JP2003347859A - High-frequency amplifier - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 広い周波数帯域で入力インピーダンスのばら
つきを抑え、かつ低周波領域で不安定な高周波増幅器の
安定性を確保することを目的とする。
【解決手段】 高周波増幅器の入力整合回路5Aを、直
列キャパシタ51と直列インダクタ52と並列インダク
タ53および2Ω以上15Ω未満の抵抗54の直列回路
とで構成する。並列インダクタンス53に対して直列抵
抗54を付加することで、広帯域で入力インピーダンス
のばらつきを抑え、所望の周波数帯以外の通過を抑圧し
て全帯域の安定指数Kを1以上とし、かつ雑音指数を改
善する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To suppress variations in input impedance in a wide frequency band and to secure the stability of an unstable high-frequency amplifier in a low-frequency region. SOLUTION: An input matching circuit 5A of a high-frequency amplifier is constituted by a series circuit of a series capacitor 51, a series inductor 52, a parallel inductor 53, and a resistor 54 of 2Ω or more and less than 15Ω. By adding a series resistor 54 to the parallel inductance 53, the variation of the input impedance is suppressed in a wide band, the passage outside the desired frequency band is suppressed, the stability index K of the entire band is set to 1 or more, and the noise figure is reduced. Improve.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電界効果トランジ
スタまたはバイポーラトランジスタをパワー用高周波ト
ランジスタとして用いた高周波増幅器に関するものであ
る。The present invention relates to a high-frequency amplifier using a field-effect transistor or a bipolar transistor as a high-frequency power transistor.
【0002】[0002]
【従来の技術】高周波増幅器の従来例としては、例えば
図9に示すような回路構成のものがある。図9におい
て、この高周波増幅器は、入力端子1と、入力整合回路
5と、パワー用高周波トランジスタ3と、出力整合回路
7と、出力端子2と、バイアス端子4と、バイアス回路
6とで構成されている。2. Description of the Related Art As a conventional example of a high-frequency amplifier, there is a circuit configuration as shown in FIG. 9, this high-frequency amplifier includes an input terminal 1, an input matching circuit 5, a power high-frequency transistor 3, an output matching circuit 7, an output terminal 2, a bias terminal 4, and a bias circuit 6. ing.
【0003】入力端子1は、入力整合回路5を介してパ
ワー用高周波トランジスタ3のゲート(バイポーラトラ
ンジスタの場合はベース)に接続されている。また、バ
イアス端子4は、バイアス回路6を介してパワー用高周
波トランジスタ3のゲートに接続されている。出力端子
3は、出力整合回路7を介してパワー用高周波トランジ
スタ3のドレインに接続されている。[0005] The input terminal 1 is connected to the gate (base in the case of a bipolar transistor) of the high frequency power transistor 3 via an input matching circuit 5. The bias terminal 4 is connected to the gate of the high frequency power transistor 3 via the bias circuit 6. The output terminal 3 is connected to the drain of the high-frequency power transistor 3 via the output matching circuit 7.
【0004】図9に示す入力整合回路5は、通常、パワ
ー用高周波トランジスタ3のバイアス電流、バイアス電
圧が信号源側に漏れるのを防ぐ効果をもったキャパシタ
と、所望の周波数だけを通過させるようにキャパシタと
インダクタで構成される帯域通過回路56と、インピー
ダンス調整用のインダクタンス値L1の並列インダクタ
53で構成される。なお、帯域通過回路56のキャパシ
タが、パワー用高周波トランジスタ3のバイアス電流、
バイアス電圧が信号源側に漏れるのを防ぐ効果をもった
キャパシタを兼ねている。The input matching circuit 5 shown in FIG. 9 usually has a capacitor having an effect of preventing the bias current and bias voltage of the power high-frequency transistor 3 from leaking to the signal source side, and passes only a desired frequency. A bandpass circuit 56 composed of a capacitor and an inductor, and a parallel inductor 53 having an inductance value L1 for impedance adjustment. It should be noted that the capacitor of the band-pass circuit 56 serves as a bias current of the power high-frequency transistor 3,
The capacitor also serves as a capacitor having an effect of preventing the bias voltage from leaking to the signal source side.
【0005】一般的な回路としては、例えば図10に示
すように、高周波増幅器における入力整合回路5は、パ
ワー用高周波トランジスタ3のバイアス電流、バイアス
電圧が信号源側に漏れるのを防ぐ低域阻止用のキャパシ
タンス値C1の直列キャパシタ51と、上記直列キャパ
シタ51とともに帯域通過回路56を構成し所望の周波
数だけを通過させるために設けたインダクタンス値L2
の直列インダクタ52と、パワー用高周波トランジスタ
3から見たインピーダンスをパワー用高周波トランジス
タ3の共役インピーダンスから50Ωに変換するための
インダクタンス値L1の並列インダクタ53とからな
る。As a general circuit, for example, as shown in FIG. 10, an input matching circuit 5 in a high-frequency amplifier includes a low-frequency block for preventing a bias current and a bias voltage of a high-frequency power transistor 3 from leaking to a signal source side. And a series capacitor 51 having a capacitance value C1 for use with the series capacitor 51 and an inductance value L2 provided to form a band-pass circuit 56 with the series capacitor 51 so as to pass only a desired frequency.
And a parallel inductor 53 having an inductance value L1 for converting the impedance seen from the power high-frequency transistor 3 from the conjugate impedance of the power high-frequency transistor 3 to 50Ω.
【0006】出力整合回路7は、例えば図13に示すよ
うな構成となっている。図13において、71はバイア
ス端子、72はバイアス回路、73〜75はストリップ
線路、76〜78はキャパシタである。The output matching circuit 7 has, for example, a configuration as shown in FIG. In FIG. 13, reference numeral 71 denotes a bias terminal, 72 denotes a bias circuit, 73 to 75 denote strip lines, and 76 to 78 denote capacitors.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の高周波増幅
器の入力整合回路5は、所望の周波数帯域でパワー用高
周波トランジスタ3の入力インピーダンスと、高周波増
幅器の入力端子1に接続される回路の出力インピーダン
ス(通常は50Ω)とを整合させて、パワー用高周波ト
ランジスタ3の特性を引き出している。そのため、パワ
ー用高周波トランジスタ3を安定動作させるには、外部
から見た高周波増幅器の入力インピーダンスを、より広
帯域で50Ωになるようにする必要がある。The input matching circuit 5 of the above-mentioned conventional high-frequency amplifier includes an input impedance of the power high-frequency transistor 3 in a desired frequency band and an output impedance of a circuit connected to the input terminal 1 of the high-frequency amplifier. (Usually 50Ω) to bring out the characteristics of the power high-frequency transistor 3. Therefore, in order to stably operate the power high-frequency transistor 3, it is necessary to make the input impedance of the high-frequency amplifier seen from the outside be 50Ω over a wider band.
【0008】また、パワー用高周波トランジスタ3の発
振動作を回避するためにも、所望の周波数帯以外の利得
を十分に抑圧し安定指数Kを1より大きくする必要があ
る。Further, in order to avoid the oscillation operation of the power high-frequency transistor 3, it is necessary to sufficiently suppress the gain other than the desired frequency band and make the stability index K larger than 1.
【0009】ここで、安定指数Kとは増幅器等の2端子
対回路の安定性を示す指数である。安定性は、2端子対
回路と入力側および出力側に付加される回路条件により
決まり、Sパラメータから次式で示される。Here, the stability index K is an index indicating the stability of a two-port circuit such as an amplifier. The stability is determined by the two-terminal pair circuit and the circuit conditions added to the input side and the output side, and is expressed by the following equation from the S parameter.
【0010】K={1+│Δ│2−│S11│2−│S22│
2}/(2・│S21・S12│2)
│Δ│=│S11・S22/S21・S12│
高周波増幅器が入力端子1および出力端子2に接続され
る、いかなるインピーダンスに対しても安定である条件
は、K>1かつ│Δ│<1である。K = {1 + │Δ│ 2 −│S 11 │ 2 −│S 22 │
2} / (2 · │S 21 · S 12 │ 2) │Δ│ = │S 11 · S 22 / S 21 · S 12 │ high frequency amplifier is connected to the input terminal 1 and output terminal 2, any impedance Conditions that are also stable are K> 1 and | Δ | <1.
