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JP3536809B2 - High frequency circuit - Google Patents
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JP3536809B2 - High frequency circuit - Google Patents

High frequency circuit

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JP3536809B2
JP3536809B2 JP2000346110A JP2000346110A JP3536809B2 JP 3536809 B2 JP3536809 B2 JP 3536809B2 JP 2000346110 A JP2000346110 A JP 2000346110A JP 2000346110 A JP2000346110 A JP 2000346110A JP 3536809 B2 JP3536809 B2 JP 3536809B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、直接放送衛星受信
器システムの低ノイズブロックに関わり、特に、砒化ガ
リウム(GaAs)のモノリシックマイクロ波集積回路(MM
IC)を用いる低ノイズブロック用のシングルバランス周
波数ダウンコンバータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low noise block of a direct broadcasting satellite receiver system, and more particularly to a gallium arsenide (GaAs) monolithic microwave integrated circuit (MM).
IC) using a single balanced frequency downconverter for low noise blocks.

【0002】[0002]

【従来の技術】直接放送衛星受信器システムの低ノイズ
ブロック用周波数ダウンコンバータは、アンテナ直下に
てマイクロ波信号を室内チューナによる処理に適した中
間周波に変換する機能を有し、直接放送衛星(DBS)テ
レビジョン受像機で広く用いられている。低ノイズブロ
ックは、アンテナ、又は、衛星受信用の放物面反射器い
わゆるパラボラアンテナに取り付けられ、かつ、耐候性
筐体に収容されている。出力は、ケーブルを用いてテレ
ビジョン又はビデオカセットレコーダ(VCR)に付属し
た室内チューナに接続されている。低ノイズブロック
は、一般的には、振幅の増大と、フロントエンドノイズ
の低減を得るための補助回路、追加増幅段、及び、フィ
ルタと共に、印刷回路基板上に実装された周波数ダウン
コンバータを含む。直接放送衛星受信器システムの低ノ
イズブロック用周波数ダウンコンバータは、11乃至12GH
zの範囲の周波数のマイクロ波信号を1000 乃至2000MHz
の範囲の周波数の中間周波(IF)信号に変換する。砒化
ガリウムのモノリシックマイクロ波集積回路技術の急速
な進展に伴って、商業的な砒化ガリウムのモノリシック
マイクロ波集積回路周波数ダウンコンバータは、低ノイ
ズブロック応用に対し非常に実現し易くなった。
2. Description of the Related Art A frequency downconverter for a low-noise block of a direct broadcasting satellite receiver system has a function of converting a microwave signal into an intermediate frequency suitable for processing by an indoor tuner directly under an antenna. DBS) widely used in television receivers. The low-noise block is attached to an antenna or a parabolic reflector for satellite reception, a so-called parabolic antenna, and is housed in a weatherproof housing. The output is connected to an indoor tuner attached to a television or video cassette recorder (VCR) using a cable. The low noise block generally includes a frequency downconverter mounted on a printed circuit board, with auxiliary circuits, additional amplification stages, and filters to obtain increased amplitude and reduced front-end noise. The frequency downconverter for the low noise block of the direct broadcasting satellite receiver system is 11 to 12GH
1000 to 2000MHz microwave signal with frequency in z range
To an intermediate frequency (IF) signal with a frequency in the range With the rapid development of gallium arsenide monolithic microwave integrated circuit technology, commercial gallium arsenide monolithic microwave integrated circuit frequency downconverters have become very feasible for low noise block applications.

【0003】現在、数社が直接放送衛星受信器の大きな
消費者市場の開拓に参加するため砒化ガリウム技術によ
り作られたデバイスを提供している。しかし、商業的な
砒化ガリウムのモノリシックマイクロ波集積回路周波数
ダウンコンバータに関し、コストの低減は重要である。
コストの低減は、回路の削減によるダイス領域の縮小
と、効果的な回路構成による低コスト表面実装型パッケ
ージでの実装などによって達成される。回路の削減によ
るダイス領域の縮小の面では、ゲートポンプ式能動電界
効果トランジスタ(FET)ミキサーが有利であるため、
従来からゲートポンプ式能動電界効果トランジスタ(FE
T)ミキサーが広く用いられている。ゲートポンプ式ミ
キサーは原理的に他のタイプのミキサーよりもノイズ指
数が小さく、変換利得が大きいことが利点である。この
デバイスの低ノイズ性能に基づいて、中間周波増幅回路
と組み合わされたゲートポンプ式電界効果トランジスタ
ミキサーを用いると、砒化ガリウムのモノリシックマイ
クロ波集積回路の周波数ダウンコンバータに集積された
前置増幅器及び影像周波数阻止フィルタとを用いること
無く、匹敵する利得及びノイズ指数が得られる。効果的
な回路構成による低コスト表面実装型パッケージでの実
装の面では、従来からシングルバランスミキサーが広く
用いられている。シングルバランスミキサーを用いる
と、平衡されたマイクロ波及び中間周波信号がダイスの
表面上に仮想的な電気的接地点を提供するため、低コス
ト表面実装塑性パッケージで典型的に発生する寄生接地
インダクタンスに対し非常に鈍感になる。
Currently, several companies offer devices made with gallium arsenide technology to participate in the development of a large consumer market for direct broadcast satellite receivers. However, for commercial gallium arsenide monolithic microwave integrated circuit frequency downconverters, cost reduction is important.
The cost can be reduced by reducing the dice area by reducing the number of circuits and mounting the device in a low-cost surface-mount type package by an effective circuit configuration. Gate-pumped active field-effect transistor (FET) mixers have the advantage of reducing die area by reducing circuitry,
Conventionally, a gate pump type active field effect transistor (FE
T) Mixers are widely used. Gate pump mixers have the advantage of a lower noise figure and higher conversion gain than other types of mixers in principle. Based on the low noise performance of this device, the use of a gate-pumped field-effect transistor mixer combined with an intermediate frequency amplification circuit allows the preamplifier and image integrated in the frequency downconverter of a gallium arsenide monolithic microwave integrated circuit. Comparable gain and noise figure are obtained without using a frequency rejection filter. In terms of mounting in a low-cost surface-mount package with an effective circuit configuration, a single balance mixer has been widely used. With a single balance mixer, the balanced microwave and intermediate frequency signals provide a virtual electrical ground on the surface of the die, thus reducing the parasitic ground inductance typically encountered in low cost surface mount plastic packages. On the contrary, it becomes very insensitive.

【0004】図7には、特許公報第2938392号(公開番
号:特開平9-107243)に提案されているゲートポンプ式
シングルバランスミキサーを有する従来の周波数ダウン
コンバータ回路が示されている。
FIG. 7 shows a conventional frequency downconverter circuit having a gate pump type single balance mixer proposed in Japanese Patent Publication No. 2938392 (publication number: Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-107243).

【0005】マイクロ波信号及び局部発振器信号が夫々
印刷基板上の180度ハイブリッドカップラー100の端子10
1及び102に入力されると、端子103と104からマイクロ波
信号と局部発振器信号の合成信号が出力される。180度
ハイブリッドカップラー100の特性により、端子103に出
力された第1合成信号の中のマイクロ波信号は、端子10
4に出力される第2合成信号の中のマイクロ波信号と、
振幅が等しく、位相が180度異なり、端子103に出力され
る第1合成信号の中の局部発振器信号は、端子104に出
力された第2合成信号の中の局部発振器信号と、同振幅
及び同位相を有する。ゲートポンプ式シングルバランス
ミキサー200は、端子103から出力される第1合成信号を
受ける端子201と、端子104に出力される第2合成信号を
受ける端子202と、中間周波信号、即ち、マイクロ波信
号と局部発振器信号の差の周波数信号を出力する端子20
3と204を有し、ドレイン抵抗212と213を有する。電界効
果トランジスタのゲートとソースの間のDCバイアスはゲ
ート抵抗214と215とソース抵抗216により調整され、電
界効果トランジスタのドレインとソースの間のDCバイア
スはドレイン抵抗212と213とソース抵抗216により調整
される。前記のマイクロ波信号及び局部発振器信号の信
号構成により、端子203から出力される中間周波信号
は、端子204から出力される中間周波信号と、振幅が等
しく、位相が180度異なる。端子203と端子204でのマイ
クロ波信号及び局部発振器信号のリークを抑制するた
め、ゲートポンプ式シングルバランスミキサーの電界効
果トランジスタのドレイン205にはインダクタ206とキャ
パシタ207からなる低域通過フィルタが接続され、ドレ
イン208にはインダクタ209とキャパシタ210からなる低
域通過フィルタが接続される。端子203と204から出力さ
れる中間周波信号と反転された中間周波信号は、夫々直
流阻止用キャパシタ10000と10001を通ってアクティブバ
ラン300の端子301と端子302に入力される。アクティブ
バラン300は、中間周波信号と反転された中間周波信号
からなる平衡中間周波信号を受け入れ、端子303に不平
衡中間周波数信号を出力する。アクティブバラン300は
電界効果トランジスタ304のソース305と電界効果トラン
ジスタ306のドレイン307を接続することにより構成され
る。電界効果トランジスタ304と306のDCバイアスはゲー
ト抵抗309と310と311とソース抵抗312により調整され
る。ソース抵抗312は高周波でバイパスキャパシタ313に
より短絡される。高周波で端子303から出力された不平
衡中間周波数信号は、直流阻止用キャパシタ10002を通
ってソース抵抗401とドレイン抵抗402を有するシングル
エンド形の増幅器400とソース抵抗501とドレイン抵抗50
2を有するシングルエンド形の増幅器500により増幅さ
れ、最終的には端子503から出力される。前述したよう
に、シングルエンド形の増幅器400の電界効果トランジ
スタのゲートとソースの間のDCバイアスはゲート抵抗40
3とソース抵抗401により調整され、ドレインとソースの
間のDCバイアスはドレイン抵抗402とソース抵抗401によ
り調整される。ソース抵抗401は高周波でバイパスキャ
パシタ404により短絡される。キャパシタ10003は直流阻
止用キャパシタである。シングルエンド形の増幅器500
の構成はシングルエンド形の増幅器400と同じである。
各回路の電界効果トランジスタのドレイン側のDC電源は
電源600から供給される。
[0005] The microwave signal and the local oscillator signal are connected to the terminal 10 of the 180-degree hybrid coupler 100 on the printed circuit board, respectively.
When input to 1 and 102, a combined signal of the microwave signal and the local oscillator signal is output from terminals 103 and 104. Due to the characteristics of the 180-degree hybrid coupler 100, the microwave signal in the first synthesized signal output to the terminal 103 is
A microwave signal in the second composite signal output to 4;
The local oscillator signal in the first composite signal output to the terminal 103 has the same amplitude and the same amplitude as the local oscillator signal in the second composite signal It has a phase. The gate pump single balance mixer 200 includes a terminal 201 for receiving the first synthesized signal output from the terminal 103, a terminal 202 for receiving the second synthesized signal output to the terminal 104, and an intermediate frequency signal, that is, a microwave signal. 20 that outputs the frequency signal of the difference between
3 and 204, and have drain resistors 212 and 213. The DC bias between the gate and the source of the field effect transistor is adjusted by the gate resistors 214 and 215 and the source resistor 216, and the DC bias between the drain and the source of the field effect transistor is adjusted by the drain resistors 212 and 213 and the source resistor 216. Is done. Due to the signal configuration of the microwave signal and the local oscillator signal, the intermediate frequency signal output from the terminal 203 has the same amplitude and a 180 degree phase difference as the intermediate frequency signal output from the terminal 204. In order to suppress the leakage of the microwave signal and the local oscillator signal at the terminals 203 and 204, a low-pass filter including an inductor 206 and a capacitor 207 is connected to the drain 205 of the field-effect transistor of the gate pump single balance mixer. The drain 208 is connected to a low-pass filter including an inductor 209 and a capacitor 210. The intermediate frequency signal output from terminals 203 and 204 and the inverted intermediate frequency signal are input to terminals 301 and 302 of active balun 300 through DC blocking capacitors 10000 and 10001, respectively. The active balun 300 receives a balanced intermediate frequency signal including an intermediate frequency signal and an inverted intermediate frequency signal, and outputs an unbalanced intermediate frequency signal to a terminal 303. The active balun 300 is configured by connecting the source 305 of the field effect transistor 304 and the drain 307 of the field effect transistor 306. The DC bias of the field effect transistors 304 and 306 is adjusted by the gate resistors 309, 310 and 311 and the source resistor 312. The source resistor 312 is short-circuited by a bypass capacitor 313 at a high frequency. The unbalanced intermediate frequency signal output from the terminal 303 at a high frequency passes through a DC blocking capacitor 10002, a single-ended amplifier 400 having a source resistor 401 and a drain resistor 402, a source resistor 501, and a drain resistor 50.
The signal is amplified by a single-ended amplifier 500 having 2 and finally output from a terminal 503. As described above, the DC bias between the gate and the source of the field-effect transistor of the single-ended amplifier 400 is equal to the gate resistance 40.
The DC bias between the drain and the source is adjusted by the drain resistance 402 and the source resistance 401. The source resistance 401 is short-circuited by a bypass capacitor 404 at a high frequency. The capacitor 10003 is a DC blocking capacitor. Single-ended amplifier 500
Is the same as that of the single-ended amplifier 400.
DC power on the drain side of the field effect transistor of each circuit is supplied from a power supply 600.

