DE19831596C2 - Verstärkerschaltung für Hochfrequenzsignale und mehrstufiger Verstärker - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstärker­ schaltung für Hochfrequenzsignale und einen mehrstufigen Verstärker, welche zum Verstärken von Signalen in Mikrowel­ len- und Millimeterwellen-Frequenzbändern geeignet und mit einer Funktion zum Kompensieren von Änderungen der Verstär­ kung, welche sich aus Änderungen der Verstärkertemperatur ergeben, versehen sind.

Die Verstärkung bzw. der Verstärkungsgrad von Mikrowel­ len- und Millimeterwellenverstärkern und Verstärkermodulen mit derartigen Verstärkern neigt dazu, sich mit der Umge­ bungstemperatur zu ändern, in welcher der Verstärker oder das Verstärkermodul verwendet wird. Insbesondere neigt der Verstärkungsgrad eines derartigen Verstärkers oder Verstär­ kermoduls dazu anzusteigen, wenn die Umgebungstemperatur abfällt, und abzufallen, wenn sich die Umgebungstemperatur erhöht. Der Bereich dieser Änderung ist insbesondere bei mehrstufigen Verstärkern ausgeprägt und kann bisweilen den stabilen Betrieb des Gesamtsystems stören.

Beispielsweise führt bei einem Leistungsverstärkermo­ dul, welches drei in Serie angeordnete zweistufige MMIC- Verstärkerelemente mit unterschiedlichen Ausgängen auf­ weist, eine Änderung von 100°C der Umgebungstemperatur zu einer Änderung der Verstärkung von 12 dB, wenn die tempera­ turabhängige Verstärkungsänderung pro Verstärkerstufe 0,2 dB/10°C beträgt. Die Verzerrungscharakteristik eines derartigen Leistungsverstärkermoduls verschlechtert sich somit, wenn die Umgebungstemperatur niedrig und die Ver­ stärkung am größten ist. Der Verlust von Leistung und Effi­ zienz stellen ebenfalls potentielle Schwierigkeiten dar, wenn die Umgebungstemperatur hoch und die Verstärkung nied­ rig sind.

Um derartige Änderungen der Verstärkung zu kompensieren, die sich aus Temperaturänderungen ergeben, kann eine Temperaturkompensationsschaltung in Serie mit dem Gateanschluß eines Verstärkungs-FET's zum direkten Steuern einer angelegten Vorspannung verbunden werden. Diese Tempe­ raturkompensationsschaltung kompensiert einen Abfall des Betriebsstroms des Verstärkers herrührend von einem Anstieg der Temperatur durch Einspeisen eines geeigneten Stroms dem Gate. Der innere Betriebsstrom des Verstärkers wird somit auf einem konstanten Pegel innerhalb eines bestimmten Be­ triebstemperaturbereichs gehalten.

Ein Nachteil bei der oben bezeichneten herkömmlichen Temperaturkompensationsschaltung besteht darin, daß eine separate externe Spannungsversorgung benötigt wird, um die geforderte Vorspannung dem Verstärkungssteueranschluß zuzu­ führen, d. h. dem Gate des Verstärkungs-FET's. Ebenfalls ist es nötig, die Temperaturcharakteristik der Verstärkung des Verstärkers zu messen, um die für eine bestimmte Temperatur geforderte Vorspannung zu bestimmen, und dem Verstärkersy­ stem oder -modul einen weiteren Mechanismus zum aktuellen Anwenden dieser Information während des Betriebs des Sy­ stems oder des Moduls bereitzustellen. Dadurch werden der Schaltungsentwurf und die -anordnung kompliziert, was zu erhöhten Kosten führt.

Ein Leistungsverstärker, der zur Temperaturkompensation ohne Temperaturkompensationsschaltung wie oben beschrieben geeignet ist, ist in der Druckschrift Patent Abstracts of Japan, JP 09139630 A, beschrieben. Dieser Leistungsverstär­ ker ist auf einem GaAs-Substrat gebildet und enthält einen Verstärkungs-FET zum Verstärken einer hochfrequenten Span­ nungsversorgung und eine in Serie mit einem Widerstand und einer auf einem GaAs-Substrat gebildeten Temperaturkompensations-FET angeordnete automatisch vorgespannte Gatevor­ spannungsschaltung. Ein Anschluß der Gatevorspannungsschal­ tung ist mit einer Spannungsquelle verbunden, während der andere Anschluß an Masse angeschlossen ist. Um eine entge­ gengesetzte Temperaturcharakteristik zu zeigen, wird die Gateausrichtung bzw. -orientierung des Verstärkungs-FET's auf 90° und die Gateausrichtung des Temperaturkompensati­ ons-FETs auf 0° bezüglich der ebenen Ausrichtung des GaAs- Substrats bestimmt.

Wenn die Umgebungstemperatur ansteigt und der Betriebs­ strom des Verstärkungs-FET's abfällt, steigt der Betriebs­ strom des Temperaturkompensations-FET's an. Wenn anderer­ seits die Umgebungstemperatur abfällt und der Betriebsstrom des Verstärkungs-FET's ansteigt, fällt der Betriebsstrom des Temperaturkompensations-FET's.

Mit dem oben beschriebenen Leistungsverstärker wird ein Temperaturkompensations-FET mit der oben bezeichneten Tem­ peraturcharakteristik als Widerstand verwendet und in Serie mit einem normalen Widerstand verbunden, um eine Gatevor­ spannungsserienschaltung zu bilden. Unter Verwendung einer Widerstandsteilung arbeitet diese Gatevorspannungsserien­ schaltung derart, daß der Ausgang des Leistungsverstärkers durch Unterdrücken von Änderungen des Verstärkungsfaktors im Ansprechen auf Temperaturänderungen stabilisiert wird.

Es kann jedoch erwartet werden, daß eine Prozeßsteue­ rung schwierig wird, wenn FET's mit im wesentlichen unter­ schiedlicher Charakteristik auf einem einzigen Wafer gebil­ det sind, um einen Leistungsverstärker wie oben beschrieben mit einer bestimmten Charakteristik zu erzielen.

Aus der Druckschrift DE 197 10 769 A1 ist entsprechend deren Fig. 1 eine Verstärkerschaltung für Hochfrequenzsi­ gnale mit einem Verstärker, welcher ein aktives Bauelement (FETr1) zum Verstärken eines Hochfrequenzsignals aufweist, bekannt. Diese Verstärkerschaltung besitzt eine Dämpfungs­ schaltung, welche ein zweites aktives Bauelement (FETh1) zum Dämpfen des dem Verstärker einzugebenden Hochfrequenz­ signals aufweist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verstärkerschaltung für Hochfrequenzsignale und einen mehrstufigen Verstärker mit einer vereinfachten Anordnung bereitzustellen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen nebengeordneten Ansprüche.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält ein Verstärker mit Temperaturkompensationsfunktion der vorlie­ genden Erfindung einen Verstärker, der ein erstes aktives Bauelement für die Verstärkung eines Hochfrequenzsignals aufweist, und eine Dämpfungsschaltung, die ein zweites ak­ tives Bauelement für die Dämpfung des Hochfrequenzsignals aufweist, welches dem Verstärker eingegeben wird, wobei die Dämpfungsschaltung den Dämpfungsbetrag des Hochfrequenzsi­ gnals, welches dem Verstärker eingegeben wird, in Abhängig­ keit einer Änderung der Temperatur der Verstärkerschaltung ändert, wobei eine Temperaturdrift des Verstärkers kompen­ siert wird.

