔIbIs·(1+β+β2)·eqVbnkT)<0]]>其中，n是校正系數(shù)，k是玻爾茲曼系數(shù)，T是絕對(duì)溫度，q是電荷，Is是飽和電流。
從以上所述可知，在上述的現(xiàn)有技術(shù)的高頻放大器中，在高頻輸入信號(hào)Pin增加并發(fā)生了基極整流電流ΔIb時(shí)，基極電壓Vb下降了ΔVb的電壓降部分，作為其結(jié)果，在高頻輸入信號(hào)Pin增加了時(shí)，高頻放大器1的偏置級(jí)接近于B級(jí)，存在飽和輸出功率、效率下降的課題。
本發(fā)明是為了解決上述那樣的課題而進(jìn)行的，其目的在于得到即使高頻輸入信號(hào)增加并發(fā)生基極整流電流也能維持高效率的高頻放大器。
根據(jù)這一點(diǎn)，通過(guò)將構(gòu)成電流鏡象的第1和第2PNP雙極型晶體管的尺寸比設(shè)計(jì)成電壓降正好為0或成為無(wú)限接近于0的值，在高頻輸入信號(hào)增加并發(fā)生了基極整流電流時(shí)，可抑制基極電壓的電壓降，作為結(jié)果，具有能得到高輸出、高效率的效果。
此外，通過(guò)使構(gòu)成電流鏡象的第1和第2PNP雙極型晶體管的尺寸比可變，具有下述效果在高頻輸入信號(hào)增加并發(fā)生了基極整流電流時(shí)，可調(diào)整成使基極電壓上升、或恒定、或減少。
本發(fā)明的高頻放大器在第1和第2電阻與第3NPN雙極型晶體管之間具備第1和第2PMOS晶體管，該第1和第2PMOS晶體管將第3NPN雙極型晶體管的集電極電流定為基準(zhǔn)電流，而且構(gòu)成決定第2NPN雙極型晶體管的集電極電流的電流鏡象。
根據(jù)這一點(diǎn)，通過(guò)將構(gòu)成電流鏡象的第1和第2PMOS晶體管的尺寸比設(shè)計(jì)成電壓降正好為0或成為無(wú)限接近于0的值，在高頻輸入信號(hào)增加并發(fā)生了基極整流電流時(shí)，可抑制基極電壓的電壓降，作為結(jié)果，具有能得到高輸出、高效率的效果。
此外，通過(guò)使構(gòu)成電流鏡象的第1和第2PMOS晶體管的尺寸比可變，具有下述效果在高頻輸入信號(hào)增加并發(fā)生了基極整流電流時(shí)，可調(diào)整成使基極電壓上升、或恒定、或減少。
圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的高頻放大器的電路圖。
圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的高頻放大器的電路圖。
實(shí)施發(fā)明用的最佳形態(tài)以下，為了更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，按照


實(shí)施本發(fā)明用的最佳形態(tài)。
實(shí)施形態(tài)1.
圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的高頻放大器的電路圖，在圖中，1是使用了BJT、HBT等的NPN雙極型晶體管作為放大元件的高頻放大器，2是對(duì)該高頻放大器1供給基極偏置電壓的恒定電壓偏置電路。
在高頻放大器1中，3是BJT、HBT等的NPN雙極型晶體管(第1NPN雙極型晶體管)，4是連接到NPN雙極型晶體管3的發(fā)射極端子上的地(ground)，5是高頻信號(hào)輸入端子，6是高頻信號(hào)輸出端子，7是基極偏置端子，8是集電極偏置端子。
此外，在恒定電壓偏置電路2中，11是與高頻放大器1的NPN雙極型晶體管3一起構(gòu)成電流鏡象的BJT、HBT等的NPN雙極型晶體管(第2NPN雙極型晶體管)，其基極端子連接到基極偏置端子7上，其發(fā)射極端子連接到地4上。12是基極電流補(bǔ)償用的BJT、HBT等的NPN雙極型晶體管(第3NPN雙極型晶體管)，其基極端子連接到NPN雙極型晶體管11的集電極端子上，其發(fā)射極端子連接到NPN雙極型晶體管11的基極端子上。
再者，20是以NPN雙極型晶體管12的集電極電流為基準(zhǔn)電流且決定NPN雙極型晶體管11的集電極電流的電流鏡象，21、22是構(gòu)成該電流鏡象的BJT、HBT等的PNP雙極型晶體管(第1和第2PNP雙極型晶體管)，PNP雙極型晶體管21、22的基極端子相互間連接，而且PNP雙極型晶體管21的基極端子和集電極端子一起連接到NPN雙極型晶體管12的集電極端子上，PNP雙極型晶體管22的集電極端子連接到NPN雙極型晶體管12的基極端子上。
13是連接在PNP雙極型晶體管21的集電極端子與電源供給/電壓設(shè)定端子15之間的電阻(第1電阻)，14是連接在PNP雙極型晶體管22的發(fā)射極端子與電源供給/電壓設(shè)定端子15之間的電阻(第2電阻)，41是連接在PNP雙極型晶體管22的集電極端子與電源供給/電壓設(shè)定端子15之間的電阻，42是用電阻41構(gòu)成的啟動(dòng)電路。
其次，說(shuō)明其工作。
將高頻輸入信號(hào)Pin從高頻信號(hào)輸入端子5輸入到高頻放大器1中，在由高頻放大器1進(jìn)行了放大后，從高頻信號(hào)輸出端子6輸出。由恒定電壓偏置電路2供給基極電壓Vb和基極電流Ibrf，由集電極偏置端子8供給集電極電流Icrf和集電極電壓Vc。
在恒定電壓偏置電路2中，如以下那樣來(lái)決定基極電壓Vb和基極電流Ibrf。在此，假定與高頻放大器1的NPN雙極型晶體管3一起構(gòu)成電流鏡象的NPN雙極型晶體管11的尺寸為1，高頻放大器1的NPN雙極型晶體管3的尺寸為N，基極電流補(bǔ)償用的NPN雙極型晶體管12的尺寸為M。此外，假定這3個(gè)NPN雙極型晶體管3、11、12的結(jié)構(gòu)相同，將電流放大率定為β。再者，將構(gòu)成電流鏡象的PNP雙極型晶體管21、22的尺寸比如圖2中所示定為1A，將電流放大率定為β2。再者，如圖2中所示那樣來(lái)定義接點(diǎn)電壓Vref、電流Iref、Icdc1、Ibdc1、Icdc2、Iedc2、Ibdc2、Ibrf、Icrf、電阻Rref。
如果將PNP雙極型晶體管22的基極-發(fā)射極間的電壓定為Vbpnp，則由從恒定電壓偏置電路2的電源供給/電壓設(shè)定端子15施加了電源電壓Vpc的情況的NPN雙極型晶體管3、11構(gòu)成的電流鏡象的基準(zhǔn)電流Iref由下式來(lái)給出Iref＝(Vpc-2·Vb-Vbpnp)/Rref對(duì)于該基準(zhǔn)電流Iref，將高頻放大器1的NPN雙極型晶體管3的集電極電流Icrf為基極偏置電壓Vb設(shè)定為Icrf=N1+1+Nβ·(1+β)Iref]]>此時(shí)將高頻放大器1的NPN雙極型晶體管3的基極偏置電壓Vb設(shè)定為Vb＝(Vpc-Iref·Rref-Vbpnp)/2
