JP2005086366A - Broadband high frequency power amplifier circuit and method of broadening band of high frequency power amplifier circuit - Google Patents

Broadband high frequency power amplifier circuit and method of broadening band of high frequency power amplifier circuit Download PDF

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JP2005086366A JP2003314592A JP2003314592A JP2005086366A JP 2005086366 A JP2005086366 A JP 2005086366A JP 2003314592 A JP2003314592 A JP 2003314592A JP 2003314592 A JP2003314592 A JP 2003314592A JP 2005086366 A JP2005086366 A JP 2005086366A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high frequency circuit which adds a broadband matching circuit to the device equivalent output terminal Te of a device FET to attain the power matching and the efficiency over a broader band. <P>SOLUTION: A resonance matching circuit 10a is connected to the output terminal Te of an FET, and a resonance circuit 10b is connected between the matching circuit 10a and the Te. It causes resonance with a drain-source capacitance component Cds at an ω to cancel a Cds reactance component Xds. Without changing the value of the reactance components of an L1 parallel connected capacitance Cs and a series impedance functional inductance L1 in the circuit 10b at the ω, the resonance frequency with L1 and Cs is changed to adjust the third harmonic while the Te impedance Zk seen from a load resistance at the ω is set constant, thus controlling the matching at the ω and at the third harmonic independently. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、高出力MOSFETデバイスのデバイス等価出力端子に付加される整合回路の定K型ローパスフィル夕を改善した高周波電力増幅回路の電力および効率の広帯域に関するものである。   The present invention relates to a wide band of power and efficiency of a high-frequency power amplifier circuit in which a constant K-type low-pass filter of a matching circuit added to a device equivalent output terminal of a high-power MOSFET device is improved.

高出力電界効果トランジスタ(LDMOSFET=Laterally Diffused Metal-oxide-semiconductor)(以下、デバイスFETという)のデバイス等価出力端子に付加される整合回路は、従来、設計が簡単な定K型ローパスフィルタ(以下、L型LPFという)が普及している。しかし、最近の電力および効率の広帯域化のニーズに伴って、L型LPFによるアプローチでは限界が生じている。このデバイスFETは、VDMOSとは構造が異なり、高周波特性に優れたMOSFETであって、後述する本出願でも、MOSFETを使用して開発を進めた。   A matching circuit added to a device equivalent output terminal of a high output field effect transistor (LDMOSFET = Laterally Diffused Metal-oxide-semiconductor) (hereinafter referred to as a device FET) has conventionally been a constant K-type low pass filter (hereinafter referred to as a simple design). L-type LPF) is widely used. However, with the recent need for wider power and efficiency, the L-type LPF approach has its limits. This device FET is a MOSFET having a structure different from that of VDMOS and excellent in high-frequency characteristics, and has been developed using the MOSFET in this application described later.

従来から普及しているL型LPFは、例えば、QC出版株式会社1992年10月20日初版発行の高周波回路の設計・製作の202頁に記載されているように、直列インピーダンスZ1と並列インピーダンスZ2と周波数に無関係な数値Kとの間で、Z1・Z2=Kの関係式が成り立つフィルタである。本出願の整合回路では、コイルLを信号経路に対して直列に接続し、コンデンサCを並列に接続し、低い周波数の信号はコイルLを通って通過し、高い周波数の信号はコイルLで阻止され、コンデンサCでアースされバイパスされて減衰するL型LPFを構成の一部として採用している。   The L-type LPF that has been widely used in the past is, for example, the series impedance Z1 and the parallel impedance Z2 as described in QC Publishing Co., Ltd., page 202 of the first edition issued on October 20, 1992. And a numerical value K irrelevant to the frequency, the filter satisfies the relational expression Z1 · Z2 = K. In the matching circuit of the present application, the coil L is connected in series with the signal path, the capacitor C is connected in parallel, the low frequency signal passes through the coil L, and the high frequency signal is blocked by the coil L. In addition, an L-type LPF that is grounded by the capacitor C, bypassed, and attenuated is adopted as a part of the configuration.

上記L型LPFによるアプローチに限界が生じる要因として、L型LPFでは、高調波処理による効率の向上と所望角周波数帯域に対する電力整合との両立が達成できないためであると考えられている。所望角周波数帯域とは、本出願においては、増幅回路が増幅すべき目的の周波数帯域のことを意味し、それ以外の周波数成分は不要な周波数(高調波成分などが含まれるスプリアス発射)として扱われる。   The L-type LPF is considered to have a limit in the approach using the L-type LPF because the L-type LPF cannot achieve both improvement in efficiency by harmonic processing and power matching for a desired angular frequency band. In the present application, the desired angular frequency band means a target frequency band to be amplified by the amplifier circuit, and other frequency components are treated as unnecessary frequencies (spurious emission including harmonic components). Is called.

他方、近年、デバイスが出力する偶数または奇数または偶数奇数の両方の高調波群に対して理想的に処理をしようとするF級増幅動作が開発されている。後述する本発明に係る第3高調波並列共振回路10bにも、デバイスFETが出力する偶数または奇数または偶数奇数の両方の高調波群に対して理想的に処理をしようとするF級増幅動作の原理を採用している。   On the other hand, in recent years, a class F amplification operation has been developed which ideally processes both even-numbered, odd-numbered and even-numbered odd harmonic groups output from the device. A third harmonic parallel resonance circuit 10b according to the present invention, which will be described later, also performs a class F amplification operation for ideally processing both even-numbered, odd-numbered, and even-numbered odd-numbered harmonic groups output from the device FET. The principle is adopted.

L型LPFによる整合においては、高調波処理による効率の向上と所望角周波数帯域に対する電力整合とがトレードオフ関係になっているために、従来技術では、広帯域化の整合を試みると、ある程度の電力不整合損失を許容しなければならない。そこでやむを得ず、所望角周波数帯域において電力の整合性と高効率化とのいずれか一方が低い特性にならないように、平坦化された整合が妥協点となっている。   In the matching by the L-type LPF, the efficiency improvement by the harmonic processing and the power matching with respect to the desired angular frequency band are in a trade-off relationship. Mismatch loss must be tolerated. Therefore, it is unavoidable that flattened matching is a compromise so that one of power matching and high efficiency in the desired angular frequency band does not have low characteristics.

[説明の概要]
(1)最初に、図2ないし図6を参照して、従来技術および従来技術の課題を分析した特性について説明をする。
(2)つぎに、図1を参照して本発明の機能要旨を説明する。
(3)その後、図7ないし図12を参照して、改善した本発明の特性について、従来技術の図2ないし図6に対応させて説明をする。
[用語の定義]
以下の説明で使用する用語を定義する。以下に説明する用語の符号[Cds、Cp、L1、La、Lb、Pout、Rds、Rk、Td、Te、Tk、Zd、Zds、Zk]は、図2および図3に(一部は図7および図8にも)記載されている。
[Description Overview]
(1) First, with reference to FIG. 2 to FIG. 6, the prior art and characteristics obtained by analyzing the problems of the prior art will be described.
(2) Next, the functional gist of the present invention will be described with reference to FIG.
(3) Thereafter, the improved characteristics of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 12 in correspondence with FIGS. 2 to 6 of the prior art.
[Definition of terms]
The terms used in the following description are defined. The symbols [Cds, Cp, L1, La, Lb, Pout, Rds, Rk, Td, Te, Tk, Zd, Zds, Zk] described below are shown in FIG. 2 and FIG. And also in FIG.

また、用語の符号[10、10a、10b、Bn、Cds、Cp1、Cp2、Cs、L1、Lp、Pout、Rds、Rk、Tc、Td、Te、Tn、Tr、Zd、Zds、Zk、Zm、Zn]は、図7および図8に(一部は図1または図2および図3にも)記載されている。    In addition, the signs [10, 10a, 10b, Bn, Cds, Cp1, Cp2, Cs, L1, Lp, Pout, Rds, Rk, Tc, Td, Te, Tn, Tr, Zd, Zds, Zk, Zm, Zn] is described in FIGS. 7 and 8 (partly in FIG. 1 or FIGS. 2 and 3).

その他上記にない符号は、上記以外の図に記載されている。   Other symbols not described above are described in other figures.

(後述する)デバイス等価出力端子Teに接続されてドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと共振作用を生じさせる整合回路(以下、Cds共振整合回路という)10a。   A matching circuit (hereinafter referred to as a Cds resonance matching circuit) 10a that is connected to a device equivalent output terminal Te (described later) and causes a resonance effect with the drain-source capacitance component Cds.

直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスL1とこの直列インピーダンス機能インダクタンスL1に並列接続されたL1並列接続キャパシタンスCsと並列インピーダンスとして機能するキャパシタンスCp2とで形成する(本発明に係る)並列共振回路(以下、第3高調波並列共振回路という)10b。   A parallel resonance circuit (according to the present invention) formed by a series impedance functional inductance L1 functioning as a series impedance, an L1 parallel connection capacitance Cs connected in parallel to the series impedance function inductance L1, and a capacitance Cp2 functioning as a parallel impedance (hereinafter referred to as the present invention) A third harmonic parallel resonant circuit) 10b.

Cds共振整合回路10aと第3高調波並列共振回路10bとから形成される(本発明に係る)異なる特性の共振回路を結合した回路(以下、Cds共振・第3高調波共振結合回路という)10。   A circuit formed of a Cds resonance matching circuit 10a and a third harmonic parallel resonance circuit 10b (respectively referred to as a Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit) 10 formed by coupling resonance circuits having different characteristics (according to the present invention). .

所望角周波数ωにおけるドレイン・ソース間のキャパシタンス成分(以下、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分という)Cds。   A drain-source capacitance component (hereinafter referred to as a drain-source capacitance component) Cds at a desired angular frequency ω.

L型LPFの並列インピーダンスとして機能するキャパシタンス(以下、並列インピーダンス機能キャパシタンスという)Cp。   A capacitance that functions as a parallel impedance of the L-type LPF (hereinafter referred to as a parallel impedance functional capacitance) Cp.

Cds共振整合回路形成インダクタンスLpに直列接続されたキャパシタンスであって、デバイスFETに印加されるDC電流をキャンセルするためのCds共振整合回路形成インダクタンスLpに流さないように遮蔽するDCブロッキングキャパシタンス(以下、DCブロッキングキャパシタンスという)Cp1。   A capacitance connected in series with the Cds resonance matching circuit forming inductance Lp, which shields the DC current applied to the device FET so as not to flow through the Cds resonance matching circuit forming inductance Lp (hereinafter, referred to as “DC blocking capacitance”). Cp1 (referred to as DC blocking capacitance).

第3高調波並列共振回路10bの並列インピーダンスとして機能するキャパシタンス(以下、第3高調波共振回路内キャパシタンスという)Cp2。   A capacitance Cp2 that functions as a parallel impedance of the third harmonic parallel resonance circuit 10b (hereinafter referred to as a capacitance within the third harmonic resonance circuit).

直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスL1に並列接続されたキャパシタンス(以下、L1並列接続キャパシタンスという)Cs。   Capacitance (hereinafter referred to as L1 parallel connection capacitance) Cs connected in parallel to a series impedance functional inductance L1 that functions as a series impedance.

L型LPFまたは第3高調波並列共振回路10bの直列インピーダンスとして機能するインダクタンス(以下、直列インピーダンス機能インダクタンスという)L1。   An inductance (hereinafter referred to as a series impedance functional inductance) L1 that functions as a series impedance of the L-type LPF or the third harmonic parallel resonance circuit 10b.

直列インピーダンス機能インダクタンスL1を分割したデバイス側のインダクタンス(以下、L1分割デバイス側インダクタンスという)La。   Device-side inductance obtained by dividing the series impedance functional inductance L1 (hereinafter referred to as L1-divided device-side inductance) La.

直列インピーダンス機能インダクタンスL1を分割した負荷抵抗側のインダクタンス(以下、L1分割負荷抵抗側インダクタンスという)Lb。   Load resistance side inductance (hereinafter referred to as L1 divided load resistance side inductance) Lb obtained by dividing the series impedance functional inductance L1.

ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsの影響を考慮したデバイスFETの出力端子(以下、デバイス等価出力端子という)Teに接続されてドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと共振作用を生じさせるCds共振回路10aを形成するインダクタンス(以下、Cds共振整合回路形成インダクタンスという)Lp。   A Cds resonance circuit 10a is formed which is connected to the output terminal Te of the device FET (hereinafter referred to as device equivalent output terminal) Te in consideration of the influence of the drain-source capacitance component Cds and causes a resonance action with the drain-source capacitance component Cds. Inductance (hereinafter referred to as Cds resonance matching circuit forming inductance) Lp.

L1分割負荷抵抗側インダクタンスLbと並列インピーダンス機能キャパシタンスCpとから形成されるL型LPF回路の共振曲線の先鋭度(以下、L型LPFのQという)Q1。   The sharpness (hereinafter referred to as the Q of the L-type LPF) Q1 of the resonance curve of the L-type LPF circuit formed from the L1 divided load resistance side inductance Lb and the parallel impedance functional capacitance Cp.

Cds共振整合回路10aと第3高調波並列共振回路10bとから形成した共振整合・第3高調波並列共振回路10の共振曲線の先鋭度(以下、Cds共振・第3高調波共振結合回路のQという)Q2。   The sharpness of the resonance curve of the resonance matching / third harmonic parallel resonance circuit 10 formed from the Cds resonance matching circuit 10a and the third harmonic parallel resonance circuit 10b (hereinafter, Q of the Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit). Q2).

図3において、L型LPF負荷接続端子Tkのデバイス方向負荷インピーダンスZdsが、所望角周波数ωにおいて負荷抵抗値Rkとなる純抵抗負荷、または、図8において、第3高調波共振回路負荷接続端子Tcのデバイス方向負荷インピーダンスZdsが、所望角周波数ωにおいて負荷抵抗値Rkとなる純抵抗負荷(以下、負荷抵抗という)Rk。   In FIG. 3, a pure resistance load in which the device direction load impedance Zds of the L-type LPF load connection terminal Tk becomes the load resistance value Rk at the desired angular frequency ω, or in FIG. 8, the third harmonic resonance circuit load connection terminal Tc A pure resistance load (hereinafter referred to as load resistance) Rk at which the device direction load impedance Zds becomes the load resistance value Rk at the desired angular frequency ω.

第3高調波並列共振回路10bと負荷抵抗Rkとの接続端子(以下、第3高調波共振回路負荷接続端子という)Tc。   A connection terminal (hereinafter referred to as a third harmonic resonance circuit load connection terminal) Tc between the third harmonic parallel resonance circuit 10b and the load resistor Rk.

ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsの影響を考慮しないデバイスFETの出力端子(以下、デバイスFET純出力端子という)Td。   An output terminal (hereinafter referred to as a device FET pure output terminal) Td of a device FET that does not consider the influence of the drain-source capacitance component Cds.

ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsの影響を考慮したデバイスFETの出力端子(以下、デバイス等価出力端子という)Te。   An output terminal (hereinafter referred to as a device equivalent output terminal) Te of a device FET considering the influence of the drain-source capacitance component Cds.

L型LPF回路と負荷抵抗Rkとの接続端子(以下、L型LPF負荷接続端子という)Tk。   A connection terminal (hereinafter referred to as an L-type LPF load connection terminal) Tk between the L-type LPF circuit and the load resistor Rk.

第3高調波並列共振回路10bとバイアスネットワークBNとを結合する端子(以下、高調波回路10b・ネットワーク結合端子という)Tn。   A terminal (hereinafter referred to as a harmonic circuit 10b / network coupling terminal) Tn for coupling the third harmonic parallel resonant circuit 10b and the bias network BN.

Cds共振整合回路10aと第3高調波並列共振回路10bとの間の接続端子(以下、回路10a・回路10b接続端子という)Tr。   A connection terminal (hereinafter referred to as circuit 10a / circuit 10b connection terminal) Tr between the Cds resonance matching circuit 10a and the third harmonic parallel resonance circuit 10b.

直列インピーダンス機能インダクタンスL1をデバイス側と負荷抵抗側とに分割する端子(以下、L型LPF内インダクタンス分割端子という)Ts。   A terminal Ts that divides the series impedance functional inductance L1 into a device side and a load resistance side (hereinafter referred to as an L-type LPF inductance dividing terminal) Ts.

ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsのリアクタンス成分(以下、Cdsリアクタンス成分という)Xds。   A reactance component of the drain-source capacitance component Cds (hereinafter referred to as a Cds reactance component) Xds.

Cds共振整合回路形成インダクタンスLpとDCブロッキングキャパシタンスCp1によるリアクタンス成分(以下、共振整合リアクタンス成分または誘導性リアクタンス成分という)Xds1。   A reactance component (hereinafter referred to as a resonance matching reactance component or an inductive reactance component) Xds1 due to a Cds resonance matching circuit forming inductance Lp and a DC blocking capacitance Cp1.

