本發(fā)明涉及一種多級放大器。

背景技術(shù)：

將多個電路縱向堆疊而由下級的電路對在上級的電路流動的電流進(jìn)行再利用的稱為電流復(fù)用的技術(shù)已被實用化。有代表性地，存在如下現(xiàn)有技術(shù)，即，與CMOS電路的電源電壓降低相伴，將多個CMOS電路縱向堆疊而使用高耐壓用電源電壓。作為為了實現(xiàn)電流復(fù)用而縱向堆疊的電路，當(dāng)前，存儲器元件、數(shù)字(邏輯)電路、RF電路(例如LNA+Buffer(緩沖)或者VCO+MIX等)等是代表性的例子。通過進(jìn)行電流復(fù)用，從而能夠降低消耗電流。

存在如下技術(shù)，即，像在例如日本特開2003－332864號公報中公開的那樣，在多級放大器進(jìn)行電流復(fù)用。在該多級放大器中，將初級放大器(初級放大晶體管)的漏極和最終級放大器(最終級放大晶體管)的柵極連接，以將輸入信號多級放大。并且，從電流復(fù)用的角度出發(fā)，將最終級放大晶體管的源極和初級放大晶體管的漏極連接。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2003－332864號公報

偏置電路與用于電流復(fù)用而縱向堆疊的多個電路各自連接。在大多數(shù)情況下，在接受偏置的電路具有溫度特性的情況下，偏置電路對偏置的大小進(jìn)行調(diào)整，以使電路特性不會對應(yīng)于溫度變化而劣化。在縱向堆疊的多個電路各自具有溫度特性的情況下，偏置電路對上級和下級的電路各自的電流偏置的大小進(jìn)行調(diào)整，以使電路特性不會對應(yīng)于溫度變化而劣化。在存儲器元件等中，通常，使縱向堆疊的電路中的上級的電路和下級的電路以相等的溫度特性進(jìn)行工作。由此，在存儲器元件等中，多個偏置電路使針對上級電路和下級電路的偏置相對于溫度變化以相同的趨勢變化。

另一方面，在多級放大器中，能夠以不同于上述的方法供給偏置。在多級放大器中，由于由初級放大器放大后的信號被輸入至次級放大器，因此輸入信號的大小在初級放大器和次級放大器是不同的。由于存在上述差異，因此對初級放大器和次級放大器所要求的性能存在差異。為了滿足所要性能的差異，希望使初級放大器所具有的一個特定的性能具備某一個溫度特性，使次級放大器所具有的其他的特定的性能具備與上述某一個溫度特性不同的其他溫度特性。這一點是上述存儲器元件等所不具有的特有的情況。在上述現(xiàn)有技術(shù)中未關(guān)注該差異，利用了電流復(fù)用的多級放大器尚存在應(yīng)當(dāng)改善的事項。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是為了解決上述課題而提出的，其目的在于提供一種低消耗功率、且具有良好的特性的多級放大器。

本發(fā)明所涉及的多級放大器具有：第1晶體管，其具有第1端子和第2端子，該第1端子被輸入輸入信號，該第2端子將使所述輸入信號放大后的信號輸出；第2晶體管，其具有第3端子、第4端子和第5端子，該第3端子被輸入由所述第1晶體管放大后的信號，該第4端子將使由所述第3端子接受的信號放大后的信號輸出，該第5端子在所述第1晶體管正在進(jìn)行放大時與所述第1晶體管的所述第2端子電連接；第1偏置電路，其與所述第1晶體管的所述第1端子電連接，以偏置的大小對應(yīng)于電路溫度的上升而增大的方式將偏置供給至所述第1端子；以及第2偏置電路，其與所述第2晶體管的所述第3端子電連接，以偏置的大小相對于電路溫度的變化保持恒定的方式將偏置供給至所述第3端子。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，通過將電流再利用技術(shù)(電流復(fù)用)組合于多級放大器、并且以對因溫度上升引起的增益下降進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆绞綄ζ眠M(jìn)行調(diào)整，從而能夠得到低消耗功率、且具有良好的特性的多級放大器。

附圖說明

圖1是表示包含本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器的通信系統(tǒng)的圖。

圖2是表示包含本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器的轉(zhuǎn)換器的框圖。

圖3是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器的電路圖。

圖4是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器所具有的初級放大器的電路圖。

圖5是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器所具有的最終級放大器的電路圖。

圖6是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器所具有的第2級放大器的電路圖。

圖7是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的初級放大器所使用的偏置電路的電路圖。

圖8是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的最終級放大器所使用的偏置電路的電路圖。

圖9是用于對本發(fā)明的實施方式所涉及的多級放大器的中間節(jié)點電位進(jìn)行說明的圖。

圖10是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器所使用的偏置的溫度特性的圖。

圖11是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器所使用的偏置的溫度特性的圖。

圖12是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器所使用的偏置的溫度特性的其他例子的圖。

圖13是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器所使用的偏置的溫度特性的其他例子的圖。

圖14是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器所使用的偏置的溫度特性的其他例子的圖。

圖15是用于對圖9的縱向堆疊多級放大器的動作進(jìn)行說明的圖。

圖16是用于對圖9的縱向堆疊多級放大器的動作進(jìn)行說明的圖。

圖17是用于對本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器的效果進(jìn)行說明的圖。

圖18是用于對本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器的效果進(jìn)行說明的圖。

圖19是表示本發(fā)明的實施方式2所涉及的多級放大器的電路圖。

圖20是用于對本發(fā)明的實施方式2所涉及的多級放大器的動作進(jìn)行說明的圖。

圖21是表示本發(fā)明的實施方式2所涉及的多級放大器的變形例的圖。

圖22是表示本發(fā)明的實施方式2所涉及的多級放大器的變形例的圖。

圖23是表示本發(fā)明的實施方式3所涉及的多級放大器的電路圖。

圖24是表示本發(fā)明的實施方式3所涉及的多級放大器的變形例的圖。

圖25是表示本發(fā)明的實施方式3所涉及的多級放大器的變形例的圖。

圖26是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的多級放大器的電路圖。

圖27是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的多級放大器所具有的電流源的輸出溫度特性的圖。

圖28是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的多級放大器所具有的電流源的輸出溫度特性的圖。

圖29是用于對本發(fā)明的實施方式4所涉及的多級放大器的動作進(jìn)行說明的圖。

圖30是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的多級放大器的變形例的圖。

圖31是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的多級放大器的變形例的圖。

圖32是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的多級放大器的變形例的圖。

標(biāo)號的說明

1廣播衛(wèi)星，3接收裝置，4天線，5轉(zhuǎn)換器，6混合器，7發(fā)送器，8功率放大器，10、110、111、112、210、211、212、310、311、312多級放大器，11初級放大器，12、120第2級放大器，13最終級放大器，31、31a、31b、32、33偏置電路，50、53、130、130a、130b、420、450調(diào)整電路，51上級二極管串聯(lián)電路，52下級二極管串聯(lián)電路，54、55、56二極管串聯(lián)電路，106調(diào)諧器，107電視機(jī)，121上級晶體管，122下級晶體管，131電流追加電路，132電流拉出電路，133上級運算放大器，134下級運算放大器，150、151、152中間節(jié)點，421、422、451、452、453電流源，422電流源，451電流源，Q1、Q2MOSFET，Tr1、Tr2、Tr3初級放大晶體管，Tr7最終級放大晶體管，Tref基準(zhǔn)溫度，Vg1、Vg12、Vg2偏置電壓，Vmid、Vmid1、Vmid2中間節(jié)點電位

