DE69836308T2

DE69836308T2 - Halbleiterschaltung mit Kompensation für Verzerrungen aufgrund von Umgebungstemperaturveränderungen

Info

Publication number: DE69836308T2
Application number: DE69836308T
Authority: DE
Inventors: c/o NEC Corporation Yuji Kakuta; c/o NEC Corporation Yoshiaki Fukasawa; c/o NEC Engineering Yuichi Taguchi
Original assignee: NEC Electronics Corp
Current assignee: NEC Electronics Corp
Priority date: 1997-11-27
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2018-11-27
Also published as: US6278313B1; EP0920123A3; KR19990045611A; US6437634B1; EP0920123B1; KR100330954B1; EP0920123A2; DE69836308D1; CN1093335C; CN1219024A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleiterschaltung, und insbesondere eine Halbleiterschaltung, die zur Verwendung in Hybrid-ICs (HIC: Hybridschaltungen) für CATV (Kabelfernsehen) geeignet ist.
Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik:
Breitbandverstärker, die zum Verstärken und Weiterleiten von Signalen in CATV-Systemen verwendet werden, müssen sowohl für eine Verstärkung mit extrem niedriger Verzerrung sorgen, um eine Verschlechterung einer Bildqualität zu vermeiden, als auch eine Leistungsfähigkeit über einem vorbestimmten Pegel selbst unter schwierigen Außenbedingungen beibehalten. Breitbandverstärker, die herkömmlich in einem CATV-System verwendet werden, haben daher Schaltungen zum Kompensieren von Schwankungen bezüglich der Verstärkungscharakteristik verwendet, die durch Änderungen bezüglich der Umgebungstemperatur verursacht werden. Jedoch beeinflussen Schwankungen bezüglich der Umgebungstemperatur nicht nur die Verstärkung der Verstärkerschaltung, sondern ebenso die Verzerrungscharakteristik. Jedes Element, das die Halbleiterschaltung bildet, hat allgemein eine Kennlinie, bei welcher sich eine Verzerrung mit einem Ansteigen oder Abfallen bezüglich der Temperatur von einer bestimmten festen Temperatur aus erhöht. Obwohl es Schaltungen gibt, die eine Verstärkung mit Änderungen bezüglich der Umgebungstemperatur kompensieren, existieren keine Schaltungen zum Kompensieren der Verschlechterung bezüglich der Verzerrungscharakteristiken, die Schwankungen bezüglich der Umgebungstemperatur begleitet.
Eine Halbleiterschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus dem Dokument US 4,352,053 bekannt. Dieses Dokument offenbart eine Temperaturkompensations-Spannungsgeneratorschaltung zum Kompensieren von Temperaturcharakteristiken einer elektrischen Schaltung, deren elektrische Kennlinie gemäß der Änderung der Umgebungstemperatur schwankt und deren elektrische Kennlinie durch eine Steuerspannung geändert oder gesteuert werden kann. Die Tempera turkompensations-Spannungsgeneratorschaltung weist eine Vielzahl von temperaturempfindlichen Widerstandsschaltungen, eine Vielzahl von Diodenschaltungen, und eine oder mehrere Widerstandsschaltungen auf. Eine Temperaturkompensationsspannung von der Temperaturkompensationsspannungsgeneratorschaltung ist bei jeder vorbestimmten Temperatur unabhängig einstellbar.
Das Dokument WO 97/05695 offenbart einen Feldeffekttransistor-Kabelfernsehleitungsverstärker: Eine Verstärkerschaltung für einen Kabelzugriffsfernsehleitungsverstärker enthält einen ersten Kaskodenverstärker (Q1, Q3) und einen zweiten Kaskodenverstärker (Q2, Q4), die in einer Gegentaktanordnung gekoppelt sind. Eine alternative Verstärkerschaltung enthält einen ersten Transimpedanzverstärker (Q1) und einen zweiten Transimpedanzverstärker (Q2), die in einer Gegentaktanordnung gekoppelt sind. Der erste Transimpedanzverstärker enthält weiterhin einen Feldeffekttransistor (Q3) als aktive Last, um eine Rückkopplung zur Verfügung zu stellen, und der zweite Transimpedanzverstärker enthält weiterhin einen Feldeffekttransistor (Q4) als aktive Last, um eine Rückkopplung zur Verfügung zu stellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der Probleme des oben beschriebenen Standes der Technik wurde die vorliegende Erfindung mit der Aufgabe realisiert, eine Halbleiterschaltung zur Verfügung zu stellen, die eine Verzerrung in dem Fall von Änderungen bezüglich der Umgebungstemperatur kompensieren kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Halbleiterschaltung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 7 erreicht.