共振整合リアクタンス成分Xds1の内で、Cdsリアクタンス成分Xdsと共役となるリアクタンス(以下、Xds共役リアクタンスという)Xds1。   A reactance (hereinafter referred to as an Xds conjugate reactance) Xds1 conjugate with the Cds reactance component Xds in the resonance matching reactance component Xds1.

デバイス等価出力端子Teからデバイス方向に見たインピーダンス(以下、デバイス方向Teインピーダンスという)Zd。   Impedance viewed from the device equivalent output terminal Te in the device direction (hereinafter referred to as device direction Te impedance) Zd.

L型LPF負荷接続端子Tkまたは第3高調波共振回路負荷接続端子TcからデバイスFETに見たインピーダンス(以下、デバイス方向負荷インピーダンスという)Zds。   Impedance (hereinafter referred to as device direction load impedance) Zds viewed from the L-type LPF load connection terminal Tk or the third harmonic resonance circuit load connection terminal Tc to the device FET.

デバイス等価出力端子Teから負荷抵抗Rkの方向に見たインピーダンス(以下、負荷抵抗方向Teインピーダンスという)Zk。   Impedance (hereinafter referred to as load resistance direction Te impedance) Zk viewed from the device equivalent output terminal Te in the direction of the load resistance Rk.

負荷抵抗方向TeインピーダンスZkの共役インピーダンス(以下、Zk共役インピーダンスという)Zk*。   A conjugate impedance (hereinafter referred to as a Zk conjugate impedance) Zk * of the load resistance direction Te impedance Zk.

回路10a・回路10b接続端子TrからデバイスFETの方向に見たインピーダンス(以下、デバイス方向Trインピーダンスという)Zm。   Impedance (hereinafter referred to as device direction Tr impedance) Zm viewed from the circuit 10a / circuit 10b connection terminal Tr in the direction of the device FET.

回路10a・回路10b接続端子Trから第3高調波並列共振回路10b方向に見たインピーダンス(以下、Lp方向Trインピーダンスという)Zn。   Impedance (hereinafter referred to as Lp direction Tr impedance) Zn viewed from the circuit 10a / circuit 10b connection terminal Tr in the direction of the third harmonic parallel resonance circuit 10b.

L型LPF内インダクタンス分割端子TsからデバイスFETの方向に見たインピーダンス(以下、デバイス方向Teインピーダンスという)Zs。   Impedance (hereinafter referred to as device direction Te impedance) Zs as viewed from the inductance division terminal Ts in the L-type LPF toward the device FET.

所望角周波数ωにおいて、ドレイン・ソース間抵抗Rdsがリアクタンス成分0のデバイス方向負荷インピーダンスZdsにインピーダンス変換されたときの変換比(以下、インピーダンス変換比という)Zds/Rds。   A conversion ratio (hereinafter referred to as an impedance conversion ratio) Zds / Rds when the drain-source resistance Rds is impedance-converted to a device-direction load impedance Zds having a reactance component 0 at a desired angular frequency ω.

負荷抵抗方向TeインピーダンスZkの反射係数を表示する場合の符号(以下、反射係数ガンマ(Load Gammaという))Γk。   Symbol (hereinafter referred to as reflection coefficient gamma) Γk for displaying the reflection coefficient of the load resistance direction Te impedance Zk.

負荷抵抗方向TeインピーダンスZkの反射係数の位相角度(以下、反射係数ガンマの位相角度という)ΓkANG。   Phase angle of the reflection coefficient in the load resistance direction Te impedance Zk (hereinafter referred to as the phase angle of the reflection coefficient gamma) ΓkANG.

特性インピーダンスZ0を負荷抵抗方向TeインピーダンスZkの所望角周波数ωにおけるリアルパート(実数部)で正規化したときの負荷抵抗方向TeインピーダンスのZk反射係数(反射係数ガンマ)(以下、特性インピーダンス反射係数という)Γk(@Zo=Zk{Re})。   The Zk reflection coefficient (reflection coefficient gamma) of the load resistance direction Te impedance when the characteristic impedance Z0 is normalized by the real part (real part) at the desired angular frequency ω of the load resistance direction Te impedance Zk (hereinafter referred to as the characteristic impedance reflection coefficient). ) Γk (@ Zo = Zk {Re}).

負荷抵抗方向TeインピーダンスZkの反射係数のマグニチュード(以下、反射係数ガンマのマグニチュードという)ΓkMAG。
[従来技術のL型LPFの定性]
以下、本発明の創出過程で従来技術を分析し、課題およびその理由を抽出するために、実験、検討した結果について説明する。
Magnitude of reflection coefficient of load resistance direction Te impedance Zk (hereinafter referred to as reflection coefficient gamma magnitude) ΓkMAG.
[Quality of conventional L-type LPF]
Hereinafter, the results of experiments and examinations in order to analyze the prior art in the creation process of the present invention and to extract the problems and the reasons will be described.

[図2の説明]
図2は、デバイスFETのデバイス等価出力端子TeにL型LPFを付加した従来技術の等価回路のL型LPF等価回路図である。高周波電力になると、ドレイン・ソース間の抵抗Rdsの両端子(デバイスFET純出力端子Td)に、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsが発生する。このドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsも、デバイスFETに包含させたときのCds包含デバイスとL型LPFまたは本発明に係るCds共振整合回路10aとの接続端子をデバイス等価出力端子Teとする。
[Explanation of FIG. 2]
FIG. 2 is an L-type LPF equivalent circuit diagram of an equivalent circuit of the prior art in which an L-type LPF is added to the device equivalent output terminal Te of the device FET. When the power becomes high frequency, a drain-source capacitance component Cds is generated at both terminals (device FET pure output terminal Td) of the drain-source resistance Rds. A connection terminal between the Cds inclusion device and the L-type LPF or the Cds resonance matching circuit 10a according to the present invention when the drain-source capacitance component Cds is included in the device FET is defined as a device equivalent output terminal Te.

L型LPFによる整合を行う前のステップにおいて、デバイスFETを大信号で動作させて、ロードプル測定方法を使って、上記デバイス等価出力端子Teから負荷抵抗Rkの方向に見たインピーダンスを測定すると、負荷抵抗方向TeインピーダンスZkが得られている。   In the step before performing the matching by the L-type LPF, the device FET is operated with a large signal, and the load pull measurement method is used to measure the impedance viewed from the device equivalent output terminal Te toward the load resistance Rk. Resistance direction Te impedance Zk is obtained.

上記のロードプル(Load-Pull)測定法は、トランジスタのような増幅デバイスの入出力に付加する整合インピーダンスを算出する一般的な方法であって、特に、ローノイズトランジスタ、ハイパワートランジスタの高周波においては必須の評価ツールである。   The load-pull measurement method described above is a general method for calculating the matching impedance added to the input / output of an amplifying device such as a transistor. In particular, it is essential for the high frequency of low-noise transistors and high-power transistors. It is an evaluation tool.

電力整合において、負荷抵抗方向TeインピーダンスZkの共役インピーダンス(Zk*)は、デバイス方向TeインピーダンスZdと見なすことができるので、デバイス等価出力端子TeにおけるデバイスFETの出力(以下、デバイス出力電力Poutという)を極めて簡素化された等価回路として表すと、ドレイン・ソース間抵抗Rdsとドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsとに置換されてデバイス出力電力Poutに対して電力整合を行う。   In power matching, the conjugate impedance (Zk *) of the load resistance direction Te impedance Zk can be regarded as the device direction Te impedance Zd. Therefore, the output of the device FET at the device equivalent output terminal Te (hereinafter referred to as device output power Pout). Is represented by an extremely simplified equivalent circuit, and is replaced with a drain-source resistance Rds and a drain-source capacitance component Cds to perform power matching with respect to the device output power Pout.

所望角周波数ωにおいて、デバイスFET純出力端子Tdから負荷抵抗Rkの方向に見たインピーダンスの抵抗値がドレイン・ソース間抵抗Rdsとなり、デバイス方向負荷インピーダンスZdsが、リアクタンス成分0の実効負荷にインピーダンス変換される。   At the desired angular frequency ω, the impedance resistance value seen from the device FET pure output terminal Td in the direction of the load resistance Rk becomes the drain-source resistance Rds, and the device direction load impedance Zds is converted into an effective load having a reactance component 0. Is done.

この実効負荷にL型LPFによって、インピーダンス変換を行うと、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分CdsをL型LPFの一部とし、直列インピーダンス機能インダクタンスL1と並列インピーダンス機能キャパシタンスCpとで実施することができる。   When impedance conversion is performed on this effective load with an L-type LPF, the drain-source capacitance component Cds is made part of the L-type LPF, and can be implemented with the series impedance functional inductance L1 and the parallel impedance functional capacitance Cp.

しかし、広帯域化を得る電力および効率の整合を両立させることは、L型LPFでは困難である。つぎに、この両立が困難であることを定性的に検証し明らかにする。   However, it is difficult for the L-type LPF to achieve both power and efficiency matching to obtain a broad band. Next, we will qualitatively verify and clarify that this compatibility is difficult.

[図3の説明]
図3は、直列インピーダンス機能インダクタンスL1を分割した従来技術のL1分割L型LPF等価回路図である。同図において、図2のL型LPF等価回路図のリアクタンス成分を0とするデバイス方向負荷インピーダンスZdsを算出するために、直列インピーダンス機能インダクタンスL1をL1分割デバイス側インダクタンスLaとL1分割負荷抵抗側インダクタンスLbとに分割している。
[Explanation of FIG. 3]
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a conventional L1-divided L-type LPF obtained by dividing the series impedance functional inductance L1. In the same figure, in order to calculate the device direction load impedance Zds in which the reactance component of the L-type LPF equivalent circuit diagram of FIG. 2 is 0, the series impedance functional inductance L1 is divided into the L1 divided device side inductance La and the L1 divided load resistance side inductance. It is divided into Lb.

ドレイン・ソース間キャパシタンス成分CdsとL1分割デバイス側インダクタンスLaとで形成するL型LPFによって、L型LPF内インダクタンス分割端子Tsにおけるリアクタンス成分0のデバイス方向TeインピーダンスZsを[式1]によって算出する。   The device direction Te impedance Zs of the reactance component 0 at the inductance division terminal Ts in the L-type LPF is calculated by [Equation 1] using the L-type LPF formed by the drain-source capacitance component Cds and the L1 division device-side inductance La.

Figure 2005086366
Figure 2005086366

つぎに、このデバイス方向TeインピーダンスZsを用いてリアクタンス成分0のデバイス方向負荷インピーダンスZdsを[式2]によって算出する。   Next, the device direction load impedance Zds of the reactance component 0 is calculated by [Equation 2] using the device direction Te impedance Zs.

Figure 2005086366
Figure 2005086366

また、L1分割負荷抵抗側インダクタンスLbと並列インピーダンス機能キャパシタンスCpのL型LPFのQを[式3]によって算出する。[式3]によって算出するL型LPFのQをQ1とする。   Further, the Q of the L-type LPF of the L1 divided load resistance side inductance Lb and the parallel impedance functional capacitance Cp is calculated by [Equation 3]. Let Q1 be the Q of the L-type LPF calculated by [Equation 3].

Figure 2005086366
Figure 2005086366

例えば、L型LPFのQがQ1=1において、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsが0[pF]であるときに限り、リアクタンス成分0のデバイス方向負荷インピーダンスZdsの最大値の2Rds[Ω]が得られる。   For example, when the Q of the L-type LPF is Q1 = 1 and the drain-source capacitance component Cds is 0 [pF], the maximum value 2Rds [Ω] of the device direction load impedance Zds of the reactance component 0 is obtained. It is done.

しかし、デバイスFETは、大信号動作においてドレインN+層およびこの層とソース間のPエピ層とで形成される空乏層の容量が大きく変動し、デバイスFETが負荷側に大電流を伝達するときに空乏化が縮退するために、特に高周波になるほど、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsのリアクタンス成分の影響が顕著に現れてくる。   However, in the device FET, the capacitance of the depletion layer formed by the drain N + layer and the P epi layer between this layer and the source greatly fluctuates in large signal operation, and the device FET transmits a large current to the load side. Since depletion is degenerated, the influence of the reactance component of the drain-source capacitance component Cds becomes more prominent as the frequency becomes particularly high.

したがって、L型LPFでは、所望角周波数ωにおいてリアクタンス成分0のデバイス方向負荷インピーダンスZdsを得るために、高周波になるほどL型LPF回路のQのQ1が大きくなり電力の広帯域化の面で不利となる。   Therefore, in the L-type LPF, in order to obtain the device-direction load impedance Zds of the reactance component 0 at the desired angular frequency ω, the Q of the L-type LPF circuit increases as the frequency becomes higher, which is disadvantageous in terms of widening the power. .

つぎに、図3に示す負荷抵抗方向TeインピーダンスZkを[式4]によって算出する。なお、負荷抵抗Rkは、L型LPF負荷接続端子Tkのデバイス方向負荷インピーダンスZdsが、所望角周波数ωにおいて負荷抵抗値Rkとなる純抵抗負荷である。   Next, the load resistance direction Te impedance Zk shown in FIG. 3 is calculated by [Expression 4]. The load resistance Rk is a pure resistance load in which the device-direction load impedance Zds of the L-type LPF load connection terminal Tk becomes the load resistance value Rk at the desired angular frequency ω.

Figure 2005086366
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[図4の説明]
図4は、L型LPFのQ(横軸)とデバイス方向負荷インピーダンスZds、反射係数ガンマの位相角度反射係数ΓkANG、ドレイン・ソース間抵抗Rdsとドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsとに付加するL型LPFの第2高調波および第3高調波のデバイス等価出力端子TeとL型LPF負荷接続端子Tkとの間の減衰量(以下、Te・Tk間減衰量という)および反射係数ガンマのマグニチュード反射係数ΓkMAG(縦軸)との関係を示すL型LPF単独の負荷インピーダンス反射係数特性図である。
[Explanation of FIG. 4]
FIG. 4 shows the L-type added to the Q (horizontal axis) of the L-type LPF, the device-direction load impedance Zds, the phase angle reflection coefficient ΓkANG of the reflection coefficient gamma, the drain-source resistance Rds, and the drain-source capacitance component Cds. Attenuation between the device equivalent output terminal Te of the second harmonic and third harmonic of the LPF and the L-type LPF load connection terminal Tk (hereinafter referred to as attenuation between Te and Tk) and the magnitude reflection coefficient of the reflection coefficient gamma It is a load impedance reflection coefficient characteristic diagram of L-type LPF alone showing a relationship with ΓkMAG (vertical axis).

同図は、L型LPF回路(Network Circuit)のQ(横軸)とデバイス方向負荷インピーダンスZds[Ω](×印記入の細い実線)、反射係数ガンマの位相角度反射係数ΓkANG[deg](太い実線)、Te・Tk間減衰量[dB](×印記入のない細い実線)および反射係数Γkのマグニチュード反射係数ΓkMAG(点線)(縦軸)との関係を示すL型LPF単独の特性図である。   The figure shows the Q (horizontal axis) of the L-type LPF circuit (Network Circuit), the load impedance Zds [Ω] in the device direction (thin solid line with X mark), the phase angle reflection coefficient ΓkANG [deg] of the reflection coefficient gamma (thick) Solid line), Te-Tk attenuation [dB] (x thin solid line without mark) and the reflection coefficient Γk magnitude reflection coefficient ΓkMAG (dotted line) (vertical axis) showing the relationship between L-type LPF alone is there.

同図において、反射係数ガンマ(Load Gamma)は、負荷抵抗方向TeインピーダンスZkの反射係数を表示する場合の符号であり、反射係数ΓkANG負荷抵抗方向TeインピーダンスZkの反射係数の位相角度であり、反射係数ΓkMAGは負荷抵抗方向TeインピーダンスZkの反射係数のマグニチュードを示す。   In the figure, the reflection coefficient gamma (Load Gamma) is a sign for displaying the reflection coefficient of the load resistance direction Te impedance Zk, and is the phase angle of the reflection coefficient of the reflection coefficient ΓkANG load resistance direction Te impedance Zk. The coefficient ΓkMAG indicates the magnitude of the reflection coefficient of the load resistance direction Te impedance Zk.

ここで、デバイス出力電力Poutに、本発明に係るデバイスFET(当社の製品)のデータから抽出したドレイン・ソース間抵抗Rdsとドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsとに付加するL型LPFの第2高調波および第3高調波のTe・Tk間減衰量をL型LPFのQが大きくなる方向に対し演算し、その演算したL型LPF単独の特性結果を図4に示している。   Here, the second harmonic of the L-type LPF added to the device output power Pout to the drain-source resistance Rds and the drain-source capacitance component Cds extracted from the data of the device FET (our product) according to the present invention. FIG. 4 shows the characteristic results of the calculated L-type LPF alone when the attenuation between the Te and Tk of the wave and the third harmonic is calculated in the direction in which the Q of the L-type LPF increases.