具體實施方式

實施方式1

[實施方式1的裝置的結(jié)構(gòu)]

圖1是表示包含本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器10的通信系統(tǒng)的圖。圖1所示的通信系統(tǒng)具有：接收裝置3；調(diào)諧器106，其接收來自接收裝置3的信號；以及電視機(jī)107，其將來自調(diào)諧器106的影像信號顯示于畫面，將來自調(diào)諧器106的聲音信號從揚(yáng)聲器輸出。接收裝置3具有BS天線4、和安裝于BS天線4的轉(zhuǎn)換器5。利用設(shè)置于室外的BS天線4接收來自廣播衛(wèi)星1的信號，經(jīng)由轉(zhuǎn)換器5及調(diào)諧器106而將該信號顯示于電視機(jī)107。多級放大器10內(nèi)置于該轉(zhuǎn)換器5。還假設(shè)設(shè)置于室外的轉(zhuǎn)換器5容易受到氣溫的影響，且BS天線4被放置于高溫或者低溫的嚴(yán)酷的溫度環(huán)境下。圖2是表示包含多級放大器10的轉(zhuǎn)換器5的框圖。轉(zhuǎn)換器5包含功率放大器8、發(fā)送器7、混合器6、和多級放大器10?；旌掀?將對功率放大器8的輸出信號及來自發(fā)送器7的信號進(jìn)行混合而得到的信號輸出至多級放大器10。此外，在實施方式1中說明將多級放大器10應(yīng)用于BS接收系統(tǒng)的例子，但也可以應(yīng)用于CS接收系統(tǒng)。另外，當(dāng)然也能夠通過將多級放大器10內(nèi)置于發(fā)送器，從而構(gòu)建發(fā)送系統(tǒng)。

圖3是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器10的電路圖。多級放大器10具有：初級放大器11；第2級放大器12；最終級放大器13；偏置電路31，其將電流偏置供給至初級放大器11；以及偏置電路32，其將電流偏置供給至最終級放大器13，該多級放大器10能夠進(jìn)行3級的放大。初級放大器11、第2級放大器12、以及最終級放大器13為了進(jìn)行電流復(fù)用而以兩級縱向堆疊。初級放大器11及第2級放大器12與GND節(jié)點及中間節(jié)點150連接，最終級放大器13與中間節(jié)點150及電源節(jié)點Vdd連接。在縱向堆疊的關(guān)系中，初級放大器11及第2級放大器12位于“下級”，最終級放大器13位于“上級”。

作為優(yōu)選的方式，在實施方式1中設(shè)置“調(diào)整電路”，該“調(diào)整電路”對流過中間節(jié)點150的電流的量進(jìn)行調(diào)整，以對中間節(jié)點150的電位變動進(jìn)行抑制。在實施方式1中，第2級放大器12起該調(diào)整電路的作用。

圖4是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器10所具有的初級放大器11的電路圖。在圖4中，與初級放大器11一起，還示出對其供給偏置的偏置電路31。作為初級放大器11，優(yōu)選使用各種公知的差動放大電路。在圖4中作為一個例子而示出的差動放大電路具有：初級放大晶體管Tr1、Tr2，其源極彼此連接，差動輸入信號IN+、IN－被輸入至各柵極；初級放大晶體管Tr3，其設(shè)置于初級放大晶體管Tr1、Tr2的源極連接點和GND節(jié)點之間；以及晶體管Tr4、Tr5，其設(shè)置于初級放大晶體管Tr1、Tr2的各漏極和中間節(jié)點150之間。

在本實施方式中，初級放大晶體管Tr2相當(dāng)于本發(fā)明的“第1晶體管”，具有：柵極，其接受輸入信號IN+；以及漏極，其輸出使差動輸入信號放大后的放大信號OUT’。初級放大晶體管Tr1具有柵極，該柵極接受輸入信號IN－。初級放大晶體管Tr1、Tr2的源極連接點與初級放大晶體管Tr3的漏極連接，初級放大晶體管Tr3的源極與GND節(jié)點電連接。在初級放大器11工作而進(jìn)行輸入信號的放大時，初級放大晶體管Tr1、Tr2的源極連接點經(jīng)由導(dǎo)通狀態(tài)的初級放大晶體管Tr3與GND節(jié)點電連接。此外，在這里所謂“放大”既可以是功率的放大，也可以是電壓的放大。

偏置電路31以偏置的大小對應(yīng)于電路溫度的上升而增大的方式將電流偏置供給至初級放大晶體管Tr1、Tr2、Tr3的柵極。具體地說，偏置電路31包含偏置電路31a及偏置電路31b。對于偏置電路31a及偏置電路31b，作為偏置供給對象的晶體管不同，供給至各晶體管的偏置電壓的值不同。但是，偏置電路31a及偏置電路31b在使偏置的大小對應(yīng)于電路溫度而變化時的趨勢(即溫度輸出特性)是相同的，均具有例如后述的圖11的特性B。因此，在實施方式1～4中，為了便于進(jìn)行說明，在對偏置電路31a、31b所共通的溫度特性進(jìn)行說明時，作為“偏置電路31的溫度特性”進(jìn)行說明。

如圖4所示，初級放大晶體管Tr1及初級放大晶體管Tr2各自的柵極分別經(jīng)由電阻R1、R2而與偏置電路31a連接。具體地說，電阻R1、R2各自的一端與初級放大晶體管Tr1、Tr2的柵極連接，電阻R1、R2的另一端彼此連接，其連接點與偏置電路31a連接。偏置電路31a對電阻R1、R2各自施加偏置電壓Vg12。另一方面，初級放大晶體管Tr3的柵極經(jīng)由電阻R3而與偏置電路31b連接。由此，偏置電路31b對電阻R3施加偏置電壓Vg1。此外，以使在初級放大晶體管Tr1、Tr2流動的電流的合計電流流過初級放大晶體管Tr3的方式，對偏置電壓Vg1、Vg12各自的值進(jìn)行設(shè)計。由于差動放大器的電路結(jié)構(gòu)及動作已然公知，應(yīng)當(dāng)施加于各晶體管的偏置的值也基于公知技術(shù)進(jìn)行設(shè)定即可，因此省略進(jìn)一步的說明。

圖5是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器10所具有的最終級放大器13的電路圖。最終級放大器13具有電感器L7、電容器C7、電阻R7、和最終級放大晶體管Tr7。在本實施方式中，最終級放大晶體管Tr7相當(dāng)于本發(fā)明的“第2晶體管”。由初級放大器11(初級放大晶體管Tr1、Tr2)放大、進(jìn)而由第2級放大器12放大后的信號OUT”被輸入至最終級放大晶體管Tr7的柵極。最終級放大晶體管Tr7的漏極輸出使輸入至柵極的信號OUT”放大后的信號OUT。最終級放大晶體管Tr7的源極與中間節(jié)點150連接。在初級放大器11工作而進(jìn)行信號放大時，最終級放大晶體管Tr7的源極經(jīng)由導(dǎo)通狀態(tài)的晶體管Tr4、Tr5而與初級放大晶體管Tr1、Tr2的漏極電連接。來自后述的偏置電路32的偏置電壓Vg2施加于最終級放大晶體管Tr7的柵極和電容器C7的連接點。

