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Title:
DISTRIBUTION TYPE AMPLIFICATION DEVICE AND AMPLIFIER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/054096
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a distribution type amplification device which outputs an output signal obtained by amplifying an input signal. The device includes: an input side transmission channel for transmitting an input signal; an output side transmission channel for transmitting an output signal; and a plurality of amplifiers each arranged in parallel between the input side transmission channel and the output side transmission channel for respectively amplifying an input signal transmitted through the input side transmission channel for supply to the output side transmission channel. Each of the amplifiers has a transistor, a capacitor arranged on a channel for transmitting an input signal to a gate terminal of the transistor, and a gate-ground resistor arranged between the gate terminal of the transistor and the grounding potential.

Inventors:
NOJIMA SHUJI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/002777
Publication Date:
April 30, 2009
Filing Date:
October 02, 2008
Export Citation:
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Assignee:
ADVANTEST CORP (JP)
NOJIMA SHUJI (JP)
International Classes:
H03F3/60; H03F1/22; H03F1/42
Foreign References:
JP2005109842A2005-04-21
JP2001160723A2001-06-12
JPH1141042A1999-02-12
JPH02182006A1990-07-16
JPH04317206A1992-11-09
Attorney, Agent or Firm:
RYUKA, Akihiro (22-1 Nishi-Shinjuku 6-chome, Shinjuku-k, Tokyo 05, JP)
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Claims:
 入力される入力信号を増幅した出力信号を出力する分布型増幅装置であって、
 前記入力信号を伝送する入力側伝送線路と、
 前記出力信号を伝送する出力側伝送線路と、
 前記入力側伝送線路および前記出力側伝送線路との間にそれぞれ並列に設けられ、それぞれが前記入力側伝送線路を伝送する前記入力信号を増幅して、前記出力側伝送線路に供給する複数の増幅器と
 を備え、
 前記増幅器は、
 トランジスタと、
 前記トランジスタのゲート端子に前記入力信号を伝送する線路上に設けられるキャパシタと、
 前記トランジスタのゲート端子および接地電位の間に設けられるゲート接地間抵抗と
 を有する
 分布型増幅装置。
 前記トランジスタのゲート端子に対して、前記キャパシタと並列に設けられた並列抵抗を更に備え、
 前記キャパシタの容量および前記並列抵抗の抵抗値の積が、前記トランジスタのゲート容量および前記ゲート接地間抵抗の積と略等しい
 請求項1に記載の分布型増幅装置。
 入力される入力信号を増幅する増幅器であって、
 トランジスタと、
 前記トランジスタのゲート端子に前記入力信号を伝送する線路上に設けられるキャパシタと、
 前記トランジスタのゲート端子および接地電位の間に設けられるゲート接地間抵抗と
 を備える増幅器。
Description:
分布型増幅装置および増幅器

 本発明は、分布型増幅装置および増幅器に する。本出願は、下記の日本出願に関連し 下記の日本出願からの優先権を主張する出 である。文献の参照による組み込みが認め れる指定国については、下記の出願に記載 れた内容を参照により本出願に組み込み、 出願の一部とする。
 特願2007-274282号 出願日 2007年10月22日

 通信装置の受信部において信号電圧の増 に用いられる分布型増幅器が知られている( 例えば特許文献1および特許文献2を参照)。従 来の分布型増幅器では、入力側の信号線路と 出力側の信号線路との間に複数のトランジス タが並列に配置されており、信号電圧の増幅 率に基づいて各トランジスタの総ゲート幅が 設定されている。

 また、上記信号線路間に並列に配置するト ンジスタの段数を増やして各トランジスタ ゲート・ソース間およびゲート・ドレイン の容量を小さくすることで、より広帯域の 号を増幅できることが知られている。一方 トランジスタの段数を一定以上増やしても 段数の増加に伴って大きくなる信号損失の 響により増幅可能な帯域の上限は高くなら い。

特開平11-88079号公報

特開2006-41936号公報

 そこで、トランジスタと入力側の信号線 との間にキャパシタを設けることにより、 数を増やすことなくトランジスタのゲート ソース間およびゲート・ドレイン間の容量 よる信号周波数への影響を抑える方法が知 れている。しかしながら、この方法では、 力側の信号線路からの入力電圧とトランジ タのゲート電圧との間に周波数依存性が生 るという課題があった。

 そこで本発明の一つの側面においては、 記の課題を解決することのできる分布型増 装置および増幅器を提供することを目的と る。この目的は請求の範囲における独立項 記載の特徴の組み合わせにより達成される また従属項は本発明の更なる有利な具体例 規定する。

 本発明の第1の態様においては、入力され る入力信号を増幅した出力信号を出力する分 布型増幅装置であって、入力信号を伝送する 入力側伝送線路と、出力信号を伝送する出力 側伝送線路と、入力側伝送線路および出力側 伝送線路との間にそれぞれ並列に設けられ、 それぞれが入力側伝送線路を伝送する入力信 号を増幅して、出力側伝送線路に供給する複 数の増幅器とを備え、増幅器は、トランジス タと、トランジスタのゲート端子に入力信号 を伝送する線路上に設けられるキャパシタと 、トランジスタのゲート端子および接地電位 の間に設けられるゲート接地間抵抗とを有す る分布型増幅装置を提供する。

