CN103999361B - 高输出功率放大器 - Google Patents

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Abstract

在使用了耗尽型FET的高输出功率放大器中，为了可靠地防止由过电流引起的FET的损坏，具有：生成施加到耗尽型FET的漏极端子的正电压的漏极电压供给部(120、220、320)；以及生成施加到耗尽型FET的栅极端子的负电压的栅极偏置电压供给部(130、230、330)，漏极电压供给部使用外部商用电源作为电源，栅极偏置电压供给部使用电池作为电源。

Description

高输出功率放大器
技术领域
本发明涉及对几十W～几百W的高频电力进行放大的高输出功率放大器。更具体地涉及如下技术：在将耗尽型FET作为放大元件而构成的高输出功率放大器中，防止由过电流引起的放大元件的损坏。
背景技术
近年来，在无线通信系统的基站、或者利用了微波的加热设备等所使用的大功率放大器中，例如使用了碳化硅(SiC)或者氮化镓(GaN)等宽禁带半导体的具有高速动作、高耐压以及大功率密度的高效率化合物功率半导体器件的技术开发日趋活跃，节能化不断进步。
在大功率的高速动作中使用这些化合物功率半导体器件的情况下，为了提高功率密度并得到较大的输出振幅，通常采用耗尽型的元件构造。
耗尽型FET(场效应管)具有常开的特性，必须向栅极端子施加作为负电压的栅极偏置电压。当在没有施加栅极偏置电压的状态下向漏极端子施加漏极电压时，耗尽型FET中有大电流流过，会发生损伤，最坏的情况下会被损坏。
专利文献1公开了如下技术：为了防止这样的、在没有施加栅极偏置电压的状态下向漏极端子施加漏极电压而导致FET发生损伤、或者被损坏的情况，设置了比较器和开关，其中，该比较器对施加到功率放大器的栅电极的栅极电压和基准电压进行比较，检测栅极电压是否正常，该开关向功率放大器的漏电极施加漏极电压。在这种功率放大器的起动时，首先起动栅极电压产生用的负电压产生器，比较器在确认栅极电压达到了预定的负电位之后，使开关成为接通状态，从而向功率放大器的漏电极施加漏极电压。
根据专利文献1公开的技术，由于在应当向栅电极施加的负电压的生成电路发生故障时，自动地抑制了对漏电极施加电压，因此在负电压的生成出现问题时，能够保护功率放大器不被损坏。
并且，专利文献2公开了如下技术：设置具有预定时间常数的充电电路、以及设置于电源与功率放大器之间的开闭单元，并在电源的施加时将开闭单元控制成打开状态，在负电压达到预定电压时使充电电路开始充电，在充电电路的充电电压达到预定电压时使开闭单元为闭合状态。
在专利文献2公开的技术中，构成为，在电源的施加时不向功率放大器施加电源电压，而是在经过了负电压达到预定电压为止的时间、以及充电电路所充电的电压使开闭单元成为闭合状态为止的时间后，才施加电源电压，因此防止了过大的电流流过功率放大器，从而防止了功率放大器的损坏。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9－238030号公报
专利文献2：日本特开2000－68756号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在专利文献1所公开的以往的结构中，为了判断栅极电压的负电压是否为预定电压并对漏极电压的开关的接通/断开进行控制而使用了比较器，但是在电源接入时、停电时、或者由于电源插座的拔出等引起的意外断电的情况下，比较器的输出有可能会在一瞬间成为不稳定状态。在这种状态下，尽管栅极电压的负电压没有达到预定电压，开关也有可能成为接通状态，从而施加漏极电压。
并且，在专利文献2公开的以往的结构中，将充电电路用于向功率放大器提供电源的开闭单元的控制，因此在充电电路为已充电状态时，负电压为断开的情况下，在按照充电电路的时间常数降低至预定电压的时间内，开闭单元为闭合状态，有可能在没有施加负电压的状态下向功率放大器提供电源。