Mit dieser Dämpfungsschaltung führt ein Anstieg der Um­ gebungstemperatur zu einem geringen Verlust, und ein star­ kes Hochfrequenzsignal kann dem aktiven Bauelement zur Ver­ stärkung zugeführt werden. Umgekehrt führt ein Abfall der Umgebungstemperatur zu einem stärkeren Verlust, und der dem ersten aktiven Bauelement für die Verstärkung zugeführte Hochfrequenzsignalpegel fällt ab. Dieser Betrieb der Dämp­ fungsschaltung kann somit geeignet einen Abfall oder An­ stieg der Verstärkung der für die Verstärkung verwendeten ersten aktiven Bauelemente in Verbindung mit einem Anstieg oder Abfall der Umgebungstemperatur kompensieren.

Es wird festgestellt, daß bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Gateanschluß des zweiten aktiven Bauelements für die Temperaturkompensation mit dem Gatean­ schluß des ersten aktiven Bauelements für die Verstärkung verbunden ist. Somit kann unter Verwendung eines gemeinsa­ men Gateanschlusses für die ersten und zweiten aktiven Bau­ elemente sowohl für die Verstärkung als auch die Tempera­ turkompensation ein Hochfrequenzsignalverlust bei einer be­ stimmten Temperatur (beispielsweise T = T₀) in der Dämp­ fungsschaltung unabhängig von den Vorspannungsbedingungen konstant gehalten werden, unter welchen das erste aktive Bauelement für die Verstärkung verwendet wird. Dadurch wird es ermöglicht, eine stabilere Temperaturkompensationsfunk­ tion zu erzielen.

Wenn darüber hinaus der Gateanschluß des zweiten akti­ ven Bauelements für die Temperaturkompensation mit dem Gateanschluß des ersten aktiven Bauelements für die Ver­ stärkung verbunden wird, kann der Gateanschluß des zweiten aktiven Bauelements für die Temperaturkompensation über ei­ nen Widerstand, vorzugsweise einen variablen Widerstand, mit Masse verbunden werden. Mit dieser Anordnung kann das Gatepotential des zweiten aktiven Bauelements für die Tem­ peraturkompensation auf einen Wert innerhalb eines bestimm­ ten Bereiches festgelegt werden, wodurch eine geeignetere Temperaturkompensation erzielt wird. Wenn ein variabler Widerstand verwendet wird, können individuelle Unterschiede der Verstärker nach der Herstellung der Verstärker korri­ giert werden.

Bei einer alternativen Ausführungsform eines Verstär­ kers mit Temperaturkompensationsfunktion der vorliegenden Erfindung ist eine Hochfrequenzdämpfungsschaltung mit er­ sten und zweiten Widerständen mit einem Gateanschluß eines ersten aktiven Bauelements für die Verstärkung verbunden. Der erste Widerstand, bei welchem ein Anschluß mit einem Spannungsversorgungsanschluß verbunden ist, ist mit einem Gateanschluß eines zweiten aktiven Bauelements für die Tem­ peraturkompensation verbunden, und der zweite Widerstand, bei welchem ein Anschluß mit Masse verbunden ist, ist mit dem Gateanschluß des zweiten aktiven Bauelements verbunden.

Unter Verwendung einer derart zusammengesetzten Dämp­ fungsschaltung kann ein gewünschter Vorspannungspegel an das zweite aktive Bauelement für die Temperaturkompensation angelegt werden. Zwar erfordert dieser Verstärker eine se­ parate Spannungsquelle, er verlangt jedoch keine besondere Steuerschaltung zum Steuern der Verstärkung des ersten ak­ tiven Bauelements für die Verstärkung. Es wird festge­ stellt, daß aus den oben beschriebenen Gründen der zweite Widerstand dieser Anordnung ebenfalls vorzugsweise ein va­ riabler Widerstand ist.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Verstärkers mit Temperaturkompensationfunktion entsprechend der vorliegenden Erfindung ist eine Hochfrequenzdämpfungs­ schaltung mit einem Ausgangsanschluß eines ersten aktiven Bauelements für die Verstärkung verbunden, wobei die Hoch­ frequenzdämpfungsschaltung die Source- und Drainanschlüsse des zweiten aktiven Bauelements für die Temperaturkompensa­ tion als Eingangs- und Ausgangsanschlüsse des zweiten akti­ ven Bauelements für die Temperaturkompensation verwendet. In diesem Fall kann eine Änderung der Verstärkung des er­ sten aktiven Bauelements für die Verstärkung in Verbindung mit einer Änderung der Umgebungstemperatur an der Ausgangs­ anschlußseite kompensiert werden. Ein Ansteigen der Bauele­ mentegröße kann in diesem Fall durch einen Entwurf des er­ sten aktiven Bauelements für die Verstärkung und des zwei­ ten aktiven Bauelements für die Temperaturkompensation be­ züglich der Verwendung eines gemeinsamen Masseanschlusses minimiert werden. Wenn darüber hinaus das erste aktive Bau­ element für die Verstärkung und das zweite aktive Bauele­ ment für die Temperaturkompensation in der Nähe gelegen sind, können diese zwei Bauelemente während des Entwurfs und der Entwicklung als ein Bauelement behandelt werden, wodurch eine Vereinfachung von entwurfsbezogenen Aufgaben wie der Abschätzung von Entwurfsparametern erzielt wird.

Auf jeden Fall kann die Schaltung ebenfalls derart ent­ worfen werden, daß ein Paar von aktiven Bauelementen für die Temperaturkompensation, welche symmetrisch zu der Hauptlinie eines ersten aktiven Bauelements für die Ver­ stärkung angeordnet sind, und das erste aktive Bauelement für die Verstärkung einen gemeinsamen Masseanschluß besit­ zen, wodurch ein unsymmetrischer bzw. unausgeglichener Be­ trieb in dem Millimeterwellenbereich an dem Eingangsan­ schluß des ersten aktiven Bauelements für die Verstärkung aufgehoben wird.

