特許 5889927 差動インダクタを用いたフィードバック増幅器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5889927

(24)【登録日】2016年2月26日

(45)【発行日】2016年3月22日

(54)【発明の名称】差動インダクタを用いたフィードバック増幅器

(51)【国際特許分類】

   H03F 3/191 20060101AFI20160308BHJP

【ＦＩ】

   H03F3/191

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-7594(P2014-7594)

(22)【出願日】2014年1月20日

(65)【公開番号】特開2015-95895(P2015-95895A)

(43)【公開日】2015年5月18日

【審査請求日】2014年1月20日

(31)【優先権主張番号】10-2013-0136735

(32)【優先日】2013年11月12日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】513303968

【氏名又は名称】エフシーアイ インク

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】特許業務法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヨー，ヘー ヨン

【審査官】 白井 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００６−５２１７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２１２９５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６２１１７３８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許第０６２０１２８７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１２−１９１６００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｆ ３／１９１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のインダクタ（Ｌ_１）及び第２のインダクタ（Ｌ_２）を含み、前記第１のインダクタ（Ｌ_１）と前記第２のインダクタ（Ｌ_２）の一端がそれぞれ共通の駆動電源（Ｖ_ｃｃ）と連結される差動インダクタ部；
第１の入力端、第１の増幅端、第１の電流引出端を含み、前記第１のインダクタ（Ｌ_１）の他端と前記第１の増幅端が連結され、前記第１の入力端に第１の入力電圧（Ｖ_ＩＮ）が印加されると、前記第１の入力電圧（Ｖ_ＩＮ）の位相が反転されて増幅された第１の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ１）を前記第１の増幅端に出力する第１の増幅器；及び
第２の入力端、第２の増幅端、第２の電流引出端を含み、前記第２のインダクタ（Ｌ_２）の他端と前記第２の増幅端が連結され、前記第２の入力端と前記第１の増幅端が連結され、前記第２の入力端に前記第１の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ１）である第２の入力電圧が印加されると、前記第２の入力電圧の位相が反転されて増幅された第２の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ２）を前記第２の増幅端に出力する第２の増幅器；
を含み、前記第２の増幅器の出力が前記差動インダクタ部を経由して前記第２の増幅器にフィードバックされることを特徴とするフィードバック増幅器。

【請求項2】

前記差動インダクタ部は、
前記第１のインダクタ（Ｌ_１）の他端と前記第２のインダクタ（Ｌ_２）の他端との間に共振のための第１のキャパシタ（Ｃ_１）を含むことを特徴とする請求項１に記載のフィードバック増幅器。

【請求項3】

前記第１の増幅器の前記第１の増幅端と、前記第２の増幅器の前記第２の入力端との間の直流をブロッキングするための第２のキャパシタ（Ｃ_２）；
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のフィードバック増幅器。

【請求項4】

前記差動インダクタ部は、
前記第２の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ２）である第３の入力電圧が前記第２のインダクタ（Ｌ_２）が印加されると、前記第２のインダクタ（Ｌ_２）にカップリングされた前記第１のインダクタ（Ｌ_１）から前記第３の入力電圧の位相が反転されたフィードバック電圧を第１の出力端を経由して前記第２の入力端に出力することを特徴とする請求項１に記載のフィードバック増幅器。

【請求項5】

前記第２の増幅器は、
前記第２の入力端に前記フィードバック電圧である第４の入力電圧が印加されると、前記第４の入力電圧の位相が反転されて増幅された電圧を前記第２の増幅端に出力することを特徴とする請求項４に記載のフィードバック増幅器。

【請求項6】

前記第１のキャパシタ（Ｃ_１）は、
前記第１のインダクタ（Ｌ_１）、前記第２のインダクタ（Ｌ_２）との共振でループを形成することを特徴とする請求項２に記載のフィードバック増幅器。

【請求項7】

前記第１の電流引出端と前記第２の電流引出端は、共通のグラウンドに連結されてカスケードを形成することを特徴とする請求項１に記載のフィードバック増幅器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施例は、差動インダクタを用いたフィードバック増幅器（Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）に関する。