并且，在专利文献1和专利文献2公开的以往的结构中，基于负电压状态而进行的偏置电压的接通/断开控制，都是由使用了半导体的有源电路构成的。因此，在上述的以往的结构中，有可能由于结构元件的劣化或者故障等，导致保护电路无法正常地工作，并且在未施加栅极偏置电压的状态下向漏电极施加漏极电压，从而致使FET发生损伤、或者被损坏。因此，以往的结构都不能够说是充分实现了FET的损坏防止对策。
本发明是为了解决上述以往的结构中的课题而作出的，目的在于提供一种使用了耗尽型FET的高输出功率放大器，在该高输出功率放大器中，即使在发生意外断电、控制微机的误动作或者故障时，也能够可靠地防止由过电流引起的FET的损坏。
解决问题的手段
为了解决上述以往的课题，本发明的高输出功率放大器是将耗尽型FET作为放大元件而构成的，在该高输出功率放大器中，具有：漏极电压供给部，其生成并输出施加到所述耗尽型FET的漏极端子的正电压；以及栅极偏置电压供给部，其生成并输出施加到所述耗尽型FET的栅极端子的负电压，所述漏极电压供给部使用外部商用电源作为电源，所述栅极偏置电压供给部使用电池作为电源。
根据以上结构，在本发明的高输出功率放大器中，向漏极端子施加将外部商用电源作为电源而由漏极电压供给部生成的作为正电压的漏极电压，向栅极端子施加将电池作为电源而由栅极偏置电压供给部生成的作为负电压的栅极偏置电压。因此，在本发明的高输出功率放大器中，由于栅极偏置电压将电池作为电源，与漏极电压的电源互相独立，因此能够向栅极端子始终施加稳定的栅极偏置电压，即使在发生意外断电、以及控制微机的误动作或者故障时，也能够可靠地防止由过电流引起的FET的损坏。
发明效果
本发明的高输出功率放大器具有如下结构：即使在发生意外断电、以及控制微机的误动作或故障时，也能够可靠地防止由过电流引起的FET的损坏。
附图说明
图1是示出本发明实施方式1的高输出功率放大器的基本结构的框图。
图2是示出本发明实施方式1的漏极电压供给部的具体结构的框图。
图3是示出本发明实施方式1的栅极偏置电压供给部的具体结构的框图。
图4是示出本发明实施方式2的高输出功率放大器的基本结构的框图。
图5是示出本发明实施方式2的漏极电压供给部的具体结构的框图。
图6是示出本发明实施方式2的栅极偏置电压供给部的具体结构的框图。
图7是示出本发明实施方式3的高输出功率放大器的基本结构的框图。
具体实施方式
本发明的第1方式的高输出功率放大器是将耗尽型FET作为放大元件而构成的，在该高输出功率放大器中，具有：漏极电压供给部，其生成并输出施加到所述耗尽型FET的漏极端子的正电压；以及栅极偏置电压供给部，其生成并输出施加到所述耗尽型FET的栅极端子的负电压，所述漏极电压供给部使用外部商用电源作为电源，所述栅极偏置电压供给部使用电池作为电源。
在上述那样构成的本发明的第1方式的高输出功率放大器中，向漏极端子施加将外部商用电源作为电源而由漏极电压供给部生成的作为正电压的漏极电压，向栅极端子施加将电池作为电源而由栅极偏置电压供给部生成的作为负电压的栅极偏置电压。因此，在第1方式的高输出功率放大器中，由于栅极偏置电压将电池作为电源，与漏极电压的电源相互独立，因此能够向栅极端子始终施加稳定的栅极偏置电压。结果，第1方式的高输出功率放大器即使在发生意外断电、以及控制微机的误动作或者故障时，也能够可靠地防止由过电流引起的FET的损坏。
在本发明的第2方式的高输出功率放大器中，特别构成为，所述第1方式的所述栅极偏置电压供给部具有：作为栅极偏置电压的电源的电池；变压电路和平滑电路，它们根据所述电池的输出电压，生成用于施加到所述耗尽型FET的栅极端子的负电压；以及栅极偏置电压监视部，其对由所述变压电路和平滑电路生成的、施加到所述耗尽型FET的栅极端子的栅极偏置电压进行监视，所述漏极电压供给部具有：整流电路、变压电路以及平滑电路，它们基于从所述外部商用电源提供的电力而生成适于施加到所述耗尽型FET的漏极端子的正电压；以及漏极电压输出接通/断开部，其对由所述整流电路、变压电路以及平滑电路生成的用于施加到所述耗尽型FET的漏极端子的正电压的输出进行接通/断开，在施加到所述耗尽型FET的栅极端子的栅极偏置电压处于预定的允许电压范围内的情况下，所述栅极偏置电压监视部向所述漏极电压输出接通/断开部输出表示该栅极偏置电压正常的控制信号，所述漏极电压输出接通/断开部仅在接收到从所述栅极偏置电压监视部输出的所述控制信号时接通漏极电压的输出。