圖6是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器10所具有的第2級放大器12的電路圖。第2級放大器12應(yīng)用的是圖6所示的自偏置型CMOS逆變器。圖6所示的自偏置型CMOS逆變器具有：彼此互補(bǔ)地連接的N型MOSFET Q1及P型MOSFET Q2；電阻R12；以及電容器C12。初級放大器11所輸出的放大信號OUT’經(jīng)由電容器C12而被輸入至將P型MOSFET Q2和N型MOSFET Q1彼此的柵極連接的連接點。電阻R12將P型MOSFET Q2和N型MOSFET Q1的柵極連接點和漏極連接點連接。P型MOSFET Q2和N型MOSFET Q1的漏極連接點成為將放大信號OUT”輸出的輸出端子。該輸出端子與最終級放大晶體管Tr7的柵極電連接。第2級放大器12對輸入至輸入端子的第一級放大信號OUT’進(jìn)一步進(jìn)行放大，將第二級放大信號OUT”輸出至輸出端子。

以上說明的第2級放大器12進(jìn)行如下優(yōu)選的電路動作，即，對流過中間節(jié)點150的電流的量進(jìn)行調(diào)整，以對中間節(jié)點150的電位變動進(jìn)行抑制。具體地說，上述第2級放大器12基于中間節(jié)點150和第2級放大器12電連接的連接點的電位，使流過第2級放大器12自身的電流增減。通過使流過第2級放大器12的電流增大，從而能夠從中間節(jié)點150經(jīng)由第2級放大器12而將更多的電流拉出。反之，通過使流過第2級放大器12的電流減小，從而來自中間節(jié)點150的拉電流量減小，結(jié)果，能夠追加從中間節(jié)點150向初級放大器11流動的電流。如上所述，第2級放大器12進(jìn)行如下優(yōu)選的電路動作，即，基于中間節(jié)點150和第2級放大器12電連接的連接點的電位，進(jìn)行針對中間節(jié)點150的電流追加及拉出。

圖7是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的初級放大器11所使用的偏置電路(具體地說，偏置電路31b)的電路圖。偏置電路31b經(jīng)由電阻R3而與初級放大晶體管Tr3的柵極電連接，可變地對偏置電壓Vg1進(jìn)行供給。偏置電路31b以偏置的大小對應(yīng)于電路溫度的上升而增大的方式，將電流偏置供給至初級放大晶體管Tr3的柵極。圖7公開了能夠?qū)ι鲜鲭娏髌眠M(jìn)行供給的電路的一個例子。偏置電路31b具有：電流源I1；晶體管Tr6，其漏極被輸入電流源I1的輸出電流，源極與GND節(jié)點電連接；電阻R6，其一端與晶體管Tr6的柵極連接；以及電容器C6，其與電阻R6的另一端和晶體管Tr6的源極連接。晶體管Tr6的柵極漏極間被電氣短路。作為電流源I1，利用具有正的溫度系數(shù)的Proportional－To－Absolute－Temperature(PTAT；絕對溫度正比)電路。作為PTAT電路，由于各種電路結(jié)構(gòu)已然公知，因此在這里省略說明。

此外，如前所述，實施方式1的偏置電路31包含以相同的溫度特性(在實施方式1中是后述的圖11的特性B)對偏置的大小進(jìn)行調(diào)整的偏置電路31a和偏置電路31b。在圖7中示出偏置電路31b的電路結(jié)構(gòu)的一個例子，但偏置電路31a也可以與偏置電路31b同樣地，通過包含圖7的電路結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)具有與偏置電路31b相同的趨勢的溫度輸出特性?？傊?，通過使偏置電路31a也使用PTAT電路等電路結(jié)構(gòu)，從而能夠設(shè)定出與偏置電路31b相同的溫度輸出特性。由此，能夠使供給至初級放大晶體管Tr1～Tr3各自的柵極的偏置的大小對應(yīng)于電路溫度而以相同的趨勢變化。

圖8是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的最終級放大器所使用的偏置電路(偏置電路32)的電路圖。偏置電路32與最終級放大晶體管Tr7的柵極電連接，可變地對偏置電壓Vg2進(jìn)行供給。偏置電路32以使偏置的大小相對于電路溫度的變化保持恒定的方式，將電流偏置供給至最終級放大晶體管Tr7的柵極。圖8公開了能夠?qū)ι鲜鲭娏髌眠M(jìn)行供給的電路的一個例子。圖8的電路除了將電流源I1置換為電流源I2這一點以外，與圖7的偏置電路31b相同。電流源I2不依賴于溫度，輸出恒定大小的電流。此外，在構(gòu)建偏置電路32時，能夠利用公知的各種基準(zhǔn)電壓電路，不限定于本電路結(jié)構(gòu)，也可以使用帶隙參考電路。

此外，在實施方式中，“電路溫度”是指多級放大器10的內(nèi)部電路溫度。例如在多級放大器10的內(nèi)部存在溫度分布的情況下，平均溫度等代表性的溫度成為“電路溫度”。嚴(yán)格地說，初級放大器11的初級放大晶體管Tr1、Tr2、Tr3的溫度、和最終級放大器13的最終級放大晶體管Tr7的溫度都是重要的，有時這些溫度并不嚴(yán)格地一致，而是存在微小的差值。在實施方式中，假設(shè)這些溫度實質(zhì)上相等，整體作為“電路溫度”進(jìn)行處理。電路溫度與多級放大器10的溫度具有正相關(guān)關(guān)系。多級放大器10的封裝構(gòu)造能夠采用公知的各種封裝構(gòu)造，不特別地限定于樹脂封裝或者利用金屬殼體的封裝等?？傊捎谌绻娐窚囟壬仙?，則構(gòu)成初級放大器11及最終級放大器13的電路元件的溫度也上升，因此初級放大器11及最終級放大器13的輸出特性改變。例如，如果轉(zhuǎn)換器5的設(shè)置場所為寒冷地帶、溫暖地帶、或者熱帶等各種不同的場所，則多級放大器10的電路溫度的平均值、上下限值不同，即使在同一設(shè)置場所，電路溫度也由于氣溫的變化等而不同。

[實施方式1的裝置的動作]

圖9是用于對本發(fā)明的實施方式所涉及的多級放大器10的中間節(jié)點電位Vmid進(jìn)行說明的圖。圖10及圖11是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器10所使用的偏置的溫度特性的圖。使用這些圖，對多級放大器10的動作進(jìn)行說明。

首先，對偏置的溫度特性進(jìn)行說明。為了在說明時進(jìn)行區(qū)分，方便起見，將圖10所示的溫度特性也稱為“特性A”，將圖11所示的溫度特性也稱為“特性B”。圖中的基準(zhǔn)溫度Tref是為了對溫度特性進(jìn)行確定而作為基準(zhǔn)的溫度，在設(shè)計上能夠任意地確定。作為一個例子，還能夠?qū)⒔^對溫度300K等室溫設(shè)為基準(zhǔn)溫度Tref。另外，方便起見，將大于或等于基準(zhǔn)溫度Tref的高溫度區(qū)域也稱為“第1溫度區(qū)域Thigh”，將小于基準(zhǔn)溫度Tref的低溫度區(qū)域也稱為“第2溫度區(qū)域Tlow”。