なお、図4において、負荷抵抗方向TeインピーダンスZkを、反射係数Γk(@Zo=Zk{Re})に変換して表示している。この反射係数Γk(@Zo=Zk{Re})は、特性インピーダンスZ0を負荷抵抗方向TeインピーダンスZkの所望角周波数ωにおけるリアルパート(実数部)で正規化したときの負荷抵抗方向TeインピーダンスZkの反射係数(特性インピーダンス反射係数)である。   In FIG. 4, the load resistance direction Te impedance Zk is converted into a reflection coefficient Γk (@ Zo = Zk {Re}) and displayed. This reflection coefficient Γk (@ Zo = Zk {Re}) is obtained by normalizing the characteristic impedance Z0 with the real part (real part) at the desired angular frequency ω of the load resistance direction Te impedance Zk. It is a reflection coefficient (characteristic impedance reflection coefficient).

図4の負荷インピーダンス反射係数特性図に示すように、L型LPFのQが大きくなるに従って、高調波の負荷インピーダンス反射係数Γkのマグニチュード反射係数ΓkMAGは1に接近し、負荷インピーダンス反射係数Γkの位相角度反射係数ΓkANGは0[deg]に接近する。   As shown in the load impedance reflection coefficient characteristic diagram of FIG. 4, the magnitude reflection coefficient ΓkMAG of the harmonic load impedance reflection coefficient Γk approaches 1 as the Q of the L-type LPF increases, and the phase of the load impedance reflection coefficient Γk The angle reflection coefficient ΓkANG approaches 0 [deg].

したがって、各高調波の負荷抵抗方向TeインピーダンスZkは、オープンに近い高インピーダンス特性となる。その結果、L型LPFにおいて、第3高調波処理によって高効率化するためには、L型LPFのQを大きくすればよい。   Therefore, the load resistance direction Te impedance Zk of each harmonic has a high impedance characteristic close to open. As a result, in order to increase the efficiency of the L-type LPF by the third harmonic processing, the Q of the L-type LPF may be increased.

[図5の説明]
図5は、所望角周波数ωをパラメータにして、デバイスFETからL型LPFのデバイス等価出力端子Teに出力されるデバイス出力電力Poutとドレイン効率ηdおよび利得(Gain)との関係を示す電力整合アプローチ特性図である。
[Explanation of FIG. 5]
FIG. 5 is a power matching approach showing the relationship between the device output power Pout output from the device FET to the device equivalent output terminal Te of the L-type LPF, the drain efficiency ηd, and the gain (Gain) using the desired angular frequency ω as a parameter. FIG.

同図は、最適整合された状態を選定するために、所望角周波数ωを460[MHz]から10[MHz]ごとに500[MHz]まで変化させて、デバイスFETからデバイス等価出力端子Teに出力されるデバイス出力電力Pout[dBm](横軸)とドレイン効率ηd[%]およびゲイン[dB](縦軸)との関係を示す電力整合アプローチの特性を示している。   In the figure, in order to select an optimally matched state, the desired angular frequency ω is changed from 460 [MHz] to 500 [MHz] every 10 [MHz], and output from the device FET to the device equivalent output terminal Te. The characteristic of the power matching approach showing the relationship between the device output power Pout [dBm] (horizontal axis), the drain efficiency ηd [%] and the gain [dB] (vertical axis) is shown.

[図6の説明]
図6は、デバイスFETからL型LPFのデバイス等価出力端子Teに出力される第3高調波処理したデバイス出力電力Poutとドレイン効率ηdおよびゲインとの関係を示す第3高調波処理アプローチ特性図である。
[Explanation of FIG. 6]
FIG. 6 is a third harmonic processing approach characteristic diagram showing the relationship between the third harmonic processed device output power Pout output from the device FET to the device equivalent output terminal Te of the L-type LPF, the drain efficiency ηd, and the gain. is there.

同図は、所望角周波数ωを460[MHz]から10[MHz]ごとに500[MHz]まで変化させて、デバイスFETからL型LPFのデバイス等価出力端子Teに出力される第3高調波処理したデバイス出力(以下、第3高調波処理デバイス出力という)Pout[dBm](横軸)とドレイン効率ηd[%]およびゲイン[dB](縦軸)との関係を示す第3高調波処理アプローチの特性を示している。   The figure shows a third harmonic process in which the desired angular frequency ω is changed from 460 [MHz] to 500 [MHz] every 10 [MHz] and output from the device FET to the device equivalent output terminal Te of the L-type LPF. Device output (hereinafter referred to as third harmonic processing device output) Pout [dBm] (horizontal axis), drain efficiency ηd [%] and gain [dB] (vertical axis) showing a third harmonic processing approach Shows the characteristics.

[従来技術1]
従来技術1として、特許2513146号公報(特開平7−94974号公報)(特許文献1参照)に、高出力トランジスタ出力端子のインビーダンス整合条件は、基本波に対して整合しているとき、奇数次高調波に対して開放しているとき、偶数次高調波に対して短絡しているときが高効率化に有効であることが記載されている。
[Prior art 1]
As prior art 1, in Japanese Patent No. 2513146 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-94974) (see Patent Document 1), when the impedance matching condition of the high output transistor output terminal is matched to the fundamental wave, It is described that it is effective for increasing the efficiency when open to the odd-order harmonics and when short-circuited to the even-order harmonics.

これら整合条件を両立させる手段として、基本波整合に影響を与えない高調波処理を合理的に施す必要があるが、上記従来技術1ではマイクロストリップラインのような伝送線路を用いて、その波長によるインピーダンス特性を活用し、第2高調波処理と第3高調波処理とを基本波整合に影響を与えず行っている。   As a means for making these matching conditions compatible, it is necessary to rationally perform harmonic processing that does not affect the fundamental wave matching. However, in the prior art 1, a transmission line such as a microstrip line is used, and depending on the wavelength. Utilizing the impedance characteristics, the second harmonic processing and the third harmonic processing are performed without affecting the fundamental wave matching.

[従来技術2]
また、この奇数次高調波の処理と偶数次高調波の処理とは、例えば、第7高調波、第8高調波といった非常に高次な高調波まで処理して高効率化を図る回路が、特開2001−11362号公報(特許文献2参照)に開示されている。
[Prior Art 2]
The odd harmonic processing and even harmonic processing are, for example, circuits that process even higher harmonics such as the seventh harmonic and the eighth harmonic to improve efficiency. It is disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-11362 (refer patent document 2).

[従来技術3]
また、第2高調波処理に焦点を絞って高効率化を図る回路が、特開2001−53510号公報(特許文献3参照)に開示されている。
[Prior Art 3]
Further, a circuit for improving efficiency by focusing on the second harmonic processing is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-53510 (see Patent Document 3).

このように、高調波処理をトランジスタの増幅出力が歪む領域、例えば、B級動作、AB級動作、C級動作というような高調波電力が大きくなる動作領域においてトランジスタ出力端子に施す技術は、F級動作へのアプローチとして従来技術である。   As described above, the technique of applying the harmonic processing to the transistor output terminal in the region where the amplified output of the transistor is distorted, for example, in the operation region where the harmonic power is large, such as class B operation, class AB operation, class C operation, is F It is a prior art as an approach to class operation.

デバイスFETのように、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsが大きい場合、周波数が高くなるに従って、そのリアクタンス成分は顕著に現れてくるために、L型LPFによる所望周波数の整合は高周波になるほど、トランジスタのインピーダンスが低くなって、トランジスタ出力と負荷とのインピーダンス変換比ZdS/Rdsが増大し電力の広帯域化は得難くなる。   When the drain-source capacitance component Cds is large as in the device FET, the reactance component becomes conspicuous as the frequency increases. Therefore, the matching of the desired frequency by the L-type LPF increases as the frequency increases. The impedance is lowered, the impedance conversion ratio ZdS / Rds between the transistor output and the load is increased, and it is difficult to obtain a wide band of power.

特許文献は下記のとおりである。
特開平7−94974号公報 特開2001−11362号公報 特開2001−53510号公報
The patent documents are as follows.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-94974 JP 2001-11362 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-53510

前述した図4の負荷インピーダンス反射係数特性図で説明したL型LPFのQを大きく選定するだけでは、電力整合の広帯域化を図ることはできない。これを裏付けるために、電力整合アプローチおよび第3高調波処理アプローチについて、非線形デバイスFETのモデルを用いて検証をした。非線形シミュレーションソフトによって、L型LPFの整合を試みた演算結果は、図5の電力整合アプローチ特性図および図6の第3高調波処理アプローチ特性図に示すとおりとなる。   By simply selecting a large Q of the L-type LPF described in the load impedance reflection coefficient characteristic diagram of FIG. 4 described above, it is not possible to achieve a wide band of power matching. To support this, the power matching approach and the third harmonic processing approach were verified using a model of a nonlinear device FET. The calculation results of matching the L-type LPF using the nonlinear simulation software are as shown in the power matching approach characteristic diagram of FIG. 5 and the third harmonic processing approach characteristic diagram of FIG.

前述した図5の電力整合アプローチ特性図および図6の第3高調波処理アプローチ特性図に示すデバイス出力電力Poutは、L型LPF負荷接続端子Tkに出力されるL型LPFの出力電力であって、負荷抵抗Rkは一定である。   The device output power Pout shown in the power matching approach characteristic diagram of FIG. 5 and the third harmonic processing approach characteristic diagram of FIG. 6 is the output power of the L-type LPF output to the L-type LPF load connection terminal Tk. The load resistance Rk is constant.

L型LPFは、中心周波数480[MHz]において、48[dBm]の出力を得るために最適整合された状態である。図5の電力整合アプローチでは、デバイス出力電力Poutが48[dBm]のときに、既に5[%]の効率偏差が生じている。   The L-type LPF is in an optimally matched state in order to obtain an output of 48 [dBm] at a center frequency of 480 [MHz]. In the power matching approach of FIG. 5, when the device output power Pout is 48 [dBm], an efficiency deviation of 5 [%] has already occurred.

さらに、図6の第3高調波処理アプローチになると、効率偏差が12[%]に劣化し、利得偏差に至っては3[dB]となり、効率を優先すると、電力の帯域特性が劣化し、効率の帯域特性もこの作用に影響されて劣化する。このように、従来のL型LPFでは、電力整合と高効率との両者を同時に広帯域化することができない。   Furthermore, in the third harmonic processing approach of FIG. 6, the efficiency deviation deteriorates to 12 [%], and the gain deviation reaches 3 [dB]. If priority is given to efficiency, the power band characteristics deteriorate, and the efficiency The band characteristics are also affected by this action and deteriorate. Thus, in the conventional L-type LPF, both power matching and high efficiency cannot be widened simultaneously.

本発明は、所望角周波数帯域の電力整合に影響を与えない第3高調波処理による高効率整合と、且つ所望角周波数帯域でL型LPFよりも広帯域な電力整合とが得られるCds共振・第3高調波共振結合回路をデバイスFETのデバイス等価出力端子Teに付加して、従来技術以上の電力整合と効率の広帯域化とを得る高周波回路を提供することを目的とする。   The present invention provides a high-efficiency matching by third harmonic processing that does not affect the power matching in the desired angular frequency band and a power matching that is wider than the L-type LPF in the desired angular frequency band. An object of the present invention is to provide a high-frequency circuit in which a third harmonic resonance coupling circuit is added to a device equivalent output terminal Te of a device FET to obtain power matching and broadband efficiency higher than those of the prior art.

[課題を解決するための手段の共通の手段]
前述した従来技術のインピーダンス変換比ZdS/Rdsが増大し電力の広帯域化が得難くなる課題に対して、本発明では、デバイスFETのようなドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsが大きいトランジスタに対して、高周波になるほどインピーダンスが小さくなる状態を回避する手段が取り入れられている。この回避手段として、Cds共振整合回路形成インダクタンスLpとDCブロッキングキャパシタンスCp1とから成る共振整合リアクタンス成分Xds1が使用される。
[Common means of means for solving problems]
In contrast to the above-described problem that the impedance conversion ratio Zds / Rds of the prior art increases and it is difficult to obtain a wide band of power, in the present invention, for a transistor having a large drain-source capacitance component Cds, such as a device FET, A means for avoiding a state where the impedance becomes smaller as the frequency becomes higher is adopted. As a means for avoiding this, a resonance matching reactance component Xds1 including a Cds resonance matching circuit forming inductance Lp and a DC blocking capacitance Cp1 is used.

他方、本発明は、所望角周波数ωにおけるドレイン・ソース間キャパシタンス成分CdsによってCdsリアクタンス成分Xdsが発生する。このCdsリアクタンス成分Xdsをキャンセルするための誘導リアクタンス成分として、上記共振整合リアクタンス成分Xds1を作用させる。共振整合リアクタンス成分Xds1とCdsリアクタンス成分Xdsとを共振させて、次段に接続される第3高調波並列共振回路10bのLp方向TrインピーダンスZnを高め増大させている。   On the other hand, in the present invention, the Cds reactance component Xds is generated by the drain-source capacitance component Cds at the desired angular frequency ω. The resonance matching reactance component Xds1 is applied as an inductive reactance component for canceling the Cds reactance component Xds. The resonance matching reactance component Xds1 and the Cds reactance component Xds are resonated to increase and increase the Lp direction Tr impedance Zn of the third harmonic parallel resonance circuit 10b connected to the next stage.

このように、図2の従来のL型LPFのみの整合よりも、広帯域化を図るために、本発明は、Cds共振整合回路形成インダクタンスLpとDCブロッキングキャパシタンスCp1とから成る図7に示すようなCds共振整合回路10aを設けている。   Thus, in order to achieve a wider band than the conventional L-type LPF matching of FIG. 2, the present invention has a Cds resonance matching circuit forming inductance Lp and a DC blocking capacitance Cp1 as shown in FIG. A Cds resonance matching circuit 10a is provided.

このCds共振整合回路10aによって、第3高調波並列共振回路10bのインビーダンス変換比を改善している。このインピーダンス変換比ZdS/Rdsが改善されていることによって、電力の広帯域化を図るとともに、第3高調波並列共振回路10bの第3高調波に対する調整も容易に微調整することができ、また効率の広帯域化も得やすい。このインピーダンス変換比ZdS/Rdsの改善については、第3高調波並列共振回路10bのQの式8を参照して定性的に説明する。   The impedance conversion ratio of the third harmonic parallel resonance circuit 10b is improved by the Cds resonance matching circuit 10a. By improving the impedance conversion ratio ZdS / Rds, it is possible to broaden the power band and to easily adjust the third harmonic of the third harmonic parallel resonance circuit 10b, and to improve the efficiency. It is easy to obtain a wider bandwidth. The improvement of the impedance conversion ratio ZdS / Rds will be qualitatively described with reference to Q equation 8 of the third harmonic parallel resonant circuit 10b.

共振回路のQが一定で、インピーダンス変換比Zds/Rdsが大きくなったときに、インピーダンス変換比Zds/Rdsが改善されたと判断する。例えば、実施例の一方の並列共振回路AのQがQ=2であってインピーダンス変換比Zds/Rdsが2であり、他方の並列共振回路BのQが並列共振回路Aと同じQ=2であって、他方の並列共振回路Bのインピーダンス変換比Zds/Rdsが4になったときは、他方の並列共振回路Bのインピーダンス変換比Zds/Rdsが改善されたことになり、広帯域化を実現することができる。   When the Q of the resonance circuit is constant and the impedance conversion ratio Zds / Rds increases, it is determined that the impedance conversion ratio Zds / Rds has been improved. For example, the Q of one parallel resonant circuit A in the embodiment is Q = 2, the impedance conversion ratio Zds / Rds is 2, and the Q of the other parallel resonant circuit B is Q = 2, which is the same as the parallel resonant circuit A. When the impedance conversion ratio Zds / Rds of the other parallel resonance circuit B becomes 4, the impedance conversion ratio Zds / Rds of the other parallel resonance circuit B is improved, and a wide band is realized. be able to.