在上述那样构成的本发明的第2方式的高输出功率放大器中，仅在施加到栅极端子的栅极偏置电压处于预定的允许电压范围内的情况下，漏极电压输出接通/断开部成为接通状态，并向漏极端子施加漏极电压。因此，在第2方式的高输出功率放大器中，在所述电池的电压降低或故障时，漏极电压输出接通/断开部为断开状态，从而能够可靠地防止由过电流引起的FET的损坏。
在本发明的第3方式的高输出功率放大器中，特别构成为，所述第2方式的所述漏极电压输出接通/断开部使用了带触点继电器作为开闭元件，该带触点继电器仅在向开闭控制端子输入了控制信号的状态下闭合。在上述那样构成的本发明的第3方式的高输出功率放大器中构成为，在栅极偏置电压不正常时，能够通过无源元件，用较少的结构部件来可靠地保持不向漏极端子施加漏极电压的状态。因此，第3方式的高输出功率放大器能够进一步提高防止由过电流引起的FET的损坏的保护电路的可靠性。
在本发明的第4方式的高输出功率放大器中，特别构成为，所述第2方式的所述栅极偏置电压供给部具有：作为栅极偏置电压的电源的蓄电池；充电电路，其用于对所述蓄电池进行充电；以及电池电平监视部，其对所述蓄电池的输出电压进行监视，所述充电电路与所述外部商用电源连接，当所述电池电平监视部的值达到了第1值时，对所述蓄电池进行充电动作。
在上述那样构成的本发明的第4方式的高输出功率放大器中，在蓄电池的电压由于蓄电池进行放电降低到一定电压的时刻，自动地对蓄电池进行充电。因此，在第4方式的高输出功率放大器中，作为栅极偏置电压的电源的蓄电池始终能够维持一定值以上的电压，因此能够省去更换电池的麻烦，并且即使进行连续动作也不需要担心蓄电池的电压降低。结果，在第4方式的高输出功率放大器中，能够向栅极端子始终施加稳定的栅极偏置电压，因此能够可靠地防止由过电流引起的FET的损坏。
以下，参照附图对本发明的高输出功率放大器的实施方式进行说明。此外，本发明不限于以下说明的实施方式的结构，还包含基于与在以下的实施方式中说明的高输出功率放大器的结构相同的技术思想而构成的高输出功率放大器。
(实施方式1)
图1是示出本发明实施方式1的高输出功率放大器100的基本结构的框图。
实施方式1的高输出功率放大器100具有输入端子101、输出端子102、外部电源连接端子103、功率放大部110、漏极电压供给部120、以及栅极偏置电压供给部130。另外，虽然在图1中示出了高输出功率放大器100分别具有1个功率放大部110、1个输入端子101以及1个输出端子102的结构，但是作为本发明的高输出功率放大器的结构，功率放大部、输入端子、以及输出端子的数量不限于1个。
漏极电压供给部120与外部电源连接端子103连接，根据从外部电源连接端子103输入的交流电而生成作为正电压的漏极电压，并提供给功率放大部110。关于漏极电压供给部120的具体结构，将在后面进行描述。
栅极偏置电压供给部130具有电池，根据该电池的直流电压输出，生成作为负电压的栅极偏置电压，并提供给功率放大部110。关于栅极偏置电压供给部130的具体结构，将在后面进行描述。
外部电源连接端子103构成为能够与外部商用电源140连接，例如，由2芯或者3芯的电线和插座插头构成。
接着，对功率放大部110的具体结构进行说明。
如图1所示，功率放大部110具有耗尽型FET111、输入DC截止电容器112、输出DC截止电容器113、栅极偏置电感器114、以及漏极偏置电感器115。
从输入端子101输入的交流电(例如，高频电力)经由输入DC截止电容器112被输入至耗尽型FET111的栅极端子。输入至耗尽型FET111的栅极端子的交流电(例如，高频电力)被放大后，从该耗尽型FET111的漏极端子输出。从耗尽型FET111的漏极端子输出的交流电(例如，高频电力)经由输出DC截止电容器113，从输出端子102输出。设置输入DC截止电容器112以及输出DC截止电容器113的目的是，使得施加到耗尽型FET111的栅极端子的作为负电压的栅极偏置电压以及施加到耗尽型FET111的漏极端子的作为正电压的漏极电压不被输出到输入端子101和输出端子102。输入DC截止电容器112以及输出DC截止电容器113的静电电容值被确定为：对于输入至输入端子101的交流电(例如，高频电力)的频率，减小阻抗。
