增益可变放大器 【技术领域】
本发明涉及增益可改变的放大器。
背景技术
图6与图7分别表示已有的增益可变放大器。
图6所示的增益可变放大器具有能够用射极接地的晶体管3放大从输入端1输入的信号后将其输出到输出端子2的结构，具有由电源10通过负载9与基极接地的晶体管4的集电极-射极在晶体管3的集电极上施加电源电压的高增益模式，以及电源10通过负载9与电阻7和基极接地的晶体管6的集电极-射极在晶体管3的集电极上施加电源电压的低增益模式。11是产生决定晶体管3的工作点的偏压地偏压电源。
高增益模式5与低增益模式的选择由选择开关12进行。
在选择高增益模式时选择开关12切换到接点12a一侧。以此由偏压电源13只向晶体管4、6的两个基极中的晶体管4的基板施加偏压，在晶体管3上通过晶体管4施加电源电压。由晶体管3放大的信号通过分叉通路5从输出端子2输出。
在选择低增益模式时，选择开关12切换到接点12b侧。以此由偏压电源13只对晶体管6的基极施加偏压，在晶体管3上通过晶体管6施加电源电压。用晶体管3放大的信号通过分叉路8从输出端2输出。这种低增益模式的增益利用电阻7调整。
图7的增益可变放大器利用调整分叉通路25分叉通路27的电流比对增益进行调整，电流调整通过调整基极接地的晶体管6的基极电压进行，这一点与图6不同。
详细地说，是用射极接地晶体管3放大从输入端1输入的信号RFin然后向输出端2输出的结构，11是产生决定晶体管3的工作点的偏压的偏压电源。
存在着在晶体管3的集电极上由电源10通过负载9与基极接地晶体管4的集电极-射极施加电源电压的高增益模式以及由电源10通过基板接地晶体管6的集电极-射极施加电源电压的低增益模式。
晶体管4、6的基极上分别施加电源29、30来的电压，改变电源30的输出电压，调整基极接地的晶体管6的基极电压，进行电流调整，从而可以对分叉通路25与分叉通路27的电流比进行调整。
使用这种增益可变放大器的电路的例子，可以举出高频接收机的前端的前置放大器。如图8所示，在前置放大器A的输入级与输出级分别以提高选择性为目的连接带通滤波器709、710、711为混频电路。
带通滤波器709、710是设计成以特定的输入输出阻抗满足要求的通过频率特性的，因此相应于高频接收机使用的电场强度，在高增益模式与低增益模式之间切换增益可变放大器A的增益。
因此要求增益可变放大器A在高增益模式与低增益模式之间切换的情况下也要使输入输出阻抗保持所述特定阻抗。
但是，在图6的增益改变方法中，高增益模式时和低增益模式时输出阻抗有变化，因此对在高增益模式和低增益模式这两种模式时，要取得输出阻抗匹配是困难的。
又，图7所示的增益改变方法中，分叉通路25与分叉通路27的电流比的调整方法是调整基极接地晶体管6的基极电压，但是例如晶体管6的基极电压如果有0.02伏特的变化，增益就变动1dB，因此增益的调整是困难的。
【发明内容】
本发明是为解决上述问题而作出的，其目的在于，提供一种对于高增益模式和低增益模式两种模式，输出阻抗变化小，能够容易地对增益进行正确调整的增益可变放大器。
为了解决上述问题，本发明的增益可变放大器在第1晶体管的输出电路中具有负载，第2晶体管的输出电路安装于第1晶体管的输出电路与所述负载之间，将输入到第1晶体管的输入信号放大后从所述负载与第2晶体管的连接点取出放大信号，所述增益可变放大器的特征在于具有下面所述的结构，即在高增益模式的情况下，只对第2、第3晶体管中的第2晶体管使控制偏压导通，在低增益模式的情况下使第2、第3两个晶体管的控制偏压导通。
本发明第1项记载的增益可变放大器，在第1晶体管的输出电路中具有负载，第2晶体管的输出电路安装于第1晶体管的输出电路与所述负载之间，将输入到第1晶体管的输入信号放大后从所述负载与第2晶体管的连接点取出放大信号，所述增益可变放大器的特征在于，具有下面所述的结构，即设置将第3晶体管的输出电路并联连接于第2晶体管的输出电路与所述负载的串联电路，同时接通或切断第3晶体管的控制偏压的开关手段，在高增益模式的情况下，切断所述开关，只对第2、第3晶体管中的第2晶体管使控制偏压导通，在低增益模式的情况下，接通所述开关手段，使第2、第3两个晶体管的控制偏压导通。