Somit ist typischerweise eine Kompensationsschaltung vorgesehen, die ein thermoempfindliches Widerstandselement, in welchem sich ein Widerstand gemäß der Umgebungstemperatur mit einer positiven Temperaturcharakteristik ändert, und ein weiteres thermoempfindliches Widerstandselement in welchem sich ein Widerstand gemäß der Umgebungstemperatur mit einer negativen Temperaturcharakteristik ändert, kombiniert, um eine Schwankung bezüglich einer Verzerrung von Signalen zu kompensieren, die von der Verstärkungsschaltung ausgegeben werden, die durch Änderungen bezüglich der Umgebungstemperatur verursacht wird. Wenn ein Strom, der bei einer Referenztemperatur fließt, auf ein Minimum eingestellt ist, wenn diese thermoempfindlichen Widerstandselemente mit positiven und negativen Temperaturcharakteristiken kombiniert werden, erhöht sich der Schaltungsstrom, wenn die Umgebungstemperatur unter die Referenztemperatur abfällt, und erhöht sich darüber hinaus, wenn die Umgebungstemperatur über die Referenztemperatur ansteigt.
Hier wird eine Verzerrung bezüglich einer Verstärkung allgemein kleiner, wenn der Schaltungsstrom der Verstärkungsschaltung größer wird und wird größer, wenn der Schaltungsstrom kleiner wird, und eine Verzerrung, die aus einer Erhöhung bezüglich des Schaltungsstroms resultiert, wird daher kleiner, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert, wenn Änderungen bezüglich einer Verzerrung, die aus Änderungen bezüglich der Temperatur der Elemente selbst entsteht, ignoriert werden. Somit wird dann, wenn die Referenztemperatur als die Temperatur eingestellt wird, bei welcher eine Verzerrung von jedem der Elemente, die die Halbleiterschaltung bilden, ein Minimum ist, die Erhöhung bezüglich einer Verzerrung der Elemente selbst, die aus Änderungen bezüglich der Umgebungstemperatur resultiert, durch die Erniedrigung bezüglich der Verzerrung, die aus der Erhöhung bezüglich des Schaltungsstroms resultiert, ausgelöscht, um dadurch eine Verzerrung zu kompensieren, die aus Änderungen bezüglich der Umgebungstemperatur resultiert.
Bei der vorliegenden Erfindung können Thermistoren als die thermoempfindlichen Widerstandselemente verwendet werden.
Wenn Thermistoren auf der Eingangsseite der Verstärkungsschaltungen als die thermoempfindlichen Widerstandselemente mit einer negativen Temperaturcharakteristik vorgesehen sind, erniedrigt sich der Q-Faktor (der Gütefaktor) zu dem Ausmaß, zu welchem der Widerstand der Thermistoren ansteigt, und erhöht sich zu dem Ausmaß, zu welchem der Widerstand kleiner wird, und wird somit der Q-Faktor der Verstärkungsschaltung größer, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt, und wird kleiner, wenn die Umgebungstemperatur abfällt. Hier ist der Q-Faktor ein Faktor, der den Resonanzpegel anzeigt. In einer Halbleitervorrichtung wird die Verstärkungsneigung moderat, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt, und wird steil, wenn die Umgebungstemperatur abfällt und sich die Verstärkung erhöht. Ein Anordnen eines Thermistors mit einer negativen Temperaturcharakteristik auf der Eingangsseite der Verstärkungsschaltung führt daher dazu, dass eine Schwankung bezüglich des Q-Faktors in Bezug auf die Umgebungstemperatur durch eine Schwankung bezüglich der Verstärkungscharakteristik in Bezug auf eine Umgebungstemperatur der Verstärkungsneigung gelöscht wird, wodurch die Neigungscharakteristik der Verstärkungsneigung ungeachtet von Änderungen bezüglich der Umgebungstemperatur fest ist.
Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlich werden, die auf den beigefügten Zeichnungen basiert, die Beispiele bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung darstellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
1 ist eine Kurve, die das Prinzip zum Steuern einer Erhöhung bezüglich einer Verzerrung in Bezug auf eine Umgebungstemperatur bei der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine Kurve zum Darstellen der Kennlinien eines Thermistors mit einer negativen Temperaturcharakteristik;
3 ist eine Kurve zum Darstellen der Kennlinien eines Thermistors mit einer positiven Temperaturcharakteristik;
4 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Konfiguration einer Halbleiterschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, das nur ein illustratives Ausführungsbeispiel ist, aber kein Teil der vorliegenden Erfindung ist, zeigt;
5 ist eine Kurve, die die Temperaturcharakteristiken eines Schaltungsstroms in einem HIC-Verstärker für ein CATV-System für einen Fall zeigt, in welchem ein Thermistor mit einer positiven Temperaturcharakteristik mit einem Thermistor mit einer negativen Temperaturcharakteristik so kombiniert ist, dass der Schaltungsstrom in der Nähe der Referenztemperatur ein Minimum wird;
6 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Konfiguration einer Halbleiterschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist; und
7 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Konfiguration einer Halbleiterschaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Elemente, die eine Halbleiterschaltung bilden, haben allgemein eine Kennlinie, bei welcher sich eine Verzerrung erhöht, wenn die Temperatur über eine bestimmte Temperatur ansteigt oder unter diese abfällt. Die Verzerrungskennlinie ändert sich auch mit dem Strom, der durch die Schaltung fließt, wobei sich die Verzerrung erhöht, wenn der Strom, der durch die Schaltung fließt, kleiner wird, und sich erniedrigt, wenn der Strom, der durch die Schaltung fließt, größer wird. Ein Steuern des Stroms, der durch die Schaltung fließt, ermöglicht somit eine Steuerung des Ausmaßes einer Verzerrung in Bezug auf die Umgebungstemperatur.
