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JPH0738549B2 - 多段増幅器 - Google Patents

多段増幅器

Info

Publication number
JPH0738549B2
JPH0738549B2 JP5019791A JP1979193A JPH0738549B2 JP H0738549 B2 JPH0738549 B2 JP H0738549B2 JP 5019791 A JP5019791 A JP 5019791A JP 1979193 A JP1979193 A JP 1979193A JP H0738549 B2 JPH0738549 B2 JP H0738549B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fet
stage amplifier
amplifier
heterojunction
mes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP5019791A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06232661A (ja
Inventor
高典 小野田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP5019791A priority Critical patent/JPH0738549B2/ja
Publication of JPH06232661A publication Critical patent/JPH06232661A/ja
Publication of JPH0738549B2 publication Critical patent/JPH0738549B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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  • Microwave Amplifiers (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波信号等の高周
波数信号を増幅する多段増幅器に関し、特に電力増幅用
に適する多段増幅器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の多段増幅器,特に電力増
幅用の多段増幅器は、高周波数信号の増幅素子としてM
ES FETを使用する増幅器を多段に接続して所要の
利得を得ていた。また、所要の増幅出力を得るために
は、ゲート幅の大きなMES FETを後段増幅器の増
幅素子として使用していた。
【0003】一方、近年になって、上記MES FET
に代わってヘテロ接合形FETが、高利得・低雑音特性
を有するマイクロ波信号の増幅素子として普及し、実用
化されている。そして、このヘテロ接合形FETが、低
雑音でしかも高利得を必要とする多段増幅器の増幅素子
として用いられ、小信号領域を扱う多段増幅器の増幅段
数の減少に寄与している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前・後段増幅器ともヘ
テロ接合形FETを増幅素子とする多段増幅器は、飽和
出力を大きくするために上記ヘテロ接合形FETのゲー
ト幅を大きくすると、増幅器一段当りの利得は前・後段
ともMES FETを使用する多段増幅器より高くな
る。しかし、上記ヘテロ接合形FETのゲート幅当りの
飽和出力は上記MES FETとほぼ同じであるため、
上記ヘテロ接合形FET使用の多段電力増幅器の利得お
よび飽和出力を同一ゲート幅の上記MES FETを増
幅素子とする多段電力増幅器のそれと同じに設計する
と、上記ヘテロ接合形FET使用の多段電力増幅器の入
出力直線性が上記MES FET使用の多段電力増幅器
より劣る結果になるという欠点があった。
【0005】従って、本発明の目的は高周波信号を低雑
音特性および適度の高利得特性を保ちながらも入出力直
線性よく電力増幅する多段増幅器を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の多段増幅器は、
ヘテロ接合形FETを増幅素子とし高周波数信号を増幅
する前段増幅器と、MES FETを増幅素子とし前記
前段増幅器から増幅された前記高周波数信号を受ける後
段増幅器とを含んでいる。
【0007】また、本発明の多段増幅器の一つは、ヘテ
ロ接合形FETを増幅素子とし高周波数信号を増幅する
前段増幅器と、前記ヘテロ接合形FETのゲート幅とほ
ぼ同一のゲート幅を有するMES FETを増幅素子と
し前記前段増幅器から増幅された前記高周波数信号を受
ける後段増幅器とを含んでいる。
【0008】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
【0009】図1は本発明の一実施例の回路図である。
また、図2は図1に示す実施例の斜視図である。
【0010】図1および図2を併せ参照すると、この多
段増幅器は接地導体12を裏面に配したプリント配線基
板11に搭載されている。プリント配線基板11の表面
には、接続線路6a,6b,6cおよび6dとオープン
スタブ3a,3b,3c,3d,3eおよび3fとが、
接地導体12との間に適切な値の特性インピーダンスお
よび線路長を有するようにパターン配線されている。ま
た、プリント基板11の表面には、多段増幅器の後述す
る別の回路素子を搭載している。
【0011】入力端子1が受けたマイクロ波帯信号等の
高周波数信号S1は、接続線路6aおよび信号結合用の
チップコンデンサ2aを介し、前段増幅器の増幅素子で
あるヘテロ接合形FET5のゲート端子に供給される。
ヘテロ接合形FET5は、高周波数信号S1を増幅し、
増幅信号S2をドレイン端子に生じる。増幅信号S2
は、接続線路6b,チップコンデンサ2bおよび接続線
路6cを介し、後段増幅器の増幅素子であるMES F
ET7のゲート端子に供給される。MES FET5
は、増幅信号S2を増幅し、出力信号S3をドレイン端
子に生じる。この出力信号S3が、チップコンデンサ2
cおよび接続線路6dを介して出力端子8に供給され、
この多段増幅器の出力信号となる。
【0012】ヘテロ接合形FET5のゲート端子に接続
されたオープンスタブ3aが、前段増幅器の入力整合回