[図1の説明]
図1は、デバイス等価出力端子TeとグランドGとの間に、Cds共振整合回路10aを接続し、回路10a・回路10b接続端子Trと高調波回路10b・ネットワーク結合端子Tnとの間に第3高調波並列共振回路10bを接続し、高調波回路10b・ネットワーク結合端子TnとグランドGとの間に、第3高調波共振回路内キャパシタンスCp2を接続した本発明の機能要旨説明図である。
[Explanation of FIG. 1]
In FIG. 1, a Cds resonance matching circuit 10a is connected between the device equivalent output terminal Te and the ground G, and a third circuit is connected between the circuit 10a / circuit 10b connection terminal Tr and the harmonic circuit 10b / network coupling terminal Tn. It is a functional summary explanatory diagram of the present invention in which a harmonic parallel resonant circuit 10b is connected and a third harmonic resonant circuit capacitance Cp2 is connected between the harmonic circuit 10b / network coupling terminal Tn and the ground G.

なお、後述する図7または図8の等価回路図では、バイアスネットワークBnを省略しているので、高調波回路10b・ネットワーク結合端子Tnは第3高調波共振回路負荷接続端子Tcとなっている。   In the equivalent circuit diagram of FIG. 7 or FIG. 8 to be described later, since the bias network Bn is omitted, the harmonic circuit 10b and the network coupling terminal Tn are the third harmonic resonance circuit load connection terminal Tc.

本発明は、図1に示すように、デバイス等価出力端子TeとグランドGとの間に、Cds共振整合回路形成インダクタンスLpとDCブロッキングキャパシタンスCp1とで形成するCds共振整合回路10aを接続して、このデバイス等価出力端子Teと高調波回路10b・ネットワーク結合端子Tnとの間に、直列インピーダンス機能インダクタンスL1とL1並列接続キャパシタンスCsとで形成する第3高調波並列共振回路10bを接続し、高調波回路10b・ネットワーク結合端子TnとグランドGとの間に、第3高調波共振回路内キャパシタンスCp2を接続する。   In the present invention, as shown in FIG. 1, a Cds resonance matching circuit 10a formed by a Cds resonance matching circuit forming inductance Lp and a DC blocking capacitance Cp1 is connected between a device equivalent output terminal Te and a ground G, A third harmonic parallel resonant circuit 10b formed by a series impedance functional inductance L1 and an L1 parallel connection capacitance Cs is connected between the device equivalent output terminal Te and the harmonic circuit 10b / network coupling terminal Tn. A third harmonic resonance circuit capacitance Cp2 is connected between the circuit 10b / network coupling terminal Tn and the ground G.

上記のバイアスネットワークBNとは、デバイスFETに直流電流DCを供給するための回路であって、DC電流は高周波電力が伝達される負荷側には通電しないでデバイス側のみに通電し、またDC電流が通過する経路には高周波電流が漏洩しない回路をいう。   The bias network BN is a circuit for supplying a direct current DC to the device FET, and the DC current is not supplied to the load side to which the high frequency power is transmitted, but is supplied only to the device side. A circuit through which high-frequency current does not leak in the path through which the

上記の構成によって、所望角周波数帯域の電力整合に影響を与えない第3高調波処理による高効率整合と従来のL型LPFによる整合よりも電力の広帯域化を図る電力整合とを両立することのできるCds共振・第3高調波共振結合回路を、デバイスFETのデバイス等価出力端子Teに付加することによって、L型LPFによる従来技術以上の電力整合と高効率の広帯域化とを得ることが可能となる。   With the above configuration, it is possible to achieve both high-efficiency matching by third harmonic processing that does not affect power matching in a desired angular frequency band and power matching that achieves a wider band of power than matching by a conventional L-type LPF. By adding a Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit that can be generated to the device equivalent output terminal Te of the device FET, it is possible to obtain power matching and high-efficiency broadband that are higher than those of the prior art using an L-type LPF. Become.

[課題を解決するための手段の具体的手段(実施の形態)]
以下に、上記の検討結果をまとめて、上記課題を解決するための手段を変形、拡張した具体例を、図面(主として、図7)および図面の符号を参照して、請求項形式で実施態様として記載する。
[Specific Means for Solving the Problems (Embodiment)]
In the following, a concrete example in which the above-described examination results are summarized and the means for solving the above-described problems are modified and expanded, with reference to the drawings (mainly, FIG. 7) and the reference numerals of the drawings, embodiments in the form of claims. As described.

実施の形態1(A)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと共振作用を生じさせるCds共振整合回路10aを接続した高周波電力増幅回路である。   The first embodiment (A) is a high frequency power amplification in which a device equivalent output terminal Te of a high output field effect transistor (device FET) is connected to a Cds resonance matching circuit 10a that produces a resonance action with a drain-source capacitance component Cds. Circuit.

実施の形態1(B)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと共振作用を生じさせるCds共振整合回路10aを接続して、
所望角周波数ωにおけるドレイン・ソース間キャパシタンス成分CdsのCdsリアクタンス成分Xdsをキャンセルする高周波電力増幅回路の広帯域化方法である。
In the first embodiment (B), a Cds resonance matching circuit 10a that causes a resonance action with a drain-source capacitance component Cds is connected to a device equivalent output terminal Te of a high-power field effect transistor (device FET), and
This is a method of widening a high-frequency power amplifier circuit that cancels the Cds reactance component Xds of the drain-source capacitance component Cds at the desired angular frequency ω.

実施の形態2(A)は、高出力電界効果トランジスタFETのデバイス等価出力端子Teに、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと所望角周波数ωで共振作用を生じさせるCds共振整合回路10aに、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分CdsのCdsリアクタンス成分Xdsと共役となるXds共役リアクタンスXds1を生じさせて、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)に大信号が入力された状態のときに共振作用を生じさせ、リアクタンス成分Xdsをキャンセルする高周波電力増幅回路である。   In the second embodiment (A), the drain equivalent of the drain-source capacitance component Cds and the Cs resonance matching circuit 10a that produces a resonance action at the desired angular frequency ω at the device equivalent output terminal Te of the high output field effect transistor FET An Xds conjugate reactance Xds1 that is conjugate with the Cds reactance component Xds of the inter-source capacitance component Cds is generated, and a resonance action is generated when a large signal is input to the high-power field effect transistor (device FET). This is a high-frequency power amplifier circuit that cancels the component Xds.

実施の形態2(B)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと共振作用を生じさせるCds共振整合回路10aを接続して、
高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)に大信号が入力された状態のときに共振作用を生じさせ、リアクタンス成分Xdsをキャンセルする高周波電力増幅回路の広帯域化方法である。
In the second embodiment (B), a Cds resonance matching circuit 10a that causes a resonance effect with a drain-source capacitance component Cds is connected to a device equivalent output terminal Te of a high-power field effect transistor (device FET).
This is a method for widening a high-frequency power amplifier circuit that causes a resonance action when a large signal is input to a high-power field effect transistor (device FET) and cancels a reactance component Xds.

実施の形態3(A)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、所望角周波数ωにおけるドレイン・ソース間キャパシタンス成分CdsのCdsリアクタンス成分Xdsをキャンセルする共振整合リアクタンス成分(Xds共役リアクタンス)Xds1を接続した高周波電力増幅回路である。    In the third embodiment (A), a resonant matching reactance component that cancels the Cds reactance component Xds of the drain-source capacitance component Cds at the desired angular frequency ω at the device equivalent output terminal Te of the high-power field effect transistor (device FET). (Xds conjugate reactance) A high frequency power amplifier circuit to which Xds1 is connected.

実施の形態3(B)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、所望角周波数ωにおけるドレイン・ソース間キャパシタンス成分CdsのCdsリアクタンス成分Xdsをキャンセルする共振整合リアクタンス成分(Xds共役リアクタンス)Xds1を接続して所望角周波数ωにおけるCdsリアクタンス成分Xdsをキャンセルする高周波電力増幅回路の広帯域化方法である。   In the third embodiment (B), a resonant matching reactance component that cancels the Cds reactance component Xds of the drain-source capacitance component Cds at the desired angular frequency ω at the device equivalent output terminal Te of the high-power field effect transistor (device FET). (Xds conjugate reactance) This is a method for widening a high-frequency power amplifier circuit in which Xds1 is connected to cancel a Cds reactance component Xds at a desired angular frequency ω.

実施の形態4(A)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと共振作用を生じさせるCds共振整合回路形成インダクタンスLpにCds共振整合回路形成インダクタンスLpとMOSFETに印加されるDC電流を流さないように遮蔽するためのDCブロッキングキャパシタンスCp1とで形成するCds共振整合回路10aを接続した高周波電力増幅回路である。    In the fourth embodiment (A), Cds resonance matching is performed on a Cds resonance matching circuit forming inductance Lp that causes a resonance action with a drain-source capacitance component Cds at a device equivalent output terminal Te of a high output field effect transistor (device FET). This is a high frequency power amplifier circuit in which a Cds resonance matching circuit 10a formed by a circuit forming inductance Lp and a DC blocking capacitance Cp1 for shielding the DC current applied to the MOSFET from flowing is connected.

実施の形態4(B)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと共振作用を生じさせるCds共振整合回路形成インダクタンスLpにCds共振整合回路形成インダクタンスLpとMOSFETに印加されるDC電流を流さないように遮蔽するためのDCブロッキングキャパシタンスCp1とで形成するCds共振整合回路10aを接続して、所望角周波数ωにおけるドレイン・ソース間キャパシタンス成分CdsのCdsリアクタンス成分Xdsをキャンセルする高周波電力増幅回路の広帯域化方法である。   In the fourth embodiment (B), Cds resonance matching is performed on a Cds resonance matching circuit forming inductance Lp that causes a resonance action with a drain-source capacitance component Cds at a device equivalent output terminal Te of a high output field effect transistor (device FET). A drain-source capacitance component at a desired angular frequency ω is connected by connecting a Cds resonance matching circuit 10a formed by a circuit forming inductance Lp and a DC blocking capacitance Cp1 for shielding the DC current applied to the MOSFET from flowing. This is a method of widening a high-frequency power amplifier circuit that cancels the Cds reactance component Xds of Cds.

実施の形態5(A)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと共振作用を生じさせるCds共振整合回路形成インダクタンスLpにCds共振整合回路形成インダクタンスLpとデバイスFETに印加されるDC電流を流さないように遮蔽するためのDCブロッキングキャパシタンスCp1とで形成して、所望角周波数ωにおけるドレイン・ソース間キャパシタンス成分CdsのCdsリアクタンス成分XdsをキャンセルするCds共振整合回路10aを接続した高周波電力増幅回路である。   In the fifth embodiment (A), Cds resonance matching is performed on a Cds resonance matching circuit forming inductance Lp that causes resonance between the drain-source capacitance component Cds and the device equivalent output terminal Te of the high output field effect transistor (device FET). A Cds reactance component Xds of a drain-source capacitance component Cds at a desired angular frequency ω is formed by a circuit forming inductance Lp and a DC blocking capacitance Cp1 for shielding the DC current applied to the device FET from flowing. This is a high frequency power amplifier circuit to which a Cds resonance matching circuit 10a to be canceled is connected.

実施の形態5(B)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと共振作用を生じさせるCds共振整合回路形成インダクタンスLpにCds共振整合回路形成インダクタンスLpとデバイスFETに印加されるDC電流を流さないように遮蔽するためのDCブロッキングキャパシタンスCp1とで形成するCds共振整合回路10aを接続して、所望角周波数ωにおけるドレイン・ソース間キャパシタンス成分CdsのCdsリアクタンス成分Xdsをキャンセルする高周波電力増幅回路の広帯域化方法である。   In the fifth embodiment (B), Cds resonance matching is performed on a Cds resonance matching circuit forming inductance Lp that causes a resonance action with a drain-source capacitance component Cds at a device equivalent output terminal Te of a high output field effect transistor (device FET). A drain-source capacitance at a desired angular frequency ω is connected by connecting a Cds resonance matching circuit 10a formed by a circuit forming inductance Lp and a DC blocking capacitance Cp1 for shielding the DC current applied to the device FET from flowing. This is a method of widening a high-frequency power amplifier circuit that cancels the Cds reactance component Xds of the component Cds.

実施の形態6(A)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teと負荷抵抗Rkとの間に、直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスL1と直列インピーダンス機能インダクタンスL1に並列接続されたL1並列接続キャパシタンスCsと並列インピーダンスとして機能する第3高調波共振回路内キャパシタンスCp2とで形成する第3高調波共振回路10bを接続した高周波電力増幅回路である。   In the sixth embodiment (A), a series impedance functional inductance L1 functioning as a series impedance and a series impedance functional inductance L1 are provided between the device equivalent output terminal Te of the high output field effect transistor (device FET) and the load resistance Rk. This is a high-frequency power amplifier circuit in which a third harmonic resonance circuit 10b formed by an L1 parallel connection capacitance Cs connected in parallel and a third harmonic resonance circuit capacitance Cp2 functioning as a parallel impedance is connected.

実施の形態6(B)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teと負荷抵抗Rkとの間に、直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスL1と直列インピーダンス機能インダクタンスL1に並列接続されたL1並列接続キャパシタンスCsと並列インピーダンスとして機能する第3高調波共振回路内キャパシタンスCp2とで形成する第3高調波共振回路10bを接続して、
共振周波数を変化させて位相角を調整し大信号状態のデバイスFETに対して第3高調波処理をする高周波電力増幅回路の広帯域化方法である。
In the sixth embodiment (B), a series impedance functional inductance L1 functioning as a series impedance and a series impedance functional inductance L1 are provided between the device equivalent output terminal Te of the high output field effect transistor (device FET) and the load resistance Rk. A third harmonic resonance circuit 10b formed by the L1 parallel connection capacitance Cs connected in parallel and the third harmonic resonance circuit internal capacitance Cp2 functioning as a parallel impedance is connected.
This is a method of widening a high-frequency power amplifier circuit that performs third harmonic processing on a device FET in a large signal state by adjusting the phase angle by changing the resonance frequency.

なお、この実施の形態6(A)および実施の形態6(B)は、デバイスFETの特性、所望角周波数帯域などによって、所望角周波数ωにおけるドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsが小さくて、Cdsリアクタンス成分XdsをキャンセルするCds共振整合回路10aを必要としないような場合に適用することができる。   In the sixth embodiment (A) and the sixth embodiment (B), the drain-source capacitance component Cds at the desired angular frequency ω is small due to the characteristics of the device FET, the desired angular frequency band, etc. The present invention can be applied to a case where the Cds resonance matching circuit 10a that cancels the component Xds is not required.

実施の形態7(A)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと所望角周波数ωで共振作用を生じさせるCds共振整合回路10aを接続するとともに、
このCds共振整合回路10aと負荷抵抗Rkとの間に、直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスL1と直列インピーダンス機能インダクタンスL1に並列接続されたL1並列接続キャパシタンスCsと並列インピーダンスとして機能する第3高調波共振回路内キャパシタンスCp2とで形成する第3高調波共振回路10bを接続した高周波電力増幅回路である。
In the seventh embodiment (A), a Cds resonance matching circuit 10a that causes a resonance action at a desired angular frequency ω and a drain-source capacitance component Cds at a device equivalent output terminal Te of a high output field effect transistor (device FET) is provided. Connect and
Between the Cds resonance matching circuit 10a and the load resistor Rk, a series impedance functional inductance L1 that functions as a series impedance, an L1 parallel connection capacitance Cs that is connected in parallel to the series impedance function inductance L1, and a third harmonic that functions as a parallel impedance. This is a high frequency power amplifier circuit in which a third harmonic resonance circuit 10b formed by a capacitance Cp2 in the wave resonance circuit is connected.

実施の形態7(B)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと所望角周波数ωで共振作用を生じさせるCds共振整合回路10aを接続するとともに、
このCds共振整合回路10aと負荷抵抗Rkとの間に、直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスL1と直列インピーダンス機能インダクタンスL1に並列接続されたL1並列接続キャパシタンスCsと並列インピーダンスとして機能する第3高調波共振回路内キャパシタンスCp2とで形成する第3高調波共振回路10bを接続して、
共振周波数を変化させて位相角を調整し大信号状態のデバイスFETに対して第3高調波処理をする高周波電力増幅回路の広帯域化方法である。
In the seventh embodiment (B), a Cds resonance matching circuit 10a that causes a resonance action at a desired angular frequency ω and a drain-source capacitance component Cds at a device equivalent output terminal Te of a high output field effect transistor (device FET) is provided. Connect and
Between the Cds resonance matching circuit 10a and the load resistor Rk, a series impedance functional inductance L1 that functions as a series impedance, an L1 parallel connection capacitance Cs that is connected in parallel to the series impedance function inductance L1, and a third harmonic that functions as a parallel impedance. The third harmonic resonance circuit 10b formed by the capacitance Cp2 in the wave resonance circuit,
This is a method of widening a high-frequency power amplifier circuit that performs third harmonic processing on a device FET in a large signal state by adjusting the phase angle by changing the resonance frequency.