【0011】パワー用高周波トランジスタ3等の3端子
素子は、通常│Δ│<1であるから、安定性はKの値で
判別できる。すなわち、K>1のとき無条件安定であ
り、いかなる入力インピーダンスおよび出力インピーダ
ンスの値に対しても発振は生じない。しかし、K<1の
ときは条件付き安定であり、入力インピーダンスおよび
出力インピーダンスの値によっては発振等の回路的な不
安定動作が生ずる可能性があることを示唆している。Since the three-terminal elements such as the power high-frequency transistor 3 usually satisfy | Δ | <1, the stability can be determined by the value of K. That is, when K> 1, the condition is unconditionally stable, and no oscillation occurs for any value of the input impedance and the output impedance. However, when K <1, it is conditionally stable, which suggests that a circuit-like unstable operation such as oscillation may occur depending on the values of the input impedance and the output impedance.
【0012】Sパラメータからなる安定指数Kの式か
ら、安定指数Kを大きくするには、S 21およびS12を小
さくすればよいことが分かる。これは不安定な周波数領
域の利得を小さくすることで、その領域の安定性が増す
ことを示している。Formula of stability index K consisting of S parameters
Therefore, to increase the stability index K, S twenty oneAnd S12Is small
It can be seen that it should be done. This is an unstable frequency region
Reducing the gain of a region increases the stability of that region
It is shown that.
【0013】そこで、安定指数Kを大きくして高周波増
幅器の安定性を確保するために、所望の周波数帯以外の
通過を抑圧する方法としては、例えば並列インダクタ5
3のインダクタンス値L1を小さくするか、もしくは直
列キャパシタ51のキャパシタンス値C1を小さくし、
直列インダクタ52のインダクタンス値L2を大きくす
る組み合わせにすることで実現できる。In order to secure the stability of the high-frequency amplifier by increasing the stability index K, a method for suppressing the passage outside the desired frequency band includes, for example, the parallel inductor 5.
3 or reduce the capacitance value C1 of the series capacitor 51,
This can be realized by a combination that increases the inductance value L2 of the series inductor 52.
【0014】しかし、並列インダクタ53のインダクタ
ンス値L1を小さくすると、入力インピーダンスが50
Ωから外れてしまう。また、直列キャパシタ51のキャ
パシタンス値C1を小さくし、直列インダクタ52のイ
ンダクタンス値L2を大きくする組み合わせにすると、
直列キャパシタ51のキャパシタンス値C1に対する入
力インピーダンスのばらつき感度が大きくなり、入力イ
ンピーダンスが大きくばらつく原因となっていた。上記
の入力インピーダンスのばらつきは、高周波増幅器の特
性のばらつきを引き起こすため、生産性の面で不利とな
る。However, when the inductance value L1 of the parallel inductor 53 is reduced, the input impedance becomes 50%.
It will deviate from Ω. When the capacitance value C1 of the series capacitor 51 is reduced and the inductance value L2 of the series inductor 52 is increased,
The sensitivity of the variation of the input impedance with respect to the capacitance value C1 of the series capacitor 51 increases, which causes the input impedance to vary greatly. The above-described variation in input impedance causes variation in characteristics of the high-frequency amplifier, which is disadvantageous in terms of productivity.
【0015】本発明の目的は、入力インピーダンスをよ
り広帯域で50Ωに近づけることで周波数特性変化を小
さくし、かつ入力インピーダンスのばらつきを抑えるこ
とで、入力インピーダンスの直列キャパシタのキャパシ
タンス値への依存を小さくして直列キャパシタのキャパ
シタンス値を小、直列インダクタのインダクタンス値を
大にする組み合わせを可能とし、また同時に所望の周波
数帯以外の通過を抑圧してパワー用高周波トランジスタ
を安定動作するようにした広帯域の高周波増幅器を提供
することにある。An object of the present invention is to reduce the frequency characteristic change by making the input impedance close to 50Ω in a wider band, and to reduce the variation of the input impedance, thereby reducing the dependence of the input impedance on the capacitance value of the series capacitor. A wideband that enables a combination of reducing the capacitance value of the series capacitor and increasing the inductance value of the series inductor, and simultaneously suppressing the passage outside the desired frequency band to stably operate the high-frequency power transistor. An object of the present invention is to provide a high-frequency amplifier.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
高周波増幅器は、高周波トランジスタと、この高周波ト
ランジスタの入力側に接続された入力整合回路と、高周
波トランジスタの出力側に接続された出力整合回路とか
らなる。入力整合回路は、所望の周波数を通過させる帯
域通過回路とインピーダンス調整用の並列インダクタと
を有している。並列インダクタには2Ω以上15Ω未満
の直列抵抗成分が含まれている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a high-frequency amplifier, a high-frequency transistor, an input matching circuit connected to an input side of the high-frequency transistor, and an output connected to an output side of the high-frequency transistor. And a matching circuit. The input matching circuit has a band-pass circuit for passing a desired frequency and a parallel inductor for impedance adjustment. The parallel inductor includes a series resistance component of 2Ω or more and less than 15Ω.
【0017】特に、高周波トランジスタから見たインピ
ーダンスを高周波トランジスタの共役インピーダンスか
ら例えば50Ωに変換させる並列インダクタに2Ω以上
15Ω未満の直列抵抗成分が含まれていることを特徴と
する。なお、2Ω以上15Ω未満の直列抵抗成分が含ま
れた並列インダクタは、例えば1個の多層構造のチップ
部品として構成することができる。In particular, a parallel inductor for converting the impedance seen from the high-frequency transistor from the conjugate impedance of the high-frequency transistor to, for example, 50 Ω contains a series resistance component of 2 Ω or more and less than 15 Ω. A parallel inductor including a series resistance component of 2Ω or more and less than 15Ω can be configured as, for example, one chip component having a multilayer structure.
【0018】この構成によれば、並列インダクタに2Ω
以上15Ω未満の直列抵抗成分が含まれているので、入
力インピーダンスを広帯域で50Ωに近づけることが可
能で、周波数特性変化を小さくして入力インピーダンス
のばらつきを押さえることができる。その結果、低い周
波数領域の利得を抑圧する直列キャパシタと直列インダ
クタの組み合わせが可能となり、高周波増幅器の安定指
数を1より大きくすることができ、高周波トランジスタ
も安定動作するようになる。さらに、直列抵抗成分によ
り所望の周波数領域外の雑音の通過を抑圧することがで
きるため、所望の周波数領域外の雑音レベルを改善する
ことをも同時に実現することができる。According to this configuration, the parallel inductor has a resistance of 2Ω.
Since a series resistance component of less than 15 Ω is included, the input impedance can be made close to 50 Ω in a wide band, and the variation in the frequency characteristic can be reduced to suppress the variation in the input impedance. As a result, a combination of a series capacitor and a series inductor for suppressing a gain in a low frequency region becomes possible, the stability index of the high-frequency amplifier can be made larger than 1, and the high-frequency transistor also operates stably. Further, since the passage of noise outside the desired frequency region can be suppressed by the series resistance component, it is possible to simultaneously improve the noise level outside the desired frequency region.
【0019】本発明の請求項2記載の高周波増幅器は、
高周波トランジスタと、この高周波トランジスタの入力
側に接続された入力整合回路と、高周波トランジスタの
出力側に接続された出力整合回路とからなる。入力整合
回路は、所望の周波数を通過させる帯域通過回路とイン
ピーダンス調整用の並列インダクタおよび2Ω以上15
Ω未満の抵抗値を有する抵抗の直列回路とを有してい
る。A high frequency amplifier according to a second aspect of the present invention comprises:
It comprises a high-frequency transistor, an input matching circuit connected to the input side of the high-frequency transistor, and an output matching circuit connected to the output side of the high-frequency transistor. The input matching circuit includes a band-pass circuit for passing a desired frequency, a parallel inductor for impedance adjustment, and 2Ω or more.
A series circuit of resistors having a resistance value of less than Ω.