Es wird festgestellt, daß sich die vorliegende Erfin­ dung ebenfalls auf einen mehrstufigen Verstärker bezieht, welcher als Verstärker ausgewählt ist, der eine Mehrzahl von aufeinanderfolgend ausgeschlossenen Stufen aufweist, wobei wenigstens der als erste Stufe verwendete Verstärker ein Verstärker mit Temperaturkompensationsfunktion wie oben beschrieben ist. Es wird des weiteren bemerkt, daß unter Verwendung eines Verstärkers mit Temperaturkompensations­ funktion der vorliegenden Erfindung bei einem derartigen mehrstufigen Verstärker ein Ansteigen der Gerätegröße un­ terdrückt wird.

Es wird ferner festgestellt, daß ein Verstärker der vorliegenden Erfindung effektiv verwendet werden kann, wenn ein Verstärker mit Temperaturkompensationsfunktion infolge von Beschränkungen der Gerätegröße nicht in jeder Verstär­ kungstufe verwendet werden kann, wenn Spezifizierungen nicht eine Schaltung erfordern, bei welcher eine Tempera­ turkompensationsfunktion in jeder Stufe erzielt wird, und wenn dort eine hinreichende Toleranz an der Verbindung der Spannungszufuhr mit einem stromab vorgesehenen Verstärker vorliegt und die Amplitude des eingegebenen Hochfrequenz­ signals niedrig ist.

Die folgende Erfindung wird in der nachfolgenden Be­ schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Schaltungsdiagramm eines Verstärkers mit Temperaturkompensationsfunktion einer ersten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen Graphen der statischen Kennlinie ei­ nes aktiven Bauelements.

Fig. 3A und 3B zeigen Schaltungsdiagramme, welche zum Erläutern der funktionalen Schaltungsbauelemente des Verstärkers mit Temperaturkompensationsfunktion der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden.

Fig. 4 zeigt einen Graphen der Änderung der Verstärkung relativ zu der Änderung der Umgebungstemperatur bei einem herkömmlichen Verstärker und einem Verstärker mit Tempera­ turkompensationsfunktion der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 zeigt einen Graphen der Änderung der Verstärkung relativ zu der Änderung der Frequenz bei zwei Umgebungstem­ peraturen bei einem Verstärker mit Temperaturkompensations­ funktion der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung.

Fig. 6 zeigt einen Graphen der Frequenzkennlinie einer Schaltung, welche als Dämpfungsschaltung arbeitet.

Fig. 7 bis 15 zeigen Schaltungsdiagramme von Ver­ stärkern mit Temperaturkompensationsfunktion der zweiten bis zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Ein Verstärker mit Temperaturkompensationsfunktion der vorliegenden Erfindung ist ein Verstärker für ein Mikrowel­ len- oder Millimeterwellen-Frequenzband. Der Verstärker enthält eine Hochfrequenzsignaldämpfungsschaltung, welche eine Änderung des Widerstandswerts herrührend von einer Än­ derung der Umgebungstemperatur eines FET's (Feldeffekttransistor) oder eines HEMT's (Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit) als aktives Bauelement für die Temperaturkompensation bei einem bestimmten Frequenz­ band (Hochfrequenzband) verwendet. Die Dämpfungsschaltung ist in Serie mit einem Gateanschluß oder einem Ausgangsan­ schluß eines aktiven Bauelements für die Verstärkung ver­ bunden, um ohne Stützung auf irgendeine besondere äußere Steuereinrichtung Verstärkungsänderungen zu kompensieren, die mit Änderungen der Umgebungstemperatur des aktiven Bau­ elements für die Verstärkung verbunden sind.

Bevorzugte Ausführungsformen eins bis zehn eines Ver­ stärkers mit einer Temperaturkompensationsfunktion der vor­ liegenden Erfindung werden detailliert unter Bezugnahme auf die zugehörigen Figuren beschrieben.

Erste Ausführungsform

Fig. 1 zeigt ein Schaltungsdiagramm eines Verstärkers 100 mit einer Temperaturkompensationsfunktion einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Anpas­ sungsschaltung 109 zum Umwandeln der Impedanz einer Hoch­ frequenzspannungszufuhr in eine für den Verstärker 100 ge­ eignete Impedanz ist vor dem Verstärker 100 vorgesehen. Ei­ ne weitere Anpassungsschaltung 110, welche nach dem Ver­ stärker 100 vorgesehen ist, paßt die Impedanz der von dem Verstärker 100 ausgegebenen verstärkten Hochfrequenz an die Impedanz der stromab befindlichen Schaltungen an.

Im folgenden wird die Struktur des Verstärkers 100 be­ schrieben.

Wie in Fig. 1 dargestellt enthält der Verstärker 100 eine Schaltung zum Ausführen einer Temperaturkompensations­ funktion, welche mit dem Gate eines aktiven Bauelements 101 für eine Signalverstärkung verbunden ist. Es wird ein Bauelement wie ein FET oder HEMT als das aktive Bauelement 102 für die Temperaturkompensation und das aktive Bauelement 101 für die Verstärkung verwendet.

Die Schaltung, welche die Temperaturkompensation er­ zielt, enthält eine Induktivität 105 und Widerstände 107 und 108, welche in Serie mit dem Sourceanschluß und dem Drainanschluß des aktiven Bauelements 102 für die Tempera­ turkompensation verbunden sind, wobei dessen Gate über ei­ nen Widerstand 104 mit Masse verbunden ist. Diese Schaltung arbeitet als Hochfrequenzsignaldämpfungsschaltung. Konden­ satoren 103 und 106 sind parallel mit dieser Temperaturkom­ pensationsschaltung verbunden. Eine Versorgungsspannung V_g wird an einen Anschluß 111 angelegt. Wenn das Gatepotential des aktiven Bauelements 101 in dieser Schaltung V_g ist, be­ trägt das Gatepotential des aktiven Bauelements 102 bezüg­ lich des Source-Drain-Potentials -V_g.

Fig. 2 zeigt einen Graphen der statischen Kennlinie der aktiven Bauelemente 101 und 102. Der Drain-Source-Strom Ids ist auf der vertikalen Achse dargestellt, und die Drain- Source-Spannung Vds ist auf der horizontalen Achse darge­ stellt. Wenn ein Punkt A in dem Graphen der Arbeitspunkt des Verstärkers bei einer Umgebungstemperatur T₀ ist, fällt der Drain-Source-Strom Ids ab, wenn die Temperatur auf T_H ansteigt, und er steigt an, wenn die Temperatur auf T_L ab­ fällt. D. h. die Verstärkung der aktiven Bauelemente 101 und 102 fällt ab, wenn die Temperatur auf T_H ansteigt, und sie steigt an, wenn die Temperatur auf T_L abfällt.