从栅极偏置电压供给部130输入的栅极偏置电压经由栅极偏置电感器114而施加到耗尽型FET111的栅极端子。从漏极电压供给部120输入的漏极电压经由漏极偏置电感器115而施加到耗尽型FET111的漏极端子。设置栅极偏置电感器114以及漏极偏置电感器115的目的是，使得输入至耗尽型FET111的栅极端子的交流电(例如，高频电力)以及从耗尽型FET111的漏极端子输出的交流电(例如，高频电力)流入到向耗尽型FET111的栅极端子施加栅极偏置电压的路径以及向耗尽型FET111的漏极端子施加漏极电压的路径，从而防止电力的损失。栅极偏置电感器114以及漏极偏置电感器115的电感值被确定为，对于输入至耗尽型FET111的栅极端子的交流电(例如，高频电力)以及从耗尽型FET111的漏极端子输出的交流电(例如，高频电力)的频率，充分地提高阻抗。
接着，对漏极电压供给部120的具体结构进行说明。图2是示出漏极电压供给部120的具体结构的框图。
如图2所示，漏极电压供给部120具有整流电路121、变压电路122、以及平滑电路123，并按照该顺序进行连接。
整流电路121对从外部电源连接端子103输入的交流电压进行整流，并向变压电路122输出。整流电路121例如可以使用将4个整流二极管连接为环状的普通的桥式二极管电路。
变压电路122将从整流电路121输入的整流电压转换为用于提供给功率放大部110的期望的漏极电压的电压，并向平滑电路123输出。变压电路122可以利用绝缘变压器来构成，该绝缘变压器具有与期望的变压比对应的匝数比。绝缘变压器的一次侧线圈与整流电路121的输出连接，绝缘变压器的二次侧线圈与平滑电路123的输入连接。输入至绝缘变压器的一次侧线圈的、由整流电路121进行整流后的整流电压被变压为与绝缘变压器的一次侧线圈和二次侧线圈的匝数比相应的电压，并被输出至绝缘变压器的二次侧线圈，进而输入至平滑电路123。并且，在整流电路121的输出上设置有平滑电容器，在绝缘变压器的一次侧线圈的接地电位侧设置有开关用MOSFET，通过使该开关用MOSFET进行开关动作，由此还能够用开关电源电路来构成变压电路122。通过用开关电源电路来构成变压电路122，能够提高开关用MOSFET的开关频率，从而使绝缘变压器小型化。此外，通过使开关用MOSFET的开关动作中的接通/断开的时间比率发生变化，能够使变压比自由地变化，能够容易地实现输出电压可变型的变压电路122。
平滑电路123对从变压电路122输入的变压后的电压进行平滑，并将其作为漏极电压输出至功率放大部110。平滑电路123可以使用普通的由整流二极管和平滑用电容器组成的平滑电路。
如上所述，漏极电压供给部120具有图2所示的结构，从而根据经由外部电源连接端子103输入的、外部商用电源140的交流电压，生成向功率放大部110提供的漏极电压。
接着，对栅极偏置电压供给部130的具体结构进行说明。图3是示出栅极偏置电压供给部130的具体结构的框图。
如图3所示，栅极偏置电压供给部130由电池131、变压电路132以及平滑电路133构成。
电池131的输出与变压电路132连接。电池131是普通的一次电池，可以使用锰干电池、碱性一次电池、或者锂一次电池等。
变压电路132将从电池131输入的直流电压转换为用于提供给功率放大部110的、期望的栅极偏置电压的电压，并向平滑电路133输出。变压电路132可以使用由绝缘变压器和开关用MOSFET构成的、普通的开关电源电路。通过对开关用MOSFET的开关动作中的接通/断开的时间比率进行调整，能够将输出至平滑电路133的电压设定为任意的电压。