実施の形態8(A)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと所望角周波数ωで共振作用を生じさせるCds共振整合回路形成インダクタンスLpにCds共振整合回路形成インダクタンスLpとデバイスFETに印加されるDC電流を流さないように遮蔽するためのDCブロッキングキャパシタンスCp1とで形成するCds共振整合回路10aを接続するとともに、
このCds共振整合回路10aと負荷抵抗Rkとの間に、直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスL1と直列インピーダンス機能インダクタンスL1に並列にL1並列接続キャパシタンスCsと並列インピーダンスとして機能する第3高調波共振回路内キャパシタンスCp2とで形成して、共振周波数を変化させて位相角を調整する第3高調波共振回路10bを接続した第3高調波処理する高周波電力増幅回路である。
In the eighth embodiment (A), a Cds resonance matching circuit forming inductance that causes a resonance effect at a device equivalent output terminal Te of a high output field effect transistor (device FET) at a drain-source capacitance component Cds and a desired angular frequency ω. A Cds resonance matching circuit 10a formed by a Cds resonance matching circuit forming inductance Lp and a DC blocking capacitance Cp1 for shielding so as not to flow a DC current applied to the device FET is connected to Lp, and
Between the Cds resonance matching circuit 10a and the load resistor Rk, a series impedance functional inductance L1 that functions as a series impedance and a third harmonic resonance that functions as a parallel impedance L1 in parallel with the series impedance functional inductance L1 and a parallel impedance Cs. This is a high-frequency power amplifier circuit that is formed by an in-circuit capacitance Cp2 and performs a third harmonic process connected to a third harmonic resonance circuit 10b that adjusts the phase angle by changing the resonance frequency.

実施の形態8(B)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと所望角周波数ωで共振作用を生じさせるCds共振整合回路形成インダクタンスLpにCds共振整合回路形成インダクタンスLpとデバイスFETに印加されるDC電流を流さないように遮蔽するためのDCブロッキングキャパシタンスCp1とで形成するCds共振整合回路10aを接続するとともに、
このCds共振整合回路10aと負荷抵抗Rkとの間に、直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスL1と直列インピーダンス機能インダクタンスL1に並列にL1並列接続キャパシタンスCsと並列インピーダンスとして機能する第3高調波共振回路内キャパシタンスCp2とを含む第3高調波並列共振回路10bを接続して、
共振周波数を変化させて位相角を調整して第3高調波処理する高周波電力増幅回路の広帯域化方法である。
In the eighth embodiment (B), a Cds resonance matching circuit forming inductance that causes resonance at the device equivalent output terminal Te of the high output field effect transistor (device FET) at the drain-source capacitance component Cds and the desired angular frequency ω. A Cds resonance matching circuit 10a formed by a Cds resonance matching circuit forming inductance Lp and a DC blocking capacitance Cp1 for shielding so as not to flow a DC current applied to the device FET is connected to Lp, and
Between the Cds resonance matching circuit 10a and the load resistor Rk, a series impedance functional inductance L1 that functions as a series impedance and a third harmonic resonance that functions as a parallel impedance L1 in parallel with the series impedance functional inductance L1 and a parallel impedance Cs. A third harmonic parallel resonant circuit 10b including an in-circuit capacitance Cp2 is connected;
This is a method of widening a high-frequency power amplifier circuit that performs third harmonic processing by adjusting the phase angle by changing the resonance frequency.

実施の形態9(A)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと所望角周波数ωで共振作用を生じさせるCds共振整合回路10aを接続するとともに、
このCds共振整合回路10aと負荷抵抗Rkとの間に、直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスL1と直列インピーダンス機能インダクタンスL1に並列接続されたL1並列接続キャパシタンスCsと並列インピーダンスとして機能する第3高調波共振回路内キャパシタンスCp2とで形成して、デバイスFETの出力に含まれる第3高調波に対して、デバイスFETから見て非常に高いインピーダンスを生じさせる第3高調波共振回路10bを接続した高周波電力増幅回路である。
In the ninth embodiment (A), a Cds resonance matching circuit 10a that causes a resonance action at a desired angular frequency ω and a drain-source capacitance component Cds at a device equivalent output terminal Te of a high output field effect transistor (device FET) is provided. Connect and
Between the Cds resonance matching circuit 10a and the load resistor Rk, a series impedance functional inductance L1 that functions as a series impedance, an L1 parallel connection capacitance Cs that is connected in parallel to the series impedance function inductance L1, and a third harmonic that functions as a parallel impedance. A high frequency formed by a capacitance Cp2 in the wave resonance circuit and connected to a third harmonic resonance circuit 10b that generates a very high impedance when viewed from the device FET with respect to the third harmonic contained in the output of the device FET. This is a power amplifier circuit.

実施の形態9(B)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと所望角周波数ωで共振作用を生じさせるCds共振整合回路10aを接続するとともに、
このCds共振整合回路10aと負荷抵抗Rkとの間に、直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスL1と直列インピーダンス機能インダクタンスL1に並列接続されたL1並列接続キャパシタンスCsと並列インピーダンスとして機能する第3高調波共振回路内キャパシタンスCp2とで形成する第3高調波共振回路10bを接続して、
デバイスFETの出力に含まれる第3高調波に対して、デバイスFETから見て非常に高いインピーダンスを生じさせて、共振周波数を変化させて位相角を調整し、大信号状態のデバイスFETに対して第3高調波処理によるF級動作をさせる高周波電力増幅回路の広帯域化方法である。
In the ninth embodiment (B), a Cds resonance matching circuit 10a that generates a resonance action at a desired angular frequency ω and a drain-source capacitance component Cds at a device equivalent output terminal Te of a high output field effect transistor (device FET) is provided. Connect and
Between the Cds resonance matching circuit 10a and the load resistor Rk, a series impedance functional inductance L1 that functions as a series impedance, an L1 parallel connection capacitance Cs that is connected in parallel to the series impedance function inductance L1, and a third harmonic that functions as a parallel impedance. The third harmonic resonance circuit 10b formed by the capacitance Cp2 in the wave resonance circuit,
For the third harmonic contained in the output of the device FET, an extremely high impedance is generated when viewed from the device FET, and the phase angle is adjusted by changing the resonance frequency. This is a method of widening a high-frequency power amplifier circuit that performs class F operation by third harmonic processing.

実施の形態10(A)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと所望角周波数ωで共振作用を生じさせてドレイン・ソース間キャパシタンス成分CdsのCdsリアクタンス成分XdsをキャンセルするCds共振整合回路形成インダクタンスLpにCds共振整合回路形成インダクタンスLpとデバイスFETに印加されるDC電流を流さないように遮蔽するためのDCブロッキングキャパシタンスCp1とで形成するCds共振整合回路10aを接続するとともに、
このCds共振整合回路10aと負荷抵抗Rkとの間に、第3高調波における直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスL1と直列インピーダンス機能インダクタンスL1に並列接続されたL1並列接続キャパシタンスCsと並列インピーダンスとして機能する第3高調波共振回路内キャパシタンスCp2とで形成して、所望角周波数ωにおけるL1並列接続キャパシタンスCsと直列インピーダンス機能インダクタンスL1とのリアクタンス成分(誘導性リアクタンス成分)の大きさを変えずに、所望角周波数ωの負荷抵抗方向TeインピーダンスZkを一定としながら、直列インピーダンス機能インダクタンスL1とL1並列接続キャパシタンスCsとの共振周波数を変化させることによって第3高調波の調整を可能として、所望角周波数ωと第3高調波との整合を独立して制御する第3高調波並列共振回路10bを接続した高周波電力増幅回路である。
In the tenth embodiment (A), a drain-source capacitance is generated at the device equivalent output terminal Te of the high-power field effect transistor (device FET) with a drain-source capacitance component Cds and a desired angular frequency ω. The Cds resonance matching circuit forming inductance Lp for canceling the Cds reactance component Xds of the component Cds is formed by a Cds resonance matching circuit forming inductance Lp and a DC blocking capacitance Cp1 for shielding the DC current applied to the device FET from flowing. And connecting the Cds resonance matching circuit 10a
Between the Cds resonance matching circuit 10a and the load resistor Rk, a series impedance functional inductance L1 that functions as a series impedance in the third harmonic, and an L1 parallel connection capacitance Cs that is connected in parallel to the series impedance functional inductance L1 and a parallel impedance. It is formed with a functioning third harmonic resonance circuit capacitance Cp2 without changing the magnitude of the reactance component (inductive reactance component) between the L1 parallel connection capacitance Cs and the series impedance functional inductance L1 at the desired angular frequency ω. By changing the resonance frequency of the series impedance functional inductance L1 and the L1 parallel connection capacitance Cs while keeping the load resistance direction Te impedance Zk of the desired angular frequency ω constant, This is a high-frequency power amplifier circuit to which a third harmonic parallel resonant circuit 10b that enables adjustment and independently controls matching between the desired angular frequency ω and the third harmonic is connected.

実施の形態10(B)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと所望角周波数ωで共振作用を生じさせるCds共振整合回路形成インダクタンスLpにCds共振整合回路形成インダクタンスLpとデバイスFETに印加されるDC電流を流さないように遮蔽するためのDCブロッキングキャパシタンスCp1とで形成するCds共振整合回路10aを接続するとともに、
このCds共振整合回路10aと負荷抵抗Rkとの間に、第3高調波における直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスL1と直列インピーダンス機能インダクタンスL1に並列接続されたL1並列接続キャパシタンスCsと並列インピーダンスとして機能する第3高調波共振回路内キャパシタンスCp2とで形成する第3高調波共振回路10bを接続して、
ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと所望角周波数ωで共振作用を生じさせてドレイン・ソース間キャパシタンス成分CdsのCdsリアクタンス成分Xdsをキャンセルするとともに、
所望角周波数ωにおける第3高調波並列共振回路10bのL1並列接続キャパシタンスCsと直列インピーダンス機能インダクタンスL1とのリアクタンス成分(誘導性リアクタンス成分)の大きさを変えずに、所望角周波数ωの負荷抵抗方向TeインピーダンスZkを一定としながら、直列インピーダンス機能インダクタンスL1とL1並列接続キャパシタンスCsとの共振周波数を変化させることによって第3高調波の調整を可能として、所望角周波数ωと第3高調波との整合を独立して制御する高周波電力増幅回路の広帯域化方法である。
In the tenth embodiment (B), a Cds resonance matching circuit forming inductance that causes a resonance effect at the device equivalent output terminal Te of the high output field effect transistor (device FET) at the drain-source capacitance component Cds and the desired angular frequency ω. A Cds resonance matching circuit 10a formed by a Cds resonance matching circuit forming inductance Lp and a DC blocking capacitance Cp1 for shielding so as not to flow a DC current applied to the device FET is connected to Lp, and
Between the Cds resonance matching circuit 10a and the load resistor Rk, a series impedance functional inductance L1 that functions as a series impedance in the third harmonic, and an L1 parallel connection capacitance Cs that is connected in parallel to the series impedance functional inductance L1 and a parallel impedance. The third harmonic resonance circuit 10b formed by the functioning capacitance Cp2 in the third harmonic resonance circuit is connected,
Resonance is generated at the drain-source capacitance component Cds and the desired angular frequency ω to cancel the Cds reactance component Xds of the drain-source capacitance component Cds, and
The load resistance of the desired angular frequency ω without changing the magnitude of the reactance component (inductive reactance component) between the L1 parallel connection capacitance Cs of the third harmonic parallel resonant circuit 10b and the series impedance functional inductance L1 at the desired angular frequency ω. The third harmonic can be adjusted by changing the resonance frequency of the series impedance functional inductance L1 and the L1 parallel connection capacitance Cs while keeping the direction Te impedance Zk constant, and the desired angular frequency ω and the third harmonic can be adjusted. This is a method of widening a high-frequency power amplifier circuit in which matching is controlled independently.

実施の形態11(A)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teと負荷抵抗Rkとの間の第3高調波並列共振回路10bを形成する直列インピーダンス機能インダクタンスL1としてマイクロストリップラインを使用して、このマイクロストリップラインは、直列インピーダンス機能インダクタンスL1をコの字形のパターンに形成し、その内部にインダクタンス調整用パターンを複数形成し、この「インダクタンス調整用パターンをコの字形のパターンに接続すること」と「L1並列接続キャパシタンスCsの定数を調整する高周波電力増幅回路である。   In the eleventh embodiment (A), the series impedance functional inductance L1 that forms the third harmonic parallel resonant circuit 10b between the device equivalent output terminal Te of the high output field effect transistor (device FET) and the load resistor Rk is microscopic. Using the strip line, this microstrip line forms a series impedance functional inductance L1 in a U-shaped pattern, and forms a plurality of inductance adjusting patterns therein, and this “inductance adjusting pattern is formed in a U-shaped pattern. The high-frequency power amplifier circuit adjusts the constant of the L1 parallel connection capacitance Cs.

実施の形態11(B)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teと負荷抵抗Rkとの間の第3高調波並列共振回路10bを形成する直列インピーダンス機能インダクタンスL1としてマイクロストリップラインを使用して、このマイクロストリップラインは、直列インピーダンス機能インダクタンスL1をコの字形のパターンに形成し、その内部にインダクタンス調整用パターンを複数形成し、この「インダクタンス調整用パターンをコの字形のパターンに接続すること」と「L1並列接続キャパシタンスCsの定数を調整すること」とによって、第3高調波並列共振回路10bの共振周波数を変化させて第3高調波処理を制御する高周波電力増幅回路の広帯域化方法である。   In the eleventh embodiment (B), the series impedance functional inductance L1 that forms the third harmonic parallel resonant circuit 10b between the device equivalent output terminal Te of the high output field effect transistor (device FET) and the load resistor Rk is microscopic. Using the strip line, this microstrip line forms a series impedance functional inductance L1 in a U-shaped pattern, and forms a plurality of inductance adjusting patterns therein, and this “inductance adjusting pattern is formed in a U-shaped pattern. High-frequency power amplification that controls the third harmonic processing by changing the resonance frequency of the third harmonic parallel resonance circuit 10b by “connecting to the pattern of the first and second patterns” and “adjusting the constant of the L1 parallel connection capacitance Cs”. This is a circuit widening method.

実施の形態12(A)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teと負荷抵抗Rkとの間の第3高調波並列共振回路10bを形成する直列インピーダンス機能インダクタンスL1としてマイクロストリップラインを使用して、このマイクロストリップラインは、直列インピーダンス機能インダクタンスL1をコの字形のパターンに形成し、その内部にインダクタンス調整用パターンを複数形成し、この「インダクタンス調整用パターンをコの字形のパターンに接続すること」と「L1並列接続キャパシタンスCsの定数を調整すること」とによって、所望角周波数ωにおける直列インピーダンス機能インダクタンスL1のリアクタンスとL1並列接続キャパシタンスCsのリアクタンスとから形成される誘導性リアクタンス成分を一定値にしておいて、第3高調波並列共振回路10bの共振周波数を調整する高周波電力増幅回路である。   In the twelfth embodiment (A), the series impedance functional inductance L1 that forms the third harmonic parallel resonance circuit 10b between the device equivalent output terminal Te of the high output field effect transistor (device FET) and the load resistor Rk is microscopic. Using the strip line, this microstrip line forms a series impedance functional inductance L1 in a U-shaped pattern, and forms a plurality of inductance adjusting patterns therein, and this “inductance adjusting pattern is formed in a U-shaped pattern. And “adjusting the constant of the L1 parallel connection capacitance Cs” are formed from the reactance of the series impedance functional inductance L1 and the reactance of the L1 parallel connection capacitance Cs at the desired angular frequency ω. Electrical reactance components leave this constant value, a high frequency power amplifier circuit for adjusting the resonance frequency of the third harmonic parallel resonance circuit 10b.

実施の形態12(B)は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teと負荷抵抗Rkとの間の第3高調波並列共振回路10bを形成する直列インピーダンス機能インダクタンスL1としてマイクロストリップラインを使用して、このマイクロストリップラインは、直列インピーダンス機能インダクタンスL1をコの字形のパターンに形成する過程と、
その内部にインダクタンス調整用パターンを複数形成する過程と、
このインダクタンス調整用パターンをコの字形のパターンに接続するとともに、L1並列接続キャパシタンスCsの定数を調整する過程とから成り、
所望角周波数ωにおける直列インピーダンス機能インダクタンスL1のリアクタンスとL1並列接続キャパシタンスCsのリアクタンスとから形成される誘導性リアクタンス成分を一定値にしておいて、第3高調波並列共振回路10bの共振周波数を調整する過程とから成り、第3高調波処理を制御する高周波電力増幅回路の広帯域化方法である。
In the twelfth embodiment (B), the series impedance functional inductance L1 that forms the third harmonic parallel resonance circuit 10b between the device equivalent output terminal Te of the high output field effect transistor (device FET) and the load resistor Rk is microscopic. Using a stripline, this microstripline has a process of forming a series impedance functional inductance L1 in a U-shaped pattern;
A process of forming a plurality of inductance adjustment patterns therein;
The inductance adjusting pattern is connected to the U-shaped pattern and the constant of the L1 parallel connection capacitance Cs is adjusted.
The inductive reactance component formed from the reactance of the series impedance functional inductance L1 and the reactance of the L1 parallel connection capacitance Cs at a desired angular frequency ω is set to a constant value, and the resonance frequency of the third harmonic parallel resonance circuit 10b is adjusted. This is a method for widening a high-frequency power amplifier circuit that controls third harmonic processing.

