JPH07154155A - 高周波増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負帰還増幅器よりなる高周波増幅器におい
て、配線路の漂遊容量に基づく周波数特性への悪影響を
僅少にする改良である。 【構成】 負帰還増幅器よりなる高周波増幅器におい
て、負帰還回路２中に等価的に直列に挿入される負帰還
抵抗が分割され、分割された一方の抵抗である第１の負
帰還抵抗２１が、高周波増幅器を構成する初段トランジ
スタ１１、１２の制御端子１１１、１２１の直近に配設
されている高周波増幅器である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高周波増幅器の改良に
関する。特に、負帰還増幅器よりなる高周波増幅器にお
いて、配線路の漂遊容量に基づく周波数特性への悪影響
を僅少にする改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報を有線伝送により送受するシステム
では、伝送チャンネル数を多くするため、周波数特性が
広帯域に旦って平坦である高周波増幅器が要求されてい
る。

【０００３】図２参照 図２は従来技術に係る高周波増幅器の回路図である。図
２において、１は差動増幅器であり、２は負帰還回路で
あり、３は入力トランスであり、４は出力トランスであ
り、５は電源平滑用静電容量であり、３１は入力端子で
あり、４１は出力端子であり、６１は電源供給端子であ
る。差動増幅器１は２段の増幅段からなり、初段は２個
のエミッタ接地バイポーラトランジスタよりなる初段ト
ランジスタ１１、１２で構成され、出力段は２個のベー
ス接地バイポーラトランジスタよりなる出力段トランジ
スタ１３、１４で構成されている。入力端子３１より入
力された信号は、入力トランス３を介して、差動増幅器
１の初段トランジスタ１１、１２のそれぞれの制御端子
１１１、１２１であるベースに印加される。そして、初
段と出力段との増幅段で増幅された信号は、出力段トラ
ンジスタ１３、１４それぞれの電流端子１３３、１４３
であるコレクタより出力され、出力トランス４を介し
て、出力端子４１より外部に送出される。同時に、初段
と出力段との増幅段で増幅された信号は、負帰還回路２
を介して、初段トランジスタ１１、１２それぞれの制御
端子１１１、１２１に負帰還される。負帰還回路２は、
負帰還抵抗２０と第１のキャパシタ２３と第２のキャパ
シタ２４とで構成されている。

【０００４】負帰還回路２により出力信号が負帰還され
る差動増幅器１の周波数特性は、差動増幅器１の利得が
十分高い周波数範囲においては、負帰還回路２の周波数
特性によって決定される。負帰還回路２の第１のキャパ
シタ２３は直流信号を遮断する機能を有し、低周波領域
において影響力を有している。第２のキャパシタ２４は
差動増幅器１の利得が低下する付近の周波数における特
性を補正する機能を有する。そして、高周波増幅器とし
て要求される周波数帯域では負帰還抵抗２０のみが機能
することゝなる。このため、図２に示す従来技術に係る
高周波増幅器は、４０〜５５０ＭＨｚの周波数範囲にお
いてほぼ平坦な周波数特性を有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、伝送容量の
増大がますます要求されており、例えば、ＣＡＴＶシス
テムは、伝送チャンネル数がこれまでの６０チャンネル
である６０チャンネルシステムから、１５０チャンネル
システムへと移行する傾向にある。１５０チャンネルシ
ステムを実現するためには４０〜１０００ＭＨｚの周波
数範囲において利得が平坦な高周波増幅器が必要であ
る。

【０００６】図３参照 図３に示す回路は、図２において使用されているバイポ
ーラ形トランジスタに替えて、高周波特性に優れたガリ
ウム砒素からなるＦＥＴを増幅素子として使用する高周
波増幅器である。差動増幅器１への入力は、初段トラン
ジスタ１１、１２を構成するＦＥＴそれぞれのゲートで
ある制御端子１１１、１２１に印加され、差動増幅器１
の出力は、出力段トランジスタ１３、１４を構成するＦ
ＥＴそれぞれのドレインである電流端子１３３、１４３
より取り出される。負帰還回路２は、負帰還抵抗２０と
第１の静電容量２３とで構成されている。

【０００７】このように、増幅素子を高周波特性に優れ
たＦＥＴに替えた高周波増幅器においても、平坦な周波
数特性は、４０〜６００ＭＨｚ程度であり、要求される
高周波特性を満足させることができない。