圖10所示的特性A是使偏置的大小相對于電路溫度的變化而保持恒定的特性。優(yōu)選偏置電路32按照該特性A將偏置供給至最終級放大晶體管Tr7的柵極。其理由在于，為了良好地保持作為最終級放大器13的特性之一的線性特性。

對于圖11所示的特性B，偏置的大小對應(yīng)于電路溫度的上升而以恒定的斜率成比例地增大。優(yōu)選偏置電路31a及偏置電路31b按照該特性B分別向初級放大晶體管Tr1的柵極供給偏置Vg12、向初級放大晶體管Tr2的柵極供給偏置Vg12、以及向初級放大初級放大晶體管Tr3的柵極供給偏置Vg1。其理由在于，為了良好地保持作為初級放大器11的特性之一的增益。通常，在使偏置恒定的情況下，與溫度上升相伴，放大器的增益下降。因此，在特性B中，使偏置對應(yīng)于溫度上升而增加，以對該增益下降進(jìn)行補(bǔ)償。

根據(jù)以上說明的實施方式，通過將電流再利用技術(shù)(電流復(fù)用)組合于多級放大器、并且以對因溫度上升引起的增益下降進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆绞綄ζ眠M(jìn)行調(diào)整，從而能夠得到低消耗功率且具有良好的特性的多級放大器10。即使在轉(zhuǎn)換器5被設(shè)置于各種溫度條件下(例如高溫或者低溫且氣溫變化劇烈的環(huán)境下等)時，多級放大器10也能夠?qū)崿F(xiàn)良好的放大性能。

然而，對于現(xiàn)有的存儲器元件、數(shù)字(邏輯)電路、RF電路(LNA+Buffer或者VCO+MIX等)，在從電流復(fù)用的角度出發(fā)構(gòu)建有縱向堆疊的電路的情況下，通常，縱向堆疊的上級和下級的電流偏置是以相同的溫度特性供給的。但是，在多級放大器中，這一點是不同的，為了滿足對初級放大器和次級及其以后的放大器各自所要求的特性，優(yōu)選使電流偏置的溫度特性不同。

但是，如果使各級的電流偏置的溫度特性不同，則產(chǎn)生如下問題。下面，為了便于進(jìn)行說明，將初級放大器11的初級放大晶體管Tr3的漏極源極間電流設(shè)為I11，將構(gòu)成第2級放大器12的MOSFET的漏極源極間電流設(shè)為I12，將最終級放大晶體管Tr7的漏極源極間電流設(shè)為I13。

如圖9所示，在假定為未設(shè)置第2級放大器12的情況下，成為如下動作。由于初級放大器11和最終級放大器13是縱向堆疊的電流復(fù)用電路，因此流過一方的電流I11和流過另一方的電流I13彼此影響。

在圖9的電路中，如果著眼于溫度比基準(zhǔn)溫度Tref高的第1溫度區(qū)域Thigh的動作，則由于偏置電路32對特性A所示的偏置進(jìn)行供給，因此電流I13是恒定的。雖然如此，但由于偏置電路31(偏置電路31b)對特性B所示的偏置進(jìn)行供給，因此在溫度比基準(zhǔn)溫度Tref高的第1溫度區(qū)域Thigh，對初級放大器11的初級放大晶體管Tr3施加的偏置增大。在該情況下，電流I11應(yīng)當(dāng)增加。在該情況下，瞬態(tài)地引起電流I11大于電流I13、中間節(jié)點電位Vmid下降這一現(xiàn)象。由于中間節(jié)點150的電位相當(dāng)于對于最終級放大晶體管Tr7而言的基準(zhǔn)電位，因此不期望這樣的電位下降?；蛘?，變得由縱向堆疊電路中作為上級的最終級放大器13對電流I11進(jìn)行限制，縱向堆疊電路中作為下級的初級放大器11有時變得不能正常地進(jìn)行動作。

在圖9的電路中，如果著眼于溫度比基準(zhǔn)溫度Tref低的第2溫度區(qū)域Tlow的動作，則與基準(zhǔn)溫度Tref時相比，偏置電路31減小電流偏置。其結(jié)果，雖然電流I13是恒定的，但是由于電流I11減小，因此引起與上述相反的現(xiàn)象。

因此，本申請的發(fā)明人為了對在圖9那樣的縱向堆疊電路的各級流動的電流I11、I13的差異進(jìn)行吸收，發(fā)現(xiàn)了設(shè)置某種電流調(diào)整功能這一技術(shù)構(gòu)想。具體地說，在實施方式1中，設(shè)置有具有如下電路動作的第2級放大器12，即，對流過中間節(jié)點150的電流進(jìn)行調(diào)整。此外，在實施方式中，以如下方式進(jìn)行設(shè)計，即，在室溫等某個基準(zhǔn)溫度Tref下I13＝I11+I12。

首先，對電路溫度增加而中間節(jié)點電位Vmid下降的情況進(jìn)行說明。第2級放大器12是自偏置型CMOS逆變器。如果中間節(jié)點電位Vmid下降，則構(gòu)成第2級放大器12的MOSFET Q1、Q2的漏極源極間電流I12減小。另外，如果按照圖11的偏置特性B，則由于電路溫度增加，因此初級放大器11的電流I11應(yīng)當(dāng)增加。因中間節(jié)點電位Vmid下降而變得不再流過第2級放大器12的量的電流流過初級放大器11，因此在電路溫度增加時，也能夠維持I13＝I11+I12的關(guān)系，能夠?qū)⒅虚g節(jié)點電位Vmid保持為恒定。

下面，對電路溫度下降而中間節(jié)點電位Vmid上升的情況進(jìn)行說明。如果中間節(jié)點電位Vmid上升，則與上述相反，MOSFET的漏極源極間電流I12增加。另外，如果按照圖11的偏置特性B，則由于電路溫度下降，因此初級放大器11的電流I11應(yīng)當(dāng)下降。在中間節(jié)點電位Vmid上升時，通過第2級放大器12從初級放大器11奪走電流，從而能夠維持I13＝I11+I12的關(guān)系。其結(jié)果，能夠?qū)⒅虚g節(jié)點電位Vmid保持為恒定。

圖15及圖16是用于對圖9的縱向堆疊多級放大器10的動作進(jìn)行說明的圖。在圖15中，將基準(zhǔn)溫度Tref的動作點以黑色實心圓示出。由于如果電路溫度上升則偏置電路31將偏置提升，因此動作點按照向上箭頭及向左箭頭而處于圖15的紙面左斜上方。相反，如果電路溫度下降，則偏置電路31將偏置降低。由此，動作點處于圖15的紙面右下方。如果著眼于電流I11、I13的差值，則使用圖16說明如下。圖16的縱軸是圖9的縱向堆疊電路中的下級的初級放大器11的電流(即電流I11)和上級的最終級放大器13的電流(即電流I13)之間的差值。此外，在圖16中，在基準(zhǔn)溫度Tref時，縱軸的值(I11－I13的值)與橫軸交叉。方便起見，將基準(zhǔn)溫度Tref時的I11和I13的差值設(shè)為基準(zhǔn)值I0。