【0006】図7に示すようにゲートポンプ式シングル
バランスミキサーを有する周波数ダウンコンバータ回路
を用いると、ラジオ周波前置増幅器及び影像阻止フィル
タとを用いること無く、匹敵する利得及びノイズ指数が
得られる。又高周波信号を処理する場合、周波数ダウン
コンバータ回路の性能が低コスト表面実装塑性パッケー
ジで典型的に発生する寄生接地インダクタンスに対し非
常に鈍感になる。寄生接地インダクタンスに対する鈍感
化に関しては以下のように説明できる。ゲートポンプ式
シングルバランスミキサーのゲート入力に該当する端子
201と端子202に夫々振幅が同じであり、位相が180度異
なるマイクロ波信号(平衡されたマイクロ波信号)を入
力することにより、平衡された中間周波信号が夫々端子
203と端子204に出力される。平衡されたマイクロ波及び
中間周波信号はモノリシックマイクロ波集積回路用半導
体チップの表面、即ち、シングルバランスミキサーの二
つの電界効果トランジスタのソース同士の接続点211に
仮想的な電気的接地点を提供するため、周波数ダウンコ
ンバータ回路の性能がパッケージで発生する寄生接地イ
ンダクタンスに対し非常に鈍感になる。従って、シング
ルバランスミキサーを有する周波数ダウンコンバータ回
路を用いると、直接放送衛星受用周波数ダウンコンバー
タのように高い周波数を有する信号を処理するモノリシ
ックマイクロ波集積回路用半導体チップを低コスト表面
実装型パッケージに組み込み、許容可能なレベルの性能
を得ることができる。又、図7のようにゲートポンプ式
ミキサーを用いると、原理的に他のタイプのミキサーよ
りも、ノイズ指数が小さく、変換利得が大きい利点があ
る。
The use of a frequency downconverter circuit having a gate-pumped single-balanced mixer as shown in FIG. 7 provides comparable gain and noise figure without using a radio frequency preamplifier and image rejection filter. Also, when processing high frequency signals, the performance of the frequency downconverter circuit becomes very insensitive to the parasitic ground inductance typically encountered in low cost surface mount plastic packages. The desensitization to the parasitic ground inductance can be explained as follows. Terminal corresponding to the gate input of the gate pump type single balance mixer
By inputting a microwave signal (balanced microwave signal) having the same amplitude and a phase difference of 180 degrees to the terminal 201 and the terminal 202, the balanced intermediate frequency signal is converted to the terminal
Output to 203 and terminal 204. The balanced microwave and intermediate frequency signals provide a virtual electrical ground to the surface of the semiconductor chip for a monolithic microwave integrated circuit, i.e., the junction 211 between the sources of the two field effect transistors of the single balance mixer. Therefore, the performance of the frequency downconverter circuit becomes very insensitive to the parasitic ground inductance generated in the package. Therefore, when a frequency downconverter circuit having a single balance mixer is used, a semiconductor chip for a monolithic microwave integrated circuit that processes a signal having a high frequency, such as a frequency downconverter for direct broadcast satellite reception, is incorporated in a low-cost surface-mount package. And an acceptable level of performance can be obtained. The use of a gate pump mixer as shown in FIG. 7 has the advantage that the noise figure is smaller and the conversion gain is larger than other types of mixers in principle.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前記利点があるにも係
わらず、ゲートポンプ式ミキサーを有する従来の周波数
ダウンコンバータでは次のような解決すべき課題があ
る。
In spite of the above advantages, the conventional frequency downconverter having the gate pump mixer has the following problems to be solved.

【0008】(1)前述したように、シングルバランス
ミキサーを有する周波数ダウンコンバータ回路を駆動さ
せるため、平衡された信号を入力する必要がある。従っ
て、図7のようなシングルバランスミキサーに対し、振
幅が同じであり、位相が180度異なるマイクロ波信号
(平衡されたマイクロ波信号)を夫々ゲート入力に該当
する端子201と202に入力する必要がある。又、端子203
と204に平衡された中間周波数信号を出力し、アクティ
ブバランの端子301と302に入力するため、前記の二つの
平衡されたマイクロ波信号と、振幅と位相が同じである
局部発振器信号とを合成して端子201と202に入力する必
要がある。即ち、端子201に入力する第1合成信号の中
のマイクロ波信号は、端子202に入力する第2合成信号
の中のマイクロ波信号と、振幅が等しく、位相が180度
異なり、端子201に入力する第1合成信号の中の局部発
振器信号は、端子202に入力する第2合成信号の中の局
部発振器信号と、同振幅及び同位相を有する必要があ
る。又、マイクロ波信号を入力する端子101と局部発振
器信号を入力する端子102の間にお互いに信号が漏れな
いように絶縁性が必要である。従って、前記の信号合成
及びマイクロ波信号と局部発振器信号の間の絶縁性のた
め、図7のように印刷基板上に180度ハイブリッドカッ
プラーが必要になる。しかし、このような180度ハイブ
リッドカップラーは一般的にモノリシックマイクロ波集
積回路用半導体チップに比べ、極めて大きな面積を占め
るので、半導体チップ内部に実装することができない。
そのため、モノリシックマイクロ波集積回路用半導体チ
ップが実装された印刷回路基板上に実装されるので、多
くの場合、印刷回路基板サイズが大きく、印刷回路基板
上のレイアウトが複雑になり、作製コストが高くなる。
(1) As described above, in order to drive a frequency down-converter circuit having a single balance mixer, it is necessary to input a balanced signal. Therefore, it is necessary to input microwave signals (balanced microwave signals) having the same amplitude and a phase difference of 180 degrees to the terminals 201 and 202 corresponding to the gate inputs to the single balance mixer as shown in FIG. There is. Also, terminal 203
And the balanced intermediate frequency signal is output to the active balun terminals 301 and 302, so that the two balanced microwave signals are combined with the local oscillator signal having the same amplitude and phase. Input to terminals 201 and 202. That is, the microwave signal in the first composite signal input to the terminal 201 has the same amplitude and a 180 degree phase difference as the microwave signal in the second composite signal input to the terminal 202, and The local oscillator signal in the first composite signal needs to have the same amplitude and the same phase as the local oscillator signal in the second composite signal input to the terminal 202. In addition, insulation is required between the terminal 101 for inputting a microwave signal and the terminal 102 for inputting a local oscillator signal so that signals do not leak from each other. Accordingly, a 180-degree hybrid coupler is required on the printed circuit board as shown in FIG. 7 due to the above-described signal synthesis and insulation between the microwave signal and the local oscillator signal. However, such a 180-degree hybrid coupler generally occupies a much larger area than a semiconductor chip for a monolithic microwave integrated circuit, and therefore cannot be mounted inside a semiconductor chip.
Therefore, since the semiconductor device is mounted on a printed circuit board on which a semiconductor chip for a monolithic microwave integrated circuit is mounted, the size of the printed circuit board is large, the layout on the printed circuit board is complicated, and the manufacturing cost is high. Become.

【0009】(2)又、端子203と204には平衡された中
間周波数信号が出力されるため、これらの平衡信号を不
平衡信号に変換するため、平衡不平衡変換回路が必要に
なる。平衡不平衡変換回路として良く用いられるのが前
述した印刷基板上の180度ハイブリッドカップラーであ
るが、前述したように印刷回路基板サイズが大きくな
り、印刷回路基板上のレイアウトの複雑さの問題が現れ
る。特に、中間周波帯域のハイブリッドカップラーは、
図7のようにシングルバランスミキサーの入力段に位置
するマイクロ波帯域のハイブリッドカップラーよりもサ
イズが極めて大きい。そのため、モノリシックマイクロ
波集積回路用半導体チップの内部に集積できる平衡不平
衡変換回路、即ち、アクティブバランが必要になる。シ
ングルバランスミキサーの出力段にアクティブバランと
して良く用いられるのが図7のように第1の電界効果ト
ランジスタ304のソース305と第2の電界効果トランジス
タ306のドレイン307が接続されたアクティブバラン300
である。しかし、図7のようなアクティブバラン300
は、第1の電界効果トランジスタ304のソース305と第2
の電界効果トランジスタ306のドレイン307が接続され、
その接続点から出力を取り出すため、利得を持たない。
従って、図7のように追加的なシングルエンド形の増幅
器400及び500が必要になる。又、図7のような従来のア
クティブバラン300は、第1の電界効果トランジスタ304
のソース305と第2の電界効果トランジスタ306のドレイ
ン307が接続されるため、外部接地との接続点308には、
シングルバランスミキサーの二つの電界効果トランジス
タのソース同士の接続点211のような仮想的な電気的接
地点が発生しない。従って、従来の回路構成であるアク
ティブバラン300は寄生接地インダクタンスの影響を受
けやすい。つまり、寄生接地インダクタンスに対して敏
感になってしまう。
(2) Since balanced intermediate frequency signals are output to terminals 203 and 204, a balanced-unbalanced conversion circuit is required to convert these balanced signals into unbalanced signals. The above-mentioned 180-degree hybrid coupler on a printed circuit board is often used as a balanced-unbalanced conversion circuit. However, as described above, the size of the printed circuit board is increased, and the problem of layout complexity on the printed circuit board appears. . In particular, the intermediate frequency band hybrid coupler
As shown in FIG. 7, the size is significantly larger than the microwave-band hybrid coupler located at the input stage of the single balance mixer. Therefore, a balanced-unbalanced conversion circuit that can be integrated inside a semiconductor chip for a monolithic microwave integrated circuit, that is, an active balun is required. An active balun 300 in which a source 305 of a first field-effect transistor 304 and a drain 307 of a second field-effect transistor 306 are connected as shown in FIG.
It is. However, the active balun 300 as shown in FIG.
Are connected to the source 305 of the first field-effect transistor 304 and the second
The drain 307 of the field effect transistor 306 is connected,
Since the output is taken out from the connection point, there is no gain.
Therefore, additional single-ended amplifiers 400 and 500 are required as shown in FIG. Further, the conventional active balun 300 as shown in FIG.
Is connected to the drain 307 of the second field-effect transistor 306.
A virtual electric ground point such as a connection point 211 between the sources of the two field effect transistors of the single balance mixer does not occur. Therefore, the active balun 300 having the conventional circuit configuration is easily affected by the parasitic ground inductance. That is, it becomes sensitive to the parasitic ground inductance.

【0010】(3)又、直接放送衛星受信のような高周
波通信システムでは、システムの性能を決める重要な要
素の一つはひずみ特性である。周知のように、ひずみ特
性は、周波数ダウンコンバータ回路の最終段の増幅器の
電界効果トランジスタのドレインとソース間に流れる電
流値と最終段の増幅器の電界効果トランジスタのドレイ
ンとソースの間にかかる電圧値に強く依存する。即ち、
最終段の増幅器の電界効果トランジスタのドレインとソ
ース間に流れる電流値が大きくなればなるほど、又、最
終段の増幅器の電界効果トランジスタのドレインとソー
スの間にかかる電圧値が大きくなればなるほど、ひずみ
特性は良くなる。従来では最終段のシングルエンド形の
増幅器500のソース抵抗501の値を小さくし、最終段のシ
ングルエンド形の増幅器500の電界効果トランジスタの
ドレインとソース間に流れる電流量を大きくすることに
より、良いひずみ特性が得られた。しかし、この方法に
よると、最終段のシングルエンド形の増幅器500に流れ
る電流値が大きくなり、全体消費電流値が大きくなる問
題がある。特に、受信システムでは、電源が常時オンの
状態であるため、大きな消費電流は問題になる。(1)
乃至(3)の課題を有する従来の回路構成に対する詳細
は特許公報第2938392号(公開番号:特開平9-107243)
に記載されている。
(3) In a high-frequency communication system such as direct broadcast satellite reception, one of the important factors that determines the performance of a system is distortion characteristics. As is well known, the distortion characteristic is determined by the current value flowing between the drain and source of the field effect transistor of the final stage amplifier of the frequency down converter circuit and the voltage value applied between the drain and source of the field effect transistor of the final stage amplifier. Strongly depends on. That is,
As the current flowing between the drain and source of the field effect transistor of the final stage amplifier increases, and the voltage applied between the drain and source of the field effect transistor of the final stage amplifier increases, the distortion increases. The characteristics are better. Conventionally, the value of the source resistance 501 of the final-stage single-ended amplifier 500 is reduced, and the amount of current flowing between the drain and the source of the field-effect transistor of the final-stage single-ended amplifier 500 is increased. Strain characteristics were obtained. However, according to this method, there is a problem that the current value flowing through the single-ended amplifier 500 at the final stage becomes large and the total current consumption value becomes large. In particular, in the receiving system, since the power supply is always on, a large current consumption is a problem. (1)
For details of the conventional circuit configuration having the problems (3) to (3), see Japanese Patent Publication No. 2938392 (Publication No. 9-107243).
It is described in.

【0011】前述した理由(1)により、周波数ダウン
コンバータ回路の入力段には、モノリシックマイクロ波
集積回路用半導体チップの内部に集積することができ、
かつ印刷基板上の180度ハイブリッドカップラーと同じ
機能を有する新しい回路構成が要求されている。又、前
述した理由(2)により、シングルバランスミキサーと
シングルエンド形の増幅器の間には、利得を有し、かつ
寄生接地インダクタンスに鈍感である新しい構成のアク
ティブバランが要求されている。又、前述した理由
(3)により、周波数ダウンコンバータ回路の最集段ア
ンプには低消費電流値で良いひずみ特性が得られる新規
回路構成が要求されている。
For the above-mentioned reason (1), the input stage of the frequency downconverter circuit can be integrated inside the semiconductor chip for a monolithic microwave integrated circuit,
A new circuit configuration having the same function as a 180-degree hybrid coupler on a printed circuit board is required. For the reason (2) described above, an active balun having a new configuration that has a gain and is insensitive to parasitic ground inductance is required between the single balance mixer and the single-ended amplifier. In addition, for the reason (3) described above, a new circuit configuration is required for the highest-stage amplifier of the frequency down-converter circuit to obtain a good distortion characteristic with a low current consumption value.