【0020】この構成によれば、並列インダクタと直列
に2Ω以上15Ω未満の抵抗値を有する抵抗を設けてい
るので、入力インピーダンスを広帯域で50Ωに近づけ
ることが可能で、周波数特性変化を小さくして入力イン
ピーダンスのばらつきを押さえることができる。その結
果、低い周波数領域の利得を抑圧する直列キャパシタと
直列インダクタの組み合わせが可能となり、高周波増幅
器の安定指数を1より大きくすることができ、高周波ト
ランジスタも安定動作するようになる。さらに、直列抵
抗成分により所望の周波数領域外の雑音の通過を抑圧す
ることができるため、所望の周波数領域外の雑音レベル
を改善することをも同時に実現することができる。According to this configuration, since a resistor having a resistance value of 2 Ω or more and less than 15 Ω is provided in series with the parallel inductor, the input impedance can be made close to 50 Ω in a wide band, and the frequency characteristic change can be reduced. Variation in input impedance can be suppressed. As a result, a combination of a series capacitor and a series inductor for suppressing a gain in a low frequency region becomes possible, the stability index of the high-frequency amplifier can be made larger than 1, and the high-frequency transistor also operates stably. Further, since the passage of noise outside the desired frequency region can be suppressed by the series resistance component, it is possible to simultaneously improve the noise level outside the desired frequency region.
【0021】本発明の請求項3記載の高周波増幅器は、
高周波トランジスタと、この高周波トランジスタの入力
側に接続された入力整合回路と、高周波トランジスタの
出力側に接続された出力整合回路とからなる。入力整合
回路は、所望の周波数を通過させる帯域通過回路とイン
ピーダンス調整用の並列インダクタとを有し、並列イン
ダクタには50Ω以上1kΩ未満の並列抵抗成分が含ま
れている。According to a third aspect of the present invention, there is provided a high-frequency amplifier comprising:
It comprises a high-frequency transistor, an input matching circuit connected to the input side of the high-frequency transistor, and an output matching circuit connected to the output side of the high-frequency transistor. The input matching circuit has a band-pass circuit for passing a desired frequency and a parallel inductor for impedance adjustment. The parallel inductor includes a parallel resistance component of 50Ω or more and less than 1 kΩ.
【0022】特に、高周波トランジスタから見たインピ
ーダンスを高周波トランジスタの共役インピーダンスか
ら例えば50Ωに変換させる並列インダクタに50Ω以
上1kΩ未満の並列抵抗成分が含まれていることを特徴
とする。なお、50Ω以上1kΩ未満の並列抵抗成分が
含まれた並列インダクタは、例えば1個の多層構造のチ
ップ部品として構成することができる。In particular, a parallel inductor for converting the impedance viewed from the high-frequency transistor from the conjugate impedance of the high-frequency transistor to, for example, 50Ω includes a parallel resistance component of 50Ω or more and less than 1 kΩ. Note that a parallel inductor including a parallel resistance component of 50Ω or more and less than 1 kΩ can be configured as, for example, one multilayer chip component.
【0023】この構成によれば、並列インダクタに50
Ω以上1kΩ未満の並列抵抗成分が含まれているので、
入力インピーダンスを広帯域で50Ωに近づけることが
可能で、周波数特性変化を小さくして入力インピーダン
スのばらつきを押さえることができる。その結果、低い
周波数領域の利得を抑圧する直列キャパシタと直列イン
ダクタの組み合わせが可能となり、高周波増幅器の安定
指数を1より大きくすることができ、高周波トランジス
タも安定動作するようになる。さらに、並列抵抗成分に
より所望の周波数領域外の雑音の通過を抑圧することが
できるため、所望の周波数領域外の雑音レベルを改善す
ることをも同時に実現することができる。According to this configuration, 50 parallel inductors are used.
Since a parallel resistance component of Ω or more and less than 1 kΩ is included,
The input impedance can be made close to 50Ω over a wide band, and the variation in the frequency characteristics can be reduced to suppress the variation in the input impedance. As a result, a combination of a series capacitor and a series inductor for suppressing a gain in a low frequency region becomes possible, the stability index of the high-frequency amplifier can be made larger than 1, and the high-frequency transistor also operates stably. Further, since the passage of noise outside the desired frequency region can be suppressed by the parallel resistance component, it is possible to simultaneously improve the noise level outside the desired frequency region.
【0024】本発明の請求項4記載の高周波増幅器は、
高周波トランジスタと、この高周波トランジスタの入力
側に接続された入力整合回路と、高周波トランジスタの
出力側に接続された出力整合回路とからなる。入力整合
回路は、所望の周波数を通過させる帯域通過回路とイン
ピーダンス調整用の並列インダクタおよび50Ω以上1
kΩ未満の抵抗値を有する抵抗の並列回路とを有してい
る。A high frequency amplifier according to a fourth aspect of the present invention comprises:
It comprises a high-frequency transistor, an input matching circuit connected to the input side of the high-frequency transistor, and an output matching circuit connected to the output side of the high-frequency transistor. The input matching circuit includes a band-pass circuit for passing a desired frequency, a parallel inductor for impedance adjustment, and 50Ω or more.
and a parallel circuit of resistors having a resistance value of less than kΩ.
【0025】この構成によれば、並列インダクタに並列
に50Ω以上1kΩ未満の抵抗値を有する抵抗を設けて
いるので、入力インピーダンスを広帯域で50Ωに近づ
けることが可能で、周波数特性変化を小さくして入力イ
ンピーダンスのばらつきを押さえることができる。その
結果、低い周波数領域の利得を抑圧する直列キャパシタ
と直列インダクタの組み合わせが可能となり、高周波増
幅器の安定指数を1より大きくすることができ、高周波
トランジスタも安定動作するようになる。さらに、並列
抵抗成分により所望の周波数領域外の雑音の通過を抑圧
することができるため、所望の周波数領域外の雑音レベ
ルを改善することをも同時に実現することができる。According to this configuration, since a resistor having a resistance value of 50 Ω or more and less than 1 kΩ is provided in parallel with the parallel inductor, the input impedance can be made close to 50 Ω in a wide band, and the change in frequency characteristics can be reduced. Variation in input impedance can be suppressed. As a result, a combination of a series capacitor and a series inductor for suppressing a gain in a low frequency region becomes possible, the stability index of the high-frequency amplifier can be made larger than 1, and the high-frequency transistor also operates stably. Further, since the passage of noise outside the desired frequency region can be suppressed by the parallel resistance component, it is possible to simultaneously improve the noise level outside the desired frequency region.
【0026】本発明の請求項5記載の高周波増幅器は、
請求項2に記載の高周波増幅器において、並列インダク
タと抵抗の直列回路は、多層構造の1個のチップ部品と
して構成されていることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a high-frequency amplifier comprising:
The high frequency amplifier according to claim 2, wherein the series circuit of the parallel inductor and the resistor is configured as one chip component having a multilayer structure.
【0027】この構成によれば、多層構造の1個のチッ
プ部品という簡単な構成で並列インダクタと抵抗の直列
回路を実現でき、部品点数を増やすことなく入力インピ
ーダンスを広帯域で50Ωに近づけることが可能で、周
波数特性変化を小さくし、入力インピーダンスのばらつ
きを押さえることができる。その他は請求項2と同様で
ある。According to this configuration, a series circuit of a parallel inductor and a resistor can be realized with a simple configuration of one chip component having a multilayer structure, and the input impedance can be close to 50Ω in a wide band without increasing the number of components. Thus, the change in the frequency characteristic can be reduced, and the variation in the input impedance can be suppressed. Others are the same as in claim 2.
【0028】本発明の請求項6記載の高周波増幅器は、
請求項4に記載の高周波増幅器において、並列インダク
タと抵抗の並列回路は、多層構造の1個のチップ部品と
して構成されていることを特徴とする。The high-frequency amplifier according to claim 6 of the present invention comprises:
A high frequency amplifier according to claim 4, wherein the parallel circuit of the parallel inductor and the resistor is configured as one chip component having a multilayer structure.
【0029】この構成によれば、多層構造の1個のチッ
プ部品という簡単な構成で並列インダクタと抵抗の並列
回路を実現でき、部品点数を増やすことなく入力インピ
ーダンスを広帯域で50Ωに近づけることが可能で、周
波数特性変化を小さくし、入力インピーダンスのばらつ
きを押さえることができる。その他は請求項4と同様で
ある。According to this configuration, a parallel circuit of a parallel inductor and a resistor can be realized with a simple configuration of one chip component having a multilayer structure, and the input impedance can be made close to 50Ω in a wide band without increasing the number of components. Thus, the change in the frequency characteristic can be reduced, and the variation in the input impedance can be suppressed. Others are the same as in claim 4.
【0030】本発明の請求項7記載の高周波増幅器は、
請求項1,2,3,4,5または6に記載の高周波増幅
器において、高周波トランジスタは、1段もしくは2段
以上縦続接続された電界効果トランジスタで構成されて
いることを特徴とする。The high-frequency amplifier according to claim 7 of the present invention comprises:
7. The high-frequency amplifier according to claim 1, wherein the high-frequency transistor comprises one or more cascade-connected field-effect transistors.