Wie es in 1 gezeigt ist, wird ein Fall betrachtet, bei welchem ein Strom I_DD, der durch eine Schaltung fließt, bei einer bestimmten festen Referenztemperatur T_ref auf ein Minimum eingestellt ist, und erhöht wird, wenn die Umgebungstemperatur über die Referenztemperatur ansteigt oder unter diese abfällt. In einem solchen Fall bringen die Elementcharakteristiken eine Erhöhung bezüglich einer Verzerrung hervor, wenn die Temperatur in Bezug auf eine bestimmte feste Temperatur ansteigt oder abfällt, aber eine Verzerrung wird auch erniedrigt, weil der Strom, der durch die Schaltung fließt, größer wird, wenn die Temperatur in Bezug auf die bestimmte feste Temperatur ansteigt oder abfällt, und die Änderung bezüglich einer Verzerrung wird somit gelöscht. Eine Erhöhung bezüglich einer Verzerrung in Fällen, in welchen die Umgebungstemperatur in Bezug auf eine bestimmte feste Temperatur ansteigt oder abfällt, kann daher gesteuert werden.
In diesem Fall werden Thermistoren als die thermoempfindlichen Widerstandselemente verwendet, um den Strom, der durch die Schaltung fließt, gemäß der Umgebungstemperatur zu steuern.
2 ist vorgesehen, um eine typische Temperatur/Widerstands-Kennlinie eines Thermistors mit einer negativen te1kennlinie darzustellen. Wie es in dieser Figur gezeigt ist, wird der Widerstand eines Thermistors mit einer negativen Temperaturkennlinie kleiner, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt, und wird somit der Fluss eines Stroms größer. In einer Halbleiterschaltung mit der oben beschriebenen Verzerrungskennlinie verursacht daher die Verwendung eines Thermistors mit einer negativen Temperaturkennlinie eine Reduzierung bezüglich einer Verzerrung aufgrund der Erhöhung bezüglich des Stromflusses bei Temperaturen, die höher als die Temperatur einer minimalen Verzerrung sind, verursacht aber weiterhin eine Erhöhung bezüglich einer Verzerrung aufgrund der Erniedrigung bezüglich des Stromflusses bei Temperaturen, die niedriger als die Temperatur einer minimalen Verzerrung sind.
3 ist eine Kurve, die eine typische Temperatur/Widerstands-Kennlinie für einen Thermistor mit einer positiven Temperaturkennlinie zeigt. Wie es in dieser Figur gezeigt ist, wird der Widerstand eines Thermistors mit einer positiven Temperaturkennlinie größer, wenn die Umgebungstemperatur größer wird, und wird somit der Stromfluss kleiner. Die Verwendung eines Thermistors mit einer positiven Temperaturkennlinie in einer Halbleiterschaltung mit der oben beschriebenen Verzerrungskennlinie resultiert daher in einer Erniedrigung bezüglich einer Verzerrung bei Temperaturen, die niedriger als die Temperatur einer minimalen Verzerrung sind, und zwar aufgrund der Erhöhung bezüglich des Stromflusses, resultiert aber auch in einer Erhöhung bezüglich einer Schrägverzerrung bei Temperaturen, die höher als die Temperatur einer minimalen Verzerrung sind, und zwar aufgrund der Erniedrigung bezüglich eines Stromflusses.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben daher die Beziehung zwischen der Umgebungstemperatur und dem Schaltungsstrom, die in 1 gezeigt ist, durch Kombinieren eines thermoempfindlichen Widerstandselements mit einem positiven Temperaturkoeffizienten mit einem weiteren thermoempfindlichen Widerstandselement mit einem negativen Temperaturkoeffizienten realisiert.
ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
4 zeigt nur zu illustrativen Zwecken die Konfiguration der Halbleiterschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, das kein Teil der vorliegenden Erfindung ist. 4 zeigt nur den Wechselstromschaltungsteil der Halbleiterschaltung und zeigt eine Verstärkungsschaltung, die einen einzigen FET (Feldeffekttransistor) verwendet.
Der Gateanschluss G des FET Q1 ist an einen Eingangsanschluss 1 angeschlossen und ein Drainanschluss D ist an einen Ausgangsanschluss 2 angeschlossen.