【0012】従って、本発明は、周波数ダウンコンバー
タに属する回路項目として、入力段に印刷回路基板上の
180度ハイブリッドカップラーと機能的に同様であり、
かつモノリシックマイクロ波集積回路用半導体チップの
内部に集積できる新規回路構成を有するシングルバラン
スミキサーと、利得を有しかつ寄生接地インダクタンス
に鈍感であるアクティブバランと、低消費電流値で良い
ひずみ特性が得られる最集段の増幅器との実現を目的と
する。
Accordingly, the present invention provides a circuit item belonging to the frequency downconverter, in which the input stage is provided on the printed circuit board.
Functionally similar to a 180-degree hybrid coupler,
In addition, a single balance mixer with a new circuit configuration that can be integrated inside a semiconductor chip for a monolithic microwave integrated circuit, an active balun that has gain and is insensitive to parasitic ground inductance, and good distortion characteristics with low current consumption are obtained. It is intended to realize the highest stage amplifier that can be used.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の高周波回路は、
第1の電界効果トランジスタのソースと第2の電界効果
トランジスタのソースとを接続して構成されるアクティ
ブバランを有し、前記第1の電界効果トランジスタのド
レインと電圧供給手段の間に第1の抵抗が接続され、前
記第1の電界効果トランジスタの前記ドレインとゲート
の間には第2の抵抗と前記第2の抵抗に直列接続された
第1のキャパシタとを有する帰還回路が接続され、前記
第2の電界効果トランジスタのドレインと前記電圧供給
手段の間に第3の抵抗と前記第3の抵抗と並列接続され
た第2のキャパシタが接続され、前記第1の電界効果ト
ランジスタのゲートに第1の高周波入力信号が入力さ
れ、前記第1の高周波入力信号と同振幅を有し、かつ18
0度の位相差を有する第2の高周波入力信号が前記第2
の電界効果トランジスタのゲートに入力されるものであ
る。
The high frequency circuit according to the present invention comprises:
An active balun formed by connecting a source of the first field-effect transistor and a source of the second field-effect transistor;
A first resistor connected between the rain and the voltage supply means;
The drain and the gate of the first field effect transistor
Between the second resistor and the second resistor in series.
A feedback circuit having a first capacitor is connected;
Drain of a second field effect transistor and said voltage supply
A third resistor connected in parallel with the third resistor between the means;
A second high-frequency input signal is input to the gate of the first field-effect transistor, and has the same amplitude as the first high-frequency input signal;
A second high frequency input signal having a phase difference of 0 degrees
Is input to the gate of the field effect transistor.

【0014】本発明により、印刷回路基板上の180度ハ
イブリッドカップラーが要らなくなるため、印刷回路基
板の面積を大幅に減らすことができ、かつ印刷回路基板
のレイアウトが単純になるという利点が得られる。
The present invention eliminates the need for a 180-degree hybrid coupler on a printed circuit board, thus providing the advantages of greatly reducing the area of the printed circuit board and simplifying the layout of the printed circuit board.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1には、前記課題(1)乃至
(3)を解決するための本発明の一実施形態の周波数ダ
ウンコンバータが示されている。まず前記課題(1)を
解決するための3種類のミキサー回路に関して説明し、
その後、前記課題(2)を解決するための2種類のアクテ
ィブバランと前記課題(3)を解決するための2種類の増
幅器に関して詳しく説明する。図1のようにシングルバ
ランスミキサーの前段の差動入力増幅器100aと、ゲート
ポンプ式のデュアルゲートシングルバランスミキサー20
0aとからなるミキサー回路を用いると、前記(1)の問
題が解決できる。図1の差動入力増幅器100aの第1の電
界効果トランジスタ101aのゲート入力に該当する端子10
2aにマイクロ波信号を入力し、第2の電界効果トランジ
スタ103aのゲート入力に該当する端子104aを接地点に接
続すると、典型的な差動入力増幅器の特性上、第1の電
界効果トランジスタ101aのドレインに接続された端子10
5aと第2の電界効果トランジスタ103aのドレインに接続
された端子106aに、夫々、振幅が等しく、位相が180度
異なる二つのマイクロ波信号が出力される。第1の電界
効果トランジスタ101aと第2の電界効果トランジスタ10
3aのDCバイアスはドレイン抵抗107aと108aとソース抵抗
109aにより調整される。好ましくは、出力信号のバラン
ス度を高めるため、抵抗107aの値は108aの値と同じであ
る必要がある。第1の電界効果トランジスタ101aと第2
の電界効果トランジスタ103aのDCバイアスのため、端子
102aと104aにゲート抵抗を挿入しても良い。抵抗109aの
代わりに電界効果トランジスタ、又は、電界効果トラン
ジスタからなるカレントミラーを用いても良い。前記マ
イクロ波出力信号の一つは、直流阻止用キャパシタ1000
0aを通ってデュアルゲートシングルバランスミキサー20
0aの第1のデュアルゲート電界効果トランジスタ201aの
第1のゲート入力に該当する端子202aに入力され、又、
前記マイクロ波信号の他の一つは、直流阻止用キャパシ
タ10001aを通ってデュアルゲートシングルバランスミキ
サー200aの第2のデュアルゲート電界効果トランジスタ
203aの第1のゲート入力に該当する端子204aに入力され
る。又、振幅と位相が等しい二つの局部発振器信号が、
夫々、デュアルゲートシングルバランスミキサー200aの
第1のデュアルゲート電界効果トランジスタ201aの第2
のゲート入力に該当する端子205aとデュアルゲートシン
グルバランスミキサー200aの第2のデュアルゲート電界
効果トランジスタ203aの第2のゲート入力に該当する端
子206aに入力される。第1のデュアルゲート電界効果ト
ランジスタ201aと第2のデュアルゲート電界効果トラン
ジスタ203aのDCバイアスは、ドレイン抵抗215aと216a、
ゲート抵抗217aと218a、ソース抵抗219aにより調整され
る。第1のデュアルゲート電界効果トランジスタ201a及
び第2のデュアルゲート電界効果トランジスタ203aは、
各自、典型的なデュアルゲートミキサーの原理により動
作する。従って、デュアルゲートシングルバランスミキ
サー200aの第1のデュアルゲート電界効果トランジスタ
201aと第2のデュアルゲート電界効果トランジスタ203a
は、夫々、典型的なデュアルゲートミキサーの機能によ
り、マイクロ波信号の周波数と局部発振器信号の周波数
の差の周波数を有する中間周波信号を端子207aと208aに
出力する。キャパシタ10002aと10003aは直流阻止用キャ
パシタである。デュアルゲートを有する電界効果トラン
ジスタから構成されたミキサーの基本動作原理は、Step
henA. Maasによる“Microwave Mixers”、第2版、Artec
h House、Inc.、1993年の第9.2節、ページ328―333に
記載されている。インダクタ209aとキャパシタ210aと接
地211aとからなる回路は、高周波リーク信号遮断用低域
通過フィルタである。即ち、第1のデュアルゲート電界
効果トランジスタ201aのドレインに漏れるマイクロ波信
号及び局部発振器信号は前記低域通過フィルタにより遮
断され、中間周波信号だけが端子207aに出力される。印
刷回路基板上に低域通過フィルタを作製すると、印刷回
路基板の面積が大きくなるため、図1のようにモノリシ
ックマイクロ波集積回路用半導体チップの内部に集積す
べきである。
FIG. 1 shows a frequency downconverter according to an embodiment of the present invention for solving the problems (1) to (3). First, three types of mixer circuits for solving the problem (1) will be described.
Then, two types of active baluns for solving the problem (2) and two types of amplifiers for solving the problem (3) will be described in detail. As shown in FIG. 1, a differential input amplifier 100a at the front stage of the single balance mixer and a gate pump type dual gate single balance mixer 20 are provided.
The problem (1) can be solved by using a mixer circuit composed of 0a. A terminal 10 corresponding to the gate input of the first field effect transistor 101a of the differential input amplifier 100a of FIG.
When a microwave signal is input to 2a and a terminal 104a corresponding to the gate input of the second field-effect transistor 103a is connected to the ground point, the characteristics of the first field-effect transistor 101a are reduced due to the characteristics of a typical differential input amplifier. Terminal 10 connected to the drain
Two microwave signals having the same amplitude and a phase difference of 180 degrees are output to 5a and a terminal 106a connected to the drain of the second field-effect transistor 103a, respectively. First field effect transistor 101a and second field effect transistor 10
DC bias of 3a is drain resistance 107a and 108a and source resistance
Adjusted by 109a. Preferably, the value of the resistor 107a needs to be the same as the value of 108a in order to increase the degree of balance of the output signal. The first field-effect transistor 101a and the second
Because of the DC bias of the field-effect transistor 103a,
Gate resistors may be inserted into 102a and 104a. Instead of the resistor 109a, a field-effect transistor or a current mirror including a field-effect transistor may be used. One of the microwave output signals is a DC blocking capacitor 1000.
0a through dual gate single balance mixer 20
0a is input to a terminal 202a corresponding to a first gate input of a first dual-gate field effect transistor 201a;
The other one of the microwave signals passes through a DC blocking capacitor 10001a and passes through a second dual gate field effect transistor of a dual gate single balance mixer 200a.
The signal is input to a terminal 204a corresponding to the first gate input of 203a. Also, two local oscillator signals having the same amplitude and phase are
The second of the first dual-gate field-effect transistor 201a of the dual-gate single balance mixer 200a, respectively.
And a terminal 206a corresponding to the second gate input of the second dual-gate field-effect transistor 203a of the dual-gate single balance mixer 200a. The DC bias of the first dual-gate field-effect transistor 201a and the second dual-gate field-effect transistor 203a is equal to the drain resistances 215a and 216a,
It is adjusted by gate resistances 217a and 218a and source resistance 219a. The first dual-gate field-effect transistor 201a and the second dual-gate field-effect transistor 203a
Each one operates on the principle of a typical dual gate mixer. Therefore, the first dual gate field effect transistor of the dual gate single balance mixer 200a
201a and second dual-gate field-effect transistor 203a
Output an intermediate frequency signal having a frequency equal to the difference between the frequency of the microwave signal and the frequency of the local oscillator signal to terminals 207a and 208a by the function of a typical dual gate mixer. Capacitors 10002a and 10003a are DC blocking capacitors. The basic operating principle of a mixer composed of field-effect transistors with dual gates is described in Step
"Microwave Mixers" by henA. Maas, 2nd edition, Artec
h House, Inc., 9.2, 1993, pages 328-333. The circuit including the inductor 209a, the capacitor 210a, and the ground 211a is a low-pass filter for blocking a high-frequency leak signal. That is, the microwave signal and the local oscillator signal leaking to the drain of the first dual-gate field-effect transistor 201a are cut off by the low-pass filter, and only the intermediate frequency signal is output to the terminal 207a. When a low-pass filter is manufactured on a printed circuit board, the area of the printed circuit board becomes large. Therefore, the low-pass filter should be integrated inside a semiconductor chip for a monolithic microwave integrated circuit as shown in FIG.