Die Temperaturkompensationsfunktion dieses Verstärkers 100 verwendet die Widerstandswertkennlinie des aktiven Bauelements 102 nahe dem Gebiet Vds = 0 V der bezüglich Fig. 2 beschriebenen statischen Kennlinie. Falls R₀ der Wider­ standswert in dem Fall ist, bei welchem die Umgebungstempe­ ratur T₀ ist, ist R_H der Widerstandswert, wenn die Umge­ bungstemperatur T_H ist, ist R_L der Widerstandswert, wenn die Umgebungstemperatur T_L ist, wobei die Beziehung zwi­ schen diesen Widerstandswerten R_L < R₀ < R_H gilt.

Wie unten beschrieben arbeitet eine Schaltung, welche das oben bezeichnete aktive Bauelement 102 enthält, das zur Temperaturkompensation verwendet wird, als Hochfrequenzsi­ gnaldämpfungsglied, bei welchem sich ein Durchlaßverlust verringert, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt. Wenn die Umgebungstemperatur ansteigt, fällt der Hochfrequenzsignal­ durchlaßverlust in dem aktiven Bauelement 102 ab, und der an das Gate des aktiven Bauelements 101 für die Verstärkung angelegte Hochfrequenzsignalpegel steigt an. Wenn anderer­ seits die Umgebungstemperatur abfällt, steigt der Hochfre­ quenzsignaldurchlaßverlust in dem aktiven Bauelement 102 an, und der an das Gate des aktiven Bauelements 101 für die Verstärkung angelegte Hochfrequenzsignalpegel fällt ab. Als Ergebnis werden Änderungen der Verstärkung, welche mit ei­ ner Änderung der Umgebungstemperatur des aktiven Bauele­ ments 101 für die Verstärkung verbunden sind, in einem Ver­ stärker 100 der vorliegenden Erfindung durch eine Schaltung kompensiert, welche ein aktives Bauelement 102 für die Tem­ peraturkompensation enthält, das als Dämpfungsglied arbei­ tet.

Die Temperaturkompensationsfunktion des obigen Verstär­ kers 100 wird unten weiter detailliert beschrieben. Um die folgende Beschreibung zu vereinfachen, ist der in Fig. 1 dargestellte Verstärker 100 getrennt in zwei auf die Funk­ tion bezogenen diskreten Schaltungselemente in Fig. 3A und 3B dargestellt. Es wird festgestellt, daß Schaltungen, welche nicht zu der Temperaturkompensationsfunktion beitra­ gen, bei beiden dargestellten Schaltungselementen ausgelassen sind. Darüber hinaus ist das aktive Bauelement 102 für die Temperaturkompensation in Fig. 3B als Widerstand R dar­ gestellt, da bei dem Verstärker 100 eine Spannung, welche die Pinch-off-Spannung V_P überschreitet, an den Gatean­ schluß angelegt wird, so daß das aktive Bauelement 102 ef­ fektiv als Widerstand arbeitet.

In der in Fig. 3A dargestellten Schaltung wird ein Strom, welcher an einem Punkt a eingespeist wird, von dem aktiven Bauelement 101 für die Verstärkung verstärkt und an einem Punkt b ausgegeben. Im allgemeinen neigt entsprechend der Temperaturkennlinie die Verstärkung der in Fig. 3A dar­ gestellten Schaltung wie oben beschrieben dazu abzufallen, wenn die Temperatur ansteigt.

Bei der in Fig. 3B dargestellten Schaltung tritt ein an einem Punkt c eingegebenes Hochfrequenzsignal durch die Schaltung mit einem Signalverlust hindurch, welcher sich aus dem Kondensator 103 und dem Widerstand R ergibt, der mit dem Bezugszeichen 102 markiert ist, und wird an einem Punkt d ausgegeben. Es wird festgestellt, daß ein Verlust, welcher mit einem Temperaturanstieg verbunden ist, bei der in Fig. 3B dargestellten Schaltung gering ist und der an einem Punkt d ausgegebene Strom ansteigt, was später de­ tailliert beschrieben wird.

Die Impedanzmatrix Z der in Fig. 3B dargestellten Schaltung kann durch Gleichung 1 unten ausgedrückt werden.

Die folgende Gleichung 2 kann durch Umwandeln der Ma­ trix Z von Gleichung 1 in eine Matrix S abgeleitet werden, wobei 1/ωc = 0 gilt.

Eine Gleichung 3 kann unten durch Differenzieren der Gleichung 2 bezüglich des Widerstandswerts R erzielt wer­ den. Als Ergebnis fällt der Schaltungsverlust ab, wenn der Wert des Widerstands R ansteigt.

Wie oben beschrieben wird das aktive Bauelement 102 in dem Verstärker 100 als Widerstand R behandelt. Wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben erhöht sich der Wider­ standswert des aktiven Bauelements 102, wenn die Umgebungs­ temperatur ansteigt. Daher arbeitet die in Fig. 3B darge­ stellte Schaltung mit geringem Verlust, wenn die Temperatur ansteigt, und daher wird an dem Punkt d ein höherer Strom ausgegeben. Der Verstärker 100 kann daher eine Änderung der Verstärkung des aktiven Bauelements 101 zur Signalverstär­ kung herrührend von einer Änderung der Umgebungstemperatur als Ergebnis der in Fig. 3B dargestellten Schaltung, welche als Dämpfungsglied arbeitet, kompensieren.

Fig. 4 zeigt einen Graphen, auf den unten Bezug genom­ men wird, um die Wirkung des Verstärkers 100 bezüglich ei­ ner Temperaturkompensationsfunktion wie in Fig. 1 darge­ stellt zu beschreiben.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 ist das Verhältnis G/G₀ der Verstärkung zu der Verstärkung G₀ bei T = T₀ auf der verti­ kalen Achse dargestellt, während die Temperatur auf der ho­ rizontalen Achse dargestellt ist. Aus der Figur ergibt sich, daß die Steigung (0,05 dB/10°C) der Änderung der Ver­ stärkung relativ zu der Temperatur des Verstärkers 100 mit einer Temperaturkompensationsfunktion kleiner ist als die Steigung (0,2 dB/10°C) der Änderung der Verstärkung relativ zu der Temperatur eines herkömmlichen Verstärkers, welcher keine Temperaturkompensationsfunktion besitzt.

Fig. 5 zeigt einen Graphen, welcher Simulationsergeb­ nisse unter Verwendung der gemessenen Parameterwerte S des aktiven Bauelements 102 bei T = 25°C und T = 75°C bei dem obigen Verstärker 100 ohne Temperaturkompensationsfunktion dargestellt. Die Verstärkung (dB) ist auf der vertikalen Achse dargestellt, und die Frequenz (GHz) ist auf der hori­ zontalen Achse dargestellt. Mit dem Verstärker 100, welcher eine Temperaturkompensationsfunktion entsprechend der vor­ liegenden Erfindung besitzt, steigt die Verstärkung um 0,73 dB, wenn eine Temperaturerhöhung um 50° von 25°C auf 75°C auftritt. Dieses Verhalten steht im Gegensatz zu der Temperaturkennlinie eines herkömmlichen Verstärkers und be­ weist, daß die in Fig. 3B dargestellte Schaltung eine Kom­ pensation bezüglich der Temperaturkennlinie des aktiven Bauelements 101 ohne externe Steuerung vornehmen kann.