以下に記載する本発明の効果のすべてを同時に有している必要はなく、本発明の一つ以上の効果を有していればよい。   It is not necessary to have all the effects of the present invention described below at the same time, as long as they have one or more effects of the present invention.

本発明の第1の効果は、所望角周波数帯域でL型LPFよりも広帯域な電力整合が得られる整合回路(実施例ではCds共振整合回路10a)をデバイスFETのデバイス等価出力端子Teに付加して、従来技術以上の電力整合と効率の広帯域化とを得ることができる。   The first effect of the present invention is that a matching circuit (Cds resonance matching circuit 10a in the embodiment) capable of obtaining a power matching wider than that of the L-type LPF in the desired angular frequency band is added to the device equivalent output terminal Te of the device FET. Thus, it is possible to obtain power matching and broadband efficiency higher than those of the prior art.

また、本発明の第2の効果は、所望角周波数帯域の電力整合に影響を与えない第3高調波処理による高効率整合(実施例では第3高調波並列共振回路10b)をデバイスFETのデバイス等価出力端子Teと負荷抵抗Rkとの間に付加して、従来技術以上の電力整合と効率の広帯域化とを得ることができる。   In addition, the second effect of the present invention is that a high-efficiency matching (third harmonic parallel resonance circuit 10b in the embodiment) by the third harmonic processing that does not affect the power matching in the desired angular frequency band is performed by the device FET. By adding between the equivalent output terminal Te and the load resistor Rk, it is possible to obtain power matching and broadband efficiency higher than those of the prior art.

さらに、本発明の第3の効果は、所望角周波数帯域の電力整合に影響を与えない第3高調波処理による高効率整合(実施例では第3高調波並列共振回路10b)と、所望角周波数帯域でL型LPFよりも広帯域な電力整合が得られる整合回路(実施例ではCds共振整合回路10a)とをデバイスFETのデバイス等価出力端子Teと負荷抵抗Rkとの間に付加して、従来技術以上の電力整合と効率の広帯域化とを得ることができる。   Furthermore, the third effect of the present invention is that high-efficiency matching (third harmonic parallel resonance circuit 10b in the embodiment) by third harmonic processing that does not affect power matching in the desired angular frequency band, and desired angular frequency. A matching circuit (Cds resonance matching circuit 10a in the embodiment) capable of obtaining power matching in a wider band than that of the L-type LPF is added between the device equivalent output terminal Te of the device FET and the load resistor Rk. It is possible to obtain the above power matching and wide bandwidth efficiency.

本発明の第4の効果は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、所望角周波数ωにおけるドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsと共振作用を生じさせるCds共振整合回路10aが、大信号状態のドレイン・ソース間キャパシタンス成分CdsのCdsリアクタンス成分Xdsをキャンセルする。   The fourth effect of the present invention is that a Cds resonance matching circuit 10a that causes a resonance action with a drain-source capacitance component Cds at a desired angular frequency ω at a device equivalent output terminal Te of a high output field effect transistor (device FET) is provided. The Cds reactance component Xds of the drain-source capacitance component Cds in the large signal state is canceled.

本発明の第5の効果は、次段負荷端子(Cds共振整合回路10aと第3高調波並列共振回路10bとの回路10a・回路10b接続端子Tr)におけるデバイスFETのデバイス出力電力Poutのインピーダンス変換をする。   The fifth effect of the present invention is the impedance conversion of the device output power Pout of the device FET at the next stage load terminal (the circuit 10a / circuit 10b connection terminal Tr of the Cds resonance matching circuit 10a and the third harmonic parallel resonance circuit 10b). do.

本発明の第6の効果は、Cds共振整合回路10aの合成成分は誘導リアクタンス(共振整合リアクタンス成分)Xds1として機能して、デバイスFETの出力から生じる第3高調波に対して、Cds共振整合回路10aと第3高調波並列共振回路10bとから形成されるCds共振・第3高調波共振結合回路10によって、デバイスFETから見て非常に高いインピーダンス(高インピーダンス)を生じさせて、後述する第3高調波に対する位相角の調整機能によって共振周波数を変化させて第3高調波に対する位相角を調整する。   The sixth effect of the present invention is that the combined component of the Cds resonance matching circuit 10a functions as an inductive reactance (resonance matching reactance component) Xds1, and the Cds resonance matching circuit with respect to the third harmonic generated from the output of the device FET. The Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit 10 formed by the first harmonic parallel resonance circuit 10b and the third harmonic resonance circuit 10b generates a very high impedance (high impedance) as viewed from the device FET. The phase angle with respect to the third harmonic is adjusted by changing the resonance frequency by the function of adjusting the phase angle with respect to the harmonic.

この位相角を調整することによって、大信号状態のデバイスFETにおいて、適正な第3高調波に対して、F級増幅動作をさせて理想的に処理することができるので、電力整合と効率の広帯域化とを得ることができる。   By adjusting this phase angle, an appropriate third harmonic can be processed ideally by performing a class F amplification operation in a device FET in a large signal state. Can be obtained.

発明を実施するための最良の形態は、高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、第3高調波における直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスL1と直列インピーダンス機能インダクタンスL1に並列接続されたL1並列接続キャパシタンスCsと並列インピーダンスとして機能する第3高調波共振回路内キャパシタンスCp2とで形成する第3高調波共振回路10bを接続して、所望角周波数ωにおけるCds共振整合回路10aのCdsリアクタンス成分Xdsと共役となるXds共役リアクタンスXds1の大きさを変えずに共振周波数のF級動作の調整をすることによって、所望角周波数ωと第3高調波との整合を独立して制御する高周波電力増幅回路である。   In the best mode for carrying out the invention, a device equivalent output terminal Te of a high output field effect transistor (device FET) is connected to a series impedance functional inductance L1 and a series impedance functional inductance L1 which function as a series impedance in the third harmonic. The third harmonic resonance circuit 10b formed by the parallel connected L1 parallel connection capacitance Cs and the third harmonic resonance circuit internal capacitance Cp2 functioning as a parallel impedance is connected, and the Cds resonance matching circuit 10a at the desired angular frequency ω is connected. By adjusting the resonance frequency class F operation without changing the magnitude of the Xds conjugate reactance Xds1, which is conjugate with the Cds reactance component Xds, the matching between the desired angular frequency ω and the third harmonic is independently controlled. A high frequency power amplifier circuit.

前述した図1に示すCds共振整合回路形成インダクタンスLpと上記直列インピーダンス機能インダクタンスL1とはインダクタンスであり、マイクロストリップラインまたは巻線コイル、表面実装チップおよびワイヤボンディングなどで形成することができる。   The Cds resonance matching circuit forming inductance Lp and the series impedance functional inductance L1 shown in FIG. 1 described above are inductances, and can be formed by a microstrip line or a winding coil, a surface mounting chip, wire bonding, and the like.

DCブロッキングキャパシタンスCp1とL1並列接続キャパシタンスCsとはキャパシタンスであり、表面実装チップコンデンサ(積層セラミック、MOSキャパシタンス等)で形成することができる。   The DC blocking capacitance Cp1 and the L1 parallel connection capacitance Cs are capacitances, and can be formed by a surface mount chip capacitor (multilayer ceramic, MOS capacitance, etc.).

本発明の所望周波数帯域の広帯域化に利用しようとすれば、広帯域化を図る上で、トランジスタ出力端子に付加する出力整合回路に、従来技術3のF級動作へのアプローチとして記載されているような第2高調波処理回路を組み入れることになる。   If it is intended to be used for widening the desired frequency band of the present invention, the output matching circuit added to the transistor output terminal is described as an approach to class F operation of the prior art 3 in order to widen the band. A second harmonic processing circuit is incorporated.

しかし、従来技術では、所望周波数帯域上側での回路損失が所望周波数帯域上側近傍に出現する第2高調波処理による減衰極、例えば、Te・Tc間減衰量の極(曲線の谷間)の影響を受けて劣化する。したがって、本発明は、従来技術3のF級動作よりも劣化が低減される第3高調波処理の原理を応用している。   However, in the prior art, the influence of the attenuation pole by the second harmonic processing in which the circuit loss on the upper side of the desired frequency band appears near the upper side of the desired frequency band, for example, the pole of the attenuation amount between Te and Tc (the valley of the curve). Deteriorated by receiving. Therefore, the present invention applies the principle of the third harmonic processing in which the degradation is reduced as compared with the class F operation of the prior art 3.

また、奇数次高調波に対して開放となる高調波処理は極めて理想状態であり、その実態は、例えば、デバイスFETと基板による出力整合回路とを付加する場合、トランジスタ真性領域と3倍波処理とを施す回路の間に、寄生リアクタンス成分、例えば、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsが含まれるので、実際の第3高調波処理回路は第3高調波に対して理想的な開放を実現するのではなく、第3高調波に対して位相角が調整できることがより現実的であり、本発明はその調整機能を有している。   In addition, harmonic processing that is open to odd-order harmonics is an extremely ideal state. For example, when a device FET and an output matching circuit using a substrate are added, the transistor intrinsic region and the third harmonic processing are used. Since the parasitic reactance component, for example, the drain-source capacitance component Cds is included between the circuits that perform the above, the actual third harmonic processing circuit realizes an ideal opening to the third harmonic. Instead, it is more realistic that the phase angle can be adjusted with respect to the third harmonic, and the present invention has the adjustment function.

本発明の調整機能は、従来技術のような伝送線路の電気長に対する固有のインピーダンス特性(開放と短絡)を活用するのではなく、直列インピーダンス機能インダクタンスL1とL1並列接続キャパシタンスCsとの並列接続によってリアクタンス成分を基本波に対する整合で変化させずに、第3高調波近傍で可変させ、デバイス等価出力端子Teから見た第3高調波の非常に高いインピーダンスの位相角を可変にすることができるようにしている。   The adjustment function of the present invention does not utilize the inherent impedance characteristic (open and short) with respect to the electrical length of the transmission line as in the prior art, but by the parallel connection of the series impedance function inductance L1 and the L1 parallel connection capacitance Cs. The reactance component can be varied in the vicinity of the third harmonic without changing by matching with the fundamental wave, and the phase angle of the very high impedance of the third harmonic viewed from the device equivalent output terminal Te can be varied. I have to.

[本発明に係るCds共振・第3高調波共振結合回路の定性]
[図7の説明]
図7は、デバイスFETのデバイス等価出力端子TeにCds共振整合回路10aと第3高調波並列共振回路10bとからなるCds共振・第3高調波共振結合回路10の等価回路図である。
[Qualitative Characteristics of Cds Resonance / Third Harmonic Resonance Coupling Circuit According to the Present Invention]
[Explanation of FIG. 7]
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of the Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit 10 including the Cds resonance matching circuit 10a and the third harmonic parallel resonance circuit 10b at the device equivalent output terminal Te of the device FET.

同図は、電力整合と高効率の広帯域化とが得られるCds共振・第3高調波共振結合回路をデバイスFETのデバイス等価出力端子Teに付加した等価回路として示している。   The figure shows an equivalent circuit in which a Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit capable of achieving power matching and high-efficiency broadband is added to the device equivalent output terminal Te of the device FET.

Cds共振・第3高調波共振結合回路10は、Cds共振整合回路形成インダクタンスLpとこれに直列に接続されるDC成分を遮断するためのDCブロッキングキャパシタンスCp1とで形成されるCds共振整合回路10aを接続するとともに、このCds共振整合回路10aと負荷抵抗Rkとの間に、直列インピーダンス機能インダクタンスL1にL1並列接続キャパシタンスCsが並列に接続される第3高調波並列共振回路10bとで形成される。   The Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit 10 includes a Cds resonance matching circuit 10a formed by a Cds resonance matching circuit forming inductance Lp and a DC blocking capacitance Cp1 for blocking a DC component connected in series to the Cds resonance matching circuit 10a. A third harmonic parallel resonance circuit 10b in which an L1 parallel connection capacitance Cs is connected in parallel to the series impedance functional inductance L1 is formed between the Cds resonance matching circuit 10a and the load resistor Rk.

Cds共振整合回路10aは、所望角周波数ωにおいてCds共振整合回路形成インダクタンスLpとDCブロッキングキャパシタンスCp1とによる誘導性リアクタンス成分としての共振整合リアクタンス成分(Xds共役リアクタンス)Xds1が、Cdsリアクタンス成分Xdsを打ち消し共振させる。そして、第3高調波並列共振回路10bは、所望角周波数ωにおいてリアクタンス成分0になったドレイン・ソース間抵抗Rdsに対して、デバイス方向負荷インピーダンスZdsのリアクタンス成分0となる実効負荷にインピーダンス変換する。   In the Cds resonance matching circuit 10a, the resonance matching reactance component (Xds conjugate reactance) Xds1 as an inductive reactance component by the Cds resonance matching circuit forming inductance Lp and the DC blocking capacitance Cp1 cancels the Cds reactance component Xds at the desired angular frequency ω. Resonate. Then, the third harmonic parallel resonant circuit 10b converts the impedance of the drain-source resistance Rds having the reactance component 0 at the desired angular frequency ω into an effective load that has the reactance component 0 of the device direction load impedance Zds. .

また、L1並列接続キャパシタンスCsと直列インピーダンス機能インダクタンスL1とによる共振周波数を調整することによって、第3高調波処理の調整が可能であり、L1並列接続キャパシタンスCsと直列インピーダンス機能インダクタンスL1との並列共振周波数が高調波の方向にあるときは、所望角周波数ωでは、L1並列接続キャパシタンスCsと直列インピーダンス機能インダクタンスL1とのリアクタンス成分は誘導性となる。   Further, the third harmonic processing can be adjusted by adjusting the resonance frequency by the L1 parallel connection capacitance Cs and the series impedance functional inductance L1, and the parallel resonance of the L1 parallel connection capacitance Cs and the series impedance functional inductance L1. When the frequency is in the harmonic direction, the reactance component of the L1 parallel connection capacitance Cs and the series impedance functional inductance L1 is inductive at the desired angular frequency ω.

この誘導性となるリアクタンス成分を一定にしておいて第3高調波処理の調整をすれば、所望角周波数帯域の電力整合に影響を与えない。この第3高調波処理の調整によって、従来のL型LPFで得られなかった広帯域化を図る電力整合と高効率の整合との両立が可能である。この事由をCds共振・第3高調波共振結合回路10を定性的に検証して明らかにする。   If the third harmonic processing is adjusted while keeping the inductive reactance component constant, power matching in the desired angular frequency band is not affected. By adjusting the third harmonic processing, it is possible to achieve both power matching and high-efficiency matching, which are intended to achieve a wider band than was possible with conventional L-type LPFs. The reason for this will be clarified by qualitatively examining the Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit 10.

[図8の説明]
図8は、図7のCds共振整合回路10aと第3高調波並列共振回路10bとから成るCds共振・第3高調波共振結合回路10の等価回路図のリアクタンス成分を0にしたデバイス方向負荷インピーダンスZdsを算出するために、図7を展開したCds共振・第3高調波共振結合回路10の等価回路図である。
[Explanation of FIG. 8]
FIG. 8 shows a device direction load impedance in which the reactance component of the equivalent circuit diagram of the Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit 10 including the Cds resonance matching circuit 10a and the third harmonic parallel resonance circuit 10b of FIG. FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of the Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit 10 developed from FIG. 7 in order to calculate Zds.

先ず、図8に示すCds共振整合回路10aにおいてリアクタンス成分0のデバイス方向TrインピーダンスZmを[式5]によって算出する。   First, the device direction Tr impedance Zm of the reactance component 0 in the Cds resonance matching circuit 10a shown in FIG. 8 is calculated by [Equation 5].

Figure 2005086366
Figure 2005086366

所望角周波数ωにおいて、Cdsリアクタンス成分Xdsが、(Cds共振整合回路形成インダクタンスLpとDCブロッキングキャパシタンスCp1とによるリアクタンス成分の)共振整合リアクタンス成分Xds1によって打ち消されている場合のデバイス方向TrインピーダンスZmを[式6]によって算出する。   At the desired angular frequency ω, the device direction Tr impedance Zm when the Cds reactance component Xds is canceled by the resonance matching reactance component Xds1 (of the reactance component by the Cds resonance matching circuit forming inductance Lp and the DC blocking capacitance Cp1) [ It calculates by Formula 6].