【0016】しかし、寄生接地インダクタによる低域通
過フィルタの性能劣化を抑制するため、好ましくは、モ
ノリシックマイクロ波集積回路用半導体チップ上の導体
接地パッドとして形成された接地211aは、前記モノリシ
ックマイクロ波集積回路用半導体チップを表面から裏面
まで貫通する導体層により前記モノリシックマイクロ波
集積回路用半導体チップの裏面に形成された導体接地面
と接続すべきである。図2は、接地211aとモノリシック
マイクロ波集積回路用半導体チップの裏面の導体接地面
との接続を示す断面図である。図2のようにモノリシッ
クマイクロ波集積回路用半導体チップ2000上の導体接地
パッドとして形成された接地211aをモノリシックマイク
ロ波集積回路用半導体チップ2000を貫通する導体層2001
により導体接地面2002と電気的に接続すると、高周波で
の寄生接地インダクタによる低域通過フィルタの性能劣
化を抑制することに効果的である。インダクタ212aとキ
ャパシタ213aと接地214aとからなる回路も、前述した高
周波リーク信号遮断用低域通過フィルタと同機能を有す
る低域通過フィルタであリ、好ましくは、接地214aもモ
ノリシックマイクロ波集積回路用半導体チップ2000を貫
通する導体層により導体接地面2002と接続すべきであ
る。アクティブバラン300aは、電界効果トランジスタ30
1aのソースと電界効果トランジスタ302aのソースを接続
点309aで接続することにより構成したアクティブバラン
であって、電界効果トランジスタ301aのドレインに抵抗
303aが接続され、又、抵抗303aと電界効果トランジスタ
302aのドレインは電源600aに接続され、電界効果トラン
ジスタ301aのゲートとドレインの間には抵抗304aとキャ
パシタ305aからなる帰還回路が接続され、端子207aから
出力された中間周波信号は電界効果トランジスタ301aの
ゲート入力に該当する端子306aに入力され、端子208aか
ら出力された中間周波信号は電界効果トランジスタ302a
のゲート入力に該当する端子307aに入力され、電界効果
トランジスタ301aのドレインに接続されている端子308a
から出力信号を取り出すアクティブバランである。アク
ティブバラン300aの電界効果トランジスタ301aと302aの
DCバイアスは、ドレイン抵抗303aとゲート抵抗310aと31
1aとソース抵抗312aにより調整される。キャパシタ1000
4aは直流阻止用キャパシタである。前述したように端子
207aから出力された中間周波信号と端子208aから出力さ
れた中間周波信号は同振幅を有し、180度の位相差を有
するため、アクティブバラン300aは平衡された中間周波
入力信号により駆動される。増幅器500aは、インダクタ
501aと抵抗502aからなるひずみ改善回路が電界効果トラ
ンジスタ503aのドレインと電源600aの間に接続され、
又、前記ひずみ改善回路と並列接続された抵抗504aが電
界効果トランジスタ503aのドレインと電源600aの間に接
続され、電界効果トランジスタ503aのソースには抵抗50
5aが接続され、電界効果トランジスタ503aのドレインに
接続されている端子506aから出力を取り出す増幅器であ
る。増幅器500aの電界効果トランジスタ503aのDCバイア
スは、ドレイン抵抗504aと502a、ゲート抵抗507aとソー
ス抵抗505aにより調整される。ソース抵抗505aは高周波
でバイパスキャパシタ508aにより短絡される。キャパシ
タ10005aは直流阻止用キャパシタである。
However, in order to suppress the deterioration of the performance of the low-pass filter due to the parasitic ground inductor, preferably, the ground 211a formed as a conductor ground pad on the semiconductor chip for a monolithic microwave integrated circuit is connected to the monolithic microwave integrated circuit. It should be connected to a conductor ground plane formed on the back surface of the monolithic microwave integrated circuit semiconductor chip by a conductor layer penetrating the circuit semiconductor chip from the front surface to the back surface. FIG. 2 is a sectional view showing the connection between the ground 211a and the conductor ground plane on the back surface of the semiconductor chip for a monolithic microwave integrated circuit. As shown in FIG. 2, a ground 211a formed as a conductor ground pad on the monolithic microwave integrated circuit semiconductor chip 2000 is connected to a conductor layer 2001 penetrating the monolithic microwave integrated circuit semiconductor chip 2000.
Is electrically connected to the conductor ground plane 2002, which is effective in suppressing the performance deterioration of the low-pass filter due to the parasitic ground inductor at a high frequency. The circuit composed of the inductor 212a, the capacitor 213a, and the ground 214a is also a low-pass filter having the same function as the above-described low-pass filter for blocking a high-frequency leak signal, and preferably, the ground 214a is also used for a monolithic microwave integrated circuit. The conductor layer should penetrate the semiconductor chip 2000 and be connected to the conductor ground plane 2002. The active balun 300a is a field effect transistor 30
An active balun formed by connecting the source of the field effect transistor 301a to the source of the field effect transistor 302a at a connection point 309a.
303a is connected, resistance 303a and field effect transistor
The drain of 302a is connected to the power supply 600a, a feedback circuit including a resistor 304a and a capacitor 305a is connected between the gate and the drain of the field effect transistor 301a, and the intermediate frequency signal output from the terminal 207a is supplied to the field effect transistor 301a. The intermediate frequency signal input to the terminal 306a corresponding to the gate input and output from the terminal 208a is applied to the field effect transistor 302a.
Input to a terminal 307a corresponding to the gate input of the terminal 308a connected to the drain of the field-effect transistor 301a.
This is an active balun that extracts an output signal from the balun. Active balun 300a and field effect transistors 301a and 302a
DC bias is applied to the drain resistor 303a and the gate resistors 310a and 31.
It is adjusted by 1a and source resistance 312a. Capacitor 1000
4a is a DC blocking capacitor. Terminal as described above
Since the intermediate frequency signal output from 207a and the intermediate frequency signal output from terminal 208a have the same amplitude and a phase difference of 180 degrees, active balun 300a is driven by the balanced intermediate frequency input signal. Amplifier 500a is an inductor
A distortion improvement circuit consisting of 501a and a resistor 502a is connected between the drain of the field effect transistor 503a and the power supply 600a,
Further, a resistor 504a connected in parallel with the distortion improving circuit is connected between the drain of the field effect transistor 503a and the power supply 600a, and the source of the field effect transistor 503a has a resistor 50a.
5a is an amplifier to which an output is extracted from a terminal 506a connected to the drain of the field effect transistor 503a. The DC bias of the field effect transistor 503a of the amplifier 500a is adjusted by the drain resistors 504a and 502a, the gate resistor 507a, and the source resistor 505a. The source resistor 505a is short-circuited at a high frequency by the bypass capacitor 508a. The capacitor 10005a is a DC blocking capacitor.

【0017】差動入力増幅器100aの機能により、デュア
ルゲートシングルバランスミキサー200aの第1のデュア
ルゲート電界効果トランジスタ201aの第1のゲート入力
に該当する端子202aに入力されるマイクロ波信号と第2
のデュアルゲート電界効果トランジスタ203aの第1のゲ
ート入力に該当する端子204aに入力されるマイクロ波信
号は、振幅が等しく、位相が180度異なる。従って、デ
ュアルゲートシングルバランスミキサー200aの端子207a
と端子208aに出力される中間周波信号は平衡され、即
ち、振幅が等しく、位相が180度異なる。典型的なデュ
アルゲートミキサーの特性上、デュアルゲートシングル
バランスミキサー200aの第1のデュアルゲート電界効果
トランジスタ201aの第1のゲート入力に該当する端子20
2aに入力されるマイクロ波信号と第2のゲート入力に該
当する端子205aに入力される局部発振器信号はお互いに
絶縁性を有する。又、デュアルゲートシングルバランス
ミキサー200aの第2のデュアルゲート電界効果トランジ
スタ203aの第1のゲート入力に該当する端子204aに入力
されるマイクロ波信号と第2のゲート入力に該当する端
子206aに入力される局部発振器信号は互いに絶縁されて
いる。従って、図1のように、シングルバランスミキサ
ーの前段の差動入力増幅器100aと、ゲートポンプ式のデ
ュアルゲートシングルバランスミキサー200aとからなる
ミキサー回路を用いると、印刷回路基板上の180度ハイ
ブリッドカップラーを利用すること無く、デュアルゲー
トシングルバランスミキサー200aのゲート入力端子にお
いてのマイクロ波及び局部発振器入力信号の信号構成に
対し、180度ハイブリッドカップラーと同じ信号構成が
でき、かつデュアルゲートシングルバランスミキサー20
0aのマイクロ波入力信号を入力する端子102aと局部発振
器を入力する端子205a又は206aの間に絶縁性が保たれ
る。従って、前記の新規回路構成を用いることにより、
印刷回路基板上で大きな面積を占める180度ハイブリッ
ドカップラーが要らなくなり、前記(1)の問題が解決
できる。即ち、図7の従来の回路構成に比べ、図1の新
規回路構成の魅力的な特徴は、印刷回路基板上の180度
ハイブリッドカップラーを利用すること無く、アクティ
ブ回路を用いて同じ機能を有する回路が構成でき、モノ
リシックマイクロ波集積回路用半導体チップの内部に集
積できるという利点である。そのため、前記の新規回路
構成を用いると、印刷回路基板の面積を大幅に減らすこ
とができ、かつ印刷回路基板のレイアウトが単純にな
る。これは、コストの削減と直接つながる。
Due to the function of the differential input amplifier 100a, the microwave signal input to the terminal 202a corresponding to the first gate input of the first dual gate field effect transistor 201a of the dual gate single balance mixer 200a and the second
The microwave signals input to the terminal 204a corresponding to the first gate input of the dual-gate field-effect transistor 203a have the same amplitude and a different phase by 180 degrees. Therefore, the terminal 207a of the dual gate single balance mixer 200a
And the intermediate frequency signal output to the terminal 208a are balanced, that is, the amplitudes are equal and the phases are different by 180 degrees. Due to the characteristics of a typical dual gate mixer, the terminal 20 corresponding to the first gate input of the first dual gate field effect transistor 201a of the dual gate single balance mixer 200a
The microwave signal input to 2a and the local oscillator signal input to terminal 205a corresponding to the second gate input have insulation from each other. The microwave signal input to the terminal 204a corresponding to the first gate input of the second dual-gate field-effect transistor 203a of the dual-gate single balance mixer 200a and the microwave signal input to the terminal 206a corresponding to the second gate input. The local oscillator signals are isolated from each other. Therefore, as shown in FIG. 1, when a mixer circuit including the differential input amplifier 100a in the preceding stage of the single balance mixer and the gate pump type dual gate single balance mixer 200a is used, the 180-degree hybrid coupler on the printed circuit board is used. Without using, the signal configuration of the microwave and the local oscillator input signal at the gate input terminal of the dual gate single balance mixer 200a can be the same signal configuration as the 180-degree hybrid coupler, and the dual gate single balance mixer 20a
Insulation is maintained between the terminal 102a for inputting the microwave input signal 0a and the terminal 205a or 206a for inputting the local oscillator. Therefore, by using the new circuit configuration,
The 180-degree hybrid coupler occupying a large area on the printed circuit board is not required, and the problem (1) can be solved. That is, an attractive feature of the novel circuit configuration of FIG. 1 compared to the conventional circuit configuration of FIG. 7 is that a circuit having the same function using an active circuit without using a 180-degree hybrid coupler on a printed circuit board. And it can be integrated inside a semiconductor chip for a monolithic microwave integrated circuit. Therefore, the use of the novel circuit configuration can significantly reduce the area of the printed circuit board and simplify the layout of the printed circuit board. This leads directly to cost savings.

【0018】図3には、前述した課題(1)を解決する
ための本発明の他の一実施形態のミキサー回路が示され
ている。図3のように、図1のデュアルゲートシングル
バランスミキサー200aのデュアルゲート電界効果トラン
ジスタ201aと203aを、それぞれ、ソースとドレインが接
続された二つのシングルゲート電界効果トランジスタに
置き換えても、原理的に図1の回路と同じ機能を有し、
前記の利点が得られ、前述した課題(1)が解決でき
る。
FIG. 3 shows a mixer circuit according to another embodiment of the present invention for solving the above-mentioned problem (1). As shown in FIG. 3, even if the dual-gate field-effect transistors 201a and 203a of the dual-gate single-balance mixer 200a of FIG. 1 are replaced with two single-gate field-effect transistors each having a source and a drain connected, in principle, It has the same function as the circuit of FIG. 1,
The above advantage is obtained, and the above-mentioned problem (1) can be solved.