Fig. 6 zeigt einen Graphen, welcher die Frequenzkennli­ nie der Schaltung dargestellt, die in Fig. 3B dargestellt ist und als Hochfrequenzsignaldämpfungsglied in dem Ver­ stärker 100 arbeitet, wenn die Temperatur T T_H und T_L ist. Die Frequenz ist auf der horizontalen Achse dargestellt, und der Absolutwert des Parameters S21 ist auf der vertika­ len Achse dargestellt. Es wird festgestellt, daß der Ver­ stärkungsverlust an dem oberen Ende dieses Graphen niedri­ ger ist.

Die Dämpfungsfrequenz der als Dämpfungsglied arbeiten­ den Schaltung befindet sich entsprechend der parasitären Kapazität des aktiven Bauelements 102 und der Kapazität des Kondensators 103 in Resonanz. Wenn die Betriebsfrequenz der Schaltung unterhalb der Resonanzfrequenz f0 der Verlust­ kennlinie wie an der Betriebsfrequenz A dargestellt liegt, verringert sich der Verlust, wenn die Temperatur ansteigt, und es wird ein geeigneter Temperaturkompensationseffekt erzielt. Wenn jedoch die Betriebsfrequenz über der Reso­ nanzfrequenz f0 wie an der Betriebsfrequenz B dargestellt liegt, erhöht sich der Verlust mit einer Änderung der Umge­ bungstemperatur, und die Änderung der Verstärkung des Ver­ stärkers 100, welche mit einer Änderung der Umgebungstempe­ ratur verbunden ist, erhöht sich umgekehrt.

Aus diesem Graphen ergibt sich ebenfalls, daß die Tem­ peraturkompensation bei der Betriebsfrequenz C stärker ist als bei der Betriebsfrequenz A, und die Resonanzfrequenz verschiebt sich auf die Seite der hohen Frequenz mit einem Ansteigen der Umgebungstemperatur infolge der Temperatur­ kennlinie einer parasitären Komponente des aktiven Bauele­ ments 102.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß durch Festlegen der Betriebsfrequenz des aktiven Bauelements 102 auf eine Frequenz nahe der Betriebsfrequenz C in dem in Fig. 6 dargestellten Graphen, d. h. durch Festlegen der Be­ triebsfrequenz des aktiven Bauelements 102 auf die höchst­ mögliche Frequenz, welche niedriger als die Resonanzfre­ quenz F0_Lmin mit der geringstmöglichen Betriebstemperatur ist, die Kapazität des Kondensators 103 dazu verwendet wer­ den kann, die Temperaturkompensationswirkung eines Verstär­ kers 100 der vorliegenden Erfindung zu optimieren.

Wie oben beschrieben unterdrückt ein Verstärker 100 mit Temperaturkompensationsfunktion entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung temperaturindu­ zierte Fluktuationen der Verstärkung des zur Verstärkung verwendeten aktiven Bauelements 101 mittels einer Dämp­ fungsschaltung, welche ähnlich mittels temperaturinduzier­ ten Änderungen des Widerstandswerts eines aktiven Bauele­ ments 102 arbeitet, welches zur Temperaturkompensation ver­ wendet wird. Als Ergebnis kann eine Temperaturkompensati­ onsfunktion unter Verwendung einer einfachen Schaltungsanordnung ohne Vorsehen einer separaten Steuereinrichtung speziell zur Temperaturkompensation erzielt werden.

Zweite Ausführungsform

Ein Verstärker 120 mit Temperaturkompensationsfunktion einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugsnahme auf Fig. 7 beschrieben, welche ein Schaltungsdiagramm davon darstellt.

Ähnliche Teile des in dieser Figur dargestellten Ver­ stärkers der vorliegenden Ausführungsform und des in Fig. 1 dargestellten Verstärkers 100 sind mit ähnlichen Bezugszei­ chen identifiziert, und es wird eine weitere Beschreibung davon unten ausgelassen.

Wie in Fig. 7 dargestellt ersetzt ein Verstärker 120 der vorliegenden Erfindung den Widerstand 104 in dem Ver­ stärker 100 der ersten Ausführungsform durch einen Wider­ stand 112, welcher zwischen dem Gate des aktiven Bauele­ ments 102 für die Temperaturkompensation und dem Gate des aktiven Bauelements 101 für die Verstärkung angeschlossen ist.

Bei dieser Anordnung beträgt die Potentialdifferenz zwischen den Gate- und Source-Drain-Elektroden des aktiven Bauelements 102 0 V unabhängig von dem Festlegen des Drain­ stroms des aktiven Bauelements 101. Als Ergebnis ist der Widerstandswert des aktiven Bauelements 102 konstant. D. h. der Hochfrequenzsignalverlust unterhalb einer Basisumge­ bungstemperatur T₀ bei der Verlustschaltung ist konstant unabhängig den Vorspannungsbedingungen, unter welchen das aktive Bauelement 101 verwendet wird, und daher kann eine stabile Temperaturkompensation erzielt werden.

Darüber hinaus ist durch gemeinsames Verbinden der Gateanschlüsse des aktiven Bauelements 101 und des aktiven Bauelements 102 ein Anschluß an Masse außerhalb der Vor­ richtung sogar mit MMIC-Bauelementen, welche keine Kontakt­ löcher besitzen, nicht nötig. Es wird festgestellt, daß die Kontaktlöcher Löcher sind, welche zum Verbinden von An­ schlüssen auf der Oberfläche der Schaltungsplatte mit einem Masseanschluß verwendet werden, welcher auf der Rückseite der Schaltungsplatte angeordnet ist.

Dritte Ausführungsform

Ein Verstärker 130 mit Temperaturkompensationsfunktion einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 8 geschrieben, welche ein Schaltungsdiagramm davon darstellt.

Ähnliche Teile des Verstärkers der in dieser Figur dar­ gestellten vorliegenden Ausführungsform und der Verstärker der ersten und zweiten Ausführungsform sind mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine weitere Beschreibung da­ von wird unten ausgelassen.

Wie in Fig. 8 dargestellt enthält ein Verstärker 130 der vorliegenden Ausführungsform des weiteren einen Wider­ stand 113, welcher parallel zu dem aktiven Bauelement 102 des Verstärkers 120 der zweiten Ausführungsform angeschlos­ sen ist, wobei ein Anschluß mit dem Gateanschluß des akti­ ven Bauelements 102 und der andere Anschluß mit Masse ver­ bunden sind.