 また、第2の態様においては、入力される 入力信号を増幅する増幅器であって、トラン ジスタと、トランジスタのゲート端子に入力 信号を伝送する線路上に設けられるキャパシ タと、トランジスタのゲート端子および接地 電位の間に設けられるゲート接地間抵抗とを 備える増幅器を提供する。

 なお、上記の発明の概要は、本発明の必 な特徴の全てを列挙したものではなく、こ らの特徴群のサブコンビネーションもまた 発明となりうる。

本実施形態に係る分布型増幅装置10の 成の一例を示す回路図である。 分布型増幅装置10の増幅器100-1を抜き出 して示す回路図である。 キャパシタ121、並列抵抗141、ゲート接 間抵抗142、および、トランジスタ111のゲー 端子・ソース端子間の容量等の配置を模式 に示す回路図である。

符号の説明

10・・・分布型増幅装置、21・・・入力側 送線路、22・・・出力側伝送線路、23・・・ イアス線路、31・・・入力端子、32・・・出 力端子、33・・・バイアス端子、41、42・・・ 終端抵抗、100・・・増幅器、111、112・・・ト ランジスタ、121、122・・・キャパシタ、131、 132・・・接地電位、141・・・並列抵抗、142・ ・・ゲート接地間抵抗、143、144・・・抵抗

 以下、発明の実施の形態を通じて本発明 (一)側面を説明するが、以下の実施形態は 求の範囲にかかる発明を限定するものでは く、また実施形態の中で説明されている特 の組み合わせの全てが発明の解決手段に必 であるとは限らない。

 図1は、本実施形態に係る分布型増幅装置 10の構成の一例を示す回路図である。図1に示 すように、分布型増幅装置10は、入力側伝送 路21と、出力側伝送線路22と、バイアス線路 23と、複数の増幅器100-1、100-2、・・・100-n(n 任意の自然数)とを備える。入力側伝送線路2 1は、分布型増幅装置10において増幅すべき信 号を供給する入力端子31を一端に有し、他端 終端抵抗41を介して終端されている。また 出力側伝送線路22は、当該出力側伝送線路22 を伝送された信号が出力される出力端子32 一端に有し、他端は終端抵抗42を介して終端 されている。また、バイアス線路23は、バイ ス端子33を一端に有し、当該バイアス端子33 から供給されるバイアス電圧を複数の増幅器 100-1、100-2、・・・100-nの各々に与える。

 複数の増幅器100-1、100-2、・・・100-nは、 力側伝送線路21および出力側伝送線路22との 間にそれぞれ並列に設けられ、入力側伝送線 路21および出力側伝送線路22に順次等しい間 で接続される。これら複数の増幅器100-1、100 -2、・・・100-nは、それぞれが入力側伝送線 21上を伝送される信号を増幅して、出力側伝 送線路22に供給する。また、複数の増幅器100- 1、100-2、・・・100-nの各々から出力側伝送線 22に供給された信号は、当該出力側伝送線 22を伝送されながら同位相で足し合わされる 。なお、図1において、入力側伝送線路21およ び出力側伝送線路22等に配される複数の矩形 ロックは各伝送線路のインダクタンス成分 示す。

 図2は、分布型増幅装置10の増幅器100-1を き出して示す回路図である。なお、増幅器10 0-2、・・・100-nについては、増幅器100-1と同 の構成を有するので説明を省略する。増幅 100-1は、図2に示すように、互いにカスコー 接続されたトランジスタ111およびトランジ タ112を有する。トランジスタ111のソース端 は、接地電位131と接続される。また、トラ ジスタ111のゲート端子は、並列に設けられ キャパシタ121および並列抵抗141を介して入 側伝送線路21と接続される。

 また、トランジスタ111のドレイン端子は トランジスタ112のソース端子と接続される また、トランジスタ111のゲート端子と接地 位131との間には、ゲート接地間抵抗142が設 られる。このトランジスタ111は、入力端子3 1から供給される信号のうち入力側伝送線路21 上を伝送されてゲート端子に与えられた信号 の電圧を所定の増幅率で増幅してドレイン端 子から出力する。

 トランジスタ112のゲート端子は、直列に けられた抵抗143および抵抗144を介してバイ ス線路23と接続される。また、トランジス 112のドレイン端子は、出力側伝送線路22と接 続される。また、抵抗143と抵抗144との間には 、バイアス線路23上に高周波ノイズが生じた 合において当該高周波ノイズを低減するた に、接地電位132と接続されたキャパシタ122 接続される。このトランジスタ112のゲート 子には、当該トランジスタ112がトランジス 111のドレイン端子から出力された増幅信号 対して増幅動作をするべく、バイアス端子3 3から供給されるバイアス電圧がバイアス線 23を介して与えられる。これにより、トラン ジスタ112は、トランジスタ111で増幅されて当 該トランジスタ111のドレイン端子から出力さ れた増幅信号に対して、バイアス端子33から 給されるバイアス電圧を与える。