采用这样的结构，对于高增益模式和低增益模式两种模式，输出阻抗变化小，而且输出电流由所述各基极接地型晶体管的尺寸比决定，因此能够与控制偏压无关地，容易地对增益进行正确调整。
本发明第2项记载的增益可变放大器，在第1晶体管的输出电路中具有负载，第2晶体管的输出电路安装于第1晶体管的输出电路与所述负载之间，将输入到第1晶体管的输入信号放大后从所述负载与第2晶体管的连接点取出放大信号，所述增益可变放大器的特征在于，具有下面所述的结构，即设置将第3晶体管的输出电路并联连接于第2晶体管的输出电路与所述负载的串联电路，同时将开关手段连接于第2、第3晶体管的两个控制端子之间，在高增益模式的情况下，切断所述开关手段，只使第2、第3晶体管中的第2晶体管的控制偏压导通，在低增益模式的情况下，接通所述开关手段，使第2、第3两个晶体管的控制偏压导通。
本发明第3项记载的增益可变放大器，是在第2项记载的增益可变放大器中，具有下述特征，即所述开关手段由MOS晶体管构成，所述第3晶体管的控制端子上并联连接电阻。
本发明第4项记载的增益可变放大器，是在第1～3项记载中的任一项的增益可变放大器中，具有下述特征，即在第3晶体管的输出电路上串联连接电阻。
本发明第5项记载的增益可变放大器，是在第1～4项记载中的任一项的的增益可变放大器中，具有下述特征，即使第2晶体管和第3晶体管尺寸互不相同。
附图概述
图1是本发明实施形态1的增益可变放大器的电路图。
图2是本发明实施形态2的增益可变放大器的电路图。
图3是本发明实施形态3的增益可变放大器的电路图。
图4是本发明实施形态4的增益可变放大器的电路图。
图5是各实施形态的偏置电路的结构图。
图6是已有的第1增益可变放大器的电路图。
图7是已有的第2增益可变放大器的电路图。
图8是表示增益可变放大器的使用例的方框图。
具体实施形态
下面根据图1～图5对本发明各实施形态加以说明。
实施形态1
图1表示本发明实施形态1的增益可变放大器。
作为第1晶体管的射极接地晶体管102的输出电路的集电极-射极侧具有负载106，作为第2晶体管的基极接地晶体管103的输出电路的集电极-射极安装于晶体管102的集电极与负载106之间，作为晶体管102的输入的由输入端子1提供给基极的输入信号RFin经过放大后，从连接于负载106与晶体管103的连接点P1上的输出端子2取出放大信号的增益可变放大器，作为第3晶体管的基极接地晶体管104的输出电路的集电极-射极，与晶体管103的集电极-射极和负载106的串联电路并联连接。
108是由电源114生成晶体管103的基极偏压的偏置电路，109是由电源115生成晶体管104的基极偏压的偏置电路，在本实施形态中，形成这样的结构，即在电源115与偏置电路109之间串联连接着作为开关手段的开关110、形成能使晶体管104的偏压接通/断开的结构。111、112是高频傍路电容器。107是电源113生成晶体管102的偏压的偏置电路。
这样构成的增益可变放大器，不同于晶体管103上施加的偏压不管高增益模式还是低增益模式都由偏置电路108施加的放大器，晶体管104的偏压由开关110相应于高增益模式和低增益模式如下所述选择接通/断开。
在高增益模式时，使开关110断开，晶体管104截止。这时，全部高频信号输入到晶体管103的射极，被输出到集电极，可以从输出端2得到高增益的高频信号。
低增益模式时，将开关110接通，使第2基极接地晶体管104导通以施加与晶体管103同值的基极电压。这时，流入晶体管103与晶体管104的电流之比取决于晶体管103与第2基极接地晶体管104的尺寸比。
因此调整晶体管103与晶体管104的尺寸比可以容易而且正确地调整流入晶体管的电流，可以从输出端2得到低增益的高频信号。