Wie oben beschrieben hängt die Änderung des Verlusts infolge einer Änderung der Temperatur der Verlustschaltung von dem Widerstandswert des aktiven Bauelements 102 bei T = T₀ ab. Wenn das Gatepotential des aktiven Bauelements 101 V_g ist, kann das Gatepotential V_gb des aktiven Bauelements 102 ausgedrückt werden durch {Widerstandswert des Wider­ stands 113/(Widerstandswert des Widerstands 112 + Wider­ standswert des Widerstands 113) -1} × V_g.

Durch Steuern des Verhältnisses zwischen dem Wider­ standswert des Widerstands 112 und dem Widerstandswert des Widerstands 113 kann der Verstärker 130 das Gatepotential V_gb des aktiven Bauelements 102 in dem Bereich von 0 bis V_g festlegen. Experimentelle Ergebnisse haben gezeigt, daß eine bessere Temperaturkompensation durch geeignetes Fest­ legen des Widerstandswert des Widerstands 112 und des Wi­ derstands 113 erzielt werden kann.

Vierte Ausführungsform

Ein Verstärker 140 mit einer Temperaturkompensations­ funktion einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 9 be­ schrieben, welche ein Schaltungsdiagramm davon darstellt.

Ähnliche Teile in dem Verstärker der in dieser Figur dargestellten vorliegenden Ausführungsform und den Verstär­ kern der ersten bis dritten Ausführungsformen sind durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet, und es wird eine weitere Beschreibung davon ausgelassen.

Wie in Fig. 9 dargestellt ist bei dem Verstärker 140 der vorliegenden Ausführungsform der Widerstand 113 des Verstärkers 130 der dritten Ausführungsform durch einen va­ riablen Widerstand 114 ersetzt, der parallel zu dem aktiven Bauelement 102 des Verstärkers 120 der zweiten Ausführungs­ form angeschlossen ist, wobei ein Anschluß mit dem Gatean­ schluß des aktiven Bauelements 102 und der andere Anschluß an Masse angeschlossen sind.

Wenn das Gatepotential des aktiven Bauelements 101 V_g ist, kann das Gatepotential V_gb des aktiven Bauelements 102 dieser Ausführungsform ausgedrückt werden durch {Widerstandswert des Widerstands 114/(Widerstandswert des Widerstands 112 + Widerstandswert des Widerstands 114) -1} × Vg.

Üblicherweise ist V_g infolge von Herstellungsvariatio­ nen innerhalb eines bestimmten Bereiches sogar dann varia­ bel, wenn der Ansteuerungsstrom des aktiven Bauelements 101 auf einen konstanten Wert festgelegt ist. Dadurch wird ver­ anlaßt, daß die Verstärkung ebenfalls variiert. Mit dem Verstärker 140 der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch die Potentialdifferenz zwischen den Gate- und Source-Drain- Elektroden des aktiven Bauelements 102 mittels des varia­ blen Widerstands 114 gesteuert werden, und während der Her­ stellung des aktiven Bauelements 101 eingeführte Differen­ zen können dadurch absorbiert werden.

Es wird festgestellt, daß der Verstärker 140 der vor­ liegenden Ausführungsform eine Temperaturkompensationsfunk­ tion unter Verwendung der durch Temperatur induzierten Än­ derung des Widerstandswerts des aktiven Bauelements 102 er­ zielt, d. h. durch denselben Mechanismus, der bei Verstär­ kern mit einer Temperaturkompensationsfunktion der obigen ersten bis dritten Ausführungsformen verwendet wird. Als Ergebnis wird eine separate spezielle Steuerschaltung nicht benötigt, und es kann eine Temperaturkompensationsfunktion mittels einer einfachen Schaltungsanordnung erzielt werden.

Fünfte Ausführungsform

Ein Verstärker 150 mit einer Temperaturkompensations­ funktion einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 10 be­ schrieben, welche ein Schaltungsdiagramm davon darstellt.

Ähnliche Teile des in dieser Figur dargestellten Ver­ stärkers der vorliegenden Ausführungsform und der Verstär­ ker der ersten bis vierten Ausführungsformen sind durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet, und eine weitere Be­ schreibung davon wird ausgelassen.

Wie in Fig. 10 dargestellt enthält der Verstärker 150 der vorliegenden Ausführungsform einen Widerstand 115, der seriell zwischen einem Spannungsversorgungsanschluß und dem Gateanschluß des aktiven Bauelements 102 des Verstärkers 150 der fünften Ausführungsform angeschlossen ist, und einen Widerstand 116, der parallel an Masse und an das Gate des aktiven Bauelements 102 angeschlossen ist. Das Gatepotential V_c wird somit von einer externen Spannungsquelle über den Spannungsversorgungsanschluß zugeführt.

Wenn das Gatepotential des aktiven Bauelements 101 in dieser Anordnung V_g ist, kann das Gatepotential V_gb des ak­ tiven Bauelements 102 bei dieser Ausführungsform ausge­ drückt werden durch (Widerstandswert des Widerstands 116)/(Widerstandswert des Widerstands 115 + Widerstandswert des Widerstands 116) × V_c-V_g.

Daher wird bei dieser Schaltung die Potentialdifferenz zwischen dem Gateanschluß und den Source-Drain-Elektroden des aktiven Bauelements 102 durch eine externe Spannungs­ quelle gesteuert. Der Verstärker 150 der vorliegenden Aus­ führungsform erfordert daher eine separate externe Span­ nungsquelle, er erfordert jedoch nicht eine separate spezi­ fische Steuerschaltung zur Temperaturkompensation der Ver­ stärkung, und es kann daher eine Temperaturkompensations­ funktion durch eine einfache Schaltungsanordnung erzielt werden.

Sechste Ausführungsform

Ein Verstärker 160 mit Temperaturkompensationsfunktion einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben, welche ein Schaltungsdiagramm davon darstellt.

Ähnliche Teile bei dem in dieser Figur dargestellten Verstärker der vorliegenden Ausführungsform und den Ver­ stärkern der ersten bis fünften Ausführungsform sind durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet, und eine weitere Be­ schreibung davon wird ausgelassen.

Wie in Fig. 11 dargestellt wird bei dem Verstärker 160 der vorliegenden Ausführungsform der Widerstand 116 des Verstärkers 150 der fünften Ausführungsform durch einen va­ riablen Widerstand 117 ersetzt, welcher parallel mit dem Gate des aktiven Bauelements 102 verbunden ist. Das Gatepo­ tential V_c wird somit von einer externen Spannungsquelle über den Spannungsversorgungsanschluß zugeführt.

Wenn das Gatepotential der aktiven Vorrichtung 101 bei dieser Anordnung V_g ist, kann das Gatepotential V_gb des ak­ tiven Bauelements 102 dieser Ausführungsform ausgedrückt werden durch (Widerstandswert des Widerstands 117)/(Widerstandswert des Widerstands 115 + Widerstandswert des Widerstands 117) × V_c-V_g.

