场效应晶体管带通放大器制造技术

本发明专利技术的目的是提供可以降低增益控制时的残留噪声的ＦＥＴ带通放大器。在ＡＭ（调幅）收信机中所含的ＦＥＴ频带放大器５设有如图示的５级放大器１１－１５和插入在它们中间的ＢＰＦ（带通滤波器）１６以及ＡＧＣ（自动增益控制）电路８。ＢＰＦ１６在通过比ＦＥＴ带通放大器全部放大频带更宽的频带成分的同时，通过除去从第３级放大器输出的信号中的低频成分来降低１／ｆ噪声，通过除去高频成分来降低热噪声。因而，从末级放大器１５输出的信号中所含的增益控制时的残留噪声就得到了降低。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术就用于各种收信机中的FET带通放大器作了说明。
技术介绍
在AM收信机和FM(调频)收信机等的各种收信机中，使用着放大规定频带信号的带通放大器。作为代表性的带通放大器，有放大中频信号的中频放大器。在这个中频放大器中，仅选择性地放大中频附近狭窄频带的信号。这时候的中心频率被设定在一个固定的数值上，例如，在FM收信机中是10.7MHz，在AM收信机中是455KHz。为了在一般的中频放大器中，根据电场强度的强弱设定最适当的增益，连接了自动增益控制电路。例如，在AM收信机中，设置有根据AM检波电路的输出电平，把中频放大器的增益控制在最佳值上的自动增益控制电路。在这里，为了在一般的带通放大器中得到规定的增益，采用了多级连接晶体管的多级放大器。这时候，如果各级晶体管中发生的噪声大，由于在各级的晶体管中放大并累积这个噪声，使得从末级晶体管中输出的信号中所含的噪声成分增加。若这种由带通放大器自身发生的噪声成分增大，就存在着当电场强度强的时候，带通放大器的增益又被控制在小的数值上时的残留噪声增加的问题。特别是在用CMOS工艺形成带通放大器的情况下，决定使用MOS型FET作为放大元件的时候。通常，由于MOS型FET比起双极型晶体管在低频端出现的1/f噪声大，需要采取某些措施。
技术实现思路
本专利技术正是鉴于这样的缺陷，而创造出来的，其目的在于提供可以降低增益控制时的残留噪声的FET带通放大器。为了解决上述的课题，本专利技术的FET带通放大器具有多级放大器和控制这个多级放大器增益的增益控制电路。这个多级放大器配置有采用FET作为放大元件的级联的多级放大器和插入在多级放大器中段、设定了比放大频带更宽的通频带的带通滤波器。而且，放大器使用p沟道FET作为至少是从初级至第n级的FET。由于使用具有比放大频带更宽的通频带的带通滤波器，可以除去比该通频带低的一侧存在的1/f噪声和高频侧存在的热噪声。另外，由于放大元件使用了迁移率小的p沟道FET，可以进一步减小放大器内部的噪声。因而，在用带通滤波器除去前级部分各放大器中发生噪声的同时，由于使用p沟道FET作为这个前级部分各放大器的放大元件以及通过降低自身发生的噪声，使得在增益控制时，可以大幅度降低从末级放大器输出信号中所包含的残留噪声。另外，由于使用FET作为放大元件，就可以用FET的制造工艺把FET带通放大器整体形成在半导体基片上，比起使用双极型晶体管作为放大元件的情况来看，在容易达到集成化的同时，也可以谋求降低成本并节省空间。另外，本专利技术的FET带通放大器配置有包含用FET作为放大元件的级联的多级放大器构成的多级放大器和控制该多级放大器增益的增益控制电路。各级的放大器具有从输入信号中除去比放大频带成分的上限值更高的高频成分的高频成分除去装置和从输入信号中除去比放大频带成分的下限值更低的低频成分的低频成分除去装置。而且，使用p沟道FET作为放大器的至少从初级至第n级的FET。在各级放大器中，由于除去了放大频带以外的成分，防止了噪声的累积。并且，由于使用迁移率小的p沟道FET作为放大元件，可以进一步减小放大器内部发生的噪声。于是，可以把从末级放大器输出信号中包含的残留噪声进一步减小。特别是上述的低频成分除去装置，希望能是设定截止频率在比放大频带的下限值更低的数值上的高通滤波器。由于各级放大器中配置了高通滤波器，就可以很容易地除去比这个高通滤波器截止频率更低的1/f噪声。另外，上述的放大器是使两个FET差动工作的差动放大器，低频成分除去装置希望是能把合成各级放大器的差动输出信号的低频成分的信号以同相位输入到两个FET上的反馈电路。