Ein Widerstand R1 ist zwischen dem Gateanschluss G des FET Q1 und einem Versorgungsanschluss 3 einer Gate-Vorspannung V_GG eingefügt, und eine Schaltung 10 hoher Impedanz ist zwischen dem Drainanschluss D des FET Q1 und einem Versorgungsanschluss 4 einer Drainspannung V_DD eingefügt. Die Schaltung 10 hoher Impedanz ist eine Schaltung mit einer hohen Impedanz als eine Wechselstromschaltung, aber mit niedrigem Widerstand in Bezug auf einen Gleichstrom, um einen Drainstrom I_DD zuzuführen. Ein Widerstand R3 und ein Kondensator C1 sind zwischen einem Sourceanschluss S des FET Q1 und der Erdungsstelle parallel vorgesehen. Zusätzlich sind ein Widerstand R2 und Thermistoren Rt1 und Rt2, die in Reihe geschaltet sind, zwischen dem Gateanschluss G des FET Q1 und der Erdungsstelle vorgesehen.
Der Thermistor Rt1 ist ein thermoempfindliches Widerstandselement mit einer negativen Temperaturkennlinie, wie sie beispielsweise in 2 gezeigt ist, und der Thermistor Rt2 ist ein thermoempfindliches Widerstandselement mit einer positiven Temperaturkennlinie, wie es beispielsweise in 3 gezeigt ist.
Wenn der Thermistor Rt1 mit einer negativen Temperaturkennlinie und der Thermistor Rt2 mit einer positiven Temperaturkennlinie in Reihe geschaltet sind, wie es in 4 gezeigt ist, zeigt der Widerstand dieser Reihenschaltung eine V-förmige Temperaturkennlinie, wobei ein Widerstand bei einer bestimmten Temperatur auf einem Minimum ist und sich mit einer Entfernung von dieser Temperatur erhöht. Die Vorspannung, die an den Gateanschluss des FET Q1 angelegt wird, zeigt daher auch eine V-förmige Temperaturkennlinie mit einem Minimum bei dieser Temperatur, und der Drainstrom I_DD des FET Q1 zeigt auch eine V-förmige Temperaturkennlinie mit einem Minimum bei dieser Temperatur.
Wenn der Thermistor Rt1 und der Thermistor Rt2 so kombiniert werden, dass der Schaltungsstrom in der Nähe einer voreingestellten Referenztemperatur ein Minimum wird, wird der Strom, der durch die Schaltung fließt, bei der Referenztemperatur ein Minimum, und wird der Strom, der durch die Schaltung fließt, größer, wenn die Temperatur über die Referenztemperatur ansteigt oder unter diese abfällt, wie es in 1 gezeigt ist. Eine Verzerrung wird somit kleiner, wenn die Temperatur über die Referenztemperatur ansteigt oder unter diese abfällt, wodurch eine Erhöhung bezüglich einer Verzerrung in dem Fall von Änderungen bezüglich der Umgebungstemperatur unterdrückt oder verhindert wird.
Für die Verzerrungskennlinie in HIC-Verstärkern für CATV-Systeme muss eine Verschlechterung einer Verzerrung typischerweise auf innerhalb von 2-3 dB oder darunter in Bezug auf eine Verzerrung bei 30°C für einen Temperaturbereich von –30 bis 100°C unterdrückt werden. Die Verzerrungskennlinie ist proportional zum Schaltungsstrom, aber dieser Schaltungsstrom ändert sich proportional zu der Umgebungstemperatur in Verstärkern des Standes der Technik mit dem Ergebnis, dass sich die Verzerrungskennlinie um mehr als 2-3 dB verschlechtert, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt.
In Reaktion auf dieses Problem wird ein Thermistor mit einer positiven Temperaturkennlinie mit einem weiteren Thermistor mit einer negativen Temperaturkennlinie so kombiniert, dass der Strom in der Nähe 30°C ein Minimum erreicht, wobei sich der Schaltungsstrom mit einem Abfall bezüglich der Umgebungstemperatur von 30°C erhöht, und wobei sich darüber hinaus der Schaltungsstrom mit einem Anstieg bezüglich der Umgebungstemperatur von 30°C aus erhöht. Das Ausmaß einer Verschlechterung bezüglich der Verzerrungskennlinie im Fall von Änderungen bezüglich einer Umgebungstemperatur in Bezug auf die Verzerrungskennlinie bei einer Umgebungstemperatur von 30°C kann somit beschränkt oder verhindert werden.
5 zeigt die Temperaturkennlinie eines Schaltungsstroms in einem HIC-Verstärker für ein CATV-System für einen Fall, in welchem ein Thermistor mit einer positiven Temperaturkennlinie mit einem Thermistor mit einer negativen Temperaturkennlinie so kombiniert ist, dass der Schaltungsstrom in der Nähe der Referenztemperatur ein Minimum ist. Hier ist die Temperatur, die als die Referenz von Kennlinien dient, auf 30°C eingestellt.