此時(shí)流過(guò)的基極電流Ibrf如下式所示Ibrf＝Icrf/β這樣，作為恒定電壓偏置電路2的輸出，供給基極電壓Vb、基極電流Ib。再有，通過(guò)從電源供給/電壓設(shè)定端子15經(jīng)由電阻41構(gòu)成的啟動(dòng)電路42對(duì)連接NPN雙極型晶體管11的集電極端子與PNP雙極型晶體管22的集電極端子的點(diǎn)供給啟動(dòng)電壓，來(lái)啟動(dòng)恒定電壓偏置電路2。
在圖2中，高頻放大器1的輸入功率增加，就發(fā)生ΔIb的基極整流電流，作為結(jié)果，研究從恒定電壓偏置電路2輸出的基極電流Ibrf增加了ΔIb時(shí)的情況。在基極電流Ibrf增加了ΔIb的情況下的各電流的變化量成為以下的關(guān)系ΔIb＝ΔIedc2+ΔIbdc1ΔIedc2＝(1+β)·ΔIbdc2ΔIcdc2＝β·ΔIbdc2ΔIcdc1＝-β·ΔIbdc1ΔIref=A·β2β2+2ΔIcdc2]]>ΔIbdc2＝ΔIref-ΔIcdc1由此，ΔIbdc2=ΔIref-ΔIcdc1]]>=A·β2β2+2ΔIcdc2+β·ΔIbdc1]]>=A·β2·ββ2+2ΔIbdc2+β·ΔIbdc1]]>(1-A·β2·ββ2+2)·ΔIbdc2=β·ΔIbdc1]]>于是，ΔIbdc2=β1-A·β2·ββ2+2ΔIbdc1]]>另一方面，ΔIb=ΔIedc2+ΔIbdc1]]>=ΔIbdc1+(1+β)·ΔIbdc2]]>=ΔIbdc1+β·(β+1)1-A·β2·ββ2+2ΔIbdc1]]>=[1+β·(β+1)1-A·β2·ββ2+2]·ΔIbdc1]]>ΔIbdc1=11+β·(β+1)1-A·β2·ββ2+2ΔIb]]>=1-A·β2·ββ2+21-A·β2·ββ2+2+β·(β+1)ΔIb]]>=β2+2-A·β2·ββ2+2-A·β2·β+β·(β+1)·(β2+2)ΔIb]]>此時(shí)的構(gòu)成電流鏡象的NPN雙極型晶體管11的電壓降、即輸出電壓Vb的ΔVb成為以下的式子ΔVb=qnkTln(1-(β2+2-A·β2·β)·ΔIbIs·{β2+2-Aβ2·β+β·(β+1)·(β2+2)}·eqvbnkT)]]>
其中，n是校正系數(shù)，T是絕對(duì)溫度，k是玻爾茲曼系數(shù)，q是電荷，Is是飽和電流。
因而，由于一般來(lái)說(shuō)，β2+2＜A·β2·β，故ΔVb＞0。
由以上所述可知，在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的高頻放大器中，在高頻輸入信號(hào)Pin增加并發(fā)生了基極整流電流ΔIb時(shí)，基極電壓Vb上升了ΔVb。作為其結(jié)果，在高頻輸入信號(hào)Pin增加了時(shí)，高頻放大器1的偏置級(jí)接近于A級(jí)，可增加飽和輸出功率、效率。
此外，在圖2的高頻放大器1的基極偏置端子7與恒定電壓偏置電路2之間，為了隔離起見(jiàn)，大多插入電阻，但此時(shí)，根據(jù)電阻的值，在高頻輸入信號(hào)Pin增加并發(fā)生了基極整流電流ΔIb時(shí)，可調(diào)整成使基極電壓Vb上升、或恒定、或減少。此外，通過(guò)調(diào)整構(gòu)成電流鏡象20的PNP雙極型晶體管21、22的尺寸比A，在高頻輸入信號(hào)Pin增加并發(fā)生了基極整流電流ΔIb時(shí)，可調(diào)整成使基極電壓Vb上升、或恒定、或減少。
但是，在高頻輸入信號(hào)Pin增加并發(fā)生了基極整流電流ΔIb時(shí)，在基極電壓Vb上升了ΔVb的情況下，由于基極電壓Vb增加，流過(guò)高頻放大器1的基極電流Ib進(jìn)一步增加，由此，存在由于基極電壓Vb進(jìn)一步增加那樣的重復(fù)而發(fā)生發(fā)散的可能性。因此，通過(guò)將一般來(lái)說(shuō)在基極偏置端子7與恒定電壓偏置電路2之間插入的隔離電阻和構(gòu)成電流鏡象20的PNP雙極型晶體管21、22的尺寸比A設(shè)計(jì)成使電壓降ΔVb正好為0或成為無(wú)限接近于0的值，在高頻輸入信號(hào)Pin增加并發(fā)生了基極整流電流ΔIb時(shí)，可抑制基極電壓Vb的電壓降，作為結(jié)果，可得到高輸出、高效率。
實(shí)施形態(tài)2.
圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的高頻放大器的電路圖，在圖中，30是以NPN雙極型晶體管12的漏電流為基準(zhǔn)電流且決定NPN雙極型晶體管11的集電極電流的電流鏡象，31、32是構(gòu)成該電流鏡象的BJT、HBT等的PMOS晶體管(第1和第2PMOS晶體管)，PMOS晶體管31、32的柵極端子相互間連接，而且PMOS晶體管31的柵極端子和漏極端子一起連接到NPN雙極型晶體管12的集電極端子上，PMOS晶體管32的漏極端子連接到NPN雙極型晶體管12的基極端子上。
再有，電阻(第1電阻)13連接在PMOS晶體管31的源極端子與電源供給/電壓設(shè)定端子15之間，電阻(第2電阻)14連接在PMOS晶體管32的源極端子與電源供給/電壓設(shè)定端子15之間，電阻41是連接在PMOS晶體管32的漏極端子與電源供給/電壓設(shè)定端子15之間的電阻，啟動(dòng)電路42用電阻41構(gòu)成。
其次，說(shuō)明其工作。
將高頻輸入信號(hào)Pin從高頻信號(hào)輸入端子5輸入到高頻放大器1中，在由高頻放大器1進(jìn)行了放大后，從高頻信號(hào)輸出端子6輸出。由恒定電壓偏置電路2供給基極電壓Vb和基極電流Ibrf，由集電極偏置端子8供給集電極電流Icrf和集電極電壓Vc。
在恒定電壓偏置電路2中，如以下那樣來(lái)決定基極電壓Vb和基極電流Ibrf。在此，假定與高頻放大器1的NPN雙極型晶體管3一起構(gòu)成電流鏡象的NPN雙極型晶體管11的尺寸為1，高頻放大器1的NPN雙極型晶體管3的尺寸為N，柵極電流補(bǔ)償用的NPN雙極型晶體管12的尺寸為M。此外，假定這3個(gè)NPN雙極型晶體管3、11、12的結(jié)構(gòu)相同，將電流放大率定為β。再者，將構(gòu)成電流鏡象30的PMOS晶體管31、32的尺寸比如圖3中所示定為1B。再者，如圖3中所示那樣來(lái)定義接點(diǎn)電壓Vref、電流Iref、Icdc1、Ibdc1、Icdc2、Iedc2、Ibdc2、Ibrf、Icrf、電阻Rref。
如果將PMOS晶體管32的柵極-源極間電壓定為Vgs，則由從恒定電壓偏置電路2的電源供給/電壓設(shè)定端子15施加了電源電壓Vpc的情況的NPN雙極型晶體管3、11構(gòu)成的電流鏡象的基準(zhǔn)電流Iref由下式來(lái)給出Iref＝(Vpc-2·Vb-Vgs)/Rref對(duì)于該基準(zhǔn)電流Iref，將高頻放大器1的NPN雙極型晶體管3的集電極電流Icrf設(shè)定為Icrf=N1+1+Nβ·(1+β)Iref]]>此時(shí)，將高頻放大器1的NPN雙極型晶體管3的基極偏置電壓Vb設(shè)定為Vb＝(Vpc-Iref·Rref-Vgs)/2此時(shí)流過(guò)的基極電流Ibrf如下式所示Ibrf＝Icrf/β這樣，作為恒定電壓偏置電路2的輸出，供給基極電壓Vb、基極電流Ib。再有，通過(guò)從電源供給/電壓設(shè)定端子15經(jīng)由電阻41構(gòu)成的啟動(dòng)電路42對(duì)連接NPN雙極型晶體管11的集電極端子與PMOS晶體管32的漏極端子的點(diǎn)供給啟動(dòng)電壓，來(lái)啟動(dòng)恒定電壓偏置電路2。