Figure 2005086366
Figure 2005086366

この場合、デバイス方向TrインピーダンスZmは最高値となる。つぎにデバイス方向TrインピーダンスZm=Rdsのときに、リアクタンス成分0のデバイス方向負荷インピーダンスZdsを[式7]によって算出する。   In this case, the device direction Tr impedance Zm is the highest value. Next, when the device direction Tr impedance Zm = Rds, the device direction load impedance Zds of the reactance component 0 is calculated by [Expression 7].

Figure 2005086366
Figure 2005086366

また、このZm=Rdsのときの第3高調波並列共振回路10bのQを[式8]によって算出して、このときに算出したQをQ2とする。   Further, the Q of the third harmonic parallel resonant circuit 10b when Zm = Rds is calculated by [Equation 8], and the Q calculated at this time is Q2.

Figure 2005086366
Figure 2005086366

そして、第3高調波並列共振回路10bのQがQ2=1のときに、リアクタンス成分が0となるデバイス方向負荷インピーダンスZds=2Rds[Ω]が得られる。Q2=1において、L型LPFが、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cds=0[pF]であって、デバイス方向負荷インピーダンスZdsの最大値のときに限り、デバイス方向負荷インピーダンスZds=2Rds+j0[Ω]となる。それに対し、本発明に係る整合回路では、常に、Q=1のデバイス方向負荷インピーダンスZds=2Rds+j0[Ω]を得ることができる。   Then, when the Q of the third harmonic parallel resonant circuit 10b is Q2 = 1, a device direction load impedance Zds = 2Rds [Ω] in which the reactance component becomes 0 is obtained. In Q2 = 1, only when the L-type LPF has a drain-source capacitance component Cds = 0 [pF] and the maximum value of the device-direction load impedance Zds, the device-direction load impedance Zds = 2Rds + j0 [Ω] Become. On the other hand, in the matching circuit according to the present invention, the device direction load impedance Zds = 2Rds + j0 [Ω] of Q = 1 can always be obtained.

これによって、本発明に係る整合回路では、所望角周波数ωにおいて、リアクタンス成分0のデバイス方向負荷インピーダンスZdsを得るために、L型LPFのような高周波になるほどL型LPFのQが大きくなる問題は無くなり、L型LPFよりも電力の広帯域化を図ることができる。つぎに、負荷抵抗方向TeインピーダンスZkを[式9]によって算出する。[式9]によって算出した負荷抵抗方向TeインピーダンスZkをZkのリアルパート(Re)とする。   As a result, in the matching circuit according to the present invention, in order to obtain the device direction load impedance Zds of the reactance component 0 at the desired angular frequency ω, the problem is that the Q of the L-type LPF becomes larger as the frequency becomes higher than the L-type LPF. As a result, the power can be widened more than the L-type LPF. Next, the load resistance direction Te impedance Zk is calculated by [Equation 9]. The load resistance direction Te impedance Zk calculated by [Equation 9] is defined as a real part (Re) of Zk.

Figure 2005086366
Figure 2005086366

[図8の説明]
図8に示す負荷抵抗方向TeインピーダンスZkを[式10]によって算出する。[式10]によって算出した負荷抵抗方向TeインピーダンスZkのイマジナリパートをZk(Im)とする。
[Explanation of FIG. 8]
The load resistance direction Te impedance Zk shown in FIG. 8 is calculated by [Equation 10]. The imaginary part of the load resistance direction Te impedance Zk calculated by [Equation 10] is defined as Zk (Im).

Figure 2005086366
Figure 2005086366

なお、負荷抵抗Rkは、第3高調波共振回路負荷接続端子Tcのデバイス方向負荷インピーダンスZdsが、所望角周波数ωにおいて負荷抵抗値Rkとなる純抵抗負荷である。   The load resistance Rk is a pure resistance load in which the device direction load impedance Zds of the third harmonic resonance circuit load connection terminal Tc becomes the load resistance value Rk at the desired angular frequency ω.

ここで、図8のデバイス出力電力Poutを負荷抵抗Rdsとドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsとからなるインピーダンスに供給して、例えば所望角周波数ωのデバイス方向負荷インピーダンスZdsが、Q2=1において、2Rds+j0[Ω]となるように演算し、所望角周波数ωにおいて、L1並列接続キャパシタンスCsと直列インピーダンス機能インダクタンスL1とのリアクタンス成分が一定となる状態で、第3高調波近傍において直列インピーダンス機能インダクタンスL1とL1並列接続キャパシタンスCsの並列共振周波数を前後に変化させる。   Here, the device output power Pout of FIG. 8 is supplied to the impedance composed of the load resistance Rds and the drain-source capacitance component Cds. For example, when the device direction load impedance Zds of the desired angular frequency ω is Q2 = 1, 2Rds + j0 [Ω], and at the desired angular frequency ω, the reactance component between the L1 parallel-connected capacitance Cs and the series impedance functional inductance L1 is constant, and the series impedance functional inductance L1 in the vicinity of the third harmonic is The parallel resonance frequency of the L1 parallel connection capacitance Cs is changed back and forth.

以下、図9ないし図11を参照して、異なる特性の共振回路を結合した回路(例えば、Cds共振・第3高調波共振結合回路)の特性について説明する。図9ないし図11において、負荷抵抗方向TeインピーダンスZkは、反射係数Γk(@Zo=Zk{Re})に変換して表示している。   Hereinafter, the characteristics of a circuit (for example, a Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit) in which resonance circuits having different characteristics are coupled will be described with reference to FIGS. 9 to 11, the load resistance direction Te impedance Zk is displayed after being converted into a reflection coefficient Γk (@ Zo = Zk {Re}).

[図9の説明]
図9は、所望角周波数ωから第3高調波方向に周波数を変化させたときの周波数と高調波の負荷インピーダンス反射係数Γkのマグニチュードとの関係を示す周波数・マグニチュード特性図である。
[Explanation of FIG. 9]
FIG. 9 is a frequency / magnitude characteristic diagram showing the relationship between the frequency when the frequency is changed from the desired angular frequency ω in the third harmonic direction and the magnitude of the harmonic load impedance reflection coefficient Γk.

同図は、所望角周波数ωを中心として周波数を175[MHz]ないし900[MHz]に変化させたときの高調波の負荷インピーダンス反射係数Γkのマグニチュード反射係数ΓkMAGとの関係を示すCds共振・第3高調波共振結合回路の特性を示している。   This figure shows the relationship between the harmonic load impedance reflection coefficient Γk and the magnitude reflection coefficient ΓkMAG when the frequency is changed from 175 [MHz] to 900 [MHz] around the desired angular frequency ω. The characteristic of a 3 harmonic resonance coupling circuit is shown.

同図において、周波数の横軸に対して、所望角周波数ωの基本周波数は175[MHz]であり、また、楕円形の点線で示す第3高調波の周波数3fは500[MHz]である。さらに、曲線AはCs=0[pF]のとき、曲線BはCs=80[pF]のとき、曲線CはCs=196[pF]のとき、曲線DはCs=300[pF]のときのマグニチュードの特性を示している。   In the figure, with respect to the horizontal axis of the frequency, the fundamental frequency of the desired angular frequency ω is 175 [MHz], and the frequency 3f of the third harmonic indicated by the elliptical dotted line is 500 [MHz]. Further, curve A is when Cs = 0 [pF], curve B is when Cs = 80 [pF], curve C is when Cs = 196 [pF], and curve D is when Cs = 300 [pF]. Magnitude characteristics are shown.

図9の周波数・マグニチュード特性図においては、L1並列接続キャパシタンスCsを、曲線Aで示すCs=0[pF]から曲線Dで示すCs=300[pF]まで大きくなっても、高調波の負荷インピーダンス反射係数Γkのマグニチュード反射係数ΓkMAGがほとんど変化していないことを示している。すなわち、反射係数ΓkのMAGは、所望角周波数ωで変化がなく、第3高調波3f以上の角周波数では1に近い。   In the frequency / magnitude characteristic diagram of FIG. 9, even if the L1 parallel connection capacitance Cs increases from Cs = 0 [pF] shown by the curve A to Cs = 300 [pF] shown by the curve D, the load impedance of the harmonics It shows that the magnitude reflection coefficient ΓkMAG of the reflection coefficient Γk has hardly changed. That is, the MAG of the reflection coefficient Γk does not change at the desired angular frequency ω, and is close to 1 at the angular frequency of the third harmonic 3f or higher.

[図10の説明]
図10は、所望角周波数ωから第3高調波方向に周波数を変化させたときの周波数と高調波の負荷インピーダンス反射係数Γkの位相角度との関係を示す周波数・反射係数位相角度特性図である。
[Explanation of FIG. 10]
FIG. 10 is a frequency / reflection coefficient phase angle characteristic diagram showing the relationship between the frequency when the frequency is changed from the desired angular frequency ω in the third harmonic direction and the phase angle of the harmonic load impedance reflection coefficient Γk. .

同図は、所望角周波数ωの周波数175[MHz]から900[MHz]まで変化させたときの周波数と高調波の負荷インピーダンス反射係数Γkの負荷インピーダンス反射係数Γkの位相角度反射係数ΓkANG[deg]との関係を示すCds共振・第3高調波共振結合回路の特性を示している。   The figure shows the frequency when the desired angular frequency ω is changed from the frequency 175 [MHz] to 900 [MHz] and the phase angle reflection coefficient ΓkANG [deg] of the load impedance reflection coefficient Γk of the harmonic load impedance reflection coefficient Γk. The characteristic of the Cds resonance and the third harmonic resonance coupling circuit showing the relationship is shown.

同図において、周波数の横軸に対して、所望角周波数ωの基本周波数は175[MHz]であり、また、楕円形の点線で示す第3高調波の周波数3fは500[MHz]である。さらに、曲線AはCs=0[pF]のとき、曲線BはCs=80[pF]のとき、曲線CはCs=196[pF]のとき、曲線DはCs=300[pF]のときの位相角度反射係数ΓkANG[deg]の特性を示している。   In the figure, with respect to the horizontal axis of the frequency, the fundamental frequency of the desired angular frequency ω is 175 [MHz], and the frequency 3f of the third harmonic indicated by the elliptical dotted line is 500 [MHz]. Further, curve A is when Cs = 0 [pF], curve B is when Cs = 80 [pF], curve C is when Cs = 196 [pF], and curve D is when Cs = 300 [pF]. The characteristic of the phase angle reflection coefficient ΓkANG [deg] is shown.

同図の周波数・反射係数位相角度特性図においては、L1並列接続キャパシタンスCsを、曲線Aで示すCs=0[pF]から曲線Dで示すCs=300[pF]まで大きくするに従って、高調波の負荷インピーダンス反射係数Γkの位相角度(ANG)の変化が大きくなっている。   In the frequency / reflection coefficient phase angle characteristic diagram of the same figure, as the L1 parallel connection capacitance Cs is increased from Cs = 0 [pF] shown by the curve A to Cs = 300 [pF] shown by the curve D, the harmonics The change in the phase angle (ANG) of the load impedance reflection coefficient Γk is large.

すなわち、基本周波数の所望角周波数ωのときの位相角度(ANG)は80[deg]で一定となり、他方、基本周波数の第3高調波3fの角周波数は反射係数Γkの位相角度(ANG)は0[deg]の横軸に対して上下に変動している。   That is, the phase angle (ANG) at the desired angular frequency ω of the fundamental frequency is constant at 80 [deg], while the angular frequency of the third harmonic 3f of the fundamental frequency is the phase angle (ANG) of the reflection coefficient Γk. It fluctuates up and down with respect to the horizontal axis of 0 [deg].

上記の上下に変動している特性を利用すると、負荷抵抗方向TeインピーダンスZkを変えないで、第3高調波の負荷抵抗方向TeインピーダンスZkだけを変えることができる。この負荷抵抗方向TeインピーダンスZkは、L1並列接続キャパシタンスCsと直列インピーダンス機能インダクタンスL1とによる並列共振周波数を変えて調整することができる。   Using the above-described characteristics that fluctuate vertically, only the load resistance direction Te impedance Zk of the third harmonic can be changed without changing the load resistance direction Te impedance Zk. This load resistance direction Te impedance Zk can be adjusted by changing the parallel resonance frequency by the L1 parallel connection capacitance Cs and the series impedance functional inductance L1.

反射係数Γkの位相角度(ANG)の振れる範囲自体を上下させることよって、Cds共振・第3高調波共振結合回路10のQを、従来技術のL型LPFの回路のQと同一な状態での所望角周波数ωにおいて、デバイス方向負荷インピーダンスZds(リアクタンス成分0)をL型LPFよりも高くすることができる。このデバイス方向負荷インピーダンスZdsを高くする状態を保持しつつ第3高調波処理の調整が可能なので、従来技術のL型LPFよりも電力整合と効率整合の広帯域化とが図れる。   By raising and lowering the range of the phase angle (ANG) of the reflection coefficient Γk itself, the Q of the Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit 10 is set to be the same as the Q of the L-type LPF circuit of the prior art. At the desired angular frequency ω, the device direction load impedance Zds (reactance component 0) can be made higher than that of the L-type LPF. Since it is possible to adjust the third harmonic processing while maintaining the state in which the device direction load impedance Zds is increased, it is possible to achieve a wider band of power matching and efficiency matching than the L-type LPF of the prior art.

Cds共振・第3高調波共振結合回路10に対して、L型LPFよりも電力整合と効率整合の広帯域化とが図れることを裏付ける検証をL型LPFのときと同じ非線形デバイスFETモデルを用いて出力負荷をL型LPFのときと同じとし、中心周波数480[MHz]において、48[dBm]の出力を得る最適整合と第3高調波処理とによる最適整合を行う。   The same non-linear device FET model as in the L-type LPF is used to verify that the Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit 10 can achieve a wider band of power matching and efficiency matching than the L-type LPF. The output load is the same as that of the L-type LPF, and the optimum matching is performed by the third harmonic processing and the optimum matching for obtaining the output of 48 [dBm] at the center frequency 480 [MHz].

[図11の説明]
図11は、所望角周波数ωから第3高調波方向に周波数を変化させたときの周波数とドレイン・ソース間抵抗Rdsおよびドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsに付加するCds共振・第3高調波共振結合回路10の第3高調波のデバイス等価出力端子Teと第3高調波共振回路負荷接続端子Tcとの間の減衰量(以下、Te・Tc間減衰量という)との関係を示す周波数Te・Tc間減衰量特性図である。
[Explanation of FIG. 11]
FIG. 11 shows the Cds resonance / third harmonic resonance coupling added to the frequency when the frequency is changed from the desired angular frequency ω in the third harmonic direction and to the drain-source resistance Rds and the drain-source capacitance component Cds. Frequency Te · Tc indicating the relationship between the third harmonic device equivalent output terminal Te of the circuit 10 and the third harmonic resonance circuit load connection terminal Tc (hereinafter referred to as Te · Tc attenuation). FIG.

同図は、所望角周波数ωの周波数175[MHz]から900[MHz]まで変化させたときの周波数と高調波のTe・Tk間減衰量[dB]との関係を示すCds共振・第3高調波共振結合回路の特性を示している。   This figure shows the relationship between the frequency when the desired angular frequency ω is changed from the frequency 175 [MHz] to 900 [MHz] and the attenuation amount [dB] between Te and Tk of the harmonics. The characteristic of a wave resonance coupling circuit is shown.

同図において、周波数の横軸に対して、所望角周波数ωの基本周波数は175[MHz]であり、また、楕円形の点線で示す第3高調波の周波数3fは500[MHz]である。さらに、曲線AはCs=0[pF]のとき、曲線BはCs=80[pF]のとき、曲線CはCs=196[pF]のとき、曲線DはCs=300[pF]のときの高調波のTe・Tk間減衰量[dB]の特性を示している。   In the figure, with respect to the horizontal axis of the frequency, the fundamental frequency of the desired angular frequency ω is 175 [MHz], and the frequency 3f of the third harmonic indicated by the elliptical dotted line is 500 [MHz]. Further, curve A is when Cs = 0 [pF], curve B is when Cs = 80 [pF], curve C is when Cs = 196 [pF], and curve D is when Cs = 300 [pF]. The characteristic of attenuation amount [dB] between Te and Tk of a harmonic is shown.