Wie es in 5 gezeigt ist, ist der Schaltungsstrom bei 30°C ein Minimum und erhöht sich sowohl dann, wenn die Umgebungstemperatur unter 30°C abfällt, als auch dann, wenn die Umgebungstemperatur über 30°C ansteigt. Der Schaltungsstrom zeigt somit eine V-förmige Kennlinie, die 30°C als die minimale Stelle annimmt.
ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
6 zeigt die Konfiguration der Halbleiterschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist. 6 zeigt nur den Wechselstromschaltungsteil der Halbleiterschaltung und zeigt eine Verstärkungsschaltung, die einen einzigen FET (Feldeffekttransistor) verwendet.
In dieser Verstärkungsschaltung ist ein Kondensator C2 zwischen einem Eingangsanschluss 1 und der Anschlussstelle zwischen Widerständen R1 und R2 vorgesehen, und sind zusätzlich ein Thermistor Rt3 mit einer negativen Temperaturkennlinie und eine Spule L1, die in Reihe geschaltet sind, zwischen dem Gateanschluss des FET Q1 und der Anschlussstelle zwischen den Widerständen R1 und R2 in der in 4 gezeigten Schaltung eingefügt.
Bei einer Halbleiterschaltung, die konfiguriert ist, wie es oben beschrieben ist, wird der Widerstand des Thermistors Rt3 kleiner, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt, und wird der Widerstand des Thermistors Rt3 größer, wenn die Umgebungstemperatur abfällt.
Der Q-Faktor bzw. Gütefaktor, der ein Faktor ist, der den Pegel der Resonanzstelle in einer typischen Resonanzschaltung anzeigt, wird zu dem Ausmaß kleiner, zu welchem der Widerstand des Thermistors Rt3 größer wird, und wird zu dem Ausmaß größer, zu dem der Widerstand des Thermistors Rt3 kleiner wird, und daher wird der Q-Faktor größer, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt, und wird kleiner, wenn die Umgebungstemperatur abfällt. Zusätzlich wird bei einer Schaltung, die eine Verstärkungsneigung realisiert, die Verstärkungsneigung moderat, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt, wird aber eine Verstärkung größer und wird die Verstärkungsneigung steil, wenn die Umgebungstemperatur abfällt. Die in 6 gezeigte Schaltung funktioniert daher so, dass eine Schwankung bezüglich des Q-Faktors in Bezug auf die Umgebungstemperatur durch eine Schwankung bezüglich der Verstärkungsneigung der Verstärkungskennlinie in Bezug auf die Umgebungstemperatur gelöscht wird, und ist daher die Neigungskennlinie der Verstärkungsneigung trotz Änderungen bezüglich der Umgebungstemperatur fest.
Die Spule L1 kann auch durch den Bondierungsdraht oder ein Leitungsmuster, der bzw. das den Gateanschluss des FET Q1 und den Thermistor Rt3 verbindet, gebildet sein.
DRITTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
Bei der Halbleiterschaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, das in 7 gezeigt ist, wird das zum Eingangsanschluss 1 eingegebene Signal in zwei Signale aufgeteilt, werden die zwei geteilten Signale jeweils durch Verstärkungsschaltungen 12 und 13 verstärkt und werden die bei den Verstärkungsschaltungen 12 und 13 verstärkten Signale dann kombiniert und ausgegeben.
Ein Transformator T1, der mittels Kondensatoren C34 und C35 geerdet ist, ist als der Teiler vorgesehen, der das mittels des Eingangsanschlusses 1 eingegebene Signal in zwei Signale von sich unterscheidender Phase aufteilt. Ein Transformator T2, der mittels eines Kondensators C37 geerdet ist, ist als der Kombinieren vorgesehen, der die zwei durch die Verstärkungsschaltungen 12 und 13 verstärkten Signale in ein Signal kombiniert.
Die Verstärkungsschaltung 12 weist FETs Q11-Q13 auf, die in mehreren Stufen verbunden sind. In der Verstärkungsschaltung 12 sind ein Thermistor Rt11 und ein Widerstand R13, die parallel zueinander geschaltet sind, als der Gatewiderstand des FET Q11 vorgesehen, der der FET der zweiten Stufe ist, und ist eine Spule L13 zwischen diesem Gatewiderstand und dem Gateanschluss des FET Q11 eingefügt. Der Widerstand R11, der Kondensator C11 und der Thermistor Rt12 sind zwischen dem Gateanschluss und dem Drainanschluss des FET Q12 in Reihe geschaltet, der die erste Stufe der Verstärkungsschaltung 12 ist. Der Drainanschluss des FET Q12 ist mit einer Stelle eines vorgeschriebenen Potentials mittels eines Widerstands R12 und eines Kondensators C12 verbunden, die miteinander in Reihe geschaltet sind, und ist weiterhin mit dem Gatewiderstand (d.h. dem Thermistor Rt11 und dem Widerstand R13) des FET Q11 mittels eines Kondensators C13 verbunden und ist schließlich mit dem Sourceanschluss des FET Q11 mittels einer Spule L11 und eines Widerstands R17 verbunden, die in Reihe geschaltet sind. Die Anschlussstelle zwischen der Spule L11 und dem Widerstand R17 ist mit der Stelle des vorgeschriebenen Potentials mittels eines Kondensators C15 verbunden.