【0031】この構成によれば、請求項1,2,3,
4,5または6に記載の高周波増幅器と同様の作用を有
する。According to this configuration, claims 1, 2, 3,
It has the same function as the high-frequency amplifier described in 4, 5, or 6.
【0032】本発明の請求項8記載の高周波増幅器は、
請求項1,2,3,4,5または6に記載の高周波増幅
器において、高周波トランジスタは、1段もしくは2段
以上縦続接続されたバイポーラトランジスタで構成され
ていることを特徴とする。The high-frequency amplifier according to claim 8 of the present invention comprises:
The high-frequency amplifier according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6, wherein the high-frequency transistor comprises one or more cascade-connected bipolar transistors.
【0033】この構成によれば、請求項1,2,3,
4,5または6に記載の高周波増幅器と同様の作用を有
する。According to this configuration, claims 1, 2, 3,
It has the same function as the high-frequency amplifier described in 4, 5, or 6.
【0034】本発明の請求項9記載の高周波増幅器は、
請求項1,2,3,4,5,6,7または8に記載の高
周波増幅器において、入力整合回路は高周波増幅器の安
定指数を所望周波数帯域で1より大にするための機能を
有することを特徴とする。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a high frequency amplifier comprising:
The high frequency amplifier according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8, wherein the input matching circuit has a function of making the stability index of the high frequency amplifier larger than 1 in a desired frequency band. Features.
【0035】この構成によれば、高周波増幅器の安定指
数を所望周波数帯域で1より大にするための機能を有す
るので、高周波増幅器を入力インピーダンスおよび出力
インピーダンスの値にかかわらず無条件で安定させるこ
とができる。According to this structure, since the function of making the stability index of the high-frequency amplifier larger than 1 in the desired frequency band is provided, the high-frequency amplifier can be unconditionally stabilized regardless of the values of the input impedance and the output impedance. Can be.
【0036】[0036]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明で
は、所望の通過周波数帯域を0.9GHz〜1GHz帯
とする高周波増幅器の場合を例とするが、通過周波数帯
域は上記の周波数帯に限定されることはない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, a case of a high-frequency amplifier having a desired pass frequency band of 0.9 GHz to 1 GHz will be described as an example, but the pass frequency band is not limited to the above frequency band.
【0037】(第1の実施の形態)図1は本発明の第1
の実施の形態の高周波増幅器を示した回路図である。図
1を参照すると、入力整合回路5Aは、入力端子1から
出力端子2へ至る信号ラインに直列に挿入されたキャパ
シタンス値C1の直列キャパシタ51およびインダクタ
ンス値L2の直列インダクタL2と、入力端子1から出
力端子2へ至る信号ラインに並列に挿入されたインダク
タンス値L1の並列インダクタ53と抵抗値R1の抵抗
54との直列回路とからなっている。その他の構成は従
来例と同様である。(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a high-frequency amplifier according to the embodiment. Referring to FIG. 1, an input matching circuit 5A includes a series capacitor 51 having a capacitance value C1 and a series inductor L2 having an inductance value L2 inserted in series in a signal line from an input terminal 1 to an output terminal 2; It comprises a series circuit of a parallel inductor 53 having an inductance value L1 and a resistor 54 having a resistance value R1 inserted in parallel with a signal line reaching the output terminal 2. Other configurations are the same as the conventional example.
【0038】図1の入力整合回路5Aでは通過させたい
周波数帯域を0.9GHz〜1GHz帯においているた
め、並列インダクタ53のインダクタンス値L1を4.
7nH、直列キャパシタ51のキャパシタンス値C1を
1.5pF、直列インダクタ52のインダクタンス値L
2を15nHにしている。In the input matching circuit 5A of FIG. 1, since the frequency band to be passed is in the 0.9 GHz to 1 GHz band, the inductance value L1 of the parallel inductor 53 is set to 3.
7 nH, the capacitance value C1 of the series capacitor 51 is 1.5 pF, and the inductance value L of the series inductor 52 is
2 is set to 15 nH.
【0039】図10に示した従来技術による高周波増幅
器の入力整合回路5と同等回路にするためには、抵抗5
4の抵抗値R1を0Ωにすればよい。このようにするこ
とで図10と同等の働きを実現できる。In order to make the circuit equivalent to the input matching circuit 5 of the high frequency amplifier according to the prior art shown in FIG.
4 may be set to 0Ω. By doing so, the same operation as that of FIG. 10 can be realized.
【0040】図3に抵抗54の抵抗値R1をそれぞれ0
Ωと5Ωにしたときの高周波増幅器のリターンロス特性
(S11)を示す。リターンロスが小さいほど外部から見
た高周波増幅器の入力インピーダンスが50Ωに近いこ
とを示している。図3から、入力整合回路5Aの抵抗5
4の抵抗値R1を0Ωから5Ωに換えることで、広帯域
で高周波増幅器のリターンロスを小さくすることができ
ることがわかる。FIG. 3 shows that the resistance value R1 of the resistor 54 is 0
The return loss characteristics (S 11 ) of the high-frequency amplifier at Ω and 5Ω are shown. The smaller the return loss, the closer the input impedance of the high-frequency amplifier viewed from the outside is to 50Ω. FIG. 3 shows that the resistance 5 of the input matching circuit 5A
It is understood that the return loss of the high-frequency amplifier can be reduced in a wide band by changing the resistance value R1 of No. 4 from 0Ω to 5Ω.
【0041】図11(a)は、抵抗54の抵抗値R1を
それぞれ0Ω、5Ωとしたときの、携帯電話のPDC方
式で使用される送信周波数帯域893MHzにおける各
200個のサンプルのリターンロス(S11)の測定結果
である。図11(b)は、同じく抵抗54の抵抗値R1
をそれぞれ0Ω、5Ωとしたときの、送信周波数帯域9
58MHzにおける各200個のサンプルのリターンロ
ス(S11)の測定結果である。図11(a),(b)に
おいて、「入力抵抗無し」は抵抗値R1が0Ωの場合の
200個のサンプルの測定結果であり、「入力抵抗挿
入」は抵抗値R1が5Ωの場合の200個のサンプルの
測定結果である。FIG. 11A shows the return loss (S) of 200 samples in the transmission frequency band 893 MHz used in the PDC system of the portable telephone when the resistance value R1 of the resistor 54 is 0Ω and 5Ω, respectively. 11 ) is the measurement result. FIG. 11B shows the resistance value R1 of the resistor 54.
Is 0Ω and 5Ω respectively, the transmission frequency band 9
It is a measurement result of the return loss (S 11) of each 200 samples in 58 MHz. 11A and 11B, “no input resistance” is a measurement result of 200 samples when the resistance value R1 is 0Ω, and “input resistance insertion” is 200 when the resistance value R1 is 5Ω. It is a measurement result of this sample.
【0042】図11(a),(b)に示すリターンロス
(S11)は、抵抗54の抵抗値R1を0Ωから5Ωに換
えることで、携帯電話のPDC方式で使用される送信周
波数帯域893MHz、958MHzのリターンロスを
約2〜5dB良くし、かつ入力インピーダンスのばらつ
きを小さくしていることを示している。The return loss (S 11 ) shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b) is obtained by changing the resistance value R1 of the resistor 54 from 0Ω to 5Ω to obtain a transmission frequency band 893 MHz used in the PDC system of a portable telephone. , 958 MHz are improved by about 2 to 5 dB, and the variation in input impedance is reduced.
【0043】結局、外部から見た高周波増幅器の入力イ
ンピーダンスが広帯域で50Ωに近いことから、入力整
合回路5Aの直列キャパシタ51のキャパシタンス値C
1のばらつきに対する入力インピーダンスのばらつきを
小さくすることができる。これにより本発明の目的であ
る直列キャパシタ51のキャパシタンス値C1を小、直
列インダクタ52のインダクタンス値L2を大にする組
み合わせを可能とし、所望の周波数帯以外の通過を抑圧
してパワー用高周波トランジスタ3を安定動作させた広
帯域の高周波増幅器を提供することが可能となる。After all, since the input impedance of the high-frequency amplifier viewed from the outside is close to 50Ω in a wide band, the capacitance value C of the series capacitor 51 of the input matching circuit 5A is determined.