【背景技術】

【0002】

以下で記述する内容は、単純に本実施例と関連する背景情報のみを提供するだけで、従来技術を構成するものではないことを明らかにしておく。

【0003】

図１は、従来の差動増幅器の回路図である。従来の差動増幅器（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）は、図１の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示したように、差動インダクタ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｉｎｄｕｃｔｏｒ）（第１のインダクタ（Ｌ_１）、第２のインダクタ（Ｌ_２））を、増幅器の電圧ゲインを作るための負荷としてのみ使用した。

【0004】

図２は、差動インダクタによる相互インダクタンス効果を示した図である。図２では、差動増幅器の第１のインダクタ（Ｌ_１）と第２のインダクタ（Ｌ_２）との間のインダクタンスである相互インダクタンス（Ｍｕｔｕａｌ Ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ）によって一側のインダクタである第２のインダクタ（Ｌ_２）に電流が流れると、反対側のインダクタである第１のインダクタ（Ｌ_１）に電流が反対方向に誘起されることを示す。

【0005】

このような従来の差動増幅器がより高いゲインを得るためには、差動インダクタ（第１のインダクタ（Ｌ_１）、第２のインダクタ（Ｌ_２））のＱ（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）を高めることによってより広い面積を使用したり、トランジスタ（ＴＲ）のサイズと電流を高める方向に設計されなければならない。すなわち、このような差動増幅器では、差動インダクタのＱを高めたり、トランジスタのＧｍコンダクタンス（Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ）を高めなければ増幅器のゲインを高めることができないという問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本実施例は、差動インダクタの相互インダクタンスを用いてフィードバックループを具現し、高いＱ（Ｈｉｇｈ Ｑ）又は高いゲイン（Ｈｉｇｈ Ｇａｉｎ）を得るようにするフィードバック増幅器を提供することを主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本実施例の一側面によると、第１のインダクタ（Ｌ_１）及び第２のインダクタ（Ｌ_２）を含み、前記第１のインダクタ（Ｌ_１）と前記第２のインダクタ（Ｌ_２）の一端がそれぞれ駆動電源（Ｖ_ｃｃ）と連結される差動インダクタ部；及び第２の入力端、第２の増幅端、第２電流引出端を含み、前記第２の入力端は、電圧入力端（ＩＮ２）及び前記第１のインダクタ（Ｌ_１）の他端と連結され、前記第２のインダクタ（Ｌ_２）の他端と前記第２の増幅端が連結され、前記第２の入力端に入力電圧が印加されると、前記入力電圧の位相が反転されて増幅された出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ２）を前記第２の増幅端に出力する第２の増幅器；を含み、前記第２の増幅器の出力が前記差動インダクタ部を経由して前記第２の増幅器にフィードバックされることを特徴とするフィードバック増幅器を提供する。

【0008】

また、本実施例の他の側面によると、第１のインダクタ（Ｌ_１）及び第２のインダクタ（Ｌ_２）を含み、前記第１のインダクタ（Ｌ_１）と前記第２のインダクタ（Ｌ_２）の一端がそれぞれ駆動電源（Ｖ_ｃｃ）と連結される差動インダクタ部；第１の入力端、第１の増幅端、第１の電流引出端を含み、前記第１のインダクタ（Ｌ_１）の他端と前記第１の増幅端が連結され、前記第１の入力端に第１の入力電圧（Ｖ_ＩＮ）が印加されると、前記第１の入力電圧（Ｖ_ＩＮ）の位相が反転されて増幅された第１の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ１）を前記第１の増幅端に出力する第１の増幅器；及び第２の入力端、第２の増幅端、第２の電流引出端を含み、前記第２のインダクタ（Ｌ_２）の他端と前記第２の増幅端が連結され、前記第２の入力端と前記第１の増幅端が連結され、前記第２の入力端に前記第１の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ１）である第２の入力電圧が印加されると、前記２の入力電圧の位相が反転されて増幅された第２の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ２）を前記第２の増幅端に出力する第２の増幅器；を含み、前記第２の増幅器の出力が前記差動インダクタ部を経由して前記第２の増幅器にフィードバックされることを特徴とするフィードバック増幅器を提供する。