Ein Widerstand R14, ein Kondensator C14 und ein Thermistor Rt13 sind zwischen dem Drainanschluss des FET Q12 und dem Drainanschluss des FET Q13 in Reihe vorgesehen. Ein Widerstand R16 ist mit dem Gateanschluss des FET Q13 verbunden. Ein Widerstand R15, eine Spule R12 und ein Kondensator C16, die zueinan der parallel geschaltet sind, sind zwischen dem Drainanschluss des FET Q13 und dem Ausgangsanschluss der Verstärkungsschaltung 12 vorgesehen. Der Sourceanschluss des FET Q13 ist mit dem Drainanschluss des FET Q11 verbunden.
Die Verstärkungsschaltung 13 ist genauso wie die Verstärkungsschaltung 12 konfiguriert, und ist mit FETs Q21-Q23 versehen, die in mehreren Stufen verbunden sind, und ist weiterhin mit Widerständen R21-R27, Thermistoren Rt21-Rt23, Kondensatoren C21-C26 und Spulen L21-L24, die jeweils den Widerständen R11-R17, den Thermistoren Rt11-Rt13, den Kondensator C11-C16 und den Spulen L11-L14 der Verstärkungsschaltung 12 entsprechen, versehen. Die FETs Q21-Q23 entsprechen jeweils den FETs Q11-Q13 der Verstärkungsschaltung 12.
Der Gateanschluss FET Q13 der Verstärkungsschaltung 12 ist mit dem Gateanschluss des FET Q23 der Verstärkerschaltung 13 mittels Widerständen R16 und R26 verbunden.
Auf der Eingangsseite des Transformators T1 sind ein Kondensator C33 und eine Spule L31, die in Reihe geschaltet sind, zwischen dem Transformator T1 und dem Eingangsanschluss 1 vorgesehen, und die Anschlussstelle zwischen dem Kondensator C33 und der Spule L31 ist mit einer Stelle eines vorgeschriebenen Potentials mittels eines Kondensators C31 und eines Widerstands R31, die in Reihe geschaltet sind, verbunden. Die Anschlussstelle zwischen dem Kondensator C33 und der Spule L31 ist mit der Stelle vorgeschriebenen Potentials mittels eines Kondensators C32 verbunden.
Auf der Ausgangsseite des Transformators T2 sind eine Spule L32 und ein Kondensator C39, die in Reihe geschaltet sind, zwischen dem Transformator T2 und dem Ausgangsanschluss 2 vorgesehen, und die Anschlussstelle zwischen der Spule L32 und dem Kondensator c39 ist mit der Stelle vorgeschriebenen Potentials mittels eines Kondensators C38 verbunden.
Der Sourceanschluss FET Q11 der Verstärkungsschaltung 12 und der Sourceanschluss des FET Q13 der Verstärkungsschaltung 13 sind mittels eines Widerstands R41 verbunden und der Gateanschluss des FET Q11 mit dem Gateanschluss des FET Q21 mittels in Reihe geschalteten Widerständen R39 und R40 gekoppelt. Die Widerstände R33 und R34 sind in Reihe geschaltet und zwischen dem Transformator T1 und der mittleren Stelle zwischen den Widerständen R39 und R40 eingefügt. Eine Energieversorgungsspannung V_dd wird zu der Anschlussstelle zwischen den Widerständen R33 und R34 zugeführt. Die Anschlussstelle zwischen dem Widerstand R33 und dem Transformator T1 ist mit der Stelle vorgeschriebenen Potentials mittels eines Widerstands R32 und Thermistoren Rt31 und Rt32, die in Reihe geschaltet vorgesehen sind, verbunden und die mittlere Stelle zwischen den Widerständen R39 und R40 ist mit der Stelle vorgeschriebenen Potentials mittels eines Widerstands R35 verbunden.
Der Sourceanschluss des FET Q12 ist mit der Stelle vorgeschriebenen Potentials mittels eines Widerstands R36 verbunden und der Sourceanschluss des FET Q22 ist mit der Stelle vorgeschriebenen Potentials mittels eines Widerstands R38 verbunden, wobei die Sourceanschlüsse dieser FETs Q12 und Q22 mittels eines Widerstands R37 miteinander verbunden sind. Ein Widerstand R16, der der Gatewiderstand des FET Q13 ist, und ein Widerstand R26, der der Gatewiderstand des FET Q23 ist, sind bei einer Stelle A miteinander verbunden, und in Reihe geschaltete Widerstände R42 und R43 sind zwischen der Stelle A und dem Transformator C2 vorgesehen. Der Widerstand R44 und der Kondensator C40, die parallel geschaltet sind, sind zwischen der Stelle vorgeschriebenen Potentials und der Anschlussstelle zwischen dem Widerstand R42 und dem Widerstand R43 vorgesehen. Die Energieversorgungsspannung V_dd wird zu der Anschlussstelle zwischen dem Widerstand R42 und dem Transformator T2 zugeführt und der Kondensator C36 ist zwischen dieser Anschlussstelle und der Stelle vorgeschriebenen Potentials vorgesehen.