The variation of the input impedance with respect to the variation of 1 can be reduced. This enables the combination of reducing the capacitance value C1 of the series capacitor 51 and increasing the inductance value L2 of the series inductor 52, which is the object of the present invention. It is possible to provide a wide-band high-frequency amplifier that operates stably.
【0044】図1に記載した入力整合回路5Aの通過特
性(S21)を図4に示す。図4に示すように、入力整合
回路5Aの抵抗54の抵抗値R1を0Ωから5Ωに換え
ることで、低い周波数領域の通過を抑圧することができ
る。FIG. 4 shows the pass characteristic (S 21 ) of the input matching circuit 5A shown in FIG. As shown in FIG. 4, by changing the resistance R1 of the resistor 54 of the input matching circuit 5A from 0Ω to 5Ω, it is possible to suppress the passage in a low frequency region.
【0045】図1に示す入力整合回路5Aを用いた高周
波増幅器の安定指数Kの周波数特性を図5に示す。図5
に示すように、抵抗54の抵抗値R1が0Ωのときに
は、安定指数Kが1未満の不安定な動作をする可能性が
ある周波数領域が存在している。しかし、図4で示した
ように、入力整合回路5Aの抵抗54の抵抗値R1を0
Ωから5Ωにすることで不安定な低い周波数領域の通過
を抑圧できる。そのため、全ての周波数領域において安
定指数Kを1以上にし、広帯域で安定な高周波増幅器を
提供することを実現した。FIG. 5 shows the frequency characteristic of the stability index K of the high-frequency amplifier using the input matching circuit 5A shown in FIG. FIG.
As shown in (1), when the resistance value R1 of the resistor 54 is 0Ω, there is a frequency region where the stability index K is less than 1 and there is a possibility of performing an unstable operation. However, as shown in FIG. 4, the resistance value R1 of the resistor 54 of the input matching circuit 5A is set to 0.
By changing from Ω to 5Ω, it is possible to suppress the passage in an unstable low frequency region. For this reason, the stability index K is set to 1 or more in all frequency regions, and a wideband and stable high-frequency amplifier is provided.
【0046】さらに、図4に示すように低い周波数領域
の通過を抑圧できるため、その領域の雑音レベルを改善
することも実現している。例えば、入力整合回路5Aの
抵抗54の抵抗値R1を0Ωから5Ωに換えることで、
図12の利得の周波数特性に示すように、低い周波数領
域の通過を抑圧できるため、携帯電話のPDC方式で使
用される受信帯885MHzの雑音を約2dBm/Hz
改善できる。ここでは、抵抗54として抵抗値R1が5
Ωのものを使用したが、さらに大きい抵抗値を有する抵
抗を使用することで上記効果はさらに大きくなる。ただ
し、15Ω以上の抵抗を用いた場合、所望の周波数の利
得の低下に注意する必要がある。Furthermore, as shown in FIG. 4, since the transmission in the low frequency region can be suppressed, the noise level in that region can be improved. For example, by changing the resistance R1 of the resistor 54 of the input matching circuit 5A from 0Ω to 5Ω,
As shown in the frequency characteristic of the gain in FIG. 12, since the passage in a low frequency region can be suppressed, the noise in the reception band 885 MHz used in the PDC system of the mobile phone is reduced to about 2 dBm / Hz.
Can be improved. Here, the resistance value R1 is 5
Although a resistor of Ω was used, the above effect is further enhanced by using a resistor having a larger resistance value. However, when a resistor of 15Ω or more is used, it is necessary to pay attention to a decrease in gain at a desired frequency.
【0047】その理由は、入力整合回路5Aに抵抗を挿
入した場合、図15に示すように、必ず利得が低下する
からである。本実施の形態の回路構成では、抵抗以外の
部品(キャパシタおよびインダクタ)では、通過帯域の
利得を、抵抗による低下分以上に上げることはできな
い。The reason is that when a resistor is inserted in the input matching circuit 5A, the gain always drops as shown in FIG. In the circuit configuration of the present embodiment, the gain in the pass band cannot be increased beyond the decrease due to the resistance of the components (capacitor and inductor) other than the resistance.
【0048】ここで、入力整合回路5Aの抵抗54の抵
抗値R1を変えたときの高周波増幅器のリターンロスと
利得特性を図14および図15に示す。一般的に、高周
波増幅器に求められるリターンロス特性は−6dB以
下、利得特性は24dB以上である。この特性を満たす
抵抗値の範囲は、リターンロス特性、利得特性を示す図
14および図15から抵抗値は2Ω〜15Ωの範囲であ
ることがわかり、この範囲の抵抗値が使用可能である。FIGS. 14 and 15 show the return loss and gain characteristics of the high-frequency amplifier when the resistance value R1 of the resistor 54 of the input matching circuit 5A is changed. Generally, a return loss characteristic required for a high-frequency amplifier is -6 dB or less, and a gain characteristic is 24 dB or more. 14 and 15 showing the return loss characteristic and the gain characteristic show that the resistance value range satisfying this characteristic is in the range of 2Ω to 15Ω, and the resistance value in this range can be used.
【0049】上記の抵抗値範囲2Ω〜15Ωは、図14
のリターンロス特性における−6dB以下の範囲2Ω〜
31Ωと、図15の利得特性における24dB以上の範
囲0Ω〜15Ωとの両方を満たす抵抗値範囲である。つ
まり、下限はリターンロス特性における下限値2Ωで規
定され、上限は利得特性における上限値15Ωで規定さ
れる。The above resistance value range of 2Ω to 15Ω corresponds to FIG.
Range of -6 dB or less in the return loss characteristic of
This is a resistance value range that satisfies both 31Ω and a range of 0Ω to 15Ω of 24 dB or more in the gain characteristic of FIG. That is, the lower limit is defined by the lower limit of 2Ω in the return loss characteristic, and the upper limit is defined by the upper limit of 15Ω in the gain characteristic.
【0050】また、通常チップインダクタ部品として市
販されている1mm×0.5mmのサイズの抵抗成分は
約50mΩ〜300mΩであるため、図10の従来回路
技術のインダクタ53だけでは上記効果を実現すること
はできない。しかし、1つのチップ部品としてインダク
タと直列に抵抗値の大きい(2Ω以上で有効である)抵
抗成分が含まれ、あるいは付加された多層構造のインダ
クタを使用することができれば、従来例と比べて部品点
数を増やすことなく図1の入力整合回路5Aと同等の働
きをもった高周波増幅器が実現できる。Further, since the resistance component having a size of 1 mm × 0.5 mm, which is commercially available as a normal chip inductor component, is about 50 mΩ to 300 mΩ, the above effect can be realized only by the inductor 53 of the conventional circuit technology shown in FIG. Can not. However, if an inductor having a large resistance value (effective at 2 Ω or more) is included in series with the inductor as a single chip component, or if an inductor having a multi-layer structure added can be used, the component can be compared with the conventional example. A high frequency amplifier having the same function as the input matching circuit 5A of FIG. 1 can be realized without increasing the number of points.
【0051】(第2の実施の形態)図2は本発明の第2
の実施の形態の高周波増幅器を示した回路図である。図
2を参照すると、入力整合回路5Bは、入力端子1から
出力端子2へ至る信号ラインに直列に挿入されたキャパ
シタンス値C1の直列キャパシタ51およびインダクタ
ンス値L2の直列インダクタ52と、入力端子1から出
力端子2へ至る信号ラインに並列に挿入されたインダク
タンス値L1の並列インダクタ53と抵抗値R2の抵抗
55との並列回路とからなっている。その他の構成は従
来例と同様である。(Second Embodiment) FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a high-frequency amplifier according to the embodiment. Referring to FIG. 2, the input matching circuit 5B includes a series capacitor 51 having a capacitance value C1 and a series inductor 52 having an inductance value L2 inserted in series in a signal line extending from the input terminal 1 to the output terminal 2. It comprises a parallel circuit of a parallel inductor 53 having an inductance value L1 and a resistor 55 having a resistance value R2 inserted in parallel to a signal line reaching the output terminal 2. Other configurations are the same as the conventional example.
【0052】図2の入力整合回路5Bでは、例として図
1と同様に、通過させたい周波数帯域を0.9GHz〜
1GHz帯においているため、並列インダクタ53のイ
ンダクタンス値L1を4.7nH、直列キャパシタ51
のキャパシタンス値C1を1.5pF、直列インダクタ
52のインダクタンス値L2を15nHにしている。In the input matching circuit 5B of FIG. 2, as in the case of FIG.