【発明の効果】

【0009】

以上説明したように、本実施例によると、差動インダクタの相互インダクタンスを用いてフィードバックループを具現し、高いＱ又は高いゲインを得るようにするという効果がある。

【0010】

また、本実施例によると、インダクタのＱを高めたり、トランジスタのＧｍコンダクタンスを高めるように増幅器を設計する必要なく、フィードバックループを具現するように差動インダクタと増幅器を連結することによってゲインを高めることができるという効果がある。すなわち、インダクタの高いＱや高いＧｍコンダクタンスのための電流や面積を増加させることなく大きなゲインを出すことができ、フィルターとして用いる場合、高いＱのフィルター特性を得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】従来の差動増幅器の回路図である。

【図2】差動インダクタによる相互インダクタンス効果を示した図である。

【図3】本実施例に係る差動インダクタを用いたフィードバック増幅器の回路図である。

【図4】本実施例の他の側面に係るフィードバック増幅器の回路図である。

【図5】本実施例に係るフィードバック増幅器を用いる場合の効果を説明するためのグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。

【0013】

図３は、本実施例に係る差動インダクタを用いたフィードバック増幅器の回路図である。

【0014】

本実施例に係るフィードバック増幅器３００は、差動増幅器であって、アナログ集積回路（ＩＣ、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を構成する基本的な機能ブロックのうちの一つである演算増幅器と比較器ＩＣの入力端として使用することができる。フィードバック増幅器３００は、一つないし複数の入出力端子を有することができ、二つの入力信号の差を増幅する機能を有する。フィードバック増幅器３００は、ＢＪＴ（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ―Ｏｘｉｄｅ―Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ―Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）に具現することができる。フィードバック増幅器３００は、エミッタ結合差動対（Ｅｍｉｔｔｅｒ―Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐａｉｒ）又はソース結合差動対（Ｓｏｕｒｃｅ―Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐａｉｒ）、定電流源（Ｃｏｎｓｔａｎｔ―Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｓｏｕｒｃｅ）、能動負荷（Ａｃｔｉｖｅ Ｌｏａｄ）などのブロックで構成することができる。

【0015】

本実施例に係るフィードバック増幅器３００は、反転特性を有する第２の増幅器３２０と反転特性を有する差動インダクタ部３３０とを組み合わせてフィードバックループ（Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌｏｏｐ、例えば、正帰還ループ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌｏｏｐ）を具現し、結果的に高い電圧のゲインを得る回路に具現される。

【0016】

本実施例に係るフィードバック増幅器３００が具現するフィードバックループは正帰還ループであることが望ましいが、必ずしもこれに限定されることはない。正帰還ループとは、増幅器でゲインを増加させるために出力の一部を入力にフィードするフィードバック方式を意味する。また、正帰還ループでのフィードバックによってゲインが増加する。一方、負帰還（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌｏｏｐ）とは、増幅器での安定度及び帯域特性を増加させるために、出力の一部を入力に送り返してゲインを低下させるフィードバック方式をいう。

【0017】

本実施例に係るフィードバック増幅器３００は、第１の増幅器３１０、第２の増幅器３２０及び差動インダクタ部３３０を含む。フィードバック増幅器３００に含まれた構成要素は、必ずしもこれに限定されるものではない。

【0018】

以下、説明の便宜上、第１の増幅器３１０に含まれたゲート（Ｇａｔｅ）、ドレイン（Ｄｒａｉｎ）、ソース（Ｓｏｕｒｃｅ）をそれぞれ‘第１の入力端’、‘第１の増幅端’、‘第１の電流引出端’と称する。また、第２の増幅器３２０に含まれたゲート、ドレイン、ソースを‘第２の入力端’、‘第２の増幅端’、‘第２の電流引出端’と称する。第１の増幅器３１０と第２の増幅器３２０に含まれたゲートは、ソースとドレインとの間の電流の流れを制御する。第１の増幅器３１０と第２の増幅器３２０に含まれたドレインは、ソースで供給されたキャリアがチャンネル領域を通過して素子の外側に放出される端子を意味する。第１の増幅器３１０と第２の増幅器３２０に含まれたソースは、電流を運ぶキャリアを供給する。ここで、第１の増幅器３１０の第１の電流引出端と第２の増幅器３２０の第２の電流引出端は、共通のグラウンド（Ｇｒｏｕｎｄ）に連結されてカスケード（Ｃａｓｃａｄｅ）を形成する。