在比基準(zhǔn)溫度Tref高的第1溫度區(qū)域Thigh，偏置電路31將偏置提升。由此，與基準(zhǔn)值I0時相比，初級放大器11所需的電流I11變大。另一方面，由于偏置電路32的偏置是恒定的，而不依賴于溫度，因此流過最終級放大器13的電流I13是恒定的。由此，如圖16所示，在第1溫度區(qū)域Thigh，縱軸的值(即從電流I11減去電流I13而得到的值)向右上方上升，向正側(cè)變大。在這里，如果假設(shè)第2級放大器12的電流I12恒定不變，則中間節(jié)點電位Vmid下降，中間節(jié)點150保持該下降后的電位。但是在實施方式1中，由于第2級放大器12是自偏置型CMOS逆變器，因此在中間節(jié)點電位Vmid下降時，對應(yīng)于其下降程度而使電流I12降低。由此，能夠抑制中間節(jié)點電位Vmid的下降。

反之，在比基準(zhǔn)溫度Tref低的第2溫度區(qū)域Tlow，與溫度Tref時相比，偏置電路31將偏置下降。由此，與基準(zhǔn)值I0時相比，初級放大器11所需的電流I11變小。另一方面，由于偏置電路32的偏置是恒定的，而不依賴于溫度，因此流過最終級放大器13的電流I13是恒定的。由此，如圖16所示，在第2溫度區(qū)域Tlow，縱軸的值(即從電流I11減去電流I13而得到的值)向左下方下降，向負(fù)側(cè)變大。在這里，如果假設(shè)第2級放大器12的電流I12恒定不變，則中間節(jié)點電位Vmid上升，中間節(jié)點150保持該上升后的電位。但是在實施方式1中，由于第2級放大器12是自偏置型CMOS逆變器，因此在中間節(jié)點電位Vmid上升時，對應(yīng)于其上升程度而使電流I12增加。由此，能夠抑制中間節(jié)點電位Vmid的上升。

如上所述，根據(jù)實施方式1，能夠設(shè)為如下方式，即，在初級放大器11的電流偏置對應(yīng)于溫度變化而增加或者減小時，將流過第2級放大器12的電流I12的增加量或者減小量向初級放大器11進(jìn)行追加或從初級放大器11拉出。其結(jié)果，能夠?qū)⒅虚g節(jié)點電位Vmid維持為恒定電位。即，在實施方式1中，通過第2級放大器12對流過中間節(jié)點150的電流進(jìn)行調(diào)整，從而能夠使中間節(jié)點電位Vmid穩(wěn)定化。其結(jié)果，能夠使低消耗功率且具有良好的特性的多級放大器穩(wěn)定地進(jìn)行動作。

另外，由于基于中間節(jié)點電位Vmid而進(jìn)行調(diào)整，因此即使在因制造波動引起中間節(jié)點電位Vmid發(fā)生了波動的情況下，也能夠?qū)χ虚g節(jié)點電位Vmid進(jìn)行調(diào)整。如上所述，能夠充分發(fā)揮對中間節(jié)點電位Vmid進(jìn)行調(diào)整的功能的優(yōu)點，而不限于使電流偏置對應(yīng)于溫度而變化的情況。

此外，在偏置電路31與溫度上升相伴而將偏置增大時，作為一個例子，多級放大器10以如下方式進(jìn)行動作。首先，在初始狀態(tài)下，假設(shè)流過初級放大器11的電流I11為10mA，流過第2級放大器12的電流I12為20mA，流過最終級放大器13的電流I13為30mA。然后，假設(shè)與溫度上升相伴，偏置電路31以使流過初級放大器11的電流變?yōu)?2mA的方式使偏置增大。為了將該正的2mA的電流供給至初級放大器11，使流過第2級放大器12的電流I12從初始狀態(tài)減去2mA即可，即，使流過第2級放大器12的電流I12為18mA即可。在該溫度上升的前后，如果從初級放大器11進(jìn)行觀察，則電流增大20％，如果從第2級放大器12進(jìn)行觀察，則電流下降10％，第2級放大器12的電流變化與初級放大器11的電流變化相比是緩慢的。即，在存在溫度變化時，與由偏置電路31的偏置變化導(dǎo)致的初級放大器11的輸出電流變化率(20％)相比，第2級放大器12的輸出電流變化率(10％)較低。另外，初級放大器11是差動放大器，與此相對，第2級放大器12是CMOS逆變器，由于電路結(jié)構(gòu)的不同，因此增益特性也存在不同。考慮到上述方面，只要滿足對多級放大器10整體所要求的性能，并且對分別流過初級放大器11和第2級放大器12的電流的平衡進(jìn)行調(diào)整即可。此外，上述的數(shù)值不是對本發(fā)明進(jìn)行限定的內(nèi)容，只不過是作為具體例之一而示出的內(nèi)容。

另外，為了對上述實施方式1中利用自偏置型CMOS逆變器的優(yōu)點進(jìn)行說明，與日本特開2003－332864號公報的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。從日本特開2003－332864號公報的與中間節(jié)點相當(dāng)?shù)倪B接點，通過電阻Rs0拉出電流Is0。在這里，電阻Rs0處的電流拉出量相對于電位變化(ΔV)以1次方進(jìn)行變化(即I＝ΔV/R)。與此相對，自偏置型CMOS逆變器基于MOSFET的電流電壓特性，遵循電流的平方法則。即，自偏置型CMOS逆變器能夠以電位變化的平方(即I∝ΔV＾2)使電流拉出量變化。根據(jù)實施方式1，由于作為自偏置型CMOS逆變器的第2級放大器12起到對流過中間節(jié)點150的電流進(jìn)行調(diào)整的作用，因此具有中間節(jié)點電位Vmid的維持效果高這一優(yōu)點。

圖17及圖18是用于對本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器10的效果進(jìn)行說明的圖。圖17是將電阻與中間節(jié)點150連接、與日本特開2003－332864號公報所涉及的技術(shù)同樣地進(jìn)行相對于電位變化(ΔV)以1次方變化的電流拉出時的曲線圖。另一方面，圖18相當(dāng)于實施方式1所涉及的多級放大器10，是使用自偏置型CMOS逆變器對中間節(jié)點150的電流進(jìn)行調(diào)整的多級放大器。如上所述，自偏置型CMOS逆變器能夠使電流以電位變化的平方(I∝ΔV＾2)變化，其結(jié)果，相比之下，圖18能夠得到良好的特性。具體地說，初級放大器11的電流特性101具有正的溫度特性。與最終級放大器13的平展的理想電流特性103相比，最終級放大器13的實際的電流特性100稍微傾斜。在圖17中，在從負(fù)50℃起至正100℃的溫度范圍，中間節(jié)點電位變動0.5V。與此相對，在圖18中，在相同的溫度范圍，中間節(jié)點電位Vmid的變動被抑制為0.22V。

圖12～圖14是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的多級放大器10所使用的偏置的溫度特性的其他例子的圖。為了在說明時進(jìn)行區(qū)分，方便起見，將圖12所示的溫度特性也稱為“特性C”，將圖13所示的溫度特性也稱為“特性D”，將圖14所示的溫度特性也稱為“特性E”。

(特性C)