Daher wird bei dieser Schaltung die Potentialdifferenz zwischen dem Gateanschluß und den Source-Drain-Elektroden des aktiven Bauelements 102 durch eine externe Spannungs­ quelle gesteuert. Wie oben festgestellt erfordert der Ver­ stärker 150 der fünften Ausführungsform eine separate ex­ terne Spannungsquelle, er erfordert jedoch nicht eine sepa­ rate spezifische Steuerschaltung zur Temperaturkompensati­ on. Mit dem Verstärker 160 der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch die Potentialdifferenz zwischen dem Gate und dem Source-Drain-Elektroden des aktiven Bauelements 102 durch einen variablen Widerstand 117 gesteuert werden, und es können durch das Herstellungsverfahren des aktiven Bauelements 102 eingeführte Differenzen dadurch absorbiert werden.

Siebente Ausführungsform

Ein Verstärker 170 mit Temperaturkompensationsfunktion einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 12 beschrieben, welche ein Schaltungsdiagramm davon darstellt.

Ähnliche Teile des in dieser Figur dargestellten Ver­ stärkers der vorliegenden Ausführungsform und der Verstär­ ker der ersten bis sechsten Ausführungsform sind durch ähn­ liche Bezugszeichen bezeichnet, und es wird eine weitere Beschreibung davon unten ausgelassen.

Wie in Fig. 12 dargestellt ist bei dem Verstärker 170 der vorliegenden Ausführungsform eine Schaltung, welche die Temperaturkompensationsfunktion erzielt, seriell zu dem Si­ gnalausgangsanschluß des aktiven Bauelements 101 für die Verstärkung angeordnet. Diese Schaltung, welche die Tempe­ raturkompensationsfunktion erzielt, enthält ein aktives Bauelement 102, einen Widerstand 118 und einen Kondensator 119 und arbeitet als Hochfrequenzsignaldämpfungsglied. Es wird festgestellt, daß das Gate des aktiven Bauelements 102 über einen Widerstand 118 an Masse angeschlossen ist und die Drainelektrode des aktiven Bauelements 102 ebenfalls an Masse angeschlossen ist.

Wie oben festgestellt arbeitet die Schaltung, welche die Temperaturkompensationsfunktion erzielt, als Dämpfungs­ glied. Durch Erhöhen des Hochfrequenzsignalverlusts bei der Temperaturkompensationsschaltung, wenn die Verstärkung des aktiven Bauelements 101 für die Verstärkung in Verbindung mit einem Abfall der Umgebungstemperatur ansteigt, kann der Hochfrequenzsignalausgang von dem Verstärker 170 auf einem konstanten Pegel gehalten werden.

Es wird festgestellt, daß eine Schaltung, welche eine Temperaturkompensationsfunktion erzielt, nicht auf die in Fig. 12 dargestellte Anordnung begrenzt ist und eine bezüg­ lich der zweiten bis sechsten Ausführungsform oben be­ schriebene Anordnung spezifisch verwendet werden kann.

Achte Ausführungsform

Im folgenden wird ein Verstärker 200 mit Temperaturkom­ pensationsfunktion einer achten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben, welche ein Blockdiagramm davon darstellt. Ähnliche Teile des in dieser Figur dargestellten Verstärkers der vorlie­ genden Ausführungsform und der Verstärker der ersten bis siebenten Ausführungsform sind durch ähnliche Bezugszeichen bezeichnet, und es wird unten eine weitere Beschreibung da­ von ausgelassen.

Wie in Fig. 13 dargestellt ist der Verstärker 200 der vorliegenden Ausführungsform der Verstärker 100 der ersten Ausführungsform, wobei der Source- oder Drainanschluß des aktiven Bauelements 102 für die Temperaturkompensation über einen Kondensator 103 und eine Zwischenverbindung 202 mit einem Kontaktloch 201 verbunden ist, welches zum Erden des Sourceanschlusses eines aktiven Bauelements 101 für die Verstärkung verwendet wird, das auf einer Hauptleitung 203 gebildet ist. Es wird festgestellt, daß der Kondensator 103 als Metall-Isolator-Metall-Bauelement (MIM-Bauelement) in dem Layoutdiagramm von Fig. 13 dargestellt ist. Des weite­ ren wird festgestellt, daß Bauelemente außer dem aktiven Bauelement 101, dem aktiven Bauelement 102 und dem Konden­ sator 103 wie beispielsweise die Spule 105 und die Wider­ stände 107 und 108 aus Fig. 13 aus Gründen der Vereinfa­ chung ausgelassen wurden.

Eine Reduzierung der Vorrichtungsgröße kann ebenfalls durch den Verstärker 200 der vorliegenden Ausführungsform durch Annehmen eines Layouts unterstützt werden, bei wel­ chem ein gemeinsames Kontaktloch verwendet wird, um sowohl das aktive Bauelement 101 als auch das aktive Bauelement 102 zu erden. Ebenfalls können die aktiven Bauelemente 101 und 102 durch Anordnen in unmittelbarer Nähe als einziges Bauelement während des Entwurfs angesehen werden, wodurch die Entwurfsarbeit bezüglich der Abschätzung von Entwurfs­ parametern leichter als zuvor gemacht wird.

Neunte Ausführungsform

Ein Verstärker 210 mit Temperaturkompensationsfunktion einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 14 beschrieben, welche ein Blockdiagramm davon darstellt.

Ähnliche Teile des in dieser Figur dargestellten Ver­ stärkers der vorliegenden Ausführungsform und der Verstär­ ker der ersten bis achten Ausführungsform sind durch ähnli­ che Bezugszeichen bezeichnet, und es wird eine Beschreibung davon unten ausgelassen.

Wie in Fig. 14 dargestellt ist der Verstärker 210 der vorliegenden Ausführungsform ein Verstärker 200 der achten Ausführungsform, welcher ein weiteres aktives Bauelement 205 für die Temperaturkompensation aufweist, das sym­ metrisch zu dem aktiven Bauelement 102 auf einer gegenüber­ liegenden Seite der Hauptleitung 204 angeordnet ist. Wie das aktive Bauelement 102 für die Temperaturkompensation ist der Source- oder Drainanschluß des aktiven Bauelements 205 für die Temperaturkompensation über einen Kondensator 206 und eine Zwischenverbindung 207 mit einem Kontaktloch 204 des aktiven Bauelements 101 für die Verstärkung verbun­ den.

Eine Verringerung der Gerätegröße kann ebenfalls mit dem Verstärker 210 der vorliegenden Ausführungsform durch Annehmen eines Layouts unterstützt werden, bei welchem die aktiven Bauelemente 102 und 205 unter Verwendung von Kon­ taktlöchern 201 und 204 des aktiven Bauelements 101 geerdet sind.