 図3は、キャパシタ121、並列抵抗141、ゲー ト接地間抵抗142、および、トランジスタ111の ゲート端子・ソース端子間の容量等の配置を 模式的に示す回路図である。図3において、 ランジスタ111のゲート端子・ソース端子間 容量を示す回路記号に、説明の便宜上、ト ンジスタ111と同じ符号を付した。上記回路 造を有する増幅器100-1において、ゲート接地 間抵抗142、および、トランジスタ111のゲート 端子・ソース端子間の容量(図3の111)は、入力 側伝送線路21、キャパシタ121および並列抵抗1 41から見て互いに並列に配される。

 また、互いに並列に設けられる上記容量 よびゲート接地間抵抗142は、同じく互いに 列に設けられるキャパシタ121および並列抵 141と、直列に接続される。ここで、キャパ タ121の容量をC1、トランジスタ111のゲート 子・ソース端子間の容量をC2、並列抵抗141の 抵抗値をR1、ゲート接地間抵抗142の抵抗値をR 2とすると、キャパシタ121(並列抵抗141)の両端 のインピーダンスZ1、および、ゲート接地間 抗142(トランジスタ111のゲート端子・ソース 端子間の容量)の両端のインピーダンスZ2は、 それぞれ以下の式で定義される。

 ここで、jは虚数、ωは入力側伝送線路21 らの入力電圧の角周波数である。また、キ パシタ121および並列抵抗141への入力側伝送 路21からの入力電圧をVIN、トランジスタ111の ゲート端子への入力電圧をVGとすると、これ の比(VG/VIN)は、以下の式(A)で定義される。

  VG/VIN=Z2/(Z1+Z2)      ・・・・(A)

 ここで、この式(A)に上記数1および数2を 入して整理すると、上記の比(VG/VIN)は、以下 の式で表される。

 ここで、上記の比(VG/VIN)が定数となる条 を求めると、その条件は以下の式(B)で表さ る。

  R1・C1=C2・R2      ・・・・(B)

 また、キャパシタ121の容量(C1)、トランジ スタ111のゲート端子・ソース端子間の容量(C2 )、並列抵抗141の抵抗値(R1)、および、ゲート 地間抵抗142の抵抗値(R2)が上記の式(B)を満た す場合、入力側伝送線路21からの入力電圧(VIN )と、トランジスタ111のゲート端子への入力 圧(VG)との関係は、以下の式で表される。

  VG=VIN・R2/(R1+R2)      ・・・・(C)

 分布型増幅装置10の増幅器100-1では、上記 式(B)を満たすように、すなわち、キャパシタ 121の容量(C1)および並列抵抗141の抵抗値(R1)の が、トランジスタ111のゲート端子・ソース 子間の容量(C2)およびゲート接地間抵抗142の 抵抗値(R2)の積と略等しくなるようにそれぞ の回路素子が配される。したがって、増幅 100-1では、上記式(C)から明らかなように、ト ランジスタ111のゲート端子への入力電圧(VG) 、入力側伝送線路21からの入力電圧(VIN)に対 て、当該入力電圧の周波数に依存せず一定 割合となる。

 このように、分布型増幅装置10の増幅器10 0-1では、トランジスタ111のゲート端子と入力 側伝送線路21との間にキャパシタ121を有する とにより、入力側伝送線路21と接地電位131 の間の容量を小さくすることができるのに えて、更に、入力側伝送線路21からの入力電 圧(VIN)の周波数に依らずに上記入力電圧(VIN) 対するトランジスタ111のゲート端子への入 電圧(VG)の割合を一定とすることができる。

 なお、本実施形態の分布型増幅装置10に いて、複数の増幅器100-1、100-2、・・・100-n 有するトランジスタは電界効果トランジス であるが、バイポーラ型トランジスタを用 てもよい。この場合、ゲート端子はベース 子となり、ソース端子はエミッタ端子とな 、また、ドレイン端子はコレクタ端子とな 。

 以上、本発明を実施の形態を用いて説明 たが、本発明の技術的範囲は上記実施の形 に記載の範囲には限定されない。上記実施 形態に、多様な変更または改良を加えるこ が可能であることが当業者に明らかである その様な変更または改良を加えた形態も本 明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求 範囲の記載から明らかである。

 特許請求の範囲、明細書、および図面中 おいて示した装置、システム、プログラム および方法における動作、手順、ステップ および段階等の各処理の実行順序は、特段 より前に」、「先立って」等と明示してお ず、また、前の処理の出力を後の処理で用 るのでない限り、任意の順序で実現しうる とに留意すべきである。特許請求の範囲、 細書、および図面中の動作フローに関して 便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて 明したとしても、この順で実施することが 須であることを意味するものではない。