【0019】前述した差動入力増幅器100bの機能によ
り、振幅が等しく、位相が180度異なる二つのマイクロ
波信号の一つはシングルバランスミキサー200bの第1の
電界効果トランジスタ201bのゲート入力に該当する端子
202bに入力され、他の一つのマイクロ波信号はシングル
バランスミキサー200bの第2の電界効果トランジスタ20
3bのゲート入力に該当する端子204bに入力される。又、
振幅と位相が等しい二つの局部発振器信号が、夫々、シ
ングルバランスミキサー200bの第3の電界効果トランジ
スタ205bのゲート入力に該当する端子206bと第4の電界
効果トランジスタ207bのゲート入力に該当する端子208b
に入力される。シングルバランスミキサー200bの第1の
電界効果トランジスタ201b及び第3の電界効果トランジ
スタ205bは、図1のデュアルゲートシングルバランスミ
キサー200aの第1のデュアルゲート電界効果トランジス
タ201aと機能的に全く同じであり、又、第2の電界効果
トランジスタ203b及び第4の電界効果トランジスタ207b
は、図1のデュアルゲートシングルバランスミキサー20
0aの第2のデュアルゲート電界効果トランジスタ203aと
機能的に全く同じである。従って、図1のデュアルゲー
トシングルバランスミキサーと同じように、マイクロ波
信号の周波数と局部発振器信号の周波数の差の周波数を
有する中間周波信号が端子209bと210bに出力される。図
3のシングルバランスミキサー200bのように一つの電界
効果トランジスタのソースと他の一つの電界効果トラン
ジスタのドレインが接続されたミキサーの基本動作原理
は、Stephen A. Maasによる“Microwave Mixers”、第2
版、Artech House、Inc.、1993年の第9.2節、ページ328
−333に記載されている。又、シングルバランスミキサ
ー200bの端子209bと210bに出力される中間周波信号は平
衡され、即ち、振幅が等しく、位相が180度異なる。図
1のデュアルゲートシングルバランスミキサーと同じよ
うに、シングルバランスミキサー200bの第1の電界効果
トランジスタ201bのゲート入力に該当する端子202bに入
力されるマイクロ波信号と第3の電界効果トランジスタ
205bのゲート入力に該当する端子206bに入力される局部
発振器信号はお互いに絶縁性を有する。又、シングルバ
ランスミキサー200bの第2の電界効果トランジスタ203b
のゲート入力に該当する端子204bに入力されるマイクロ
波信号と第4の電界効果トランジスタ207bのゲート入力
に該当する端子208bに入力される局部発振器信号はお互
いに絶縁性を有する。従って、図3のように、シングル
バランスミキサーの前段の差動入力増幅器100bと、シン
グルバランスミキサー200bとからなるミキサー回路を用
いると、印刷回路基板上の180度ハイブリッドカップラ
ーを利用すること無く、シングルバランスミキサー200b
のゲート入力端子においてのマイクロ波及び局部発振器
入力信号の信号構成に対し、180度ハイブリッドカップ
ラーと同じ信号構成ができ、かつシングルバランスミキ
サー200bのマイクロ波入力信号を入力する端子102bと局
部発振器を入力する端子206b又は208bの間に絶縁性が保
たれる。従って、図3の回路構成を用いることにより、
印刷回路基板上で大きな面積を占める180度ハイブリッ
ドカップラーが要らなくなり、前記(1)の問題が解決
できる。即ち、図7の従来の回路構成に比べ、図3の新
規回路構成の魅力的な特徴は、印刷回路基板上の180度
ハイブリッドカップラーを利用すること無く、アクティ
ブ回路を用いてそれと同じ機能を有する回路を構成し、
モノリシックマイクロ波集積回路用半導体チップの内部
に集積できるという利点である。そのため、図3の新規
回路構成を用いると、印刷回路基板の面積を大幅に減ら
すことができ、かつ印刷回路基板のレイアウトが単純に
なる。これは、コストの削減と直接つながる。
Due to the function of the differential input amplifier 100b described above, one of the two microwave signals having the same amplitude and 180 degrees different in phase corresponds to the gate input of the first field effect transistor 201b of the single balance mixer 200b. Terminal
The other microwave signal input to the second field effect transistor 20b of the single balance mixer 200b
The signal is input to the terminal 204b corresponding to the gate input of 3b. or,
Two local oscillator signals having the same amplitude and phase are respectively supplied to the terminal 206b corresponding to the gate input of the third field-effect transistor 205b and the terminal 208b corresponding to the gate input of the fourth field-effect transistor 207b of the single balance mixer 200b.
Is input to The first field effect transistor 201b and the third field effect transistor 205b of the single balance mixer 200b are functionally identical to the first dual gate field effect transistor 201a of the dual gate single balance mixer 200a of FIG. Further, the second field-effect transistor 203b and the fourth field-effect transistor 207b
Is the dual gate single balance mixer 20 of FIG.
It is completely identical in function to the second dual-gate field-effect transistor 203a of FIG. Therefore, as in the dual gate single balance mixer of FIG. 1, an intermediate frequency signal having a frequency equal to the difference between the frequency of the microwave signal and the frequency of the local oscillator signal is output to terminals 209b and 210b. The basic operating principle of a mixer in which the source of one field-effect transistor is connected to the drain of another field-effect transistor as in the single balance mixer 200b of FIG. 3 is described in “Microwave Mixers” by Stephen A. Maas,
Edition, Artech House, Inc., Section 9.2 of 1993, page 328
-333. Also, the intermediate frequency signals output to the terminals 209b and 210b of the single balance mixer 200b are balanced, that is, have the same amplitude and a phase difference of 180 degrees. As in the dual gate single balance mixer of FIG. 1, the microwave signal input to the terminal 202b corresponding to the gate input of the first field effect transistor 201b of the single balance mixer 200b and the third field effect transistor
Local oscillator signals input to a terminal 206b corresponding to the gate input of 205b have insulation properties from each other. Also, the second field-effect transistor 203b of the single balance mixer 200b
The microwave signal input to the terminal 204b corresponding to the gate input of the fourth field-effect transistor 207b and the local oscillator signal input to the terminal 208b corresponding to the gate input of the fourth field-effect transistor 207b have insulating properties. Therefore, as shown in FIG. 3, when a mixer circuit including the differential input amplifier 100b at the preceding stage of the single balance mixer and the single balance mixer 200b is used, the single-stage mixer can be used without using the 180-degree hybrid coupler on the printed circuit board. Balance mixer 200b
The signal configuration of the microwave and local oscillator input signal at the gate input terminal of the same can be the same signal configuration as the 180-degree hybrid coupler, and input the microwave input signal of the single balance mixer 200b terminal 102b and the local oscillator Insulation is maintained between the terminals 206b and 208b. Therefore, by using the circuit configuration of FIG.
The 180-degree hybrid coupler occupying a large area on the printed circuit board is not required, and the problem (1) can be solved. That is, the attractive feature of the novel circuit configuration of FIG. 3 compared to the conventional circuit configuration of FIG. 7 is that it has the same function using an active circuit without using a 180-degree hybrid coupler on a printed circuit board. Configure the circuit,
This is advantageous in that it can be integrated inside a semiconductor chip for a monolithic microwave integrated circuit. Therefore, when the novel circuit configuration of FIG. 3 is used, the area of the printed circuit board can be significantly reduced, and the layout of the printed circuit board is simplified. This leads directly to cost savings.

【0020】図4には、前述した課題(1)を解決する
ための本発明の他の一実施形態のミキサー回路が示され
ている。又、図4のような新規回路構成を用いても、前
記の利点が得られ、前述した(1)の問題が解決でき
る。前述した差動入力増幅器100cの機能により、振幅が
等しく、位相が180度異なる二つのマイクロ波信号の一
つはシングルバランスミキサー200cの第1の電界効果ト
ランジスタ201cのゲート入力に該当する端子202cに入力
され、他の一つのマイクロ波信号はシングルバランスミ
キサー200cの第2の電界効果トランジスタ203cのゲート
入力に該当する端子204cに入力される。又、局部発振器
信号はシングルバランスミキサー200cの第3の電界効果
トランジスタ205cのゲート入力に該当する端子206cに入
力される。シングルバランスミキサー200cの第1の電界
効果トランジスタ201c及び第3の電界効果トランジスタ
205cは、図1のデュアルゲートシングルバランスミキサ
ー200aの第1のデュアルゲート電界効果トランジスタ20
1aと機能的に等価であり、又、第2の電界効果トランジ
スタ203c及び第3の電界効果トランジスタ205cは、図1
のデュアルゲートシングルバランスミキサー200aの第2
のデュアルゲート電界効果トランジスタ203aと機能的に
等価である。その差は、図4のシングルバランスミキサ
ー200cでは第3の電界効果トランジスタ205cのゲート入
力に該当する端子206cに局部発振器信号が共通に入力さ
れ、第1の電界効果トランジスタ201c及び第2の電界効
果トランジスタ203cを共通に駆動させることである。シ
ングルバランスミキサー200cの基本動作原理は、Stephe
n A. Maasによる“Microwave Mixers”、第2版、Artech
House、Inc.、1993年の第10.3節、ページ354―367に記
載されている。従って、図1のデュアルゲートシングル
バランスミキサー200aと同じように、マイクロ波信号の
周波数と局部発振器信号の周波数の差の周波数を有する
中間周波信号が端子207cと208cに出力される。又、シン
グルバランスミキサー200cの端子207cと208cに出力され
る中間周波信号は平衡され、即ち、振幅が等しく、位相
が180度異なる。図1のデュアルゲートシングルバラン
スミキサー200aと同じように、シングルバランスミキサ
ー200cの第1の電界効果トランジスタ201cのゲート入力
に該当する端子202cに入力されるマイクロ波信号と第3
の電界効果トランジスタ205cのゲート入力に該当する端
子206cに入力される局部発振器信号はお互いに絶縁性を
有する。又、シングルバランスミキサー200cの第2の電
界効果トランジスタ203cのゲート入力に該当する端子20
4cに入力されるマイクロ波信号と第3の電界効果トラン
ジスタ205cのゲート入力に該当する端子206cに入力され
る局部発振器信号はお互いに絶縁性を有する。従って、
図4のように、シングルバランスミキサー200cの前段の
差動入力増幅器100cと、シングルバランスミキサー200c
とからなるミキサー回路を用いると、印刷回路基板上の
180度ハイブリッドカップラーを利用すること無く、シ
ングルバランスミキサー200cのゲート入力端子において
のマイクロ波及び局部発振器入力信号の信号構成に対
し、180度ハイブリッドカップラーと同じ信号構成がで
き、かつシングルバランスミキサー200cのマイクロ波入
力信号を入力する端子102cと局部発振器を入力する端子
206cの間に絶縁性が保たれる。従って、図4の回路構成
を用いることにより、印刷回路基板上で大きな面積を占
める180度ハイブリッドカップラーが要らなくなり、前
記(1)の問題が解決できる。即ち、図7の従来の回路
構成に比べ、図4の新規回路構成の魅力的な特徴は、印
刷回路基板上の180度ハイブリッドカップラーを利用す
ること無く、アクティブ回路を用いてそれと同じ機能を
有する回路を構成し、モノリシックマイクロ波集積回路
用半導体チップの内部に集積できるという利点である。
そのため、図4の新規回路構成を用いると、印刷回路基
板の面積を大幅に減らすことができ、かつ印刷回路基板
のレイアウトが単純になる。これは、コストの削減と直
接つながる。
FIG. 4 shows a mixer circuit according to another embodiment of the present invention for solving the above-mentioned problem (1). Further, even if a new circuit configuration as shown in FIG. 4 is used, the above advantage can be obtained, and the above-mentioned problem (1) can be solved. Due to the function of the differential input amplifier 100c described above, one of the two microwave signals having the same amplitude and 180 degrees different in phase is connected to the terminal 202c corresponding to the gate input of the first field effect transistor 201c of the single balance mixer 200c. The other input microwave signal is input to a terminal 204c corresponding to the gate input of the second field effect transistor 203c of the single balance mixer 200c. The local oscillator signal is input to a terminal 206c corresponding to the gate input of the third field effect transistor 205c of the single balance mixer 200c. First field effect transistor 201c and third field effect transistor of single balance mixer 200c
205c is the first dual gate field effect transistor 20 of the dual gate single balance mixer 200a of FIG.
1a, and the second field effect transistor 203c and the third field effect transistor 205c are functionally equivalent to FIG.
Of the dual gate single balance mixer 200a
Is functionally equivalent to the dual gate field effect transistor 203a of FIG. The difference is that in the single balance mixer 200c of FIG. 4, the local oscillator signal is commonly input to the terminal 206c corresponding to the gate input of the third field effect transistor 205c, and the first field effect transistor 201c and the second field effect transistor This is to drive the transistors 203c in common. The basic operating principle of the single balance mixer 200c is
n “Microwave Mixers” by A. Maas, 2nd edition, Artech
House, Inc., Sec. 10.3, 1993, pp. 354-367. Therefore, as in the dual gate single balance mixer 200a of FIG. 1, an intermediate frequency signal having a frequency equal to the difference between the frequency of the microwave signal and the frequency of the local oscillator signal is output to the terminals 207c and 208c. The intermediate frequency signals output to the terminals 207c and 208c of the single balance mixer 200c are balanced, that is, have the same amplitude and 180 degrees different phases. As in the dual gate single balance mixer 200a of FIG. 1, the microwave signal input to the terminal 202c corresponding to the gate input of the first field effect transistor 201c of the single balance mixer 200c and the third
The local oscillator signals input to the terminal 206c corresponding to the gate input of the field effect transistor 205c have insulating properties. A terminal 20 corresponding to the gate input of the second field effect transistor 203c of the single balance mixer 200c.
The microwave signal input to 4c and the local oscillator signal input to the terminal 206c corresponding to the gate input of the third field-effect transistor 205c have insulation from each other. Therefore,
As shown in FIG. 4, the differential input amplifier 100c at the preceding stage of the single balance mixer 200c and the single balance mixer 200c
Using a mixer circuit consisting of
Without using the 180-degree hybrid coupler, the signal configuration of the microwave and local oscillator input signal at the gate input terminal of the single balance mixer 200c can be the same as that of the 180-degree hybrid coupler, and the single balance mixer 200c Terminal 102c for inputting microwave input signal and terminal for inputting local oscillator
Insulation is maintained between 206c. Therefore, by using the circuit configuration of FIG. 4, the 180-degree hybrid coupler occupying a large area on the printed circuit board is not required, and the above-mentioned problem (1) can be solved. That is, an attractive feature of the novel circuit configuration of FIG. 4 compared to the conventional circuit configuration of FIG. 7 is that the active circuit has the same function without using the 180-degree hybrid coupler on the printed circuit board. An advantage is that a circuit can be formed and integrated inside a semiconductor chip for a monolithic microwave integrated circuit.
Therefore, when the novel circuit configuration of FIG. 4 is used, the area of the printed circuit board can be significantly reduced, and the layout of the printed circuit board is simplified. This leads directly to cost savings.

