JPH01317006A

JPH01317006A - 広帯域増幅器

Info

Publication number: JPH01317006A
Application number: JP1103617A
Authority: JP
Inventors: William E Main; ウィリアム・エリック・メイン
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1988-04-25
Filing date: 1989-04-25
Publication date: 1989-12-21
Also published as: EP0339481A2; DE68917356T2; EP0339481A3; US4831337A; EP0339481B1; DE68917356D1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、増幅器に関し、更に詳しくはモノリシック集
積回路の形態での製造に適した高周波広帯域増幅器に好
適に実施される。

（従来の技術および発明が解決しようとする課題）本技術は、高周波増幅器に関する。−膜内に、多くの高
周波増幅器は個別の構成部品を使用して製造されている
。これらの従来技術による増幅器の多くは、多くの部品
点数、トランスを必要とし高価である。ざらに、このよ
うな高周波増幅器は高い電力消費を必要とし、したがっ
て電池によって動作する電源での使用には適していない
。

現在、ゲインと位相が調和しているとともに予め予測が
可能であり、比較的高い出力電力と低い電流供給能力を
有しながらバッテリ電圧によって動作可能な集積化され
たリニア広帯域増幅器が必要とされている。

したがって、本発明の目的は改善された増幅器を提供す
ることである。

本発明の他の目的は、集積回路の形態での製造に適合し
、高い周波数領域で広帯域の特性を有する改善された増
幅器を提供することである。

本発明のざらに別の目的は、高い出力電力と低い電流供
給能力を有しながら、バッテリで動作することが可能な
集積回路の増幅器を提供することでおる。

（課題を解決するための手段）前記およびその他の目的にしたがって、各々か入力、出
力および共通端子を有する少なくとも第１および第２の
電流ミラーと第１電流ミラーの入力に電流を供給する電
流源とによって構成される増幅器が提供される。第１電
流ミラーの入力および共通端子は、差動入力信号を受信
するため増幅器のパノノに接続され、出力は電源導体に
接続される。第２電流ミラーの入力は第１電流ミラーの
共通端子に接続され、この第２電流ミラーの出力は増幅
器の出力に接続され、共通端子は第２電源導体に接続さ
れる。

（実施例）第１図において、集積回路の形態での製造に適合した本
発明の広帯域増幅器１０が示されそいる。

増幅器１０は、複数の電流ミラー１８．２０、　２２に
よって構成され、これらの電流ミラーの各々は、入力（
半円で示す）、出力および共通端子を有する。増幅器１
０はｎ個の電流ミラーを有するものとして示されている
が、本発明の新規性は、以下説明するように第１電流ミ
ラーおよび第２電流ミラーを積重ねる点に見出だされる
。

第１電流ミラー１８は、入力１２．１４にそれぞれ接続
された入力端子および共通端子を有し、その入力へ差動
入力電流■ｉｎが入力されるものとして示されている。

ざらに、電流源２４は、電流ミラー１８の入力に直流電
流Ｉｄｏを供給する。

電流ミラー１８．２０の出力はくリード線３０および３
２を介して〉、電流源２４と同様に、ｖｏｏが供給され
る第１電源導体に接続される。

ｖｏｏはバッテリ電圧でもよい。電流ミラー１８の共通
端子は、電流ミラー２０の入力に接続され、電流ミラー
２０の共通端子は、電流ミラー２２の入力に接続される
。図示のように、複数の電流ミラーが、電流ミラー２０
の共通端子とＮ番目の電流ミラー２２の入力との間に積
重ねられ、換言すれば、電流ミラー２０．２２によって
示されるように各電流ミラーは、次に続く電流ミラーの
入力に接続される共通端子を有している。積重ねられた
電流ミラーの最終ステージである電流ミラー２２は、ア
ース基準電位が供給される第２電源導体２８に接続され
た共通端子を有している。電流ミラー２２の出ノｊは、
リート線３４を介して増幅器１０の出力１６に接続され
る。各電流ミラーはその出力に電流を供給するが、その
電流は供給された入力電流の倍数となる。例えば、電流
ミラー１８からのリード線３０における出力電流は、第
１式に等しい。

（Ｉ　　　＋１・　）・（ｎｌ）・・・・・・（１）ｄ
ｃ　　　＋ｎここでｎ　１は、理解されるように、電流ミラー１８の
乗数係数である。

したがって、電流ミラー１８の共通端子から電流ミラー
２０の入力へ供給される入力電流は、第２式に等しいも
のとして示される。

Ｉ　　　・（ｎｌ＋Ｉ）＋Ｉ−・（ｎｌ＞ｄｃ　　　　
　　　　　　＋ｎ・・・・・・・・・・・・・・・（２）同様に、リード
線３２における電流ミラー２０の出力は第３式で与えら
れる。

