[发明专利]放大电路、半导体集成电路、无线传输系统和通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及放大电路、其上安装放大电路的半导体集成电路、其上安装放大电路的无线传输系统和其上安装放大电路的通信装置。例如，本发明涉及高频放大电路，其应用于传输侧的通信装置和接收侧的通信装置的每个，并且该传输侧的通信装置和接收侧的通信装置的每个在超宽带(UWB)或毫米波段中运行。

背景技术

例如，在日本专利公开No.2009-005137和2007-195189(以下称为专利文献1和2)中公开了在宽频范围内具有平坦的放大特性的宽带放大电路，作为可以响应对宽带和大增益两种要求的放大电路。

例如，专利文献1提出一种高频电路。该高频电路配置如下。也就是说，该高频电路包括晶体管、负载、连接点和串联电路。在该情况下，晶体管具有电势固定的源极端和接收输入信号的栅极端。负载连接到晶体管的漏极端。晶体管的漏极端和负载在连接点相互连接。此外，在该串联电路中，电感器和电容器与高频电路的输出端串联连接。此外，具有预定特性的带通滤波器构成表示晶体管、负载和串联电路的输出阻抗的输出等效电路。总之，以使用电感器的负载电路的形式实现具有GHz或更多的宽带的宽带放大电路。

专利文献2提出一种差分跨导倒数(transimpedance)放大电路，包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一反馈元件、第二反馈元件、第三反馈元件和第四反馈元件。在该情况下，第一运算放大器具有第一反相输入端、第一非反相输入端、第一反相输出端和第一非反相输出端。第二运算放大器具有第二反相输入端、第二非反相输入端、第二反相输出端和第二非反相输出端。第二反相输出端连接到第一非反相输入端。第二非反相输出端连接到第一反相输入端。第一反馈元件连接到第一非反相输入端和第一反相输入端的每个。第二反馈元件连接到第一反相输入端和第一非反相输入端的每个。第三反馈元件连接到第二反相输入端和第一反相输出端的每个。此外，第四反馈元件连接到第一非反相输入端和第一非反相输出端的每个。总之，以电阻反馈型电路的形式实现了具有GHz或更多的宽带的宽带放大电路。

发明内容

然而，专利文献1中描述的高频电路的配置涉及由于在负载电路中使用电感器而导致的缺点(其细节将在“具体实施例”章节中描述)。此外，在专利文献2中描述的差分跨导倒数放大器电路的配置中，例如参考图26到29描述了使用PMOS晶体管的电路。此外，在第81段中描述了“该图示出图7的第一级嵌套的TIA700，并且TIA700包括运算放大器710的第一实施例”。然而，该差分跨导倒数电路通过使用多个使用P型晶体管(如PMOS晶体管或PNP晶体管)的跨导倒数放大器配置，该P型晶体管在频率特性上不如N型晶体管。因此，该差分跨导倒数放大器电路涉及宽带加宽中的缺点。

已经进行本发明以便解决上述问题，因此期望提供一种其中可以在宽带上获得满意的增益而在负载中不使用任何电感器和P型晶体管的放大电路、其上安装该放大电路的半导体集成电路、其上安装该放大电路的无线传输系统和其上安装该放大电路的通信装置。

为了达到上述希望，根据本发明的实施例，提供了一种放大电路，包括：放大单元部分，通过级联多级放大单元来配置，该放大单元每个包括一对相互差分连接的N型晶体管、负载电阻器和用于生成操作电流的电流源，并且每个具有放大差分信号的功能；反馈部分，配置为将来自所述放大单元部分的后级侧中的放大单元的差分输出信号反馈到前级侧的放大单元的差分输入端；以及输入部分，配置为将差分输入信号提供给所述放大单元部分的第一级中的输入端。

总之，不使用电感器和P型晶体管，但是负载电阻器用作放大单元中相互差分连接的一对N型晶体管的负载。此外，多级放大单元相互级联，从而获得大的增益，并且差分输出信号从后级侧反馈到前级侧的放大单元的输入端，从而配置负反馈放大电路。

根据本发明的另一实施例，提供了一种半导体集成电路，包括：放大单元部分，通过级联多级放大单元来配置，该放大单元每个包括一对相互差分连接的N型晶体管、负载电阻器和用于生成操作电流的电流源，并且每个具有放大差分信号的功能；反馈部分，配置为将来自所述放大单元部分的后级侧中的放大单元的差分输出信号反馈到前级侧的放大单元的差分输入端；输入部分，配置为将差分输入信号提供给所述放大单元部分的第一级中的输入端；以及半导体基底，其中形成所述放大单元部分、所述反馈部分和所述输入部分。

此外，分别具有上述配置的放大电路和半导体集成电路的每个例如用作用于在UWB或毫米波段中执行无线传输的无线传输系统的传输侧的通信装置和接收侧的通信装置的每个中的放大部分(高频放大电路)。