例如，将晶体管103与晶体管104的尺寸比从1∶1调整为2∶3，可以把增益调整1dB。具体地说，晶体管103与晶体管104的尺寸比从1∶1调整为2∶3可以将增益调整-1dB，将晶体管103与晶体管104的尺寸比从1∶1调整为3∶2，可以把增益调整+1dB。
又，由于高增益模式时与低增益模式时输出的负载条件相同，所以输出阻抗变化小。
采用本实施形态，能够提供高增益模式时与低增益模式时阻抗变化小，能够提供容易且正确地调整增益的放大器。
又，由于输出电流取决于晶体管103、104的尺寸比，能够不受控制偏压影响地、容易且正确地进行增益调整。
实施形态2
图2表示本发明实施形态2的增益可变放大器。
表示实施形态1的图1中，晶体管104的基极偏压由偏置电路109提供，而在本实施形态2中，晶体管103、104的两个控制端子之间用作为开关手段的MOS晶体管201的输出电路连接，MOS晶体管201的栅极上通过开关202施加来自电源203的电压，实施形态2就只这一点与实施形态1存在结构差异。
具体地说，将MOS晶体管201的漏极连接于晶体管103基极上，MOS晶体管201的源极连接于晶体管104基极上。
在高增益模式时，断开开关202，使晶体管104的基极开放，使晶体管104截止。这时，全部高频信号被输入到晶体管103的射极，又被输出到集电极，可以从输出端2得到高增益的高频信号。
在低增益模式时，接通开关202，使晶体管104导通。借助于此，可以向晶体管103、104的基极提供相同值的基极偏压。
这时，流往晶体管103与晶体管104的电流比利用晶体管103与晶体管104的尺寸比决定。因此，调整晶体管103与晶体管104的尺寸比可以容易且正确地调整流入晶体管的电流，可以从输出端2得到低增益的高频信号。
实施形态3
图3表示本发明实施形态3的增益可变放大器。
本实施形态3只是在实施形态2的晶体管104的基极上并联连接电阻301这一点不同于实施形态2。电阻301连接于晶体管104的基极与基准电位302之间。
由于具有这样的结构，在将MOS晶体管201的漏极连接于晶体管103的基极上，将MOS晶体管201的源极连接于晶体管104的基极而构成开关手段的情况下，如果想要选择高增益模式而将开关202断开，则由于晶体管104的基极通过电阻301接地，可以使晶体管104完全截止，可以使高频功率衰减，防止高频电力蔓延到输出端。
实施形态4
图4为本发明实施形态4的增益可变放大器。
本实施形态4只是在实施形态2的晶体管104的集电极上串联连接电阻401这一点上不同于实施形态2。
由于具有这样的结构，在低增益模式时将开关202接通，使晶体管104导通，于是能够对晶体管103与晶体管104的基极提供相同的电压。在这里，利用在晶体管集电极上连接的电阻401，可以使高频信号衰减，可以防止高频电力蔓延到输出端。
实施形态5
在实施形态4中，在实施形态2的晶体管104的集电极上串联电阻401，但是也可以在图1所示的实施形态1中在晶体管104的集电极上串联连接电阻。在这种情况下，也可以采用晶体管103与晶体管104的尺寸相同的结构或使尺寸互不相同的结构的任一种。
实施形态6
在实施形态3中，在实施形态2的晶体管104的基极上并联连接电阻301。在实施形态4中则在实施形态2的晶体管104的集电极上串联连接电阻401，但是也可以在实施形态2的晶体管104的基极上并联连接电阻301并且在晶体管104的集电极上串联连接电阻401。在这种情况下也可以采用晶体管103和晶体管104的尺寸相同的结构或使尺寸互不相同的结构的任一种。
还有，上述各实施形态中的偏置电路107如图5(b)所示由密勒电路构成，偏置电路108如图5(a)所示构成。17A为偏置电路107的输出，18A为偏置电路108的输出，19是与偏置电路108的输入的连接线，偏置电路109与偏置电路108一样构成。
如上所述。本发明的增益可变放大器在高增益模式时与低增益模式时输出阻抗的变化小，能够容易地正确调整增益。