平滑电路133对从变压电路132输入的变压后的电压进行平滑，将其作为栅极偏置电压向功率放大部110输出。作为平滑电路133，可以使用普通的、由整流二极管和平滑用电容器组成的平滑电路。
如上所述，栅极偏置电压供给部130具有图3所示的结构，从而根据电池131的输出电压，生成向功率放大部110提供的栅极偏置电压。
根据上述实施方式1的高输出功率放大器100的结构，能够可靠地向耗尽型FET111的漏极端子施加将外部商用电源140作为电源而由漏极电压供给部120生成的作为正电压的漏极电压，向耗尽型FET111的栅极端子施加将电池131作为电源而由栅极偏置电压供给部130生成的作为负电压的栅极偏置电压。由此，能够向耗尽型FET111的栅极端子始终施加稳定的栅极偏置电压，因此即使在发生意外断电、以及控制微机的误动作或者故障时，也能够可靠地防止由过电流引起的FET的损坏。
(实施方式2)
以下，参照附图对本发明的实施方式2的高输出功率放大器进行说明。
在上述实施方式1的高输出功率放大器中，漏极电压供给部120构成为具有整流电路121、变压电路122、以及平滑电路123，以便根据从外部商用电源140取入的交流电压而输出作为正电压的漏极电压。并且，实施方式1中的栅极偏置电压供给部130由电池131、变压电路132和平滑电路133构成，其中，该变压电路132和平滑电路133根据该电池131的输出电压输出作为负电压的栅极偏置电压。相对于这样构成的实施方式1的高输出功率放大器，在实施方式2的高输出功率放大器中，除了整流电路121、变压电路122以及平滑电路123之外，漏极电压供给部还具有作为漏极电压输出接通/断开单元的漏极电压输出接通/断开部，以便能够对从漏极电压供给部提供给功率放大部的漏极电压输出进行接通/断开控制。并且，除了电池131、变压电路132以及平滑电路133之外，栅极偏置电压供给部还具有作为栅极偏置电压监视单元的栅极偏置电压监视部，该栅极偏置电压监视部用于判断从栅极偏置电压供给部向功率放大部提供的栅极偏置电压是否处于预定的允许电压范围内。在这几点上，实施方式2的结构与实施方式1的结构不同。
在上述那样构成的实施方式2的高输出功率放大器中，由于仅在栅极偏置电压处于预定的允许电压范围内的情况下，才能提供漏极电压，因此即使在电池的电压降低或者故障时，也能够可靠地防止由过电流引起的FET的损坏。
以下，关于实施方式2的高输出功率放大器，以与实施方式1的高输出功率放大器之间的区别为中心进行说明。另外，在实施方式2的说明中，对具有与上述实施方式1相同功能的结构要素赋予相同的参照标号，并省略其说明。并且，在实施方式2中，对具有与上述实施方式1相同作用的内容也省略其说明。
图4是示出实施方式2的高输出功率放大器200的基本结构的框图。
如图4所示，实施方式2的高输出功率放大器200具有输入端子101、输出端子102、外部电源连接端子103、功率放大部110、漏极电压供给部220、以及栅极偏置电压供给部230。另外，虽然在图4中示出了高输出功率放大器200分别具有1个功率放大部110、1个输入端子101、以及1个输出端子102的结构，但是作为本发明的高输出功率放大器的结构，功率放大部、输入端子、以及输出端子的数量不限于1个。
漏极电压供给部220具有整流电路121、变压电路122、平滑电路123、以及漏极电压接通/断开部240，并与外部电源连接端子103、以及功率放大部110连接。漏极电压供给部220根据从外部电源连接端子103输入的交流电，生成作为正电压的漏极电压，并提供给功率放大部110。漏极电压供给部220的具体结构将在后面进行描述。
栅极偏置电压供给部230具有电池131、变压电路132、平滑电路133、以及栅极偏置电压监视部250，并与功率放大部110连接。栅极偏置电压供给部230根据电池131的直流电压输出而生成作为负电压的栅极偏置电压，并提供给功率放大部110。栅极偏置电压供给部230的具体结构将在后面进行描述。
栅极偏置电压供给部230的栅极偏置电压监视部250与漏极电压供给部220的漏极电压输出接通/断开部240连接，将栅极偏置电压监视部250所监视的栅极偏置电压信号260送至漏极电压输出接通/断开部240。