Since it is in the 1 GHz band, the inductance value L1 of the parallel inductor 53 is set to 4.7 nH,
Is set to 1.5 pF, and the inductance value L2 of the series inductor 52 is set to 15 nH.
【0053】図10に示した従来技術による高周波増幅
器の入力整合回路5と同等回路にするためには、抵抗5
5の抵抗値R2を並列インダクタ53のインピーダンス
に比べ十分に大きい値に設定することで図10と同等の
働きを実現できる。通常チップ部品として市販されてい
るインダクタの抵抗成分は約50mΩ〜300mΩであ
るため、抵抗55として抵抗値R2が1KΩのものを使
用すれば、従来技術の抵抗成分を挿入していない入力整
合回路5と同等の働きを実現できる。In order to make the circuit equivalent to the input matching circuit 5 of the conventional high-frequency amplifier shown in FIG.
By setting the resistance value R2 of No. 5 to a value sufficiently larger than the impedance of the parallel inductor 53, the same operation as that of FIG. 10 can be realized. Since the resistance component of an inductor commercially available as a normal chip component is approximately 50 mΩ to 300 mΩ, if a resistor having a resistance value R2 of 1 KΩ is used as the resistor 55, the input matching circuit 5 having no resistance component of the related art is used. The same function as can be realized.
【0054】図6に抵抗55の抵抗値R2をそれぞれ1
KΩと100Ωにしたときの高周波増幅器のリターンロ
ス特性(S11)示す。リターンロスが小さいほど外部か
ら見た高周波増幅器の入力インピーダンスが50Ωに近
いことを示している。図6から入力整合回路5Bの抵抗
55の抵抗値R2を1KΩから100Ωに換えること
で、広帯域で高周波増幅器のリターンロスを小さくする
ことができることがわかる。FIG. 6 shows that the resistance value R2 of the resistor 55 is 1
The return loss characteristics (S 11 ) of the high-frequency amplifier when KΩ and 100Ω are shown. The smaller the return loss, the closer the input impedance of the high-frequency amplifier viewed from the outside is to 50Ω. FIG. 6 shows that the return loss of the high-frequency amplifier can be reduced over a wide band by changing the resistance value R2 of the resistor 55 of the input matching circuit 5B from 1 KΩ to 100Ω.
【0055】結局、外部から見た高周波増幅器の入力イ
ンピーダンスが広帯域で50Ωに近いことから、入力整
合回路5Bの直列キャパシタ51のキャパシタンス値C
1のばらつきに対する入力インピーダンスのばらつきを
小さくすることができる。これにより本発明の目的であ
る直列キャパシタ51のキャパシタンス値C1を小、直
列インダクタ52のインダクタンス値L2を大にする組
み合わせを可能とし、所望の周波数帯以外の通過を抑圧
してパワー用高周波トランジスタ3を安定動作させた広
帯域の高周波増幅器を提供することが可能となる。After all, since the input impedance of the high-frequency amplifier viewed from the outside is close to 50Ω in a wide band, the capacitance value C of the series capacitor 51 of the input matching circuit 5B is determined.
The variation of the input impedance with respect to the variation of 1 can be reduced. This enables the combination of reducing the capacitance value C1 of the series capacitor 51 and increasing the inductance value L2 of the series inductor 52, which is the object of the present invention. It is possible to provide a wide-band high-frequency amplifier that operates stably.
【0056】図2に記載した入力整合回路5Bの通過特
性(S21)を図7に示す。図7に示すように、入力整合
回路5Bの抵抗55の抵抗値R2を1KΩから100Ω
に換えることで、所望の周波数領域以外の通過を抑圧す
ることができる。FIG. 7 shows the pass characteristic (S 21 ) of the input matching circuit 5B shown in FIG. As shown in FIG. 7, the resistance value R2 of the resistor 55 of the input matching circuit 5B is changed from 1 KΩ to 100Ω.
, It is possible to suppress passage outside the desired frequency range.
【0057】図2に示す入力整合回路5Bを用いた高周
波増幅器の安定指数Kの周波数特性を図8に示す。図8
に示すように、抵抗55の抵抗値R2が1KΩのときに
は、安定指数Kが1未満の不安定な動作をする可能性が
ある周波数領域が存在している。しかし、図7で示した
ように、入力整合回路5Bの抵抗55の抵抗値R2を1
KΩから100Ωにすることで不安定な低い周波数領域
の通過を抑圧できる。そのため、全ての周波数領域にお
いて安定指数Kを1以上にし、広帯域で安定な高周波増
幅器を提供することを実現した。FIG. 8 shows the frequency characteristic of the stability index K of the high-frequency amplifier using the input matching circuit 5B shown in FIG. FIG.
As shown in (1), when the resistance value R2 of the resistor 55 is 1 KΩ, there is a frequency region where the stability index K is less than 1 and there is a possibility of performing an unstable operation. However, as shown in FIG. 7, the resistance value R2 of the resistor 55 of the input matching circuit 5B is set to 1
By changing from KΩ to 100Ω, it is possible to suppress the passage in an unstable low frequency region. For this reason, the stability index K is set to 1 or more in all frequency regions, and a wideband and stable high-frequency amplifier is provided.
【0058】さらに、入力整合回路5Bの抵抗55の抵
抗値R2を1KΩから100Ωに換えることで、低い周
波数領域の通過を抑圧できるため、その領域の雑音レベ
ルを改善させることも実現している。ここでは、抵抗5
5として抵抗値R2が100Ωのものを使用したが、さ
らに小さい抵抗を使用することで上記効果はさらに大き
くなる。ただし、50Ω未満の抵抗を用いた場合、所望
の周波数の利得の低下に注意する必要がある。Further, by changing the resistance value R2 of the resistor 55 of the input matching circuit 5B from 1 KΩ to 100Ω, it is possible to suppress the passage in a low frequency region, thereby improving the noise level in that region. Here, the resistance 5
Although a resistor having a resistance value R2 of 100Ω is used as 5, the effect is further increased by using a smaller resistor. However, when a resistance of less than 50Ω is used, it is necessary to pay attention to a decrease in gain at a desired frequency.
【0059】ここで、入力整合回路5Bの抵抗55の抵
抗値R2を変えたときの高周波増幅器のリターンロスと
利得特性を図16および図17に示す。一般的に、高周
波増幅器に求められるリターンロス特性は−6dB以
下、利得特性は24dB以上である。この特性を満たす
抵抗値の範囲は、リターンロス特性、利得特性を示す図
16および図17から抵抗値は50Ω〜1000Ωの範
囲であることがわかり、この範囲の抵抗値が使用可能で
ある。FIGS. 16 and 17 show the return loss and gain characteristics of the high-frequency amplifier when the resistance value R2 of the resistor 55 of the input matching circuit 5B is changed. Generally, a return loss characteristic required for a high-frequency amplifier is -6 dB or less, and a gain characteristic is 24 dB or more. 16 and 17 showing the return loss characteristic and the gain characteristic indicate that the resistance value range satisfying this characteristic is in the range of 50Ω to 1000Ω, and the resistance value in this range can be used.
【0060】上記の抵抗値範囲50Ω〜1000Ωは、
図16のリターンロス特性における−6dB以下の範囲
20Ω〜1000Ωと、図17の利得特性における24
dB以上の範囲50Ω以上との両方を満たす抵抗値範囲
である。つまり、下限は利得特性における下限値50Ω
で規定され、上限はリターンロス特性における上限値1
000Ωで規定される。The above resistance value range of 50 Ω to 1000 Ω
The range of −6 dB or less of 20Ω to 1000Ω in the return loss characteristic of FIG.
This is a resistance value range that satisfies both the range of not less than dB and not less than 50Ω. In other words, the lower limit is the lower limit value 50Ω in the gain characteristics.
The upper limit is the upper limit value 1 in the return loss characteristics.
000Ω.
【0061】また、1つのチップ部品としてインダクタ
に並列に抵抗成分(約100Ω〜1KΩ)が含まれ、あ
るいは付加された多層構造のインダクタを使用すること
ができれば、従来例に比べて部品点数を増やすことなく
図2の入力整合回路5Bと同等の働きをもった高周波増
幅器が実現できる。If a resistance component (about 100 Ω to 1 KΩ) is included in parallel with the inductor as one chip component, or if an inductor having a multilayer structure added can be used, the number of components is increased as compared with the conventional example. A high-frequency amplifier having the same function as the input matching circuit 5B of FIG.