【0019】

以下、第１の増幅器３１０について説明する。第１の増幅器３１０は、ＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴに具現されることが望ましいが、必ずしもこれに限定されることはない。第１の増幅器３１０は、第１の入力端、第１の増幅端、第１の電流引出端を含む。第１の増幅器３１０の第１の増幅端は、差動インダクタ部３３０の第１のインダクタ（Ｌ_１）の他端と連結される。図３に示したように、第１の増幅器３１０の第１の増幅端と差動インダクタ部３３０の第１のインダクタ（Ｌ１）の他端との接点を‘第１の出力端（ＯＵＴ１）’と称することができる。‘第１の出力端（ＯＵＴ１）’はＯＭ（Ｏｕｔｐｕｔ Ｍｉｎｕｓ）を意味する。

【0020】

第１の増幅器３１０は、第１の入力端に第１の入力電圧（Ｖ_ＩＮ）が印加されると、第１の入力電圧（Ｖ_ＩＮ）の位相が反転されて増幅された第１の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ１）を第１の増幅端に出力する。第１の増幅端は、第１出力端（ＯＵＴ１）と連結される。すなわち、第１の増幅器３１０は、第１の入力端に第１の入力電圧が印加される場合にチャンネルを形成する。その後、第１の増幅器３１０は、第１の増幅端に位相が反転されて増幅された第１の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ１）を印加して電流を流す。第１の増幅器３１０は、第１の入力端に第１の入力電圧（Ｖ_ＩＮ）が印加されるとき、フィードバック増幅器３００の最初の増幅のみに関与し、その後、第２の増幅器３２０と差動インダクタ部３３０によってフィードバックループが形成される。

【0021】

以下、第２の増幅器３２０について説明する。第２の増幅器３２０は、ＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴに具現されることが望ましいが、必ずしもこれに限定されることはない。第２の増幅器３２０は、第２の入力端、第２の増幅端、第２の電流引出端を含む。第２の増幅器３２０の第２の増幅端は、差動インダクタ部３３０の第２のインダクタ（Ｌ_２）の他端と連結される。図３に示したように、第２の増幅器３２０の第２の増幅端と差動インダクタ部３３０の第２のインダクタ（Ｌ_２）の他端との接点を‘第２の出力端（ＯＵＴ２）’と称することができる。‘第２の出力端（ＯＵＴ２）’は、‘ＯＰ（Ｏｕｔｐｕｔ Ｐｌｕｓ）’を意味する。

【0022】

第２の増幅器３２０の第２の入力端は、第１の増幅器３１０の第１の増幅端（第１の出力端（ＯＵＴ１）と連結される。第２の増幅器３２０は、第２の入力端に第１の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ１）である第２の入力電圧（Ｖ_ＩＮ２）が印加されると、第２の入力電圧（Ｖ_ＩＮ２）の位相が反転されて増幅された第２の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ２）を第２の増幅端に出力する。第２の増幅端は、第２の出力端（ＯＵＴ２）と連結される。ここで、第１の増幅器３１０の第１の入力端に印加される第１の入力電圧（Ｖ_ＩＮ）と第２の増幅器３２０の第２の増幅端から出力される第２の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ２）の位相は同一である。

【0023】

フィードバック過程のための第２の増幅器３２０の動作を説明すると、第２の増幅器３２０の第２の入力端と差動インダクタ部３３０の第１のインダクタ（Ｌ_１）の他端が連結される。第２の増幅器３２０は、第２の入力端に差動インダクタ部３３０の第１のインダクタ（Ｌ_１）から出力されるフィードバック電圧である第４の入力電圧が印加されると、第４の入力電圧の位相が反転されて増幅された電圧を第１の出力端（ＯＵＴ１）に出力する。