【０００８】本発明の目的は、この欠点を解消すること
にあり、高周波特性に優れた高周波増幅器を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、負帰還増
幅器よりなる高周波増幅器において、負帰還回路（２）
中に等価的に直列に挿入される負帰還抵抗が分割され、
分割された一方の抵抗である第１の負帰還抵抗（２１）
が、前記の高周波増幅器を構成する初段トランジスタ
（１１、１２）の制御端子（１１１、１２１）の直近に
配設されている高周波増幅器によって達成される。

【００１０】

【作用】負帰還増幅器の周波数特性は、負帰還回路を構
成する素子の周波数特性によっても変化する。ここで云
う負帰還回路を構成する素子とは、回路図に示されてい
る素子だけでなく、実際の製品に不可避的に存在する漂
遊キャパシタンス等も含んでのことである。４０〜１０
００ＭＨｚと云う高周波領域になると配線のための線そ
のものが回路素子である。すなわち、配線抵抗と漂遊イ
ンダクタンスと漂遊キャパシタンスとである。図２また
は図３においては、初段トランジスタ１１、１２の入力
インピーダンスは高いから、高周波増幅器の周波数特性
に悪影響を与える素子は、負帰還抵抗２０から初段トラ
ンジスタ１１、１２の制御端子１１１、１２１までの配
線が有する漂遊キャパシタンスである。図２または図３
に点線をもって図示されている２９（図２、図３参照）
は、上述の悪影響を与える配線の漂遊キャパシタンスを
代表して記載されたものである。この漂遊キャパシタン
ス２９のインピーダンスの絶対値が負帰還抵抗２０のイ
ンピーダンスの絶対値と等しくなる周波数より高い周波
数では、負帰還信号が漂遊キャパシタンス２９により大
地にバイパスされるため、負帰還がかからず、高周波増
幅器の周波数特性が平坦とならない。

【００１１】これに対し、本発明においては、負帰還回
路２中に等価的に直列に挿入される負帰還抵抗を分割し
て、分割した抵抗である第１の負帰還抵抗２１を、初段
トランジスタ１１、１２の制御端子１１１、１２１の直
近に配設するようにしてあるから、第１の負帰還抵抗２
１から初段トランジスタ１１、１２の制御端子１１１、
１２１までの配線は短く、その漂遊キャパシタンスは小
さいから影響を与えない。また、分割されて残った抵抗
である第２の負帰還抵抗２２から第１の負帰還抵抗２１
までの配線に基づく漂遊キャパシタンス２９による影響
は、第２の負帰還抵抗２２の値を分割される前の負帰還
抵抗の値で除算した商に比例して減少することになる。
このため、配線路の漂遊容量に基づく周波数特性への悪
影響を僅少にすることができ、高周波特性に優れた高周
波増幅器とすることができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例に
係る高周波増幅器についてさらに詳細に説明する。

【００１３】図１参照 図１は、図３の従来技術に係る高周波増幅器に対応す
る、本発明に係る高周波増幅器の回路図である。図１に
おいて、１は差動増幅器であり、２は負帰還回路であ
り、３は入力トランスであり、４は出力トランスであ
り、５は電源平滑用静電容量であり、３１は入力端子で
あり、４１は出力端子であり、６１は電源供給端子であ
る。差動増幅器１は２段の増幅段からなり、初段は２個
のＦＥＴよりなる初段トランジスタ１１、１２で構成さ
れ、出力段は２個のＦＥＴよりなる出力段トランジスタ
１３、１４で構成されている。入力端子３１より入力さ
れた信号は、入力トランス３を介して、差動増幅器１の
初段トランジスタ１１、１２のそれぞれの制御端子１１
１、１２１であるゲートに印加される。そして、初段と
出力段との増幅段で増幅された信号は、出力段トランジ
スタ１３、１４それぞれの電流端子１３３、１４３であ
るドレインより出力され、出力トランス４を介して、出
力端子４１より外部に送出される。同時に、初段と出力
段との増幅段で増幅された信号は、負帰還回路２を介し
て、初段トランジスタ１１、１２それぞれの制御端子１
１１、１２１に負帰還される。負帰還回路２は、第１の
負帰還抵抗２１と第２の負帰還抵抗２２と第１のキャパ
シタ２３とで構成されている。

【００１４】そして、この高周波増幅器を製品化すると
き、第１の負帰還抵抗２１は差動増幅器１の初段トラン
ジスタ１１、１２それぞれの制御端子１１１、１２１の
直近に配置してある。点線で示す２９は、第２の負帰還
抵抗２２から第１の負帰還抵抗２１までの配線路が有す
る漂遊キャパシタンスである。