［Ｉ　　　−（ｎ１＋１＞＋Ｉｉ、− ｃ（ｎｌ）］・（ｎｎ）　　・・・・・・・・・・・・・
・・（３）ここでｎ２は、電流ミラー２０の乗数係数で
ある。

したがって、出力１６に与えられる出力電流ＩＯは第４
式に等しいものとして示される。

Ｉ　　＝［Ｉ　　　−（ｎｌ＋１＞＋ＩＨ，−ｏ　　　
　ｄｃ（ｎｌ＞］・（ｎｎ２＋１・・・（ｎｎ　１＋１）・（
ｎ　　）　　　　・・・・・・・・・・・・・・・（４
）したがって、基本的には先行する電流ミラーの各ステ
ージの入力電流と出力電流の合計が、次に続く電流ミラ
ーの入力電流になる。先行する電流ミラーの各ステージ
は、次の電流ミラーの各ステージに対して高い出力イン
ピーダンスを有する電流源を効果的に提供する。第２図
に示されるように、増幅器１０は差動的に駆動されるの
で、電流ミラー１８の入力は駆動源に対して共通コレク
タ入力としてではなく、共通エミッタとして現れる。こ
れによって、増幅器１０の入力インピーダンスと増幅器
に対する駆動源との間の良好なマツチングが得られる。

上式によって明らかなように、積重ねられた電流ミラー
１８・・・２２は増幅器１０のゲインを得るために利用
される。

さて、第２図を参照して、ここには増幅器１０の完全な
概略図が示され、同等の構成部品は第１図で使用したの
と同じ参照番号によって示されている。増幅器１０が、
従来の低電力バイポーラ集積回路プロセスを使用して、
集積回路の形態で製造するのに適しているこは、当業者
にとって明らかである。

本実施例の場合、−増幅器１０は第１図に示す方法で積
重ねられた３段の電流ミラーステージ（ｎ＝３）によっ
て構成される。前記に関連して、電流ミラー１８はダイ
オード接続されたトランジスタ４０およびトランジスタ
４２によって形成され、これらの間の接続は、技術上周
知のものである。

トランジスタ４０は、トランジスタ４２の制御電極、す
なわちベース電極に相互接続された５レクタ電極および
ベース電極を有する半導体ダイオードとして機能する。

トランジスタ４０のコレクタは、電流ミラーの入力とし
て作用し、入力１２および電流源２４の両方に接続され
る。トランジシスタ４０．４２の第１電極、すなわちエ
ミッタ電極は電流ミラーの共通端子で相互に接続され、
トランジスタ４２のコレクタ電極、すなわち第２電極（
電流ミラーの出力）はトランジスタ４４のコレクターエ
ミッタ導通通路を介して、電源供給導体２６からバッフ
ァされ、トランジスタ４４のベースはバイアス電圧ＶＢ
が印加される端子に接続される。トランジスタ４６．４
８は電流ミラー２０として機能し、トランジスタ４６の
コレクタ（電流ミラーの入力）は先行する電流ミラーの
共通端子に接続される。トランジスタ４６．４８のベー
スは、トランジスタ５０のエミッタおよび抵抗６２と相
互に接続される。トランジスタ４８のコレクタは、電流
ミラーの出力を提供し、縦続接続（ＣａＳＣａｄｅ）さ
れたトランジスタ４４．５６．５８によって電源からバ
ッファされている。同様に、トランジスタ５６のエミッ
タに接続されたコレクタと入力１４に接続されたベース
を有するトランジスタ５０は、電圧の変動から電流ミラ
ー２０をバッファしてトランジスタ４８の周波数応答を
効果的に改善する。第３電流ミラーは、ダイオード接続
されたトランジスタ５２およびトランジスタ５４によっ
て構成されるものとして示され、これらは第１電流ミラ
ー１８を参照して前に説明したのと実質的に同じ方法で
共に接続されている。

再び、電流ミラーの出力（トランジスタ５４のコレクタ
）は、端子６２に加えられる特定の信号によってオンま
たはオフに切替えられる縦続接続（ｃａｓｃａｄｅ）さ
れたトランジスタ６０によって、増幅器１０の出力１６
からバッフ１される。増幅器１０は、電流ミラー２２の
トランジスタ５４のコレクタに接続された出力１６を有
するものとして上述したが、増幅器１０の出力は導体２
８に接続された後者の電流ミラーの代わりに前述した電
流ミラーの共通端子からもとることができることが理解
されるべきである。

したがって、ここで図示し説明してきたものは、差動的
に加えられた入力電流を増幅するために積重ねられた電
流ミラーを利用する独創的な電流ミラーである。各先行
する積重ねられた電流ミラーの入力電流と出力電流の合
計によって、次に続く積重ねられた電流ミラーの入力に
対する入力電流源が与えられる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明に従えば高周波領域におい
て広帯域の特性を有する増幅器か提供され、ざらに容易
に集積回路として１！！造される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明である増幅器のブロック概略図である
。第２図は、好適な実施例の増幅器を示１慨略図である。１０・・・増幅器１２．１４・・・入力１６・・・出力１８．２０，２２・・・電流ミラー２４・・・電流源２６・・・電源供給用導体２８・・・電源導体３０．３２．３４・・・リード線