在圖3中，高頻放大器1的輸入功率增加，就發(fā)生ΔIb的基極整流電流，作為結(jié)果，研究從恒定電壓偏置電路2輸出的基極電流Ibrf增加了ΔIb時(shí)的情況。在基極電流Ibrf增加了ΔIb的情況下的各電流的變化量成為以下的關(guān)系ΔIb＝ΔIedc2+ΔIbdc1ΔIedc2＝(1+β)·ΔIbdc2ΔIcdc2＝β·ΔIbdc2ΔIcdc1＝-β·ΔIbdc1ΔIref＝B·ΔIcdc2ΔIbdc2＝ΔIref-ΔIcdc1由此，ΔIbdc2＝ΔIref-ΔIcdc1＝B·ΔIcdc2+β·ΔIbdc1(1-B)·ΔIbdc2＝β·ΔIbdc1于是，ΔIbdc2=β1-BΔIbdc1]]>另一方面，ΔIb=ΔIedc2+ΔIbdc1]]>=ΔIbdc1+(1+β)·ΔIbdc2]]>=ΔIbdc1+β·(β+1)1-BΔIbdc1]]>=[1+β·(β+1)1-B]·ΔIbdc1]]>于是ΔIbdc1=11+β·(β+1)1-BΔIb]]>=1-B1-B+β·(β+1)ΔIb]]>=1-Bβ2+β-B+2ΔIb]]>此時(shí)的構(gòu)成電流鏡象的NPN雙極型晶體管11的電壓降、即輸出電壓Vb的ΔVb成為以下的式子ΔVb=qnkTln(1-(1-B)·ΔIbIs·(β2+β-B+2)·eqVbnkT)]]>因而，如果B＞1，則ΔVb＞0，如果B＝1，則ΔVb＝0，如果B＜1，則ΔVb＜0。
由以上所述可知，通過(guò)將電流鏡象30的PMOS晶體管31、32的尺寸比定為B＞1，在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的高頻放大器中，在高頻輸入信號(hào)Pin增加并發(fā)生了基極整流電流ΔIb時(shí)，可使基極電壓Vb上升ΔVb的電壓。作為其結(jié)果，在高頻輸入信號(hào)Pin增加了時(shí)，高頻放大器1的偏置級(jí)接近于A級(jí)，可增加飽和輸出功率、效率。
此外，通過(guò)將電流鏡象30的PMOS晶體管31、32的尺寸比定為B＝1，在高頻輸入信號(hào)Pin增加并發(fā)生了基極整流電流ΔIb時(shí)，可使基極電壓Vb的電壓降為0。作為其結(jié)果，在高頻輸入信號(hào)Pin增加了時(shí)，可使高頻放大器1的偏置級(jí)為恒定，可增加飽和輸出功率、效率。
這樣，通過(guò)改變電流鏡象30的PMOS晶體管31、32的尺寸比，在高頻輸入信號(hào)Pin增加并發(fā)生了基極整流電流ΔIb時(shí)，可調(diào)整成使基極電壓Vb增加、也可使其為恒定、也可使其減少。
此外，在圖3的高頻放大器1的基極偏置端子7與恒定電壓偏置電路2之間，一般來(lái)說(shuō)為了隔離起見(jiàn)，大多插入電阻。此時(shí)，通過(guò)補(bǔ)償因電阻引起的電壓降部分、增加電流鏡象30的PMOS晶體管31、32的尺寸比，也可完全實(shí)現(xiàn)在上述已敘述的特性。
但是，在高頻輸入信號(hào)Pin增加并發(fā)生了基極整流電流ΔIb時(shí)，在基極電壓Vb上升了ΔVb的情況下，由于基極電壓Vb增加，流過(guò)高頻放大器1的基極電流Ib進(jìn)一步增加，由此，存在由于基極電壓Vb進(jìn)一步增加那樣的重復(fù)而發(fā)生發(fā)散的可能性。