外部电源连接端子103构成为能够与外部商用电源140连接，例如，由2芯或者3芯的电线和插座插头构成。
接着，对漏极电压供给部220的具体结构进行说明。图5是示出漏极电压供给部220的具体结构的框图。
如图5所示，漏极电压供给部220具有整流电路121、变压电路122、平滑电路123、以及漏极电压输出接通/断开部240，并按照该顺序进行连接。整流电路121与外部电源连接端子103连接。漏极电压输出接通/断开部240与功率放大部110及栅极偏置电压监视部250连接。
由于整流电路121、变压电路122、以及平滑电路123的具体结构与在上述实施方式1中说明的图2的漏极电压供给部120的具体结构相同，因此省略其说明。
漏极电压输出接通/断开部240具有带触点继电器241和分压电阻器242、243。
带触点继电器241是普通的机械式继电器，通过在控制线圈的两端设置一定值以上的电位差，使触点成为打开状态或者闭合状态。在实施方式2中，使用带触点继电器，控制线圈的(+)端子接地，其中，该带触点继电器在控制线圈的两端的电位差为αV以下时触点为打开状态(即，断开状态)，在控制线圈的两端的电位差为αV以上时触点为闭合状态(即，接通状态)。
分压电阻器242的一端与栅极偏置电压监视部250连接，另一端与带触点继电器241的控制线圈的负(－)端子连接。分压电阻器243的一端与带触点继电器241的控制线圈的负(－)端子连接，另一端与带触点继电器241的控制线圈的正(+)端子及GND(地)连接。从栅极偏置电压监视部250输入至分压电阻器242的栅极偏置电压信号260通过分压电阻器242、243进行分压，并被输入至带触点继电器241的控制线圈的负(－)端子。
在上述那样构成的实施方式2的高输出功率放大器200中，漏极电压输出接通/断开部240根据从栅极偏置电压监视部250输入的栅极偏置电压信号260的电压，在输入至带触点继电器241的控制线圈的负(－)端子的电压为－αV以上的情况下，使得带触点继电器241的触点成为打开状态，不将从平滑电路123输出的漏极电压送至功率放大部110。另一方面，在输入至带触点继电器241的控制线圈的负(－)端子的电压为－αV以下的情况下，使得带触点继电器241的触点成为闭合状态，将从平滑电路123输出的漏极电压送至功率放大部110。
如上所述，漏极电压供给部220通过具有图5所示的结构，能够根据经由外部电源连接端子103输入的、外部商用电源140的交流电压，生成向功率放大部110提供的漏极电压，并且，根据从栅极偏置电压监视部250输入的栅极偏置电压信号260，对漏极电压向功率放大部110的提供进行接通/断开控制。
接着，对栅极偏置电压供给部230的具体结构进行说明。图6是示出栅极偏置电压供给部230的具体结构的框图。
如图6所示，栅极偏置电压供给部230具有电池131、变压电路132、平滑电路133、以及栅极偏置电压监视部250，并以该顺序进行连接。并且，栅极偏置电压监视部250与功率放大部110和漏极电压输出接通/断开部240连接。
由于电池131、变压电路132、以及平滑电路133的具体结构与在上述实施方式1中说明的图3的栅极偏置电压供给部130的具体结构相同，因此省略其说明。
栅极偏置电压监视部250具有逆流保护用二极管251。逆流保护用二极管251的阴极端子与从平滑电路133的输出向功率放大部110输入的栅极偏置电压的路径连接，逆流保护用二极管251的阳极端子与漏极电压输出接通/断开部240连接。
如上述那样，栅极偏置电压供给部230具有图6所示的结构，从而根据电池131的输出电压，生成向功率放大部110提供的栅极偏置电压，并且经由逆流保护用二极管251，将从平滑电路133向功率放大部110送出的栅极偏置电压的电压值作为栅极偏置电压信号260送至漏极电压输出接通/断开部240。