【0062】上記の実施の形態では、高周波パワー用ト
ランジスタとして、電界効果トランジスタを用いたが、
バイポーラトランジスタを用いることもできる。In the above embodiment, the field effect transistor is used as the high frequency power transistor.
Bipolar transistors can also be used.
【0063】[0063]
【発明の効果】本発明の請求項1記載の高周波増幅器に
よれば、入力整合回路における並列インダクタに2Ω以
上15Ω未満の直列抵抗成分が含まれているので、入力
インピーダンスを広帯域で50Ωに近づけることで周波
数特性変化を小さくし、入力インピーダンスのばらつき
を押さえることができる。その結果、低い周波数領域の
利得を抑圧する直列キャパシタと直列インダクタの組み
合わせが可能となり、高周波増幅器の安定指数を1より
大きくすることができ、高周波トランジスタも安定動作
するようになる。さらに、直列抵抗成分により所望の周
波数領域外の雑音の通過を抑圧することができるため、
所望の周波数領域外の雑音レベルを改善することをも同
時に実現することができる。したがって、従来の広帯域
化手法では得ることのできない広帯域での安定動作とば
らつきの少ない利得や歪み特性かつ良好な雑音レベルを
有する高周波増幅器を得ることができる。According to the high-frequency amplifier according to the first aspect of the present invention, the parallel inductor in the input matching circuit contains a series resistance component of 2 Ω or more and less than 15 Ω, so that the input impedance approaches 50 Ω in a wide band. Thus, a change in frequency characteristics can be reduced, and variations in input impedance can be suppressed. As a result, a combination of a series capacitor and a series inductor for suppressing a gain in a low frequency region becomes possible, the stability index of the high-frequency amplifier can be made larger than 1, and the high-frequency transistor also operates stably. Further, since the series resistance component can suppress the passage of noise outside the desired frequency range,
Improving the noise level outside the desired frequency range can also be achieved at the same time. Therefore, it is possible to obtain a high-frequency amplifier having a stable operation in a wide band that cannot be obtained by the conventional band broadening method, a gain and distortion characteristic with a small variation, and a good noise level.
【0064】本発明の請求項2記載の高周波増幅器によ
れば、入力整合回路における並列インダクタと直列に2
Ω以上15Ω未満の抵抗値を有する抵抗を設けているの
で、請求項1記載の高周波増幅器と同様の効果が得られ
る。According to the high-frequency amplifier according to the second aspect of the present invention, the high-frequency amplifier is connected in series with the parallel inductor in the input matching circuit.
Since a resistor having a resistance value of Ω or more and less than 15 Ω is provided, the same effect as that of the high-frequency amplifier according to claim 1 can be obtained.
【0065】本発明の請求項3記載の高周波増幅器によ
れば、入力整合回路における並列インダクタに50Ω以
上1kΩ未満の並列抵抗成分が含まれているので、入力
インピーダンスを広帯域で50Ωに近づけることで周波
数特性変化を小さくし、入力インピーダンスのばらつき
を押さえることができる。その結果、低い周波数領域の
利得を抑圧する直列キャパシタと直列インダクタの組み
合わせが可能となり、高周波増幅器の安定指数を1より
大きくすることができ、高周波トランジスタも安定動作
するようになる。さらに、並列抵抗成分により所望の周
波数領域外の雑音の通過を抑圧することができるため、
所望の周波数領域外の雑音レベルを改善することをも同
時に実現することができる。したがって、従来の広帯域
化手法では得ることのできない広帯域での安定動作とば
らつきの少ない利得や歪み特性かつ良好な雑音レベルを
有する高周波増幅器を得ることができる。According to the high-frequency amplifier of the third aspect of the present invention, the parallel inductor in the input matching circuit contains a parallel resistance component of 50Ω or more and less than 1 kΩ. Variations in characteristics can be reduced, and variations in input impedance can be suppressed. As a result, a combination of a series capacitor and a series inductor for suppressing a gain in a low frequency region becomes possible, the stability index of the high-frequency amplifier can be made larger than 1, and the high-frequency transistor also operates stably. Furthermore, since the passage of noise outside the desired frequency range can be suppressed by the parallel resistance component,
Improving the noise level outside the desired frequency range can also be achieved at the same time. Therefore, it is possible to obtain a high-frequency amplifier having a stable operation in a wide band that cannot be obtained by the conventional band broadening method, a gain and distortion characteristic with a small variation, and a good noise level.
【0066】本発明の請求項4記載の高周波増幅器によ
れば、入力整合回路における並列インダクタに並列に5
0Ω以上1kΩ未満の抵抗値を有する抵抗を設けている
ので、請求項3記載の高周波増幅器と同様の効果が得ら
れる。According to the high-frequency amplifier according to the fourth aspect of the present invention, 5 parallel to the parallel inductor in the input matching circuit.
Since a resistor having a resistance value of 0 Ω or more and less than 1 kΩ is provided, the same effect as the high frequency amplifier according to the third aspect is obtained.
【0067】本発明の請求項5記載の高周波増幅器によ
れば、部品点数を増やすことなく、請求項1の効果を達
成できる。According to the high-frequency amplifier according to the fifth aspect of the present invention, the effect of the first aspect can be achieved without increasing the number of components.
【0068】本発明の請求項6記載の高周波増幅器によ
れば、部品点数を増やすことなく、請求項3の効果を達
成できる。According to the high-frequency amplifier according to the sixth aspect of the present invention, the effect of the third aspect can be achieved without increasing the number of components.
【0069】本発明の請求項7記載の高周波増幅器によ
れば、請求項1,2,3,4,5または6に記載の高周
波増幅器と同様の効果を奏する。According to the high-frequency amplifier according to the seventh aspect of the present invention, the same effects as those of the high-frequency amplifier according to the first, second, third, fourth, fifth or sixth aspect are obtained.
【0070】本発明の請求項8記載の高周波増幅器によ
れば、請求項1,2,3,4,5または6に記載の高周
波増幅器と同様の効果を奏する。According to the high-frequency amplifier according to the eighth aspect of the present invention, the same effect as that of the high-frequency amplifier according to the first, second, third, fourth, fifth or sixth aspect is obtained.
【0071】本発明の請求項9記載の高周波増幅器によ
れば、高周波増幅器の安定指数を所望周波数帯域で1よ
り大にするための機能を有するので、高周波増幅器を入
力インピーダンスおよび出力インピーダンスの値にかか
わらず無条件で安定させることができる。According to the ninth aspect of the present invention, the high frequency amplifier has a function of making the stability index of the high frequency amplifier larger than 1 in a desired frequency band. Regardless, it can be stabilized unconditionally.
【図1】本発明に係る高周波増幅器の第1の実施の形態
の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a high-frequency amplifier according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明に係る高周波増幅器の第2の実施の形態
の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a high-frequency amplifier according to a second embodiment of the present invention.
【図3】第1の実施の形態による高周波増幅器のリター
ンロス特性(S11)を示す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a return loss characteristic (S 11 ) of the high-frequency amplifier according to the first embodiment.
【図4】第1の実施の形態による高周波増幅器の通過特
性(S21)を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing pass characteristics (S 21 ) of the high-frequency amplifier according to the first embodiment.
【図5】第1の実施の形態による高周波増幅器の安定指
数Kの周波数特性を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram illustrating frequency characteristics of a stability index K of the high-frequency amplifier according to the first embodiment.
【図6】第2の実施の形態による高周波増幅器のリター
ンロス特性(S11)を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a return loss characteristic (S 11 ) of the high-frequency amplifier according to the second embodiment.
【図7】第2の実施の形態による高周波増幅器の通過特
性(S21)を示す特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing pass characteristics (S 21 ) of the high-frequency amplifier according to the second embodiment.
【図8】第2の実施の形態による高周波増幅器の安定指
数Kの特性を示す特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram showing characteristics of a stability index K of the high-frequency amplifier according to the second embodiment.
【図9】従来の高周波増幅器の一例を示す回路図であ
る。FIG. 9 is a circuit diagram illustrating an example of a conventional high-frequency amplifier.
【図10】従来の高周波増幅器の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of a conventional high-frequency amplifier.
【図11】第1の実施の形態による高周波増幅器のリタ
ーンロス特性(S11)を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing a return loss characteristic (S 11 ) of the high-frequency amplifier according to the first embodiment.