根據(jù)圖12所示的特性C，在大于或等于預(yù)先確定的基準(zhǔn)溫度Tref的第1溫度區(qū)域Thigh，將偏置的大小相對于電路溫度保持為恒定。另一方面，在比基準(zhǔn)溫度Tref低的第2溫度區(qū)域Tlow，電路溫度越下降，越使偏置增大。也可以以具有該特性C的方式對偏置電路32的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，具體地說，也可以對電流源I2的溫度特性進(jìn)行設(shè)計。此外，在低溫側(cè)即第2溫度區(qū)域Tlow，電路溫度越下降，則越使偏置增大，由此得到使放大器的線性特性良好的效果。

(特性D)

在圖13所示的特性D中，在大于或等于預(yù)先確定的基準(zhǔn)溫度Tref的第1溫度區(qū)域Thigh，如果電路溫度上升，則使偏置增大。另一方面，在比基準(zhǔn)溫度Tref低的第2溫度區(qū)域Tlow，將偏置的大小相對于電路溫度保持為恒定。也可以以具有該特性D的方式，對偏置電路31的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，具體地說，是對電流源I1的溫度特性進(jìn)行設(shè)計。

(特性E)

在圖14所示的特性E中，偏置電路31在大于或等于預(yù)先確定的基準(zhǔn)溫度Tref的第1溫度區(qū)域Thigh，如果電路溫度上升，則使偏置增大。另外，在特性E中，在第2溫度區(qū)域Tlow，電路溫度越下降，越使偏置增大。即，具有如下溫度特性：將基準(zhǔn)溫度Tref作為下限峰值，在電流－溫度特性曲線圖上成為“V”字。也可以以具有該特性E的方式，對偏置電路31的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，具體地說，是對電流源I1的溫度特性進(jìn)行設(shè)計。

偏置電路32也可以以特性A(圖10)或者特性C(圖12)使電流偏置的大小變化。偏置電路31也可以以特性B～D(圖11、圖13、圖14)中任一個特性使電流偏置的大小變化。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)“特性A”和“特性B、D、E中任一個”的組合、或者“特性C”和“特性B、D、E中任一個”的組合。

在實施方式1中，第2級放大器12能夠基于中間節(jié)點電位Vmid對電流進(jìn)行調(diào)整。由此，在不論以何種方式從上述特性A～E中對偏置電路31及偏置電路32的各特性進(jìn)行選擇的情況下，都能夠?qū)χ虚g節(jié)點電位Vmid的變動進(jìn)行抑制。

此外，在對具有特性C～E的偏置電路進(jìn)行設(shè)計時，由于使用例如以上述的PTAT及帶隙參考等為代表的各種公知技術(shù)即可，因此對具體的電路結(jié)構(gòu)及電路元件的設(shè)計參數(shù)等省略說明。

實施方式2

圖19是表示本發(fā)明的實施方式2所涉及的多級放大器110的電路圖。實施方式2所涉及的多級放大器110中，省略第2級放大器12而追加有調(diào)整電路130。即，在實施方式2中成為2級的放大器。除這一點以外，具有與上述的實施方式1所涉及的放大器10相同的結(jié)構(gòu)。雖然省略說明，但在實施方式2中也能夠同樣地進(jìn)行在實施方式1中說明的各種變形。由于具有與實施方式1相同的結(jié)構(gòu)，因此在實施方式2中，也由偏置電路31對偏置進(jìn)行調(diào)整，以對因溫度上升引起的增益下降進(jìn)行補(bǔ)償。因此，與實施方式1同樣地，能夠得到低消耗功率且具有良好的特性的多級放大器。

調(diào)整電路130與實施方式1的第2級放大器12同樣地，進(jìn)行如下優(yōu)選的電路動作，即，對流過中間節(jié)點150的電流的量進(jìn)行調(diào)整，以對中間節(jié)點150的電位變動進(jìn)行抑制。具體地說，調(diào)整電路130進(jìn)行如下優(yōu)選的電路動作，即，基于中間節(jié)點150和調(diào)整電路130電連接的連接點的電位，進(jìn)行針對中間節(jié)點150的電流追加及拉出。

調(diào)整電路130具有電流追加電路131和電流拉出電路132。電流追加電路131包含上級晶體管121(本發(fā)明所涉及的第3晶體管)、和上級運算放大器133。上級晶體管121具有：漏極；柵極；以及源極，其應(yīng)當(dāng)與電源電位電連接。上級運算放大器133的正極輸入與中間節(jié)點150電連接。上級運算放大器133的輸出被供給至上級晶體管121的柵極。

電流拉出電路132包含下級晶體管122(本發(fā)明所涉及的第4晶體管)、和下級運算放大器134。下級晶體管122具有：漏極，其與上級晶體管121的漏極電連接；源極，其應(yīng)當(dāng)與作為基準(zhǔn)電位的GND節(jié)點電連接；以及柵極，上級晶體管121的漏極和下級晶體管122的漏極的連接點與中間節(jié)點150電連接。下級運算放大器134的正極輸入與中間節(jié)點150電連接。參照電壓Vref施加于下級運算放大器134的負(fù)極輸入。下級運算放大器134的輸出被供給至下級晶體管122的柵極。

圖20是用于對本發(fā)明的實施方式2所涉及的多級放大器110的動作進(jìn)行說明的圖。上級晶體管121作為對電源節(jié)點Vdd和中間節(jié)點150之間的電導(dǎo)通進(jìn)行控制的開關(guān)起作用，對向中間節(jié)點150的電流追加量進(jìn)行調(diào)整。下級晶體管122作為對中間節(jié)點150和GND節(jié)點之間的電導(dǎo)通進(jìn)行控制的開關(guān)起作用，對來自中間節(jié)點150的電流拉出量進(jìn)行調(diào)整。在中間節(jié)點電位Vmid偏離了參照電壓Vref的情況下，各運算放大器能夠通過將這些開關(guān)打開，從而使所需量的電流流過，直至中間電位(3)變得與參考電壓(4)大致相同為止。

圖21及圖22是表示本發(fā)明的實施方式2所涉及的多級放大器10的變形例的圖。在圖21所示的多級放大器111及圖22所示的多級放大器112中，追加有第2級放大器120及偏置電路33。由此，能夠進(jìn)行3級的放大。但是，第2級放大器120并非實施方式1所涉及的第2級放大器12(自偏置型CMOS逆變器)，而是例如使圖6中例示那樣的偏置電路33與圖4、5中圖示那樣的電路組合而成的第2級放大器。偏置電路33的輸出特性例如設(shè)為與偏置電路31相同。

在圖21中，將縱向堆疊的級數(shù)設(shè)為3級。關(guān)于以3級縱向堆疊連接時的連接關(guān)系，將初級放大器11和第2級放大器120之間的電連接、以及第2級放大器120和最終級放大器13之間的電連接分別設(shè)為與圖20中將初級放大器11和最終級放大器13連接時的連接關(guān)系相同即可。在該情況下，使用2個圖20所示的調(diào)整電路130。即，設(shè)置調(diào)整電路130a、130b。調(diào)整電路130a對將初級放大器11和第2級放大器120連接的第1中間節(jié)點151的電位Vmid1的電位進(jìn)行調(diào)整，以使得其與參照電壓Vref1一致。調(diào)整電路130b對將第2級放大器120和最終級放大器13連接的第2中間節(jié)點152的電位Vmid2進(jìn)行調(diào)整，以使得其與參照電壓Vref2一致。

