特許ウォッチ

公開番号2023079002
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-06-07
出願番号2021192380
出願日2021-11-26
発明の名称増幅器
出願人富士通株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H03F 1/22 20060101AFI20230531BHJP(基本電子回路)
要約【課題】電力損失の増大を抑制すること。
【解決手段】増幅器は、ゲート端子が信号の入力ポートに接続され、ソース端子が接地される第1のトランジスタと、ゲート端子が接地され、ソース端子が前記第1のトランジスタのドレイン端子に接続される第2のトランジスタと、前記第2のトランジスタのゲート端子に接続され、前記入力ポートから入力される信号の増幅時に発生する高調波成分を制御する調波制御回路とを有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ゲート端子が信号の入力ポートに接続され、ソース端子が接地される第１のトランジスタと、
ゲート端子が接地され、ソース端子が前記第１のトランジスタのドレイン端子に接続される第２のトランジスタと、
前記第２のトランジスタのゲート端子に接続され、前記入力ポートから入力される信号の増幅時に発生する高調波成分を制御する調波制御回路と
を有することを特徴とする増幅器。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記調波制御回路は、
誘導素子及び容量素子を直列に接続した直列回路と、
誘導素子及び容量素子を並列に接続した並列回路と
を有することを特徴とする請求項１記載の増幅器。
【請求項３】
前記調波制御回路は、
前記入力ポートから入力される信号の２倍波を抑圧する２倍波除去フィルタと、
前記入力ポートから入力される信号の３倍波に共振し、直列に接続される誘導素子及び容量素子を有する３倍波直列共振回路と、
前記入力ポートから入力される信号の基本波に共振し、直列に接続される誘導素子及び容量素子を有する基本波直列共振回路と、
前記入力ポートから入力される信号の２倍波に共振し、並列に接続される誘導素子及び容量素子を有する２倍波並列共振回路と
を有することを特徴とする請求項１記載の増幅器。
【請求項４】
前記３倍波直列共振回路は、
直列に接続される誘導素子、容量素子及び抵抗素子を有する
ことを特徴とする請求項３記載の増幅器。
【請求項５】
前記３倍波直列共振回路は、
直列に接続される誘導素子、容量素子及び第３のトランジスタを有する
ことを特徴とする請求項３記載の増幅器。
【請求項６】
前記２倍波除去フィルタは、
誘導素子及び容量素子を並列に接続した第１の並列回路と、
前記第１の並列回路と直列に接続される第２の並列回路であって、誘導素子及び容量素子を並列に接続した第２の並列回路と、
誘導素子及び容量素子を直列に接続した直列回路であって、一端が接地され他端が前記第１の並列回路と前記第２の並列回路との間に接続される直列回路と
を有することを特徴とする請求項３記載の増幅器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、増幅器に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、通信分野における大容量伝送化が進み、例えば無線通信の分野にもその影響が波及している。具体的には、例えば第５世代移動通信システム（５Ｇ）では、無線通信装置の広帯域化が求められるようになっている。また、使用されるキャリアの周波数が高くなっており、信号を増幅する増幅器の電力損失が増大する結果、無線通信装置の電力効率が劣化するなどの影響が生じている。
【０００３】
増幅器の電力損失が増大する原因の１つは、信号の増幅に使用されるトランジスタの単方向電力利得（Unilateral Power Gain）及び最大有能電力利得（Maximum Available Power Gain）などの電力利得、並びに電流利得が信号の周波数の上昇に伴って減少するためであると考えられている。
【０００４】
ところで、最近はシリコン（Ｓｉ）材料を用いた金属酸化膜半導体（Metal-Oxide-Semiconductor）トランジスタ（Ｓｉ－ＭＯＳトランジスタ）の性能が向上し、無線通信の分野においても積極的に利用されている。例えば無線通信装置の増幅器にＳｉ－ＭＯＳトランジスタが適用される場合、このトランジスタの最大発振周波数又は高域遮断周波数をキャリア周波数の３～５倍程度にすることが求められる。このため、ゲート長が短縮されたトランジスタが利用されることがあるが、ゲート長の短縮に伴ってトランジスタに印加することができる電源電圧が低下する。そこで、所望の出力電力を得るために、ソース接地したトランジスタとゲート接地したトランジスタとを直列に接続するカスコード構成を採用し、高い電源電圧を利用可能な増幅器が構成されることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表２００４－５１６７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、カスコード構成の増幅器においては、電力損失が増大するという問題がある。具体的には、トランジスタに入力される信号電力が大きくなると、トランジスタの電流電圧特性の非線形性に依存して、キャリア周波数の整数倍の周波数を有する高調波が生成される。高調波は不要な信号であるため、高調波信号の伝達を阻止するためのフィルタ回路などが信号経路上に設けられることがある。このようなフィルタ回路などは、通常、コンデンサ及びインダクタなどの電気抵抗を有する受動素子を用いて形成されているため、信号がフィルタ回路を通過すると、信号電力が熱に変換されて電力損失が発生する。
【０００７】
このように、信号経路上に高周波信号の伝達を阻止するための回路が形成されると、上述したキャリア周波数の上昇による電力損失に加えて、さらに大きな電力損失が発生し、無線通信装置の電力効率の低下が著しい。
【０００８】
開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、電力損失の増大を抑制することができる増幅器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願が開示する増幅器は、１つの態様において、ゲート端子が信号の入力ポートに接続され、ソース端子が接地される第１のトランジスタと、ゲート端子が接地され、ソース端子が前記第１のトランジスタのドレイン端子に接続される第２のトランジスタと、前記第２のトランジスタのゲート端子に接続され、前記入力ポートから入力される信号の増幅時に発生する高調波成分を制御する調波制御回路とを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本願が開示する増幅器の１つの態様によれば、電力損失の増大を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許