Hier sind die Thermistoren Rt11, Rt21 und Rt31 thermoempfindliche Widerstandselemente, in welchen ein Widerstand sich gemäß der Umgebungstemperatur mit einer negativen Temperaturkennlinie ändert; und sind die Thermistoren Rt12, Rt13, Rt22, Rt23 und Rt32 alle thermoempfindliche Widerstandselemente, in welchen sich ein Widerstand gemäß der Temperatur mit einer positiven Temperaturkennlinie ändert.
Bei einer Halbleiterschaltung, die gemäß der vorangehenden Beschreibung konfiguriert ist, ist der Thermistor Rt31 mit einer negativen Temperaturkennlinie mit dem Thermistor Rt32 mit einer positiven Temperaturkennlinie kombiniert, und sind diese Thermistoren Rt31 und Rt32 als der Widerstand vorgesehen, der das Gatepotential der FETs Q11 und Q12 steuert, wodurch der durch die Schaltung fließende Strom bei einer voreingestellten Referenztemperatur ein Minimum ist und der durch die Schaltung fließende Strom sich erhöht, wenn die Temperatur über die Referenztemperatur ansteigt oder unter diese abfällt. Hier ist der "durch die Schaltung fließende Strom" der Drainstrom der FETs Q11 und Q12.
Eine Verzerrung wird daher kleiner, wenn die Temperatur über die Referenztemperatur ansteigt oder unter diese abfällt, wodurch die Verzerrung im Fall einer Änderung bezüglich einer Umgebungstemperatur kompensiert wird.
Bei dieser Halbleiterschaltung sind die Thermistoren Rt11 und Rt12 mit einer negativen Temperaturkennlinie jeweils als die Gatewiderstände der FETs Q11 und Q21 vorgesehen. In der Verstärkungsschaltung 12 wird eine Schwankung bezüglich der Verstärkungsneigung der Verstärkungskennlinie in Bezug auf die Umgebungstemperatur, die durch den Resonanzkreis erzeugt wird, der durch die Spule L12 und den Kondensator C16 gebildet ist, somit durch eine Schwankung bezüglich des Q-Faktors in Bezug auf die Umgebungstemperatur in der Schaltung gelöscht, die durch den Kondensator C13, den Thermistor Rt11 und die Spule L13 aufgebaut ist. Die Neigungskennlinie der Verstärkungsneigung, die von der Verstärkungsschaltung 12 ausgegeben wird, ist somit trotz Änderungen bezüglich der Umgebungstemperatur fest. Die Neigungskennlinie der Verstärkungsneigung, die von der Verstärkungsschaltung 13 ausgegeben wird, ist im Fall von Änderungen bezüglich der Umgebungstemperatur gleichermaßen fest.
Hier sind die Spule L12 und der Kondensator C16 zusammen mit der Spule L22 und dem Kondensator C26, die die Resonanzkreise bilden, die die Verstärkungsneigung erzeugen, jeweils außerhalb der Rückkoppelschleifen vorgesehen. Eine Änderung bezüglich einer Impedanz tritt daher nur auf der Ausgangsseite auf und eine Korrektur einer Impedanz kann auf einfache Weise erreicht werden.
Bei der oben beschriebenen Halbleiterschaltung ist ein Widerstand R43 mit einem Widerstandswert von 10 ~ 100 Ω zwischen dem Widerstand R42 und der Anschlussstelle zwischen dem Widerstand R16 und dem Widerstand R26 vorgesehen und ist der Kondensator C40 zwischen der Stelle vorgeschriebenen Potentials und der Anschlussstelle zwischen den Widerständen R42 und R43 vorgesehen, wobei die Schaltungskonstanten dieser Elemente gemäß Abschlussbedingungen eingestellt sind. Eine Schwankung bezüglich eines Potentials wird somit durch den Widerstand R43 im Fall einer Schwankung bezüglich eines Potentials bei der Stelle A in der Figur absorbiert, und eine stehende Welle wird nicht erzeugt, wodurch eine Verhinderung einer Verschlechterung bezüglich einer Verzerrung gerader Ordnung ermöglicht wird (insbesondere eine CSO-(einer zusammengesetzten zweiten Ordnung)-Verzerrung], die aus einer stehenden Welle entsteht.