根据实施方式2的高输出功率放大器200的结构，能够可靠地向耗尽型FET111的漏极端子施加将外部商用电源140作为电源而由漏极电压供给部220生成的作为正电压的漏极电压，向耗尽型FET111的栅极端子施加将电池131作为电源而由栅极偏置电压供给部230生成的作为负电压的栅极偏置电压。此外，在实施方式2的高输出功率放大器200中，仅在施加到耗尽型FET111的栅极端子的栅极偏置电压处于预定的允许电压范围内的情况下，才使漏极电压向漏极端子的提供成为接通状态，因此在电池131的电压降低或者故障时，漏极电压向漏极端子的提供为断开状态，能够可靠地防止由过电流引起的FET的损坏。
(实施方式3)
以下，参照附图对本发明的实施方式3的高输出功率放大器进行说明。
在上述实施方式2的高输出功率放大器中，栅极偏置电压供给部由电池131、变压电路132和平滑电路133、以及栅极偏置电压监视部250构成，其中，该变压电路132和平滑电路133根据电池131的输出电压而输出作为负电压的栅极偏置电压，该栅极偏置电压监视部250判断栅极偏置电压是否处于预定的允许电压范围内。相对于这样构成的实施方式2的高输出功率放大器，在实施方式3的高输出功率放大器中，栅极偏置电压供给部除了具有变压电路132、平滑电路133、以及栅极偏置电压监视部250之外，还使用蓄电池来替代电池，并且具有对蓄电池进行充电的充电电路、以及对蓄电池的输出电压值进行监视的电池电平监视部。在这几点上，实施方式3的结构与实施方式2的结构不同。
在上述那样构成的实施方式3的高输出功率放大器中，在蓄电池的输出电压由于放电而降低至一定电压的时刻，自动进行充电。因此，作为栅极偏置电压的电源的蓄电池能够始终维持一定值以上的电压，因此能够省去更换电池的麻烦。并且，在实施方式3的高输出功率放大器中，即使进行连续动作也不用担心蓄电池的电压降低，能够向栅极端子始终施加稳定的栅极偏置电压。结果，实施方式3的高输出功率放大器能够可靠地防止由过电流引起的FET的损坏。
以下，关于实施方式3的高输出功率放大器，以其与实施方式2的高输出功率放大器之间的区别为中心进行说明。另外，在实施方式3的说明中，对具有与上述实施方式2相同功能的结构要素赋予相同的参照标号，并省略其说明。并且，在实施方式3的说明中，对具有与上述实施方式2相同作用的内容，也省略其说明。
图7是示出实施方式3的高输出功率放大器300的基本结构的框图。
如图7所示，实施方式3的高输出功率放大器300具有输入端子101、输出端子102、外部电源连接端子103、功率放大部110、漏极电压供给部220、以及栅极偏置电压供给部330。另外，虽然在图7中示出了高输出功率放大器300分别具有1个功率放大部110、1个输入端子101、以及1个输出端子102的结构，但是作为本发明的高输出功率放大器的结构，功率放大部、输入端子、以及输出端子的数量不限于1个。
漏极电压供给部220的结构与在上述实施方式2中说明的、图5的漏极电压供给部220的具体结构相同，因此省略其说明。
栅极偏置电压供给部330具有蓄电池331、充电电路332、电池电平监视部333、变压电路132、平滑电路133、以及栅极偏置电压监视部250。在栅极偏置电压供给部330中，蓄电池331、变压电路132、平滑电路133、以及栅极偏置电压监视部250按照该顺序进行连接。栅极偏置电压监视部250与功率放大部110和漏极电压输出接通/断开部240连接。充电电路332与蓄电池331、电池电平监视部333、以及外部电源连接端子103连接，电池电平监视部333与蓄电池331的输出、以及充电电路332连接。
变压电路132、平滑电路133、以及栅极偏置电压监视部250的具体结构与在上述实施方式2中说明的图6的栅极偏置电压供给部230的具体结构相同，因此省略它们的说明。
蓄电池331是普通的二次电池，可以使用锂离子二次电池，或者镍/镉二次电池等。作为蓄电池331使用的二次电池优选使用记忆效应较小的二次电池。
电池电平监视部333对蓄电池331的输出电压进行监视，当蓄电池331的输出电压降低至第1值时，控制充电电路332开始充电。并且，当蓄电池331的输出电压达到第2值时，电池电平监视部333控制充电电路332停止充电。