【図12】第1の実施の形態による高周波増幅器の通過
特性(S21)を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing a pass characteristic (S 21 ) of the high-frequency amplifier according to the first embodiment.
【図13】出力整合回路の回路例を示す回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram showing a circuit example of an output matching circuit.
【図14】第1の実施の形態における抵抗値−リターン
ロス特性を示す特性図である。FIG. 14 is a characteristic diagram illustrating resistance-return loss characteristics according to the first embodiment.
【図15】第1の実施の形態における抵抗値−利得特性
を示す特性図である。FIG. 15 is a characteristic diagram showing resistance-gain characteristics in the first embodiment.
【図16】第2の実施の形態における抵抗値−リターン
ロス特性を示す特性図である。FIG. 16 is a characteristic diagram illustrating resistance-return loss characteristics according to the second embodiment.
【図17】第2の実施の形態における抵抗値−利得特性
を示す特性図である。FIG. 17 is a characteristic diagram illustrating resistance-gain characteristics according to the second embodiment.
【符号の説明】 1 入力端子 2 出力端子 3 パワー用高周波トランジスタ 4 バイアス端子 5,5A,5B 入力整合回路 6 バイアス回路 7 出力整合回路 51 直列コンデンサ 52 直列インダクタ 53 並列インダクタ 54 抵抗器[Explanation of symbols] 1 input terminal 2 Output terminal 3 High frequency transistors for power 4 Bias terminal 5,5A, 5B input matching circuit 6. Bias circuit 7 Output matching circuit 51 Series capacitor 52 series inductor 53 parallel inductor 54 resistor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 立岡 一樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5J091 AA04 AA41 CA21 CA41 CA62 CA92 FA00 FA20 HA09 HA25 HA29 HA33 KA12 KA29 KA68 TA01 TA02 TA03 5J092 AA04 AA41 CA21 CA41 CA62 CA92 FA00 FA20 HA09 HA25 HA29 HA33 KA12 KA29 KA68 TA01 TA02 TA03 VL08 5J500 AA04 AA41 AC21 AC41 AC62 AC92 AF00 AF20 AH09 AH25 AH29 AH33 AK12 AK29 AK68 AT01 AT02 AT03 LV08 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Kazuki Tateoka Matsushita Electric, 1006 Kadoma, Kazuma, Osaka Sangyo Co., Ltd. F-term (reference) 5J091 AA04 AA41 CA21 CA41 CA62 CA92 FA00 FA20 HA09 HA25 HA29 HA33 KA12 KA29 KA68 TA01 TA02 TA03 5J092 AA04 AA41 CA21 CA41 CA62 CA92 FA00 FA20 HA09 HA25 HA29 HA33 KA12 KA29 KA68 TA01 TA02 TA03 VL08 5J500 AA04 AA41 AC21 AC41 AC62 AC92 AF00 AF20 AH09 AH25 AH29 AH33 AK12 AK29 AK68 AT01 AT02 AT03 LV08
Claims (9)
ンジスタの入力側に接続された入力整合回路と、前記高
周波トランジスタの出力側に接続された出力整合回路と
からなる高周波増幅器であって、 前記入力整合回路は所望の周波数を通過させる帯域通過
回路とインピーダンス調整用の並列インダクタとを有
し、前記並列インダクタには2Ω以上15Ω未満の直列
抵抗成分が含まれていることを特徴とする高周波増幅
器。1. A high-frequency amplifier comprising a high-frequency transistor, an input matching circuit connected to an input side of the high-frequency transistor, and an output matching circuit connected to an output side of the high-frequency transistor, wherein the input matching circuit is Is a high-frequency amplifier having a band-pass circuit for passing a desired frequency and a parallel inductor for impedance adjustment, wherein the parallel inductor contains a series resistance component of 2Ω or more and less than 15Ω.
ンジスタの入力側に接続された入力整合回路と、前記高
周波トランジスタの出力側に接続された出力整合回路と
からなる高周波増幅器であって、 前記入力整合回路は所望の周波数を通過させる帯域通過
回路とインピーダンス調整用の並列インダクタおよび2
Ω以上15Ω未満の抵抗値を有する抵抗の直列回路とを
有することを特徴とする高周波増幅器。2. A high-frequency amplifier comprising a high-frequency transistor, an input matching circuit connected to an input side of the high-frequency transistor, and an output matching circuit connected to an output side of the high-frequency transistor, wherein the input matching circuit is Is a band-pass circuit for passing a desired frequency, a parallel inductor for impedance adjustment, and 2
A series circuit of a resistor having a resistance value of not less than Ω and less than 15 Ω.
ンジスタの入力側に接続された入力整合回路と、前記高
周波トランジスタの出力側に接続された出力整合回路と
からなる高周波増幅器であって、 前記入力整合回路は所望の周波数を通過させる帯域通過
回路とインピーダンス調整用の並列インダクタとを有
し、前記並列インダクタには50Ω以上1kΩ未満の並
列抵抗成分が含まれていることを特徴とする高周波増幅
器。3. A high-frequency amplifier comprising a high-frequency transistor, an input matching circuit connected to an input side of the high-frequency transistor, and an output matching circuit connected to an output side of the high-frequency transistor, wherein the input matching circuit A high-frequency amplifier having a band-pass circuit for passing a desired frequency and a parallel inductor for impedance adjustment, wherein the parallel inductor contains a parallel resistance component of 50Ω or more and less than 1 kΩ.
ンジスタの入力側に接続された入力整合回路と、前記高
周波トランジスタの出力側に接続された出力整合回路と
からなる高周波増幅器であって、 前記入力整合回路は所望の周波数を通過させる帯域通過
回路とインピーダンス調整用の並列インダクタおよび5
0Ω以上1kΩ未満の抵抗値を有する抵抗の並列回路と
を有することを特徴とする高周波増幅器。4. A high-frequency amplifier comprising a high-frequency transistor, an input matching circuit connected to an input side of the high-frequency transistor, and an output matching circuit connected to an output side of the high-frequency transistor, wherein the input matching circuit Are a band-pass circuit for passing a desired frequency, a parallel inductor for impedance adjustment, and 5
A parallel circuit of resistors having a resistance value of 0Ω or more and less than 1 kΩ.
層構造の1個のチップ部品として構成されていることを
特徴とする請求項2に記載の高周波増幅器。5. The high-frequency amplifier according to claim 2, wherein the series circuit of the parallel inductor and the resistor is configured as one chip component having a multilayer structure.
層構造の1個のチップ部品として構成されていることを
特徴とする請求項4に記載の高周波増幅器。6. The high-frequency amplifier according to claim 4, wherein the parallel circuit of the parallel inductor and the resistor is configured as one chip component having a multilayer structure.
段以上縦続接続された電界効果トランジスタで構成され
ていることを特徴とする請求項1,2,3,4,5また
は6に記載の高周波増幅器。7. The high-frequency transistor has one stage or two stages.
7. The high-frequency amplifier according to claim 1, wherein the high-frequency amplifier is constituted by field-effect transistors cascaded in stages.
段以上縦続接続されたバイポーラトランジスタで構成さ
れていることを特徴とする請求項1,2,3,4,5ま
たは6に記載の高周波増幅器。8. The high-frequency transistor has one stage or two stages.
7. The high-frequency amplifier according to claim 1, wherein the high-frequency amplifier comprises bipolar transistors cascaded in stages or more.
を所望周波数帯域で1より大にするための機能を有する
ことを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,7ま
たは8に記載の高周波増幅器。9. The input matching circuit according to claim 1, wherein the input matching circuit has a function of making the stability index of the high-frequency amplifier larger than 1 in a desired frequency band. 9. The high-frequency amplifier according to 8.
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| JP2002153547A JP2003347859A (en) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | High-frequency amplifier |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2003347859A true JP2003347859A (en) | 2003-12-05 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003347859A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050060841A (en) * | 2003-12-17 | 2005-06-22 | 한국전자통신연구원 | Impedance matching circuit having high gain uniformity in broad frequency band |
| JP2010528545A (en) * | 2007-05-29 | 2010-08-19 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン(パブル) | Configurable variable gain LNA for multiband RF receivers |
| JP2023086509A (en) * | 2021-12-10 | 2023-06-22 | 株式会社村田製作所 | electronic circuit module |
-
2002
- 2002-05-28 JP JP2002153547A patent/JP2003347859A/en active Pending
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| JP7563369B2 (en) | 2021-12-10 | 2024-10-08 | 株式会社村田製作所 | Electronic Circuit Module |
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