在圖22中，縱向堆疊的級數(shù)為2級。它相當(dāng)于將實施方式1中的第2級放大器12置換為第2級放大器120后的形態(tài)。

實施方式3

圖23是表示本發(fā)明的實施方式3所涉及的多級放大器210的電路圖。實施方式3所涉及的多級放大器210是將調(diào)整電路130置換為調(diào)整電路50后的多級放大器，該調(diào)整電路50包含上級二極管串聯(lián)電路51及下級二極管串聯(lián)電路52。除這一點以外，具有與上述的實施方式2所涉及的多級放大器110相同的結(jié)構(gòu)，在實施方式3中也能夠進(jìn)行在實施方式1中說明的各種變形。與實施方式1同樣地，在實施方式3中，也由偏置電路31對偏置進(jìn)行調(diào)整，以對因溫度上升引起的增益下降進(jìn)行補(bǔ)償。因此，與實施方式1同樣地，能夠得到低消耗功率且具有良好的特性的多級放大器。

上級二極管串聯(lián)電路51及下級二極管串聯(lián)電路52與實施方式1的第2級放大器12及實施方式2的調(diào)整電路130同樣地，進(jìn)行如下優(yōu)選的電路動作，即，對流過中間節(jié)點150的電流的量進(jìn)行調(diào)整，以對中間節(jié)點150的電位變動進(jìn)行抑制。具體地說，上級二極管串聯(lián)電路51及下級二極管串聯(lián)電路52進(jìn)行如下優(yōu)選的電路動作，即，基于中間節(jié)點150與上級二極管串聯(lián)電路51及下級二極管串聯(lián)電路52電連接的連接點的電位，進(jìn)行針對中間節(jié)點150的電流追加及拉出。

下級二極管串聯(lián)電路52是通過將多個二極管彼此正向地電連接而構(gòu)成的，相當(dāng)于實施方式3所涉及的電流拉出電路。上級二極管串聯(lián)電路51是通過將多個二極管彼此正向地電連接而構(gòu)成的，相當(dāng)于實施方式3所涉及的電流追加電路。下級二極管串聯(lián)電路52的正極端和上級二極管串聯(lián)電路51的負(fù)極端的連接點與中間節(jié)點150電連接。下級二極管串聯(lián)電路52的負(fù)極端與初級放大晶體管Tr1、Tr2的源極電連接。如前所述，初級放大晶體管Tr1、Tr2的源極在初級放大器11工作過程中與基準(zhǔn)電位端子電連接。上級二極管串聯(lián)電路51的正極端與最終級放大晶體管Tr7的漏極電連接。

如果中間節(jié)點電位Vmid下降，則上級二極管串聯(lián)電路51的兩端的電位差變大。如果上級二極管串聯(lián)電路51的兩端電位差變得大于或等于對構(gòu)成上級二極管串聯(lián)電路51的所有二極管的正向電壓進(jìn)行合計而得到的值，則電流流過上級二極管串聯(lián)電路51。由此，電流被追加至中間節(jié)點150。如果電流開始流動，則中間節(jié)點150的電位越低，能夠?qū)⒃蕉嗟碾娏髯芳又林虚g節(jié)點150。另外，如果中間節(jié)點電位Vmid上升，則下級二極管串聯(lián)電路52的兩端的電位差變大。如果下級二極管串聯(lián)電路52的兩端電位差變得大于或等于對構(gòu)成下級二極管串聯(lián)電路52的所有二極管的正向電壓進(jìn)行合計而得到的值，則電流流過下級二極管串聯(lián)電路52。因此，電流被從中間節(jié)點150拉出。如果電流開始流動，則中間節(jié)點150的電位越高，能夠從中間節(jié)點150拉出越多的電流。

利用這一點，在中間節(jié)點電位Vmid偏離了預(yù)先設(shè)計的電壓的情況下，能夠針對中間節(jié)點150進(jìn)行電流的追加或拉出。對于電流流過下級二極管串聯(lián)電路52及上級二極管串聯(lián)電路51時的電壓，能夠根據(jù)二極管的正向電壓以及各自的二極管串聯(lián)個數(shù)而調(diào)整為期望值。但是，限制為正向電壓的整數(shù)倍的值。

圖24及圖25是表示本發(fā)明的實施方式3所涉及的多級放大器210的變形例(多級放大器211、212)的圖。均為追加第2級放大器120及偏置電路33而進(jìn)行3級放大的多級放大器。圖24是與圖21同樣地將縱向堆疊的級數(shù)設(shè)為3級，圖25是與圖22同樣地將縱向堆疊的級數(shù)設(shè)為2級。圖24的多級放大器211具有調(diào)整電路53，該調(diào)整電路53包含以3級縱向堆疊的二極管串聯(lián)電路54、55、56。

實施方式4

圖26是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的多級放大器310的電路圖。實施方式4所涉及的多級放大器310是將調(diào)整電路130置換為調(diào)整電路420后的多級放大器。除這一點以外，具有與上述的實施方式2所涉及的多級放大器110相同的結(jié)構(gòu)，在實施方式3中也能夠進(jìn)行在實施方式1中說明的各種變形。關(guān)于由偏置電路31對偏置進(jìn)行調(diào)整以對因溫度上升引起的增益下降進(jìn)行補(bǔ)償這一點，在實施方式4中也是同樣的。因此，與實施方式1同樣地，能夠得到低消耗功率且具有良好的特性的多級放大器。

調(diào)整電路420與實施方式1的第2級放大器12、實施方式2的調(diào)整電路130、以及實施方式3的調(diào)整電路50同樣地，進(jìn)行如下優(yōu)選的電路動作，即，對流過中間節(jié)點150的電流的量進(jìn)行調(diào)整，以對中間節(jié)點150的電位變動進(jìn)行抑制。但是，實施方式4在如下方面上與實施方式1～3不同。在實施方式1～3中，基于與中間節(jié)點150的連接點之間的連接點的電位，以反饋的方式，進(jìn)行針對中間節(jié)點150的電流的追加及拉出。與此相對，實施方式4構(gòu)成為，追加了進(jìn)行與偏置電路31相反的電流追加/拉出動作的調(diào)整電路420，以與偏置電路31對應(yīng)于電路溫度而使偏置變化這一情況對抗。

如圖26所示，調(diào)整電路420包含如下縱向堆疊的電路，即，第1電流源421設(shè)置于上級，第2電流源422設(shè)置于下級。第1電流源421和第2電流源422的連接點與中間節(jié)點150電連接。

圖27及圖28是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的多級放大器310所具有的第1、2電流源421、422各自的輸出溫度特性的圖。第1電流源421將電流輸出至中間節(jié)點150。對于第1電流源421，如圖27所示，如果電路溫度變得大于或等于預(yù)先確定的基準(zhǔn)溫度Tref，則電路溫度越大，越使向中間節(jié)點150流入的電流增大。由此，第1電流源421將電流追加至中間節(jié)點150。

另一方面，第2電流源422與中間節(jié)點150電連接，從中間節(jié)點150將電流拉出。對于第2電流源422，如圖28所示，如果電路溫度變得比基準(zhǔn)溫度Tref低，則電路溫度變得越低，越使輸出電流值增加。由此，電路溫度變得越低，第2電流源422從中間節(jié)點150將越多的電流拉出。