【0021】図1には、前述した課題(2)を解決する
ための本発明の一実施形態のアクティブバランが示され
ている。図1のように二つの電界効果トランジスタのソ
ース同士が接続されたアクティブバラン300aを用いる
と、前記(2)の問題が解決できる。アクティブバラン3
00aは、電界効果トランジスタ301aのソースと電界効果
トランジスタ302aのソースを接続点309aで接続すること
により構成したアクティブバランであって、電界効果ト
ランジスタ301aのドレインと電源600aの間に抵抗303aが
接続され、又、電界効果トランジスタ302aのドレインは
電源600aに接続され、電界効果トランジスタ301aのゲー
トとドレインの間には抵抗304aとキャパシタ305aからな
る帰還回路が接続され、端子207aから出力される中間周
波信号は電界効果トランジスタ301aのゲート入力に該当
する端子306aに入力され、端子208aから出力される中間
周波信号は電界効果トランジスタ302aのゲート入力に該
当する端子307aに入力され、電界効果トランジスタ301a
のドレインに接続されている端子308aから出力信号を取
り出すアクティブバランである。前述したように端子20
7aから出力される中間周波信号と端子208aから出力され
る中間周波信号は同振幅を有し、180度の位相差を有す
るため、アクティブバラン300aは平衡された中間周波入
力信号により駆動される。変換利得の周波数特性の改善
のため、電界効果トランジスタ301aのゲートとドレイン
の間に抵抗304aとキャパシタ305aからなる帰還回路が接
続された。図1のアクティブバラン300aは、電界効果ト
ランジスタ301aのソースと電界効果トランジスタ302aの
ソースが接続されている構成であり、その点で図7の従
来のアクティブバラン300と明らかに違う。出力を電界
効果トランジスタ301aのドレインから取り出すため、電
界効果トランジスタ301aのドレイン側にはロードになる
抵抗303aが接続されている。しかし、出力を取り出さな
い電界効果トランジスタ302aのドレイン側に抵抗を接続
すると、利得の損失になるため、好ましくは、電界効果
トランジスタ302aのドレイン側には抵抗を接続しない。
電界効果トランジスタ301aのゲート入力に該当する端子
306aにはデュアルゲートシングルバランスミキサー200a
の端子207aから出力される中間周波信号が入力され、
又、電界効果トランジスタ302aのゲート入力に該当する
端子307aにはデュアルゲートシングルバランスミキサー
200aの端子208aから出力される中間周波信号が入力され
る。デュアルゲートシングルバランスミキサー200aの出
力207aと208aから出力される二つの中間周波信号は、平
衡され、即ち、振幅が等しく、位相が180度異なる。電
界効果トランジスタ301aと302aのソース同士が接続点30
9aで接続され、又、平衡された二つ中間周波数信号がゲ
ート入力に該当する端子306aと307aに入力されるので、
アクティブバラン300aは、典型的な差動入力増幅器の原
理により動作する。従って、アクティブバラン300aは利
得を有し、接続点309aには仮想的な電気的接地点が生じ
る。図1のアクティブバラン300aは利得を有するため、
図7の従来のアクティブバラン300を用いる回路構成に
比べ、追加的な増幅器400が要らなくなる。又、図1の
アクティブバラン300aの接続点309aに仮想的な電気的接
地点が供給されるため、差動入力増幅器100aとデュアル
ゲートシングルバランスミキサー200aと共に、アクティ
ブバラン300aの性能は寄生接地インダクタンスに対し鈍
感になる。従って、図7の従来のアクティブバラン300
に比べ、図1の新規回路構成のアクティブバラン300aの
魅力的な特徴は、二つの電界効果トランジスタのソース
同士が接続され、かつ平衡された入力信号により駆動さ
れることにより、利得を有し、かつ寄生接地インダクタ
ンスに鈍感であるという点である。これにより、図7の
従来のアクティブバラン300を用いる回路構成に比べ、
追加的な増幅器400が要らなくなり、又、モノリシック
マイクロ波集積回路用半導体チップを低コスト表面実装
塑性パッケージに組み込み、許容可能なレベルの性能を
得ることができ、前述した課題(2)が解決できる。
FIG. 1 shows an active balun according to an embodiment of the present invention for solving the above-mentioned problem (2). The problem (2) can be solved by using the active balun 300a in which the sources of two field effect transistors are connected to each other as shown in FIG. Active balun 3
00a is an active balun formed by connecting the source of the field-effect transistor 301a and the source of the field-effect transistor 302a at a connection point 309a, and a resistor 303a is connected between the drain of the field-effect transistor 301a and the power supply 600a. The drain of the field effect transistor 302a is connected to a power supply 600a, a feedback circuit including a resistor 304a and a capacitor 305a is connected between the gate and the drain of the field effect transistor 301a, and an intermediate frequency signal output from a terminal 207a. Is input to a terminal 306a corresponding to the gate input of the field effect transistor 301a, the intermediate frequency signal output from the terminal 208a is input to a terminal 307a corresponding to the gate input of the field effect transistor 302a,
Is an active balun for extracting an output signal from the terminal 308a connected to the drain of the balun. Terminal 20 as described above
Since the intermediate frequency signal output from the terminal 7a and the intermediate frequency signal output from the terminal 208a have the same amplitude and a phase difference of 180 degrees, the active balun 300a is driven by the balanced intermediate frequency input signal. In order to improve the frequency characteristics of the conversion gain, a feedback circuit including a resistor 304a and a capacitor 305a is connected between the gate and the drain of the field effect transistor 301a. The active balun 300a of FIG. 1 has a configuration in which the source of the field effect transistor 301a and the source of the field effect transistor 302a are connected, and is clearly different from the conventional active balun 300 of FIG. In order to take out the output from the drain of the field effect transistor 301a, a resistor 303a serving as a load is connected to the drain side of the field effect transistor 301a. However, if a resistor is connected to the drain side of the field effect transistor 302a that does not take out an output, a loss of gain occurs. Therefore, preferably, no resistor is connected to the drain side of the field effect transistor 302a.
Terminal corresponding to the gate input of field effect transistor 301a
306a has dual gate single balance mixer 200a
The intermediate frequency signal output from the terminal 207a of
The terminal 307a corresponding to the gate input of the field effect transistor 302a is connected to a dual gate single balance mixer.
The intermediate frequency signal output from terminal 208a of 200a is input. The two intermediate frequency signals output from the outputs 207a and 208a of the dual gate single balance mixer 200a are balanced, that is, have the same amplitude and a 180 degree phase difference. The sources of the field effect transistors 301a and 302a are connected to the connection point 30.
Connected at 9a, and two balanced intermediate frequency signals are input to terminals 306a and 307a corresponding to the gate input,
Active balun 300a operates on the principle of a typical differential input amplifier. Therefore, the active balun 300a has a gain, and a virtual electric ground point is generated at the connection point 309a. Since the active balun 300a of FIG. 1 has a gain,
As compared with the circuit configuration using the conventional active balun 300 of FIG. 7, an additional amplifier 400 is not required. Further, since a virtual electric ground point is supplied to the connection point 309a of the active balun 300a in FIG. 1, the performance of the active balun 300a together with the differential input amplifier 100a and the dual-gate single balance mixer 200a is reduced by the parasitic ground inductance. On the contrary, it becomes insensitive. Therefore, the conventional active balun 300 of FIG.
An attractive feature of the active balun 300a of the novel circuit configuration of FIG. 1 is that the sources of the two field-effect transistors are connected to each other and driven by a balanced input signal, thereby having a gain, Further, it is insensitive to parasitic ground inductance. Thereby, compared to the circuit configuration using the conventional active balun 300 of FIG.
The additional amplifier 400 is no longer needed, and the semiconductor chip for a monolithic microwave integrated circuit can be incorporated into a low-cost surface-mount plastic package to obtain an acceptable level of performance, thereby solving the above-mentioned problem (2). .

【0022】図5には、前述した課題(2)を解決する
ための本発明の他の一実施形態のアクティブバランが示
されている。図5のアクティブバラン300bを用いること
により、前述した課題(2)が解決され、又図1のアク
ティブバラン300aに比べ性能が更に向上される。アクテ
ィブバラン300bは、電界効果トランジスタ301bのソース
と電界効果トランジスタ302bのソースを接続点309bで接
続することにより構成したアクティブバランであって、
電界効果トランジスタ301bのドレインと電源600bの間に
抵抗303bが接続され、又電界効果トランジスタ302bのド
レインと電源600bの間には抵抗310bとキャパシタ311bが
接続され、電界効果トランジスタ301bのゲートとドレイ
ンの間には抵抗304bとキャパシタ305bからなる帰還回路
が接続され、図1の端子207aから出力される中間周波信
号は電界効果トランジスタ301bのゲート入力に該当する
端子306bに入力され、図1の端子208aから出力される中
間周波信号は電界効果トランジスタ302bのゲート入力に
該当する端子307bに入力され、電界効果トランジスタ30
1bのドレインに接続されている端子308bから出力信号を
取り出すアクティブバランである。前述したように図1
の端子207aから出力される中間周波信号と端子208aから
出力される中間周波信号は同振幅を有し、180度の位相
差を有するため、図5のアクティブバラン300bは平衡さ
れた中間周波入力信号により駆動される。図5のよう
に、電界効果トランジスタ302bのドレインに抵抗310bを
接続し、又、抵抗310bと並列にキャパシタ311bを接続す
ると、図1のアクティブバラン300aより平衡度が高ま
り、寄生接地インダクタンスに対し更に鈍感になる。そ
れは以下のように説明できる。高周波で電界効果トラン
ジスタ301bと電界効果トランジスタ302bが、平衡された
中間周波入力信号に対し対称的に動作することにより接
続点309bに仮想的な電気的接地点が生じるためには、電
界効果トランジスタ301bと電界効果トランジスタ302bの
高周波での小信号等価回路が等しくなる必要がある。高
周波での電界効果トランジスタ301bの小信号等価回路の
パラメータ値、即ち、伝達コンダクタンス(gm)値、ゲ
ートとソースの間のキャパシタ(Cgs)値などが、電界
効果トランジスタ302bの小信号等価回路のパラメータ値
に接近すればするほど、接続点309bに生じる仮想的な電
気的接地点は強くなり、回路の性能が寄生接地インダク
タンスに対し更に鈍感になる。周知のように、電界効果
トランジスタのAC及び高周波小信号等価回路はDC動作点
により決まる。そのため、DC動作点の観点から考える
と、電界効果トランジスタ302bのドレインに抵抗303bと
同じ値を有する抵抗310bを接続すべきである。そうする
と、電界効果トランジスタ301bのDCでのドレインとソー
スの間の電圧値及び電流値が、電界効果トランジスタ30
2bのDCでのドレインとソースの間の電圧値及び電流値と
等しくなるため、両方の電界効果トランジスタが高周波
で等しい小信号等価回路を有する。しかし、出力は電界
効果トランジスタ301bのドレインから取り出すので、高
周波での利得の損失を抑制するためには、高周波では電
界効果トランジスタ302bのドレインに抵抗310bを接続し
ない方が良い。従って、図5のように電界効果トランジ
スタ302bのドレインに直列に抵抗303bと等しい値を有す
る抵抗310bを接続し、又、抵抗310bと並列にキャパシタ
311bを接続すると、DCでは電界効果トランジスタ302bの
ドレイン側には抵抗310bだけが接続され、電界効果トラ
ンジスタ301bと電界効果トランジスタ302bの高周波での
小信号等価回路が等しくなり、接続点309bには図1のア
クティブバラン300aの接続点309aより強い仮想的な電気
的接地点309bが生じる。かつ、高周波ではキャパシタ31
1bの機能により抵抗310bの効果がなくなり、高周波での
利得の損失が抑制できる。従って、図5のアクティブバ
ラン300bは、図1のアクティブバラン300aと等しい利得
値を有し、かつ寄生接地インダクタンスに対しより鈍感
である。
FIG. 5 shows an active balun according to another embodiment of the present invention for solving the above-mentioned problem (2). By using the active balun 300b of FIG. 5, the above-mentioned problem (2) is solved, and the performance is further improved as compared with the active balun 300a of FIG. The active balun 300b is an active balun formed by connecting the source of the field-effect transistor 301b and the source of the field-effect transistor 302b at a connection point 309b,
A resistor 303b is connected between the drain of the field effect transistor 301b and the power supply 600b, a resistor 310b and a capacitor 311b are connected between the drain of the field effect transistor 302b and the power supply 600b, and the gate and the drain of the field effect transistor 301b are connected. A feedback circuit consisting of a resistor 304b and a capacitor 305b is connected between them. The intermediate frequency signal output from the terminal 207a in FIG. 1 is input to a terminal 306b corresponding to the gate input of the field effect transistor 301b, and the terminal 208a in FIG. Is output to a terminal 307b corresponding to the gate input of the field effect transistor 302b.
This is an active balun that extracts an output signal from a terminal 308b connected to the drain of 1b. As described above, FIG.
Since the intermediate frequency signal output from the terminal 207a and the intermediate frequency signal output from the terminal 208a have the same amplitude and a phase difference of 180 degrees, the active balun 300b in FIG. Driven by As shown in FIG. 5, when the resistor 310b is connected to the drain of the field-effect transistor 302b and the capacitor 311b is connected in parallel with the resistor 310b, the degree of balance is higher than that of the active balun 300a of FIG. Become insensitive. It can be explained as follows. In order for the electric field effect transistor 301b and the electric field effect transistor 302b to operate symmetrically with respect to the balanced intermediate frequency input signal at a high frequency, a virtual electric ground point is generated at the connection point 309b. And the small-signal equivalent circuit of the field-effect transistor 302b at high frequencies need to be equal. The parameter value of the small-signal equivalent circuit of the field-effect transistor 301b at a high frequency, that is, the transfer conductance (gm) value, the capacitor (Cgs) value between the gate and the source, and the like are the parameters of the small-signal equivalent circuit of the field-effect transistor 302b. The closer the value, the stronger the virtual electrical ground that occurs at node 309b, and the less sensitive the circuit performance is to parasitic ground inductance. As is well known, the AC and high frequency small signal equivalent circuit of a field effect transistor is determined by the DC operating point. Therefore, from the viewpoint of the DC operating point, a resistor 310b having the same value as the resistor 303b should be connected to the drain of the field-effect transistor 302b. Then, the voltage value and the current value between the drain and the source of the DC of the field-effect transistor 301b are changed.
Since the voltage and current values between the drain and source at DC of 2b are equal, both field-effect transistors have equal small-signal equivalent circuits at high frequencies. However, since the output is taken out from the drain of the field effect transistor 301b, it is better not to connect the resistor 310b to the drain of the field effect transistor 302b at high frequencies in order to suppress loss of gain at high frequencies. Therefore, as shown in FIG. 5, a resistor 310b having the same value as the resistor 303b is connected in series to the drain of the field effect transistor 302b, and a capacitor is connected in parallel with the resistor 310b.
When 311b is connected, in DC, only the resistor 310b is connected to the drain side of the field effect transistor 302b, and the small signal equivalent circuit at high frequency of the field effect transistor 301b and the field effect transistor 302b becomes equal. A virtual electrical ground point 309b is generated which is stronger than the connection point 309a of one active balun 300a. And at high frequency, the capacitor 31
By the function of 1b, the effect of the resistor 310b is eliminated, and the loss of gain at high frequencies can be suppressed. Therefore, active balun 300b of FIG. 5 has a gain value equal to active balun 300a of FIG. 1 and is less sensitive to parasitic ground inductance.