【0024】

第１の出力端（ＯＵＴ１）と第２の増幅器３２０の第２の入力端との間の直流をブロッキングするための第２のキャパシタ（Ｃ_２）を含む。すなわち、第２のキャパシタ（Ｃ_２）により、第２の増幅器３２０の第２の入力端には直流電流が印加されない。

【0025】

以下では、差動インダクタ部３３０について説明する。差動インダクタ部３３０は、並列に連結された第１のインダクタ（Ｌ_１）及び第２のインダクタ（Ｌ_２）を含む。差動インダクタ部３３０は、第１のインダクタ（Ｌ_１）と第２のインダクタ（Ｌ_２）の一端がそれぞれ駆動電源（Ｖ_ｃｃ）と連結される。ここで、差動インダクタ部３３０は、変圧器（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）に含まれた構成要素であり得る。すなわち、変圧器は、差動インダクタ部３３０を含むことができ、変圧器の一部のみを差動インダクタ部３３０として使用することができる。

【0026】

このような差動インダクタ部３３０の動作によってフィードバック増幅器３００のフィードバックループを形成することができ、差動インダクタ部３３０でＬＣ共振した負荷（Ｌｏａｄ）をフィードバック増幅器が使用することができる。また、差動インダクタ部３３０を含む変圧器の動作によってフィードバック増幅器３００のフィードバックループを形成することができ、差動インダクタ部３３０でＬＣ共振した負荷をフィードバック増幅器３００で使用することができる。

【0027】

差動インダクタ部３３０は、第１のインダクタ（Ｌ_１）と第２のインダクタ（Ｌ_２）との間のインダクタンスである相互インダクタンスによって第２のインダクタ（Ｌ_２）に電流が流れると、反対側のインダクタである第１のインダクタ（Ｌ_１）に電流が反対方向に誘起される。

【0028】

差動インダクタ部３３０の第２のインダクタ（Ｌ_２）の他端は、第２の増幅器３２０の第２の増幅端と連結される。差動インダクタ部３３０は、第２のインダクタ（Ｌ_２）に第２の出力端（ＯＵＴ２）から出力される第２の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ２）である第３の入力電圧が印加されると、第２のインダクタ（Ｌ_２）にカップリングされた第１のインダクタ（Ｌ_１）から第３の入力電圧の位相が反転されたフィードバック電圧（第３の出力電圧）を第１の出力端（ＯＵＴ１）に出力する。差動インダクタ部３３０の第１のインダクタ（Ｌ_１）からフィードバック電圧（第３の出力電圧）を出力するとき、差動インダクタ部３３０が持つ損失率が反映される。

【0029】

差動インダクタ部３３０の第１のインダクタ（Ｌ_１）の他端と第２のインダクタ（Ｌ_２）の他端との間に共振（Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）のための第１のキャパシタ（Ｃ_１）を含む。第１のキャパシタ（Ｃ_１）は、第１のインダクタ（Ｌ_１）と第２のインダクタ（Ｌ_２）との共振のための共振キャパシタである。第１のキャパシタ（Ｃ_１）は、差動インダクタ部３３０でループを形成するように共振する。このとき、第１のキャパシタ（Ｃ_１）の容量は、差動インダクタ部３３０が共振するように設定することができる。

【0030】

すなわち、差動インダクタ部３３０は、第２の増幅器３２０によって増幅が発生した場合、ループを形成するために共振を行うものであって、このとき、ＬＣ共振した負荷は、第１の出力端（ＯＵＴ１）を経由して再び第２の増幅器３２０に入力することができる。

【0031】

本実施例に係るフィードバック増幅器３００は、第２の増幅器３２０の出力が差動インダクタ部３３０を経由して第２の増幅器３２０にフィードバックされるようにするフィードバックループを具現する。このとき、フィードバック増幅器３００は、第２の増幅器３２０の出力が差動インダクタ部３３０を経由して第２の増幅器３２０にフィードバックされる度に差動インダクタ部３３０から位相が反転された電圧を出力するので、電圧に対するゲインが徐々に増加し、フィードバック増幅器３００は正帰還ループを具現するようになる。