由于合成的仅是差动输出信号中包含的低频成分并以同相位反馈到输入端。因为可以使对应于这个低频成分差动放大器的差动工作停止，就可以降低这个低频成分中包含的1/f噪声。又，本专利技术的FET带通放大器配置有包含用FET作为放大元件的级联的多级放大器构成的多级放大器和控制该多级放大增益的增益控制电路。各级放大器具有从输入输出信号中除去比放大频带成分的上限值更高的高频成分除去装置。而且，使用p沟道FET作为放大器的至少从初级至第n级的FET。另外，还具有把比包含在末级放大器的输出信号中的放大频带成分的下限值更低的低频成分以反相状态反馈到初级放大器上的反馈电路。由于仅把包含在末级放大器的输出信号中的低频成分以反相状态反馈到初级放大器的输入端。因为消除了这个低频成分就可以除去包含在这个低频成分中的1/f噪声。由于用迁移率小的p沟道FET作为放大元件，就可以减小放大器内部自己发生的1/f噪声。特别是上述的高频成分除去装置，希望能是把截止频率设定在比放大频带上限值更高的数值上的低通滤波器。由于在各级放大器的输出端配置了低通滤波器，就可以很容易地除去比这个低通滤波器截止频率更高的热噪声。又，希望能用次级放大器中所含的FET的寄生电容作为这个低通滤波器所含的电容器。由于利用FET的寄生电容代替单体元件的电容器，可以减少元件个数，随之就可降低成本。特别是由于在半导体基片上形成的FET中生成的寄生电容，由于利用它，比起用单个电容器构成低通滤波器的情况来，可有效利用利用半导体基片上的空间，可以实现芯片的小型化等。又，本专利技术FET带通放大器配置有包含用FET作为放大元件的级联的多级放大器构成的多级放大器和控制这个多级放大器增益的增益控制电路。并且，使用p沟道FET作为放大器至少至第m级所包含的放大元件。由于使用了迁移率小的p沟道型FET，就可以抑制1/f噪声的发生，从而可降低从末级放大器输出的信号中含有的残留噪声。又，希望能使用p沟道型的FET作为包含在第m+1级以后的放大器中的放大元件。有助于防止放大器的饱和程度，而由于把少数后级放大器中包含的FET选用为n沟道型FET，比起全部使用p沟道型的FET来，可以使多级的占有面积小型化。又，希望能把第m级以前的放大器中所含的FET的沟道长L和沟道宽W设定在比第m+1级以后的放大器中所含的FET的沟道长L和沟道宽W有更大的数值。有助于防止放大器的饱和程度，由于仅把大多数前级放大器中所含的FET的沟道长L和沟道宽W设置在大的数值上，比起全部FET增大这些值来，可以实现多级占有面积的小型化。又，作为放大元件，当着眼于包含在多级连接中的多个放大器时，希望能把前级配置的放大器中包含的FET的沟道长L和沟道宽W设定在比它后级配置的放大器中所含的FET的沟道长L和沟道宽W更大的数值上。通常，在FET中发生的1/f噪声，很大程度上与沟道长L和沟道宽W各自的倒数成正比。因而，把沟道长L和沟道宽W设定在大的数值上，就可以降低这个FET中发生的1/f噪声。特别是考虑到多级连接的FET时，由于前级部分包含的FET中发生的1/f噪声被它后级的FET放大。所以，降低前级部分FET中发生的1/f噪声，为降低整体低频噪声是理想的。再者，由于后级部分所含FET中发生的1/f噪声比它更后级的FET中被放大的程度要小，故认为有助于整体低频噪声降低的比例。因而，通过把后级部分所含的FET的沟道长L和沟道宽W选取在比它的前级FET的那些值小的数值上，就可以缩小FET的占用面积，可以谋求由芯片的小型化带来的成本降低。又，当着眼于作为放大元件的多级连接的多个放大器的FET时，最好本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设有多级放大器以及控制该多级放大器的增益的增益控制电路的ＦＥＴ带通放大器，其中： 所述多级放大器包含，用ＦＥＴ作为放大元件的级联的多级放大器，以及插入在所述多级放大器的中段、设定在比放大频带更宽的通频带上的带通滤波器； 用ｐ沟道ＦＥＴ作为所述放大器的至少从初级至第ｎ级的所述ＦＥＴ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宫城弘，
申请(专利权)人：新泻精密株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]