Claims

Halbleiterschaltung, die folgendes aufweist: eine Verstärkungsschaltung, die ein Wechselstromsignal verstärkt und ein verstärktes Signal ausgibt; einen LC-Resonanzkreis (L1, C1) auf einer Eingangsseite der Verstärkungsschaltung; und eine Kompensationsschaltung, die eine Verzerrung des verstärkten Signals mit Änderungen bezüglich der Umgebungstemperatur kompensiert, wobei die Kompensationsschaltung ein erstes thermoempfindliches Element (Rt1) aufweist, bei welchem sich ein Widerstandswert gemäß der Umgebungstemperatur mit einer negativen Temperaturkennlinie ändert, und ein zweites thermoempfindliches Element (Rt2), bei welchem sich ein Widerstandswert gemäß der Umgebungstemperatur mit einer positiven Temperaturkennlinie ändert, wobei das erste und das zweite Widerstandselement (Rt1, Rt2) in Reihe geschaltet sind, so dass die Kompensationsschaltung einen Schaltungsstrom so steuert, dass der Schaltungsstrom bei einer vorbestimmten Referenztemperatur (Tref) ein Minimum ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzkreis (L1, C1) ein drittes thermoempfindliches Widerstandselement (Rt3) aufweist, bei welchem sich ein Widerstandswert gemäß der Umgebungstemperatur ändert.
Halbleiterschaltung nach Anspruch 1, wobei sich bei dem dritten thermoempfindlichen Widerstandselement (Rt3) ein Widerstandswert gemäß der Umgebungstemperatur mit einer negativen Temperaturkennlinie ändert.
Halbleiterschaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das dritte thermoempfindliche Widerstandselement (Rt3) ein Thermistor ist.
Halbleiterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jedes des ersten und des zweiten thermoempfindlichen Widerstandselements (Rt1, Rt2) ein Thermistor ist.
Halbleiterschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verstärkungsschaltung einen Feldeffekttransistor (Q1) enthält, dessen Sourceanschluss (S) geerdet ist, die Kompensationsschaltung zwischen einem Gateanschluss (G) des Feldeffekttransistors (Q1) und einer Erdungsstelle vorgesehen ist und der Schaltungsstrom ein Drainstrom des Feldeffekttransistors (Q1) ist.
Halbleiterschaltung nach Anspruch 5, wobei das dritte thermoempfindliche Widerstandselement (Rt3) zwischen dem Gateanschluss (G) und der Kompensationsschaltung eingefügt ist, wobei ein Eingangssignal zu einer Anschlussstelle zwischen dem dritten thermoempfindlichen Widerstandselement (Rt3) und der Kompensationsschaltung eingegeben wird.
Halbleiterschaltung, die folgendes aufweist: einen Teiler (T1), der ein mittels eines Eingangsanschlusses (1) eingegebenes Signal in zwei Signale unterschiedlicher Phase teilt; eine erste und eine zweite Verstärkungsschaltung (12, 13), die jeweils mit einer Rückkoppelschleife, einer Vielzahl von Widerstandselementen (R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17; Rt11, Rt12, Rt13; R21, R22, R23, R24, R25, R26; Rt21, Rt22, Rt23) und in mehreren Stufen verbundenen Feldeffekttransistoren (Q11, Q12, Q13; Q21, Q22, Q23) versehen sind und die jedes der durch den Teiler geteilten Signale verstärken; einen Kombinator (T2), der die zwei durch die erste und die zweite Verstärkungsschaltung (12, 13) verstärkten Signale in ein Signal kombiniert und ein Ergebnis ausgibt; und eine Kompensationsschaltung, die eine durch die Umgebungstemperatur verursachte Verzerrung der von der ersten und der zweiten Verstärkungsschaltung (12, 13) ausgegebenen Signale kompensiert, wobei jede der Verstärkungsschaltungen (12, 13) einen LC-Resonanzkreis (L13, C13; L23, C23) auf ihrer Eingangsseite aufweist, wobei der LC-Resonanzkreis (L13, C13; L23, C23) ein thermoempfindliches Widerstandselement (Rt11, Rt12) aufweist, bei welchem sich ein Widerstandswert gemäß der Umgebungstemperatur ändert.
Halbleiterschaltung nach Anspruch 7, wobei die Kompensationsschaltung einen Schaltungsstrom so steuert, dass der Schaltungsstrom bei einer vorbestimmten Referenztemperatur (Tref) ein Minimum wird.
Halbleiterschaltung nach Anspruch 8, wobei die Kompensationsschaltung ein erstes thermoempfindliches Widerstandselement (Rt31) aufweist, bei welchem sich ein Widerstandswert gemäß der Umgebungstemperatur mit einer negativen Temperaturkennlinie ändert, und ein zweites thermoempfindliches Widerstandselement (Rt32), bei welchem sich ein Widerstandswert gemäß der Umgebungstemperatur mit einer positiven Temperaturkennlinie ändert, wobei das erste und das zweite thermoempfindliche Widerstandselement (Rt31, Rt32) in Reihe geschaltet sind.