Claims

【特許請求の範囲】１、第１および第２電源用導体と、各々入力、出力および共通端子を有する複数の電流ミラ
ーであつて、各先行する電流ミラーの共通端子は次に続
く電流ミラーの入力に接続され、前記複数の電流ミラー
の最終電流ミラーの前記出力は増幅器の出力に接続され
、前記最終電流ミラーの前記共通端子は前記第２電源用
導体に接続される複数の電流ミラーと、前記第１電源導体と前記複数の電流ミラーの第１電流ミ
ラーの前記入力との間に接続され、実質的に一定の電流
を供給する電流源と、前記第１電流ミラーの前記入力と共通端子とを増幅器の
第１入力および第２入力に接続する手段とによつて構成
されることを特徴とする増幅器。２、前記複数の電流ミラーは、前記第１電流ミラー、前
記最終電流ミラーおよび第２電流ミラーを有し、前記第
２電流ミラーの前記入力は前記第１電流ミラーの前記共
通端子に接続され、前記第２電流ミラーの前記共通端子
は前記最終電流ミラーの前記入力に接続され、前記第１
および前記第２電流ミラーの前記出力は前記第１電源導
体に接続されることを特徴とする請求項１記載の増幅器
。３、前記第１電流ミラーは、前記入力と前記共通端子との間に接続された第１半導体
ダイオードと、第１、第２および制御電極を有し、前記第１電極は前記
共通端子に接続され、前記第２電極は前記出力に接続さ
れ、前記制御電極は前記入力に接続される第１トランジ
スタとを有することを特徴とする請求項１記載の増幅器
。４、前記最終電流ミラーは、前記入力と前記共通端子との間に接続された第１半導体
ダイオードと、第１、第２および制御電極を有し、前記第１電極は前記
共通端子に接続され、前記第２電極は前記出力に接続さ
れ、前記制御電極は前記入力に接続される第１トランジ
スタとを有することを特徴とする請求項１記載の増幅器
。５、前記第２電流ミラーは、第１、第２および制御電極を有し、前記第２電極が前記
入力に接続される第１トランジスタと、前記第１トラン
ジスタの前記第２電極を前記制御電極に接続する回路と
、第１、第２および制御電極を有し、前記第１トランジス
タの前記第１電極および前記第１電極は前記共通端子に
接続され、前記制御電極は前記第１トランジスタの前記
制御電極に接続され、前記第２電極は前記出力に接続さ
れる第２トランジスタとを有することを特徴とする請求
項２記載の増幅器。６、前記第２電流ミラーは、第１、第２および制御電極を有し、前記第２電極は前記
入力に接続される第２トランジスタと、前記第２トラン
ジスタの前記第２電極を前記制御電極に接続する回路と
、第１、第２および制御電極を有し、前記第２トランジス
タの前記第１電極および前記第１電極は前記共通端子に
接続され、前記制御電極は前記第２トランジスタの前記
制御電極に接続され、前記第２電極は前記出力に接続さ
れる第３トランジスタとを有することを特徴とする請求
項３記載の増幅器。７、前記最終電流ミラーは、前記入力と前記共通端子との間に接続された第２半導体
ダイオードと、第１、第２および制御電極を有し、前記第１電極は前記
共通端子に接続され、前記第２電極は前記出力に接続さ
れ、前記制御電極は前記入力に接続される第４トランジ
スタとを有することを特徴とする請求項６記載の増幅器
。８、第１および第２入力に印加される入力信号に応答し
て出力に出力信号を供給する集積化された増幅回路にお
いて、各々入力および共通端子を有し、先行する各電流ミラー
の前記共通端子は次に続く電流ミラーの前記入力に接続
され、その結果、先行する電流ミラーの入力および出力
電流の合計が前記後続する電流ミラーの前記入力に供給
される複数の電流ミラーと、前記複数の電流ミラー中の第１電流ミラーの前記入力お
よび共通端子を増幅器の第１および第２入力に接続する
手段と、前記複数の電流ミラー中の最終電流ミラーの出力を増幅
器の出力に接続する手段と、前記第１電流ミラーの前記入力に直流電流を供給する電
流源とによつて構成されることを特徴とする集積化され
た増幅回路。９、前記複数の電流ミラーは、前記第１、前記最終およ
び別の電流ミラーによつて構成され、前記別の電流ミラ
ーの前記入力および前記共通端子は前記第１電流ミラー
の前記共通端子および前記最終電流ミラーの前記入力に
それぞれ接続され、前記最終電流ミラーの前記共通端子
はアース基準電位の供給される端子に接続されることを
特徴とする請求項８記載の集積化された増幅回路。