路を形成する。また、接続線路6b上の互いに異なる位
置に接続されたオープンスタブ3bおよび3cと接続線
路6c上の互いに異なる位置に接続されたオープンスタ
ブ3dおよび3eとが、接続線路6bおよび6cと併せ
てこの多段増幅器の段間整合回路を形成する。さらに、
MES FET7のドレイン端子に接続されたオープン
スタブ3fが、後段増幅器の出力整合回路を形成する。
【0013】なお、ヘテロ接合形FET5の二つのソー
ス端子がスルーホール13aおよび13bを介して接地
導体12にそれぞれ接続され、MES FET7の二つ
のソース端子がスルーホール13cおよび13dを介し
て接地導体12にそれぞれ接続されている。また、ヘテ
ロ接合形FET5およびMES FET7のゲート端子
の各各は、RFチョークコイル4aおよび4cをそれぞ
れ介してバイアス(電圧)端子9aおよび9cからゲー
トバイアス電圧をそれぞれ受けている。さらに、ヘテロ
接合形FET5およびMES FET7のドレイン端子
の各各は、RFチョークコイル4bおよび4dをそれぞ
れ介してバイアス端子9bおよび9dからドレインバイ
アス電圧をそれぞれ受けている。RFチョークコイル4
aは高周波数信号S1のバイアス端子9aへのリークを
防止し、RFチョークコイル4bおよび4cは増幅信号
S2のバイアス端子9bおよび9cへのリークをそれぞ
れ防止し、RFチョークコイル4dは出力信号S3のバ
イアス端子9dへのリークを防止する。
【0014】ここで、この多段増幅器における前段増幅
器の増幅素子であるヘテロ接合形FET5と後段増幅器
の増幅素子であるMES FET7とは、互いにほぼ等
しいゲート幅および飽和出力を有している。
【0015】以下、この多段増幅器の特徴の一つである
ヘテロ接合形FET5およびMESFET7のゲート幅
を互いにほぼ等しくする理由について説明する。
【0016】この多段増幅器においてヘテロ接合形FE
T5のゲート幅をMES FET7のゲート幅より広く
すると、後段増幅器より前段増幅器の飽和出力レベルが
大きくなり、非直線特性については前段増幅器の寄与す
る比率が小さくなるためこの多段増幅器の直線性の改善
が行われる。しかし、ヘテロ接合形FET5のゲート幅
を大きくすると、このFET5のドレイン電流を増加さ
せ、従って前段増幅器の電力消費を増加させるので好ま
しくない。また、ヘテロ接合形FET5のゲート幅の増
加は、このFET5を搭載する半導体チップ面積を増加
させることになり、半導体ウェハスの単位面積当りから
取り出せるFET5の数量を減少させるため、このヘテ
ロ接合形FET5の価格上昇を招く等の不都合を生じ
る。
【0017】一方、ヘテロ接合形FET5のゲート幅を
MES FET7のゲート幅より小さくすると、この多
段増幅器の非直線性については、前段増幅器の飽和出力
レベルが小さくなるため、非直線特性についての前段増
幅器の寄与する比率が増加し、直線性の劣化量が増加す
るのでやはり好ましくない。
【0018】従って、図1および図2の多段増幅器にお
いては、電力消費量,価格および非直線特性のバランス
上から、ヘテロ接合形FET5およびMES FET7
のゲート幅を互いにほぼ等しく設定するのが望ましいこ
とがわかる。
【0019】図3は、本実施例の多段増幅器の入出力特
性を従来技術と比較して示す図である。
【0020】Aはこの実施例の入出力特性を示し、Bは
後段増幅器についても増幅素子としてヘテロ接合形FE
T5と同一特性(同一ゲート幅)のヘテロ接合形FET
を使用した多段増幅器の入出力特性を示している。本実
施例によるAの方が幾分小さい利得ながら入出力特性の
直線性に優れているのが明らかである。なお、この多段
増幅器は、前段増幅器に用いるヘテロ接合形FET5の
高利得および低雑音特性の効果により、低雑音特性を基
本的に維持している。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、前段増幅
器の増幅素子としてヘテロ接合形FETを用い、後段増
幅器の増幅素子としてMES FETを用いるので、前
・後段ともヘテロ接合形FETを増幅素子とする多段増
幅器に比べて入出力特性の直線性に優れており、また前
・後段ともMES FETを増幅素子とする多段増幅器
に比べて高い利得を得ることができるという効果を有
し、特に低雑音特性を保持する電力増幅器として有用で
ある。
【0022】上述の効果は、上記ヘテロ接合形FETの
ゲート幅とMES FETのゲート幅とを互いにほぼ等
しくすることにより、さらに著しくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路図である。
【図2】同実施例の斜視図である。
【図3】同実施例の多段増幅器の入出力特性を従来技術
と比較して示す図である。
【符号の説明】
1 入力端子 2a〜2c チップコンデンサ 3a〜3f オープンスタブ 4a〜4d RFチョークコイル 5 ヘテロ接合形FET 6a〜6d 接続線路 7 MES FET 8 出力端子 9a〜9d バイアス(電圧)端子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヘテロ接合形FETを増幅素子とし高周
    波数信号を増幅する前段増幅器と、MES FETを増
    幅素子とし前記前段増幅器から増幅された前記高周波数
    信号を受ける後段増幅器とを含むことを特徴とする多段
    増幅器。
  2. 【請求項2】 前記ヘテロ接合形FETのゲート幅と前
    記MES FETのゲート幅とがほぼ同一であることを
    特徴とする請求項1記載の多段増幅器。
  3. 【請求項3】 ヘテロ接合形FETを増幅素子とし高周
    波数信号を増幅する前段増幅器と、前記ヘテロ接合形F
    ETのゲート幅とほぼ同一のゲート幅を有するMES
    FETを増幅素子とし前記前段増幅器から増幅された前
    記高周波数信号を受ける後段増幅器とを含むことを特徴
    とする多段増幅器。
JP5019791A 1993-02-08 1993-02-08 多段増幅器 Expired - Fee Related JPH0738549B2 (ja)

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JPH06232661A JPH06232661A (ja) 1994-08-19
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19960910