圖29是用于對本發(fā)明的實施方式4所涉及的多級放大器310的動作進(jìn)行說明的圖。在對第1電流源421和第2電流源422的動作進(jìn)行組合的情況下，在與基準(zhǔn)溫度Tref相比的高溫側(cè)，由于第1電流源421追加較多的電流，因此能夠?qū)Τ跫壏糯笃?1的電流不足進(jìn)行抑制，在與基準(zhǔn)溫度Tref相比的低溫下，由于第2電流源422拉出較多的電流，因此能夠?qū)⒂嗟碾娏麽尫胖罣ND節(jié)點。其結(jié)果，在第1溫度區(qū)域Thigh及第2溫度區(qū)域Tlow這二者整體，能夠?qū)⒘鬟^中間節(jié)點150的電流的大小設(shè)為像圖29的曲線圖那樣朝向右上方上升的單調(diào)增加趨勢。

在這里，由于調(diào)整電路420具有在高溫側(cè)和低溫側(cè)特性不同的2個電流源，因此還具有如下優(yōu)點。由于以圖29的基準(zhǔn)溫度Tref為邊界，在高溫區(qū)域從電源節(jié)點Vdd生成電流而供給至中間節(jié)點150，因此整體的消耗電流增大。與此相對，在低溫區(qū)域，不使第1電流源421進(jìn)行工作，第2電流源422僅使盈余的電流向GND節(jié)點流動，由于不使第1電流源421進(jìn)行工作，因此整體的消耗電流是恒定的。如上所述，在對中間節(jié)點150的電位進(jìn)行調(diào)整時，通過僅在與基準(zhǔn)溫度Tref相比的高溫區(qū)域側(cè)使流過中間節(jié)點150的電流增加，從而在低溫區(qū)域側(cè)能夠節(jié)約電流。

圖30及圖31是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的多級放大器310的變形例的圖。圖30所示的多級放大器311以及圖31所示的多級放大器312均是追加第2級放大器120及偏置電路33而進(jìn)行3級放大的多級放大器。圖30是與圖22同樣地將縱向堆疊的級數(shù)設(shè)為2級，圖31是與圖21同樣地將縱向堆疊的級數(shù)設(shè)為3級。圖31所具有的調(diào)整電路450具有以2級縱向堆疊的電流源451、452。電流源451的溫度特性可以設(shè)為與圖26所述的電流源421相同，電流源452的溫度特性可以設(shè)為與圖26所述的電流源422相同。確定為使中間節(jié)點151、152的電流的追加量和拉出量在對中間節(jié)點電位Vmid1、Vmid2的變動進(jìn)行抑制的方向上變化即可。

如在實施方式1中說明的那樣，偏置電路32的輸出特性也可以設(shè)為特性A(圖10)或者特性C(圖12)，偏置電路31的輸出特性也可以設(shè)為特性B～D(圖11、圖13、圖14)中的任一個特性。能夠?qū)崿F(xiàn)“特性A”和“特性B、D、E中任一個”、或者“特性C”和“特性B、D、E中任一個”的組合。下面，對與偏置電路31及偏置電路32的變形相伴的調(diào)整電路420的變形進(jìn)行說明。

如果將特性A和特性D組合，則與基準(zhǔn)溫度Tref相比的高溫側(cè)的動作與上述的實施方式4相同。關(guān)于溫度比基準(zhǔn)溫度Tref低時的動作，由于在偏置電路31及偏置電路32這二者處偏置是恒定的，因此不需要與溫度變化相伴的電流拉出。因此，僅在溫度比基準(zhǔn)溫度Tref高的第1溫度區(qū)域Thigh進(jìn)行通過電流源421實現(xiàn)的電流追加即可，也可以從調(diào)整電路420中省略電流源422。

如果將特性A和特性E組合，則與基準(zhǔn)溫度Tref相比的高溫側(cè)的第1溫度區(qū)域Thigh的動作與上述的實施方式4相同。另一方面，溫度比基準(zhǔn)溫度Tref低的第2溫度區(qū)域Tlow的動作與實施方式4不同。即，由于偏置電路31以特性E進(jìn)行工作，因此越是低溫側(cè)，越多的電流應(yīng)當(dāng)從中間節(jié)點150流動至初級放大器11，與此相對，偏置電路32將偏置保持為恒定。由此，如果將特性A和特性E組合，則在第2溫度區(qū)域Tlow，溫度越是比基準(zhǔn)溫度Tref低，不足的電流越增加。例如作為一個例子，也可以取代圖28，而將電流源422設(shè)為圖32所示的特性。這樣，在第2溫度區(qū)域Tlow，由于越變得低溫，電流源422越對電流的拉出進(jìn)行抑制，因此能夠使電流在中間節(jié)點150有盈余，能夠?qū)⒃撚嗟碾娏鞴┙o至初級放大器11。

在將特性C和特性B組合的情況下，溫度比基準(zhǔn)溫度Tref高的高溫側(cè)的動作與上述的實施方式4相同。另一方面，如果對溫度比基準(zhǔn)溫度Tref低時的動作進(jìn)行觀察，則溫度越低，偏置電路32越使偏置增大，且越是低溫側(cè)，偏置電路31越將偏置降低。由此，與實施方式4的情況相比，在中間節(jié)點150盈余的電流變多。因此，為了使該盈余的電流流動至GND節(jié)點，與圖28所示的特性相比，優(yōu)選使用將電流變化率設(shè)定得更大(使斜率更陡)的電流源422。

在將特性C和特性D組合的情況下，能夠應(yīng)用圖26的電路。在將特性C和特性D組合的情況下，溫度比基準(zhǔn)溫度Tref高的高溫側(cè)的動作與上述的實施方式4相同。關(guān)于溫度比基準(zhǔn)溫度Tref低時的動作，電路溫度越下降，最終級放大器13的偏置越變大，應(yīng)當(dāng)流入至中間節(jié)點150的電流的量越增大。另一方面，在溫度比基準(zhǔn)溫度Tref低的低溫側(cè)，由于初級放大器11的偏置是恒定的，因此應(yīng)當(dāng)從中間節(jié)點150供給至初級放大器11的電流(具體地說，初級放大晶體管Tr1、Tr2的漏極源極電流)是恒定的。由此，對于中間節(jié)點150的電流，越是低溫側(cè)盈余得越多。通過電流源422，使該盈余的電流流動至GND節(jié)點即可，該動作與圖26的電路動作相同。

在將特性C和特性E組合的情況下，溫度比基準(zhǔn)溫度Tref高的高溫側(cè)的動作與上述的實施方式4相同。關(guān)于溫度比基準(zhǔn)溫度Tref低時的動作，隨著電路溫度的下降，初級放大器11和最終級放大器13這二者的偏置同樣地變大。其結(jié)果，應(yīng)當(dāng)流入至中間節(jié)點150的電流和應(yīng)當(dāng)從中間節(jié)點150拉出的電流均增加，中間節(jié)點150穩(wěn)定。由此，在低溫區(qū)域側(cè)，由于調(diào)整電路420也可以不進(jìn)行工作，因此也可以從調(diào)整電路420中省略電流源422。