【0023】図1には、前述した課題(3)を解決する
ための本発明の一実施形態の増幅器が示されている。増
幅器500aは、インダクタ501aと抵抗502aからなるひずみ
改善回路が電界効果トランジスタ503aのドレインと電源
600aの間に接続され、又前記ひずみ改善回路と並列接続
された抵抗504aが電界効果トランジスタ503aのドレイン
と電源600aの間に接続され、電界効果トランジスタ503a
のソースには抵抗505aが接続され、電界効果トランジス
タ503aのドレインに接続されている端子506aから出力を
取り出す増幅器である。図1のように最終段の増幅器50
0aの電界効果トランジスタ503aのドレインと電源600aの
間に接続された抵抗504aと並列に低い抵抗値を有する抵
抗502aとインダクタ501aを接続すると、低消費電流で良
いひずみ特性が得られ、前記(3)の問題が解決でき
る。好ましくは、高利得のため、抵抗504aは数百乃至数
千Ωである。歪み特性の改善のため、抵抗502aは無くて
も良いが、DCで過渡な電圧が電界効果トランジスタ503a
のソースとドレインにかかるのを防ぐため、抵抗502aを
入れた方が良い。この場合、好ましくは、抵抗502aは数
乃至数十Ωである。高周波で抵抗502aの影響を抑制する
ため、好ましくは、インダクタ501aは数nH以上である。
周知のように、典型的にひずみ特性は図1の周波数ダウ
ンコンバータ回路の最終段の増幅器500aの電界効果トラ
ンジスタ503aのドレインとソースの間に流れる電流値、
又は、最終段の増幅器500aの電界効果トランジスタ503a
のドレインとソースの間にかかる電圧値に強く依存す
る。即ち、最終段の増幅器500aの電界効果トランジスタ
503aのドレインとソース間に流れる電流値が大きくなれ
ばなるほど、又は、最終段の増幅器500aの電界効果トラ
ンジスタ503aのドレインとソースの間の電圧値が大きく
なればなるほど、ひずみ特性は良くなる。従来の方法で
は図1の増幅器500aのソース抵抗505aを小さくし、ドレ
インとソース間に流れる電流値を大きくすることにより
ひずみ特性を改善したが、この方法によると消費電流が
大きくなるため、常時オンの状態の受信システムでは問
題になる。低消費電流でひずみ特性を改善する方法の一
つは電界効果トランジスタ503aのドレインとソースの間
の電圧値を大きくすることによりひずみ特性を改善する
ことである。電界効果トランジスタ503aのドレインとソ
ースの間の電圧値とひずみ特性の前述した関係を考慮す
ると、電界効果トランジスタ503aのドレインと電源600a
の間に低い抵抗値を有する抵抗を接続し、電界効果トラ
ンジスタ503aのドレインとソースの間の電圧値を大きく
すべきである。しかし、この方法は次のような問題があ
る。電界効果トランジスタ503aのドレインに接続されて
いる端子506aから出力を取り出す場合、高周波での利得
のためには、電界効果トランジスタ503aのドレインと電
源600aの間には高抵抗値を有する抵抗504aを接続すべき
である。従って、ひずみ特性の改善のため、電界効果ト
ランジスタ503aと電源600aの間に低い抵抗値を有する抵
抗を接続すると、高周波での利得が低下する。そのた
め、高周波での利得が低下すること無く、低消費電流で
ひずみ特性を改善する方法が必要である。それは以下の
ように提案される。図1の最終段の増幅器500aのよう
に、電界効果トランジスタ503aのドレインと電源600aの
間に利得をかせぐための抵抗504aを接続し、それと並列
に低い抵抗値を有する抵抗502aと高いインダクタンス値
を有するインダクタ501aを接続すると、高周波で利得を
低下すること無く、低消費電流で良いひずみ特性が得ら
れる。好ましくは、高利得のため、抵抗504aは数百乃至
数千Ωである。歪み特性の改善のため、抵抗502aは無く
ても良いが、DCで過渡な電圧が電界効果トランジスタ50
3aのドレインとソースの間にかかることを防ぐため、抵
抗502aを入れた方が良い。この場合、好ましくは、抵抗
502aは数乃至数十Ωである。高周波で抵抗502aの影響を
抑制するため、好ましくは、インダクタ501aは数nH以上
である。この回路構成の有効性は以下のように説明でき
る。図1の増幅器500aの電界効果トランジスタ503aのド
レインと電源600aの間に接続された抵抗504aに並列に抵
抗502aとインダクタ501aを接続すると、抵抗502aが抵抗
504aより十分低い抵抗値を有するため、DCでは電源600a
から電界効果トランジスタ503aのドレインに向け、抵抗
502aだけに電流が流れ、抵抗504aには電流がほとんど流
れない。典型的に、増幅器500aは電界効果トランジスタ
503aのDCドレインとソース間の電流値の飽和領域の近傍
で動作するので、電界効果トランジスタ503aのゲートと
ソースの間の電圧値が一定であれば、DCでのドレインと
ソースの間の電流値は、電界効果トランジスタ503aのド
レインに接続された抵抗値に依存しなく一定になる。従
って、抵抗502aが抵抗504aより十分低い抵抗値を有する
場合、電界効果トランジスタ503aのドレインとソースの
間は一定な電流値と抵抗502aの積に該当する電圧値がか
かるので、抵抗502aを小さくすると、電界効果トランジ
スタ503aのドレインと電源600aの間の電圧値は小さくな
り、電界効果トランジスタ503aのドレインとソースの間
の電圧値は高くなる。電界効果トランジスタ503aのドレ
インとソースの間の電圧値を高くするため、抵抗502aは
無くても良いが、DCで過渡な電圧が電界効果トランジス
タ503aのソースとドレインにかかることを防ぐため、数
乃至数十Ωの抵抗値を有する抵抗502aを入れた方が良
い。前記の理由により、電界効果トランジスタ503aのド
レインとソースの間にかかる電圧値が高くなり、ひずみ
特性を改善できる。又、高いインダクタンス値を有する
インダクタ501aを接続すると、高周波ではインダクタ50
1aの作用により、電界効果トランジスタ503aのドレイン
と電源600aの間には抵抗504aだけが接続され、抵抗502a
による高周波での利得の損失は抑制される。従って、図
1の増幅器500aのように電界効果トランジスタ503aのド
レインと電源600aの間の利得をかせぐための抵抗504aに
並列に低い抵抗値を有する抵抗502aとインダクタ501aを
接続すると、DCでは抵抗502aの作用により、電流値を増
やすこと無くひずみ特性が改善され、かつ高周波ではイ
ンダクタ501aの作用により、抵抗502aによる利得の損失
は抑制される。従来のひずみ改善方法に比べ、図1の新
規回路構成の増幅器500aの魅力的な特徴は、従来の方法
では最終段の増幅器500aの電界効果トランジスタ503aの
ソースに接続された抵抗505aの値を低くし、ドレインと
ソースの間の電流値を増やすことによりひずみ特性を改
善したが、新規回路構成の増幅器500aでは電流値を増や
すこと無く、電界効果トランジスタ503aのドレインとソ
ースの間の電圧値を高くすることによりひずみ特性が改
善できることである。
FIG. 1 shows an amplifier according to an embodiment of the present invention for solving the above-mentioned problem (3). The amplifier 500a has a distortion improvement circuit composed of an inductor 501a and a resistor 502a, and the drain of the field-effect transistor 503a is connected to a power supply.
A resistor 504a connected between the drain of the field effect transistor 503a and the power supply 600a is connected between the capacitor 600a and the strain improving circuit.
This is an amplifier that is connected to a resistor 505a at its source and extracts an output from a terminal 506a connected to the drain of the field effect transistor 503a. As shown in FIG.
When a resistor 502a having a low resistance value and an inductor 501a are connected in parallel with a resistor 504a connected between the drain of the field effect transistor 503a and the power supply 600a, a good distortion characteristic can be obtained with low current consumption. ) Can be solved. Preferably, for high gain, resistor 504a is hundreds to thousands of ohms. To improve the distortion characteristics, the resistor 502a may be omitted, but a transient voltage at DC causes the field effect transistor 503a.
It is better to insert a resistor 502a in order to prevent the source and drain from being applied. In this case, preferably, the resistance 502a is several to several tens Ω. In order to suppress the influence of the resistor 502a at a high frequency, the inductor 501a is preferably several nH or more.
As is well known, typically the distortion characteristic is the current value flowing between the drain and source of the field effect transistor 503a of the final stage amplifier 500a of the frequency downconverter circuit of FIG.
Alternatively, the field-effect transistor 503a of the last-stage amplifier 500a
Strongly depends on the value of the voltage applied between the drain and the source. That is, the field-effect transistor of the final stage amplifier 500a
The higher the current value flowing between the drain and the source of the 503a, or the higher the voltage value between the drain and the source of the field effect transistor 503a of the final stage amplifier 500a, the better the distortion characteristics. In the conventional method, the distortion characteristic was improved by reducing the source resistance 505a of the amplifier 500a of FIG. 1 and increasing the value of the current flowing between the drain and the source. This is a problem in the receiving system in the state. One method of improving the distortion characteristics with low current consumption is to improve the distortion characteristics by increasing the voltage between the drain and the source of the field effect transistor 503a. Considering the above-mentioned relationship between the voltage value between the drain and the source of the field effect transistor 503a and the distortion characteristic, the drain of the field effect transistor 503a and the power supply 600a
, A resistor having a low resistance value should be connected to increase the voltage value between the drain and the source of the field effect transistor 503a. However, this method has the following problems. When taking output from the terminal 506a connected to the drain of the field-effect transistor 503a, a resistor 504a having a high resistance value is connected between the drain of the field-effect transistor 503a and the power supply 600a for high-frequency gain. Should. Therefore, if a resistor having a low resistance is connected between the field effect transistor 503a and the power supply 600a to improve the distortion characteristics, the gain at high frequencies is reduced. Therefore, there is a need for a method of improving distortion characteristics with low current consumption without lowering the gain at high frequencies. It is proposed as follows. 1, a resistor 504a for gaining a gain is connected between the drain of the field effect transistor 503a and the power supply 600a, and a resistor 502a having a low resistance value and a high inductance value are connected in parallel with the resistor 504a. When the inductor 501a is connected, good distortion characteristics can be obtained with low current consumption without reducing the gain at a high frequency. Preferably, for high gain, resistor 504a is hundreds to thousands of ohms. To improve the distortion characteristics, the resistor 502a may be omitted, but a transient voltage at DC may cause
It is better to insert a resistor 502a in order to prevent the connection between the drain and source of 3a. In this case, preferably the resistance
502a is several to several tens of ohms. In order to suppress the influence of the resistor 502a at a high frequency, the inductor 501a is preferably several nH or more. The effectiveness of this circuit configuration can be explained as follows. When the resistor 502a and the inductor 501a are connected in parallel with the resistor 504a connected between the drain of the field effect transistor 503a and the power supply 600a of the amplifier 500a in FIG.
Because it has a resistance value sufficiently lower than 504a, DC power supply 600a
From the field effect transistor 503a to the drain
Current flows only through 502a, and almost no current flows through resistor 504a. Typically, amplifier 500a is a field effect transistor
Since the 503a operates near the saturation region of the current value between the DC drain and the source, if the voltage value between the gate and the source of the field-effect transistor 503a is constant, the DC current value between the drain and the source Is constant without depending on the resistance value connected to the drain of the field effect transistor 503a. Therefore, when the resistor 502a has a sufficiently lower resistance value than the resistor 504a, a voltage value corresponding to the product of the constant current value and the resistor 502a is applied between the drain and the source of the field-effect transistor 503a. The voltage value between the drain of the field effect transistor 503a and the power supply 600a decreases, and the voltage value between the drain and the source of the field effect transistor 503a increases. In order to increase the voltage value between the drain and the source of the field effect transistor 503a, the resistor 502a may not be provided. It is better to insert a resistor 502a having a resistance value of several tens Ω. For the above reason, the voltage value applied between the drain and the source of the field effect transistor 503a increases, and the distortion characteristics can be improved. When an inductor 501a having a high inductance value is connected, the
Due to the action of 1a, only the resistor 504a is connected between the drain of the field effect transistor 503a and the power supply 600a, and the resistor 502a
The loss of gain at high frequencies due to the above is suppressed. Therefore, when the resistor 502a having a low resistance value and the inductor 501a are connected in parallel to the resistor 504a for gaining a gain between the drain of the field effect transistor 503a and the power supply 600a as in the amplifier 500a of FIG. The distortion characteristic is improved without increasing the current value, and the loss of gain due to the resistor 502a is suppressed at high frequencies by the operation of the inductor 501a. An attractive feature of the amplifier 500a of the novel circuit configuration shown in FIG. 1 is that the value of the resistor 505a connected to the source of the field-effect transistor 503a of the final stage amplifier 500a is lower in the conventional method than in the conventional distortion improvement method. Although the distortion characteristic was improved by increasing the current value between the drain and the source, the voltage between the drain and the source of the field effect transistor 503a was increased without increasing the current value in the amplifier 500a having the new circuit configuration. By doing so, the strain characteristics can be improved.