因此，通過(guò)將一般來(lái)說(shuō)在基極偏置端子7與恒定電壓偏置電路2之間插入的隔離電阻和構(gòu)成電流鏡象30的PMOS晶體管31、32的尺寸比B設(shè)計(jì)成使電壓降ΔVb正好為0或成為無(wú)限接近于0的值，在高頻輸入信號(hào)Pin增加并發(fā)生了基極整流電流ΔIb時(shí)，可抑制基極電壓Vb的電壓降ΔVb，作為結(jié)果，可得到高輸出、高效率。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，本發(fā)明的高頻放大器通過(guò)調(diào)整構(gòu)成電流鏡象的晶體管的尺寸比，可在高頻輸入信號(hào)增加并發(fā)生了基極整流電流時(shí)調(diào)整基極電壓，適合使用于衛(wèi)星通信、地面微波通信、移動(dòng)通信等。
權(quán)利要求
1.一種高頻放大器，具備將第1NPN雙極型晶體管作為放大元件的高頻放大器和對(duì)上述高頻放大器供給基極偏置電壓的恒定電壓偏置電路，其特征在于上述恒定電壓偏置電路具備第2NPN雙極型晶體管，與上述第1NPN雙極型晶體管一起構(gòu)成電流鏡象；第3NPN雙極型晶體管，補(bǔ)償上述電流鏡象的基極電流；第1和第2PNP雙極型晶體管，將上述第3NPN雙極型晶體管的集電極電流定為基準(zhǔn)電流，而且構(gòu)成決定上述第2NPN雙極型晶體管的集電極電流的電流鏡象；以及第1和第2電阻，被插入到上述第1和第2PNP雙極型晶體管的集電極端子與電源供給/電壓設(shè)定端子之間。
2.一種高頻放大器，具備將第1NPN雙極型晶體管作為放大元件的高頻放大器和對(duì)上述高頻放大器供給基極偏置電壓的恒定電壓偏置電路，其特征在于上述恒定電壓偏置電路具備第2NPN雙極型晶體管，與上述第1NPN雙極型晶體管一起構(gòu)成電流鏡象；第3NPN雙極型晶體管，補(bǔ)償上述電流鏡象的基極電流；第1和第2PMOS晶體管，將上述第3NPN雙極型晶體管的集電極電流定為基準(zhǔn)電流，而且構(gòu)成決定上述第2NPN雙極型晶體管的集電極電流的電流鏡象；以及第1和第2電阻，被插入到上述第1和第2PMOS晶體管的源端子與電源供給/電壓設(shè)定端子之間。
全文摘要
在電阻13、14與NPN雙極型晶體管12之間具備PNP雙極型晶體管21、22，該P(yáng)NP雙極型晶體管21、22將NPN雙極型晶體管12的集電極電流定為基準(zhǔn)電流，而且構(gòu)成決定NPN雙極型晶體管11的集電極電流的電流鏡象20。根據(jù)這一點(diǎn)，通過(guò)將PNP雙極型晶體管21、22的尺寸比設(shè)計(jì)成使電壓降ΔVb成為接近于0的值，在高頻輸入信號(hào)Pin增加且發(fā)生了基極整流電流時(shí)，可抑制基極電壓Vb的電壓降ΔVb，作為結(jié)果，可得到高輸出、高效率。
文檔編號(hào)H03F3/343GK1409892SQ00817061
公開(kāi)日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2000年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月12日
發(fā)明者森一富, 新莊真太郎, 上馬弘敬, 高橋貴紀(jì), 池田幸夫, 高木直 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社