【0032】

また、フィードバック増幅器３００では、第２の増幅器３２０の容量によって第２の増幅器３２０の出力が差動インダクタ部３３０を経由して第２の増幅器３２０にフィードバックされる。すなわち、フィードバック増幅器３００は、第２の増幅器３２０の容量だけフィードバックされ得るものであって、第２の増幅器３２０の容量を超える場合、第２の増幅器３２０の容量だけの増幅が行われ得る。

【0033】

以下では、フィードバック増幅器３００が反転増幅器である第２の増幅器３２０と反転特性を有する差動インダクタ部３３０を用いてフィードバックループを具現し、高いゲインを得る過程について説明する。フィードバック増幅器３００の差動インダクタ部３３０は、第２のインダクタ（Ｌ_２）の他端と第２の増幅器３２０の第２の増幅端である第２の出力端（ＯＵＴ２）と連結される。差動インダクタ部３３０は、第２のインダクタ（Ｌ_２）に第２の出力端（ＯＵＴ２）から出力される第２の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ２）である第３の入力電圧が印加されると、第２のインダクタ（Ｌ_２）にカップリングされた第１のインダクタ（Ｌ_１）から第３の入力電圧の位相が反転されたフィードバック電圧（第３の出力電圧）を第１の出力端（ＯＵＴ１）に出力する。このとき、差動インダクタ部３３０の第１のインダクタ（Ｌ_１）からフィードバック電圧（第３の出力電圧）を出力するとき、差動インダクタ部３３０が持つ損失率が反映される。すなわち、第１のインダクタ（Ｌ_１）と第２のインダクタ（Ｌ_２）との間のインダクタンスである相互インダクタンスによって第２のインダクタ（Ｌ２）に電流が流れると、反対側のインダクタである第１のインダクタ（Ｌ_１）に電流が反対方向に誘起される。第２のインダクタ（Ｌ_２）と第１のインダクタ（Ｌ_１）は磁気的にカップリングされているので、第２のインダクタ（Ｌ_２）に電流が流れると、反対方向の電流が第２のインダクタ（Ｌ_２）に誘起される。

【0034】

以下では、フィードバック増幅器３００が行うフィードバック過程について説明する。

【0035】

差動インダクタ部３３０の第１のインダクタ（Ｌ_１）の他端は第１の出力端（ＯＵＴ１）に連結される。第１の出力端（ＯＵＴ１）は、第２の増幅器３２０の第２の入力端と連結されている。フィードバック増幅器３００に備えられた第２の増幅器３２０は、第１の出力端（ＯＵＴ１）を経由して第２の入力端に差動インダクタ部３３０の第１のインダクタ（Ｌ_１）から出力されるフィードバック電圧である第４の入力電圧が印加されると、第４の入力電圧の位相が反転されて増幅された電圧を第２の増幅端に出力する。第２の増幅端は第２の出力端（ＯＵＴ２）と連結される。

【0036】

フィードバック増幅器３００の全体動作について整理すると、以下の通りである。

【0037】

フィードバック増幅器３００は、『フィードバック増幅器３００に備えられた第１の増幅器３１０の第１の入力端に第１の入力電圧（Ｖ_ＩＮ）が印加される。→第１の増幅器３１０の第１の増幅端に第１の入力電圧の位相が反転されて増幅された第１の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ１）を出力する。→（第１の出力端（ＯＵＴ１）を経由して）第２の増幅器３２０の第２の入力端に第１の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ１）である第２の入力電圧（Ｖ_ＩＮ２）が印加される。→第２の増幅器３２０の第２の増幅端に第２の入力電圧（Ｖ_ＩＮ２）の位相が反転されて増幅された第２の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ２）を出力する。→（第２の出力端（ＯＵＴ２）を経由して）差動インダクタ部３３０の第２のインダクタ（Ｌ_２）に第２の出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ２）である第３の入力電圧が印加される。→差動インダクタ部３３０の第１のインダクタ（Ｌ_１）から第３の入力電圧の位相が反転されたフィードバック電圧を出力する。→（第１の出力端（ＯＵＴ１）を経由して）第２の増幅器３２０の第２の入力端にフィードバック電圧である第４の入力電圧が印加される。→第２の増幅器３２０の第２の増幅端から第４の入力電圧の位相が反転されて増幅された電圧を出力する。→上述した過程を第２の増幅器３２０の容量だけ繰り返したフィードバックループを形成する』動作を行う。