Darüber hinaus wird durch Anordnen der zwei aktiven Bauelemente 102 und 205 für die Temperaturkompensation an gegenüberliegenden Seiten der Hauptleitung 203 der Tempera­ turkompensationseffekt des Verstärkers 210 der vorliegenden Erfindung verbessert, und es kann ein unausgeglichener bzw. unsymmetrischer Betrieb an dem Eingangsanschluß des aktiven Bauelements 101 für die Verstärkung in dem Millimeterwel­ lengebiet aufgehoben werden.

Zehnte Ausführungsform

Eine vielstufige Leistung- bzw. Spannungsverstärkungs­ vorrichtung 300 einer zehnten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 15 beschrieben.

Es wird festgestellt, daß der Verstärker 300 der vor­ liegenden Ausführungsform eine Temperaturkompensations­ schaltung wie in einer der ersten bis achten Ausführungs­ formen oben dargestellt in wenigstens der ersten Verstär­ kerstufe enthält, d. h. eine Schaltung, welche als Hochfre­ quenzsignaldämpfungsglied arbeitet, das seriell mit dem Verstärker 300 verbunden ist. Der Verstärker 300 der vor­ liegenden Ausführungsform ist insbesondere in derartigen Fällen vorteilhaft, bei welchen eine Temperaturkompensati­ onsschaltung infolge von Begrenzungen der Gerätegröße nicht jeder Stufe hinzugefügt werden können, wenn Spezifizierun­ gen nicht das Hinzufügen einer derartigen Temperaturkompen­ sationsschaltung jeder Stufe erfordern oder wenn die Ampli­ tude des eingegebenen Hochfrequenzsignals niedrig ist und eine hinreichende Toleranz der Leistungs- bzw. Spannungs­ verbindung zu dem nächsten stromab befindlichen Verstärker besteht.

Wie oben beschrieben erfordert ein Verstärker mit Tem­ peraturkompensationsfunktion einer der ersten bis zehnten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht eine ex­ terne Spannungsquelle zur Vorspannung eines Gateanschlus­ ses, d. h. des Verstärkungssteueranschlusses eines aktiven Bauelements für die Verstärkung. Des weiteren ist es bei dem Verstärker nicht nötig, die Temperaturcharakteristik der Verstärkung des Verstärkers im voraus zu messen, um die Vorspannung zu bestimmen, welche bei einer gegebenen Tempe­ ratur verlangt wird, und ein Mechanismus zum Anwenden die­ ser Steuerinformation während einer tatsächlichen Operation des Verstärkers muß nicht separat in dem System oder Modul vorgesehen werden.

Des weiteren können Verstärker der vorliegenden Erfin­ dung auf einem Wafer (Chip) unter Verwendung einer einfa­ chen Prozeßsteuerung gebildet werden, da die aktiven Bau­ elemente dieselbe Antwortcharakteristik bezüglich einer Temperaturänderung besitzen.

Vorstehend wurde ein Verstärker mit Temperaturkompensa­ tionsfunktion offenbart. Der Verstärker mit Temperaturkom­ pensationsfunktion besitzt eine einfache Anordnung, bei welcher eine Hochfrequenzsignaldämpfungsschaltung in Serie mit einem Gateanschluß eines aktiven Bauelements für die Verstärkung verbunden ist und die Hochfrequenzsignaldämp­ fungsschaltung einen Sourceanschluß und einen Drainanschluß eines aktiven Bauelements für die Temperaturkompensation als Eingangs- und Ausgangsanschlüsse des aktiven Bauele­ ments verwendet, wobei dessen Gateanschluß geerdet ist.

Claims (9)

1. Verstärkerschaltung für Hochfrequenzsignale mit:
einem Verstärker, welcher ein erstes aktives Bauele­ ment (101) zum Verstärken eines Hochfrequenzsignals auf­ weist; und
einer Dämpfungsschaltung, welche ein zweites aktives Bauelement (102) zum Dämpfen des dem Verstärker einzugeben­ den Hochfrequenzsignals aufweist,
wobei die Dämpfungsschaltung einen Betrag der Dämpfung des dem Verstärker eingegebenen Hochfrequenzsignals in Ab­ hängigkeit einer Änderung der Temperatur der Verstärker­ schaltung ändert, wodurch eine Temperaturdrift des Verstär­ kers kompensiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gate des zweiten aktiven Bauelements geerdet ist, der Drain des zweiten aktiven Bauelements über einen Kon­ densator (103) geerdet ist und das Source des zweiten akti­ ven Bauelements mit dem Gate des ersten aktiven Bauelements verbunden ist.

2. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dämpfungsschaltung die Temperaturkompen­ sation für den Verstärker durch Ändern des Betrags der Dämpfung der Hochfrequenzschaltung entsprechend einer Ände­ rung der Verstärkung des zweiten aktiven Bauelements (102) infolge der Änderung der Temperatur der Verstärkerschaltung durchführt.

3. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gate des zweiten aktiven Bauelements (102) über einen Widerstand (104) geerdet ist.

4. Verstärkerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Widerstand (104) ein variabler Widerstand ist.

5. Verstärkerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gate des zweiten aktiven Bauelements (102) des weiteren über einen weiteren Widerstand (112, 108) mit einem Spannungsversorgungsanschluß verbunden ist.

6. Verstärkerschaltung für Hochfrequenzsignale mit:
einem Verstärker, welcher ein erstes aktives Bauele­ ments (101) zum Verstärken eines Hochfrequenzsignals auf­ weist; und
einer Dämpfungsschaltung, welche ein zweites aktives Bauelement (102) zum Dämpfen des dem Verstärker einzugeben­ den Hochfrequenzsignals aufweist,
wobei die Dämpfungsschaltung einen Betrag der Dämpfung des dem Verstärker eingegebenen Hochfrequenzsignals in Ab­ hängigkeit einer Änderung der Temperatur der Verstärker­ schaltung ändert, wodurch eine Temperaturdrift des Verstär­ kers kompensiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gate des zweiten aktiven Bauelements über einen weiteren Widerstand (112) mit dem Gate des ersten aktiven Bauelements verbunden ist, der Drain des zweiten aktiven Bauelements über einen Kondensator (103) geerdet ist und das Source des zweiten aktiven Bauelements mit dem Gate des ersten aktiven Bauelements verbunden ist.

7. Verstärkerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gate des zweiten aktiven Bauelements (102) des weiteren über einen Widerstand (113; 114) an Masse angeschlossen ist.

8. Verstärkerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Widerstand ein variabler Widerstand (114) ist.

9. Mehrstufiger Verstärker mit einer Mehrzahl von in Se­ rie verbundenen Verstärkern, bei welchem wenigstens der Verstärker der ersten Stufe eine Verstärkerschaltung nach einem der vorausgehenden Ansprüche aufweist.