【0024】図6には、前述した課題(3)を解決する
ための本発明の他の一実施形態の増幅器が示されてい
る。増幅器500bは、中心周波数に対して4分の1波長の長
さを有する導体線路501bと低い抵抗値を有する抵抗502b
が電界効果トランジスタ503bのドレインと電源600cの間
に接続され、導体線路501bと抵抗502bの接続点と接地点
の間にキャパシタ507bが接続され、又電界効果トランジ
スタ503bのドレインと電源600cの間に抵抗504bが接続さ
れ、電界効果トランジスタ503bのソースには抵抗505bが
接続され、導体線路501bと抵抗502bはモノリシックマイ
クロ波集積回路用半導体チップ、又は印刷回路基板上に
形成され、電界効果トランジスタ503bのドレインに接続
されている端子506bから出力を取り出す増幅器である。
好ましくは、高利得のため、抵抗504bは数百乃至数千Ω
である。歪み特性の改善のため、抵抗502bは無くても良
いが、DCで過渡な電圧が電界効果トランジスタ503bのド
レインとソースの間にかかることを防ぐため、抵抗502b
を入れた方が良い。この場合、好ましくは、抵抗502bは
数乃至数十Ωである。この増幅器500bでは、前述した図
1の増幅器500aの回路構成に対し、インダクタ501aとし
てはキャパシタ507bと接続された中心周波数に対して4
分の1波長の長さを有する導体線路501bを接続した。従
って、キャパシタ507bと中心周波数に対して4分の1波長
の長さを有する導体線路501bは図1のインダクタ501aと
機能的に同じである。即ち、高周波では中心周波数に対
して4分の1波長の長さを有する導体線路501bは接続点50
8bで開放になり、電界効果トランジスタ503bのドレイン
と電源600cの間には抵抗504bだけが接続されるので、低
い抵抗値を有する抵抗502bによる利得の損失は抑制され
る。又、DCでは電界効果トランジスタ503bのドレインと
電源600cの間に低い抵抗値を有する抵抗502bだけに電流
が流れる。そのため、前述した理由により、図6の回路
構成でも電流値を増やすこと無く、電界効果トランジス
タ503bのドレインとソースの間の電圧値を高くすること
によりひずみ特性が改善できる。
FIG. 6 shows an amplifier according to another embodiment of the present invention for solving the aforementioned problem (3). The amplifier 500b has a conductor line 501b having a length of a quarter wavelength with respect to the center frequency and a resistor 502b having a low resistance value.
Is connected between the drain of the field effect transistor 503b and the power supply 600c, a capacitor 507b is connected between the connection point of the conductor line 501b and the resistor 502b and the ground point, and between the drain of the field effect transistor 503b and the power supply 600c. The resistor 504b is connected, the resistor 505b is connected to the source of the field effect transistor 503b, and the conductor line 501b and the resistor 502b are formed on a semiconductor chip for a monolithic microwave integrated circuit, or a printed circuit board. This is an amplifier that extracts an output from a terminal 506b connected to the drain.
Preferably, for high gain, resistor 504b is in the hundreds to thousands of ohms.
It is. To improve the distortion characteristics, the resistor 502b may be omitted. However, in order to prevent a DC transient voltage from being applied between the drain and the source of the field effect transistor 503b, the resistor 502b is used.
It is better to put In this case, preferably, the resistance 502b is several to several tens Ω. In this amplifier 500b, as compared with the circuit configuration of the amplifier 500a of FIG. 1 described above, the inductor 501a has a frequency of 4% with respect to the center frequency connected to the capacitor 507b.
A conductor line 501b having a length of one-half wavelength was connected. Therefore, the capacitor 507b and the conductor line 501b having a quarter wavelength length with respect to the center frequency are functionally the same as the inductor 501a of FIG. That is, at high frequency, the conductor line 501b having a length of a quarter wavelength with respect to the center frequency is connected to the connection point 50b.
Open at 8b, only the resistor 504b is connected between the drain of the field effect transistor 503b and the power supply 600c, so that the loss of gain due to the resistor 502b having a low resistance value is suppressed. In DC, current flows only to the resistor 502b having a low resistance value between the drain of the field-effect transistor 503b and the power supply 600c. Therefore, for the above-described reason, the distortion characteristic can be improved by increasing the voltage value between the drain and the source of the field effect transistor 503b without increasing the current value even in the circuit configuration of FIG.

【0025】[0025]

【発明の効果】前記の説明から、本発明によれば、第1
の差動トランジスタ対と第2の差動トランジスタ対とを
同一の基板上に設け、モノリシックマイクロ波集積回路
用半導体チップの内部に全回路を集積することが可能で
あり、追加的な増幅器の削減により回路規模が小さくな
り、寄生接地インダクタンスに対する鈍感化により低コ
スト表面実装塑性パッケージで組み込むことが可能であ
り、低消費電流値で良いひずみ特性が得られるという利
点を有する周波数ダウンコンバータが実現できる。従っ
て、本発明の新規回路構成の周波数ダウンコンバータを
用いると、低ノイズブロックに使用する低コスト砒化ガ
リウムモノリシックマイクロ波集積回路のシングルバラ
ンス形周波数ダウンコンバータに対する直接の要求が満
たされることが分かる。本発明の新規回路構成は、直接
放送衛星受信器システムだけではなく他の通信システム
でも有効に用いられると期待される。
From the above description, according to the present invention, the first
And the second differential transistor pair are provided on the same substrate, and the entire circuit can be integrated inside the semiconductor chip for a monolithic microwave integrated circuit. As a result, the circuit scale can be reduced, and it can be incorporated in a low-cost surface-mount plastic package due to insensitivity to parasitic grounding inductance, and a frequency downconverter having an advantage of obtaining good distortion characteristics with low current consumption can be realized. Accordingly, it can be seen that the use of the frequency downconverter having the novel circuit configuration of the present invention satisfies the direct requirement for the single-balanced frequency downconverter of the low-cost gallium arsenide monolithic microwave integrated circuit used for the low noise block. The novel circuit configuration of the present invention is expected to be effectively used not only in the direct broadcast satellite receiver system but also in other communication systems.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態における高周波回路を示す
FIG. 1 is a diagram showing a high-frequency circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態における低域通過フィルタの断面
FIG. 2 is a sectional view of a low-pass filter according to the embodiment.

【図3】同実施の形態における他のミキサーを示す回路
FIG. 3 is a circuit diagram showing another mixer according to the embodiment.

【図4】同実施の形態における他のミキサーを示す回路
FIG. 4 is a circuit diagram showing another mixer according to the embodiment.

【図5】同実施の形態におけるアクティブバランの回路
FIG. 5 is a circuit diagram of an active balun according to the embodiment.

【図6】同実施の形態における増幅器を示す回路図FIG. 6 is a circuit diagram showing an amplifier according to the embodiment;

【図7】従来の高周波回路を示す図FIG. 7 is a diagram showing a conventional high-frequency circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 180度ハイブリッドカップラー 100a、100b、100c 差動入力増幅器 101、102、103、104、201、202、203、204、301、302、
303、503、102a、104a、105a、106a、202a、204a、205
a、206a、207a、208a、306a、307a、308a、506a、102
b、202b、204b、206b、208b、209b、210b、102c、202
c、204c、206c、207c、208c、306b、307b、308b、506b
端子 107a、108a、109a、212、213、214、215、216、215a、2
16a、217a、218a、219a、309、310、311、312、303a、3
10a、311a、312a、304a、303b、304b、310b、401、40
2、403、501、502、502a、504a、505a、507a、502b、50
4b、505b 抵抗 200、200b、200c シングルバランスミキサー 200a デュアルゲートシングルバランスミキサー 201a、203a デュアルゲート電界効果トランジスタ 205、208、307 ドレイン 206、209、209a、212a、501a インダクタ 207、210、210a、213a、305a、305b、311b、313、404、
508a、507b、10000、10001、10002、10003、10000a、10
001a、10002a、10003a、10004a、10005a キャパシタ 211、308、309a、309b、508b 接続点 211a、214a 接地 300、300a、300b アクティブバラン 304、306、101a、103a、301a、302a、503a、201b、203
b、205b、207b、201c、203c、205c、301b、302b、503b
電界効果トランジスタ 305 ソース 400、500、500a、500b 増幅器 501b 導体線路 600、600a、600b、600c 電源 2000 モノリシックマイクロ波集積回路用半導体チップ 2001 導体層 2002 導体接地面
100 180 degree hybrid coupler 100a, 100b, 100c Differential input amplifier 101, 102, 103, 104, 201, 202, 203, 204, 301, 302,
303, 503, 102a, 104a, 105a, 106a, 202a, 204a, 205
a, 206a, 207a, 208a, 306a, 307a, 308a, 506a, 102
b, 202b, 204b, 206b, 208b, 209b, 210b, 102c, 202
c, 204c, 206c, 207c, 208c, 306b, 307b, 308b, 506b
Terminals 107a, 108a, 109a, 212, 213, 214, 215, 216, 215a, 2
16a, 217a, 218a, 219a, 309, 310, 311, 312, 303a, 3
10a, 311a, 312a, 304a, 303b, 304b, 310b, 401, 40
2, 403, 501, 502, 502a, 504a, 505a, 507a, 502b, 50
4b, 505b Resistance 200, 200b, 200c Single balance mixer 200a Dual gate single balance mixer 201a, 203a Dual gate field effect transistor 205, 208, 307 Drain 206, 209, 209a, 212a, 501a Inductor 207, 210, 210a, 213a, 305a, 305b, 311b, 313, 404,
508a, 507b, 10000, 10001, 10002, 10003, 10000a, 10
001a, 10002a, 10003a, 10004a, 10005a Capacitor 211, 308, 309a, 309b, 508b Connection point 211a, 214a Ground 300, 300a, 300b Active balun 304, 306, 101a, 103a, 301a, 302a, 503a, 201b, 203
b, 205b, 207b, 201c, 203c, 205c, 301b, 302b, 503b
Field-effect transistor 305 Source 400, 500, 500a, 500b Amplifier 501b Conductor line 600, 600a, 600b, 600c Power supply 2000 Monolithic microwave integrated circuit semiconductor chip 2001 Conductor layer 2002 Conductor ground plane

フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−307349(JP,A) 特開 平6−310943(JP,A) 特開 昭59−95705(JP,A) 特開 昭63−142908(JP,A) 特開 平10−224152(JP,A) 特開 昭61−182305(JP,A) 特開 昭49−115447(JP,A) 特開 昭63−76510(JP,A) 実開 昭60−9332(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03F 3/45 H03D 7/00 H03D 7/14 Continuation of the front page (56) References JP-A-2000-307349 (JP, A) JP-A-6-310943 (JP, A) JP-A-59-95705 (JP, A) JP-A-63-142908 (JP, A) A) JP-A-10-224152 (JP, A) JP-A-61-182305 (JP, A) JP-A-49-11547 (JP, A) JP-A-63-76510 (JP, A) −9332 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H03F 3/45 H03D 7/00 H03D 7/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1の電界効果トランジスタのソースと
第2の電界効果トランジスタのソースとを接続して構成
されるアクティブバランを有し、前記第1の電界効果ト
ランジスタのドレインと電圧供給手段の間に第1の抵抗
が接続され、前記第1の電界効果トランジスタの前記ド
レインとゲートの間には第2の抵抗と前記第2の抵抗に
直列接続された第1のキャパシタとを有する帰還回路が
接続され、前記第2の電界効果トランジスタのドレイン
と前記電圧供給手段の間に第3の抵抗と前記第3の抵抗
と並列接続された第2のキャパシタが接続され、前記第
1の電界効果トランジスタの前記ゲートに第1の高周波
入力信号が入力され、前記第1の高周波入力信号と同振
幅を有し、かつ180度の位相差を有する第2の高周波入
力信号が前記第2の電界効果トランジスタのゲートに入
力されることを特徴とする高周波回路。
1. An active balun formed by connecting a source of a first field-effect transistor and a source of a second field-effect transistor, wherein a drain of the first field-effect transistor and a voltage supply means are connected. A feedback circuit having a first resistor connected between the drain and the gate of the first field-effect transistor, the feedback circuit having a second resistor and a first capacitor connected in series to the second resistor; Is connected, and a third resistor and a second capacitor connected in parallel with the third resistor are connected between a drain of the second field-effect transistor and the voltage supply means, and the first field-effect transistor is connected to the first field-effect transistor. A first high-frequency input signal is input to the gate of the transistor, and a second high-frequency input signal having the same amplitude as the first high-frequency input signal and having a phase difference of 180 degrees is applied to the second high-frequency input signal. A high-frequency circuit which is input to a gate of a field effect transistor.
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