【0038】

図４は、本実施例の他の側面によるフィードバック増幅器の回路図である。

【0039】

本実施例の他の側面によるフィードバック増幅器３００は、差動インダクタ部３３０及び第２の増幅器３２０のみを含んで具現することができる。すなわち、図４の（ａ）、（ｂ）に示したように、フィードバック増幅器３００は、差動インダクタ部３３０及び第２の増幅器３２０のみを含んで具現することができる。差動インダクタ部３３０と第２の増幅器３２０の具体的な説明は図３を参照して説明したものと同一であるので、それについての記載は省略する。

【0040】

図４の（ａ）及び（ｂ）に示したように、第２の増幅器３２０の第２のインダクタ（Ｌ_２）の他端と第２の増幅端が連結される。第２の増幅器３２０の第２の入力端は電圧入力端（ＩＮ２）と連結される。電圧入力端（ＩＮ２）を経由して第２の増幅器３２０の第２の入力端に入力電圧が印加されると、入力電圧の位相が反転されて増幅された出力電圧（Ｖ_ＯＵＴ２）を第２の増幅端に出力することができる。第２の増幅端は、第２の出力端（ＯＵＴ２）と連結される。第２の増幅器の出力は、差動インダクタ部３３０を経由して第２の増幅器３２０にフィードバックされる。第２の増幅器３２０の第２の入力端と電圧入力端（ＩＮ２）との間の直流をブロッキングするための第２のキャパシタ（Ｃ_２）を含む。

【0041】

差動インダクタ部３３０は、図４の（ａ）に示したように、第１のインダクタ（Ｌ_１）及び第２のインダクタ（Ｌ_２）のみを含んで具現することができる。すなわち、差動インダクタ部３３０は、第１のキャパシタ（Ｃ_１）を含まない状態でフィードバック増幅器３００を具現することができる。一方、差動インダクタ部３３０は、図４の（ｂ）に示したように、第１のインダクタ（Ｌ_１）、第２のインダクタ（Ｌ_２）及び第１のキャパシタ（Ｃ_１）を含んで具現することができる。

【0042】

図５は、本実施例に係るフィードバック増幅器を用いる場合の効果を説明するためのグラフである。

【0043】

図５に示したように、差動インダクタ部３３０に含まれた差動インダクタである第１のインダクタ（Ｌ_１）、第２のインダクタ（Ｌ_２）を一般増幅器に適用する場合、（ａ）のようなゲインが示される。その一方、差動インダクタ部３３０に含まれた第１のインダクタ（Ｌ_１）、第２のインダクタ（Ｌ_２）を本実施例に係るフィードバック増幅器３００に適用する場合、正帰還ループの具現によって結果的に図５の（ｂ）のようなゲインが示される。

【0044】

したがって、（ａ）と（ｂ）を比較すると、フィードバック増幅器３００で正帰還ループによるゲインカーブ（Ｇａｉｎ Ｃｕｒｖｅ）である（ｂ）の場合、一般的な差動増幅器のゲインカーブに比べてゲインとＱが増加することが分かる。

【0045】

以上の説明は、本実施例の技術思想を例示的に説明したものに過ぎなく、本実施例の属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能であろう。したがって、本実施例は、本実施例の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであって、このような実施例によって本実施例の技術思想の範囲が限定されることはない。本実施例の保護範囲は、下記の特許請求の範囲によって解釈しなければならなく、それと同等な範囲内の全ての技術思想は、本実施例の権利範囲に含まれるものと解釈しなければならない。

【符号の説明】

【0046】

３００：フィードバック増幅器
３１０：第１の増幅器
３２０：第２の増幅器
３３０：差動インダクタ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】