【００１５】高周波増幅器に対し要求される利得に対応
して、負帰還回路２中に等価的に直列に挿入される負帰
還抵抗の値が決定される。この負帰還抵抗の値は、第１
の負帰還抵抗２１の値と第２の負帰還抵抗２２の値との
和であるので、この負帰還抵抗の値を分割し、分割した
一方を第１の負帰還抵抗２１で、残部を第２の負帰還抵
抗２２で分担させてある。

【００１６】本発明に係る高周波増幅器は、第１の負帰
還抵抗２１が初段トランジスタ１１、１２それぞれの制
御端子１１１、１２１の直近に配置されてあるので、漂
遊キャパシタンス２９が及ぼす周波数特性への悪影響
は、漂遊キャパシタンス２９のインピーダンスの絶対値
が第２の負帰還抵抗２２のインピーダンスの絶対値を超
える周波数帯域において生ずる。したがって、第２の負
帰還抵抗２２の抵抗値が分割により小さくなることによ
り、悪影響を低減することができる。

【００１７】このため、図１に示す本発明に係る高周波
増幅器は、４０〜１０００ＭＨｚの周波数範囲において
ほゞ平坦な周波数特性を有することができ、１５０チャ
ンネルシステムのＣＡＴＶシステム等を実現することが
可能となる。

【００１８】なお、図１に示す高周波増幅器は、初段、
出力段共に、トランジスタを２個使用し、プッシュプル
動作させた差動増幅器としてあるが、差動増幅器である
必要はなく、シングル動作であっても、本発明に係る技
術は有効な効果を発揮する。このとき、初段トランジス
タは複数でなく、１個であってもよい。そして、初段ト
ランジスタが１個のときは、当然制御端子も１個とな
る。また、トランジスタはＦＥＴでなく、バイポーラト
ランジスタであっても、配線が有する悪影響を軽減さ
せ、バイポーラトランジスタが有する特性の限界まで性
能を発揮させることができる。

【００１９】さらに、上述の説明では、要求される周波
数特性は平坦であるとしたが、平坦でなくてもよい。こ
のときは、要求される高周波増幅器の周波数特性に対応
して、帰還回路の伝達関数が決定されるが、この伝達関
数を実現する帰還回路中に等価的に直列に挿入される負
帰還抵抗を分割するようにすればよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る高周
波増幅器においては、負帰還回路中に等価的に直列に挿
入される負帰還抵抗を分割して、分割した一方の抵抗で
ある第１の負帰還抵抗を、初段トランジスタの制御端子
の直近に配設することゝされているので、負帰還回路の
配線が有するインピーダンスによる影響は、この配線と
負帰還される信号を発する出力段トランジスタの電流端
子との間の回路素子のインピーダンスと配線のインピー
ダンスとの比によって決定される。配線と出力段トラン
ジスタの電流端子との間の回路素子のインピーダンスは
第１の負帰還抵抗の抵抗値分だけ減少しているから、高
周波増幅器の周波数特性への悪影響は、負帰還抵抗の抵
抗値が減少した分だけ軽減されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高周波増幅器の回路図である。

【図２】従来技術に係る高周波増幅器の回路図である。

【図３】改良された従来技術に係る高周波増幅器の回路
図である。

【符号の説明】 １ 差動増幅器 ２ 負帰還回路 ３ 入力トランス ４ 出力トランス ５ 電源平滑用静電容量 １１、１２ 初段トランジスタ １３、１４ 出力段トランジスタ ２０ 負帰還抵抗 ２１ 第１の負帰還抵抗 ２２ 第２の負帰還抵抗 ２３ 第１のキャパシタ ２４ 第２のキャパシタ ２９ 漂遊キャパシタンス ３１ 入力端子 ４１ 出力端子 ６１ 電源供給端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福伝 信敏 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 古谷 長久 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負帰還増幅器よりなる高周波増幅器にお
   いて、 負帰還回路（２）中に等価的に直列に挿入される負帰還
   抵抗が分割され、分割された一方の抵抗である第１の負
   帰還抵抗（２１）が、前記高周波増幅器を構成する初段
   トランジスタ（１１、１２）の制御端子（１１１、１２
   １）の直近に配設されてなることを特徴とする高周波増
   幅器。