充电电路332可以使用普通的交流－直流转换电路，该交流－直流转换电路将经由外部电源连接端子103输入的交流电压转换为适合对蓄电池331进行充电的电压。充电电路332通过电池电平监视部333控制充电的开始和停止。
外部电源连接端子103构成为能够与外部商用电源140连接，例如，由2芯或者3芯的电线和插座插头构成。
在上述那样构成的实施方式3的高输出功率放大器300中，在蓄电池331的电压由于放电而降低到一定电压的时刻，自动进行充电。因此，作为栅极偏置电压的电源的蓄电池331始终能够维持一定值以上的电压，因此在实施方式3的高输出功率放大器300中，能够省去更换电池的麻烦。并且，在实施方式3的高输出功率放大器300中，即使进行连续动作也不用担心蓄电池331的电压降低，能够向耗尽型FET111的栅极端子始终施加稳定的栅极偏置电压。结果，实施方式3的高输出功率放大器能够可靠地防止由过电流引起的FET的损坏。
产业上的可利用性
本发明是将耗尽型FET作为放大元件而构成的、对几十W－几百W的高频电力进行放大的高输出功率放大器，在该高输出功率放大器中，即使在发生意外断电、以及控制微机的误动作或故障时，也能够可靠地防止由过电流引起的FET的损坏，因此，是对于车载用途和家庭用途中使用的微波炉等烹调设备以及利用了高频加热的各种民用设备而言有用的技术。
标号说明
100、200、300高输出功率放大器；101输入端子；102输出端子；103外部电源连接端子；110功率放大部；111耗尽型FET；112输入DC截止电容器；113输出DC截止电容器；114栅极偏置电感器；115漏极偏置电感器；120、220漏极电压供给部；121整流电路；122变压电路；123平滑电路；130、230、330栅极偏置电压供给部；131电池；132变压电路；133平滑电路；140外部商用电源；240漏极电压输出接通/断开部；250栅极偏置电压监视部；260栅极偏置电压信号；331蓄电池；332充电电路；333电池电平监视部。

Claims (3)

1.一种高输出功率放大器，其是将耗尽型FET作为放大元件而构成的，在该高输出功率放大器中，具有：
漏极电压供给部，其生成并输出施加到所述耗尽型FET的漏极端子的正电压；以及
栅极偏置电压供给部，其生成并输出施加到所述耗尽型FET的栅极端子的负电压，
所述漏极电压供给部使用外部商用电源作为电源，所述栅极偏置电压供给部使用电池作为电源，
所述栅极偏置电压供给部具有：
作为栅极偏置电压的电源的电池；
变压电路和平滑电路，它们根据所述电池的输出电压，生成用于施加到所述耗尽型FET的栅极端子的负电压；以及
栅极偏置电压监视部，其对由所述变压电路和平滑电路生成的、施加到所述耗尽型FET的栅极端子的栅极偏置电压进行监视，
所述漏极电压供给部具有：
整流电路、变压电路以及平滑电路，它们基于从所述外部商用电源提供的电力，生成用于施加到所述耗尽型FET的漏极端子的正电压；以及
漏极电压输出接通/断开部，其对由所述整流电路、变压电路以及平滑电路生成的用于施加到所述耗尽型FET的漏极端子的正电压的输出进行接通/断开，
在施加到所述耗尽型FET的栅极端子的栅极偏置电压处于预定的允许电压范围内的情况下，所述栅极偏置电压监视部向所述漏极电压输出接通/断开部输出表示该栅极偏置电压正常的控制信号，
所述漏极电压输出接通/断开部仅在接收到从所述栅极偏置电压监视部输出的所述控制信号时输出漏极电压。
2.根据权利要求1所述的高输出功率放大器，该高输出功率放大器构成为，
所述漏极电压输出接通/断开部使用带触点继电器作为开闭元件，该带触点继电器仅在向开闭控制端子输入了控制信号的状态下闭合。
3.根据权利要求1所述的高输出功率放大器，该高输出功率放大器构成为，
所述栅极偏置电压供给部具有：
作为栅极偏置电压的电源的蓄电池；
充电电路，其用于对所述蓄电池进行充电；以及
电池电平监视部，其对所述蓄电池的输出电压进行监视，
所述充电电路与所述外部商用电源连接，当所述电池电平监视部的值达到了第1值时，对所述蓄电池进行充电动作。
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