同図において、曲線AのTe・Tk間減衰量の極(減衰量が大きくなる位置)の周波数は1000[MHz]以上であるために図示されていない。つぎに、曲線BのTe・Tk間減衰量の極(図面では山となっている位置)Bmの周波数は710[MHz]であり、曲線CのTe・Tk間減衰量の極Cmの周波数は510[MHz]であり、曲線DのTe・Tk間減衰量の極Dmの周波数は360[MHz]であって、順次に低い周波数方向に移動している。このTe・Tk間減衰量の極は共振点であって、直列インピーダンス機能インダクタンスL1とL1並列接続キャパシタンスCsとによる並列共振周波数を左右する。   In the same figure, the frequency of the pole of Te-Tk attenuation (the position where the attenuation increases) in curve A is not shown because it is 1000 [MHz] or higher. Next, the frequency of the pole of Te-Tk attenuation (curved position in the drawing) Bm of the curve B is 710 [MHz], and the frequency of the pole Cm of Te-Tk attenuation of the curve C is It is 510 [MHz], and the frequency of the pole Dm of the attenuation amount between Te and Tk of the curve D is 360 [MHz] and sequentially moves in the lower frequency direction. The pole of attenuation between Te and Tk is a resonance point, and affects the parallel resonance frequency due to the series impedance functional inductance L1 and the L1 parallel connection capacitance Cs.

上述したように、Te・Tk間減衰量の極が共振点であり並列共振周波数を左右して、Te・Tk間減衰量の極が順次に低い周波数の方に移行しており、直列インピーダンス機能インダクタンスL1とL1並列接続キャパシタンスCsとによる並列共振周波数が順次に低い方向に移動している。このように、Te・Tk間減衰量の極を移動させることによって、並列共振周波数を調整することができる。   As described above, the pole of attenuation between Te and Tk is the resonance point and influences the parallel resonance frequency, and the pole of attenuation between Te and Tk sequentially shifts toward the lower frequency, and the series impedance function The parallel resonance frequency due to the inductance L1 and the L1 parallel connection capacitance Cs sequentially moves in the lower direction. Thus, the parallel resonance frequency can be adjusted by moving the pole of the attenuation amount between Te and Tk.

[図12の説明]
図12は、所望角周波数ωをパラメータにして、デバイスFETからデバイス等価出力端子Teに出力されるデバイス出力電力Pout[dBm]とドレイン効率ηd[%]および利得(Gain)[dB]との関係を示す電力整合アプローチ特性図である。
[Explanation of FIG. 12]
FIG. 12 shows the relationship between the device output power Pout [dBm] output from the device FET to the device equivalent output terminal Te, the drain efficiency ηd [%], and the gain (Gain) [dB] with the desired angular frequency ω as a parameter. FIG.

同図の電力整合アプローチ特性図に示すデバイス出力電力Poutは、第3高調波共振回路負荷接続端子Tcに出力されるCds共振・第3高調波共振結合回路10の出力電力であって、負荷抵抗Rkは一定である。   The device output power Pout shown in the power matching approach characteristic diagram of the figure is the output power of the Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit 10 output to the third harmonic resonance circuit load connection terminal Tc, and the load resistance Rk is constant.

同図は、所望角周波数ωをパラメータにして、デバイスFETから第3高調波並列共振回路10bのデバイス等価出力端子Teに出力されるデバイス出力電力Pout[dBm](横軸)とドレイン効率ηd[%]および利得(Gain)[dB](縦軸)との関係を示す非線形デバイスの特性図である。   In the figure, the device output power Pout [dBm] (horizontal axis) output from the device FET to the device equivalent output terminal Te of the third harmonic parallel resonant circuit 10b and the drain efficiency ηd [ %] And a gain (Gain) [dB] (vertical axis).

同図は、中心周波数480[MHz]のデバイス出力電力Poutを得る最適整合と第3高調波処理による最適整合とを行って、非線形シミュレーションソフトによる演算結果を示している。   This figure shows the result of calculation by nonlinear simulation software by performing optimum matching for obtaining a device output power Pout having a center frequency of 480 [MHz] and optimum matching by third harmonic processing.

従来技術のL型LPFの第3高調波処理アプローチでは、帯域内効率が68〜80[%](デバイス出力電力Pout48[dBm])、帯域内利得が19〜22[dB](デバイス出力電力Pout48[dBm])であった。   In the third harmonic processing approach of the prior art L-type LPF, the in-band efficiency is 68 to 80 [%] (device output power Pout48 [dBm]), and the in-band gain is 19 to 22 [dB] (device output power Pout48). [DBm]).

それに対して、本発明のCds共振・第3高調波共振結合回路10では、同図に示すように、従来技術の図5に比較して、デバイス出力電力Pout48[dBm]において、利得偏差をほとんど崩さずに効率の平坦化を達成している。   On the other hand, in the Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit 10 of the present invention, as shown in the figure, compared with FIG. 5 of the prior art, almost no gain deviation is obtained in the device output power Pout48 [dBm]. Efficient flattening is achieved without breaking down.

特に、帯域内効率が73[%]±0(デバイス出力電力Pout48[dBm])、帯域内利得が21.5〜22[dB]を得ている。以上によって、Cds共振整合回路10aと第3高調波並列共振回路10bとで形成されたCds共振・第3高調波共振結合回路10は、従来のL型LPFよりも電力整合と効率の広帯域化とを得ることができる。   In particular, the in-band efficiency is 73 [%] ± 0 (device output power Pout48 [dBm]), and the in-band gain is 21.5 to 22 [dB]. As described above, the Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit 10 formed by the Cds resonance matching circuit 10a and the third harmonic parallel resonance circuit 10b has a power matching and a wider bandwidth than the conventional L-type LPF. Can be obtained.

今回開示された実施の形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は、上記の説明の範囲に拘束されることなく、特許請求の範囲に基づいて定まり、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が技術的範囲に含まれる。   The embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The technical scope of the present invention is determined based on the claims without being bound by the scope of the above description, and all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims are within the technical scope. included.

高出力電界効果トランジスタ(デバイスFET)のデバイス等価出力端子Teに、第3高調波における直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスL1と直列インピーダンス機能インダクタンスL1に並列接続されたL1並列接続キャパシタンスCsと並列インピーダンスとして機能する第3高調波共振回路内キャパシタンスCp2とで形成する第3高調波共振回路10bを接続して、所望角周波数ωにおける第3高調波共振回路10bのL1並列接続キャパシタンスCsと直列インピーダンス機能インダクタンスL1とのリアクタンス成分(誘導性リアクタンス成分)を変えずに共振周波数のF級動作の調整をすることによって、所望角周波数ωと第3高調波との整合を独立して制御する高周波電力増幅回路は、既に、出願人が試作品を製作して実用化のためのフィールドテストを開始しており、産業上の利用可能性が極めて高い。   In parallel with the device equivalent output terminal Te of the high output field effect transistor (device FET), the series impedance functional inductance L1 functioning as a series impedance in the third harmonic and the L1 parallel connection capacitance Cs connected in parallel to the series impedance functional inductance L1. A third harmonic resonance circuit 10b formed by the third harmonic resonance circuit internal capacitance Cp2 functioning as an impedance is connected, and the L1 parallel connection capacitance Cs of the third harmonic resonance circuit 10b at the desired angular frequency ω and the series impedance are connected. By adjusting the resonance frequency class F operation without changing the reactance component (inductive reactance component) with the functional inductance L1, the high-frequency power that independently controls the matching between the desired angular frequency ω and the third harmonic Amplifier circuit The applicant has already produced a prototype and started a field test for practical use, and the industrial applicability is extremely high.

デバイス等価出力端子TeとグランドGとの間に、Cds共振整合回路10aを接続し、回路10a・回路10b接続端子Trと高調波回路10b・ネットワーク結合端子Tnとの間に第3高調波並列共振回路10bを接続し、高調波回路10b・ネットワーク結合端子TnとグランドGとの間に、第3高調波共振回路内キャパシタンスCp2を接続した本発明の機能要旨説明図である。A Cds resonance matching circuit 10a is connected between the device equivalent output terminal Te and the ground G, and a third harmonic parallel resonance is established between the circuit 10a / circuit 10b connection terminal Tr and the harmonic circuit 10b / network coupling terminal Tn. It is a functional summary explanatory diagram of the present invention in which a circuit 10b is connected and a third harmonic resonance circuit capacitance Cp2 is connected between the harmonic circuit 10b / network coupling terminal Tn and the ground G. デバイスFETのデバイス等価出力端子TeにL型LPFを付加した従来技術のL型LPF等価回路図である。It is an L-type LPF equivalent circuit diagram of a prior art in which an L-type LPF is added to a device equivalent output terminal Te of a device FET. 直列インピーダンス機能インダクタンスL1を分割した従来技術のL型LPF等価回路図である。It is an L-type LPF equivalent circuit diagram of the prior art which divided | segmented the series impedance functional inductance L1. L型LPF回路のQ(横軸)とデバイス方向負荷インピーダンスZds、反射係数ガンマの位相角度反射係数ΓkANG、Te・Tk間減衰量および反射係数Γkのマグニチュード反射係数ΓkMAG(縦軸)との関係を示す従来技術でのL型LPF単独の負荷インピーダンス反射係数特性図である。The relationship between the Q (horizontal axis) of the L-type LPF circuit and the device direction load impedance Zds, the phase angle reflection coefficient ΓkANG of the reflection coefficient gamma, the attenuation between Te and Tk, and the magnitude reflection coefficient ΓkMAG (vertical axis) of the reflection coefficient Γk. It is a load impedance reflection coefficient characteristic view of L type LPF alone in the prior art shown. 所望角周波数ωをパラメータにして、デバイスFETからL型LPFのデバイス等価出力端子Teに出力されるデバイス出力電力Poutとドレイン効率ηdおよび利得(Gain)との関係を示す従来技術での電力整合アプローチ特性図である。Prior art power matching approach showing the relationship between the device output power Pout output from the device FET to the device equivalent output terminal Te of the L-type LPF, the drain efficiency ηd and the gain (Gain) using the desired angular frequency ω as a parameter FIG. デバイスFETからL型LPFのデバイス等価出力端子Teに出力される第3高調波処理したデバイス出力電力Poutとドレイン効率ηdおよびゲインとの関係を示す従来技術での第3高調波処理アプローチ特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram of a third harmonic processing approach in the prior art showing a relationship between a third harmonic processed device output power Pout output from a device FET to a device equivalent output terminal Te of an L-type LPF, drain efficiency ηd, and gain. is there. デバイスFETのデバイス等価出力端子TeにCds共振整合回路10aと第3高調波並列共振回路10bとから成るCds共振・第3高調波共振結合回路10とからなる本発明のCds共振・第3高調波共振結合回路等価回路図である。The Cds resonance / third harmonic of the present invention comprising a Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit 10 comprising a Cds resonance matching circuit 10a and a third harmonic parallel resonance circuit 10b at the device equivalent output terminal Te of the device FET. It is a resonance coupling circuit equivalent circuit diagram. 図7の等価回路図のリアクタンス成分を0にしたデバイス方向負荷インピーダンスZdsを算出するための本発明のCds共振・第3高調波共振結合回路の等価回路図である。FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of a Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit of the present invention for calculating a device direction load impedance Zds in which the reactance component of the equivalent circuit diagram of FIG. 7 is zero. 所望角周波数ωを中心として周波数を変化させたときの高調波の負荷インピーダンス反射係数Γkのマグニチュードの関係を示す本発明に係る周波数・マグニチュード特性図である。FIG. 4 is a frequency / magnitude characteristic diagram according to the present invention showing the magnitude relationship of harmonic load impedance reflection coefficient Γk when the frequency is changed around the desired angular frequency ω. 所望角周波数ωを中心として周波数を変化させたときの高調波の負荷インピーダンス反射係数Γkの位相角度の関係を示す本発明に係る周波数・反射係数位相角度特性図である。FIG. 4 is a frequency / reflection coefficient phase angle characteristic diagram according to the present invention showing a relationship between phase angles of harmonic load impedance reflection coefficients Γk when the frequency is changed around a desired angular frequency ω. 所望角周波数ωを中心として周波数を変化させたときの高調波のTe・Tc間減衰量の関係を示す本発明に係る周波数・Te・Tc間減衰量特性図である。FIG. 4 is a frequency / Te / Tc attenuation characteristic diagram showing the relationship between the Te / Tc attenuation of harmonics when the frequency is changed around the desired angular frequency ω. 所望角周波数をパラメータにして、デバイスFETからデバイス等価出力端子Teに出力されるデバイス出力電力Poutとドレイン効率ηdおよび利得(Gain)との関係を示す本発明に係る電力整合アプローチ特性図である。FIG. 6 is a power matching approach characteristic diagram according to the present invention showing a relationship between a device output power Pout output from a device FET to a device equivalent output terminal Te, a drain efficiency ηd, and a gain (Gain) using a desired angular frequency as a parameter.

符号の説明Explanation of symbols

L型LPF L型LPF回路
第3高調波共振回路 第3高調波並列共振回路10b
LDMOSFET(デバイスFET) 高出力電界効果トランジスタ
10 Cds共振・第3高調波共振結合回路
10a Cds共振整合回路
10b 第3高調波並列共振回路
Bn バイアスネットワーク
Cds ドレイン・ソース間キャパシタンス成分
Cp 並列インピーダンス機能キャパシタンス
Cp1 DCブロッキングキャパシタンス
Cp2 第3高調波共振回路内キャパシタンス
Cs L1並列接続キャパシタンス
L1 直列インピーダンス機能インダクタンス
La L1分割デバイス側インダクタンス
Lb L1分割負荷抵抗側インダクタンス
Lp Cds共振整合回路形成インダクタンス
Pout デバイス出力電力
Q 共振回路の共振曲線の先鋭度
Q1 L型LPF回路のQ
Q2 Cds共振・第3高調波共振結合回路のQ
Rds ドレイン・ソース間抵抗
Rk 負荷抵抗
Tc 第3高調波共振回路負荷接続端子
Td デバイスFET純出力端子
Te デバイス等価出力端子
Tk L型LPF負荷接続端子
Tn 高調波回路10b・ネットワーク結合端子
Tr 回路10a・回路10b接続端子
Ts L型LPF内インダクタンス分割端子
Xb 所望角周波数のLbリアクタンス(ωLb)
Xd 所望角周波数のCdsリアクタンス(1/ωCds)
Xds Cdsリアクタンス成分
Xds1 共振整合リアクタンス成分/誘導性リアクタンス成分/Xds共役リアクタンス
Xe 任意な角周波数のCdsリアクタンス(1/ωaCds)
Xi 所望角周波数のL1リアクタンス(ωL1)
Xj 任意な角周波数のL1リアクタンス(ωaL1)
Xk 所望角周波数のLpリアクタンス(ωLp)
Xm 任意な角周波数のLpリアクタンス(ωaLp)
Xp 所望角周波数のCpリアクタンス(1/ωCp)
Xp1 所望角周波数のCp1リアクタンス(1/ωCp1)
Xp2 所望角周波数のCp2リアクタンス(1/ωCp2)
Xq 任意な角周波数のCpリアクタンス(1/ωaCp)
Xq1 任意な角周波数のCp1リアクタンス(1/ωaCp1)
Xq2 任意な角周波数のCp2リアクタンス(1/ωaCp2)
Xs 所望角周波数のCsリアクタンス(1/ωCs)
Xt 任意な角周波数のCsリアクタンス(1/ωaCs)
Zd デバイス方向Teインピーダンス
Zds デバイス方向負荷インピーダンス
Zk 負荷抵抗方向Teインピーダンス(整合インピーダンス)
Zk* Zk共役インピーダンス
Zm デバイス方向Trインピーダンス
Zn Lp方向Trインピーダンス
Zs デバイス方向Teインピーダンス
Zds/Rds インピーダンス変換比
ω 所望角周波数
ωa 任意な角周波数
Γk 負荷インピーダンス反射係数
ΓkANG 反射係数の位相角度
ΓkMAG 反射係数のマグニチュード
ηd ドレイン効率。
L-type LPF L-type LPF circuit third harmonic resonance circuit Third harmonic parallel resonance circuit 10b
LDMOSFET (device FET) High output field effect transistor 10 Cds resonance / third harmonic resonance coupling circuit 10a Cds resonance matching circuit 10b Third harmonic parallel resonance circuit Bn Bias network Cds Drain-source capacitance component Cp Parallel impedance function capacitance Cp1 DC blocking capacitance Cp2 Third harmonic resonance circuit capacitance Cs L1 parallel connection capacitance L1 Series impedance functional inductance La L1 Split device side inductance Lb L1 Split load resistance side inductance Lp Cds Resonance matching circuit formation inductance Pout Device output power Q of resonance circuit Resonance curve sharpness Q1 Q of L-type LPF circuit
Q2 Qds of Cds resonance and third harmonic resonance coupling circuit
Rds Drain-source resistance Rk Load resistance Tc Third harmonic resonance circuit load connection terminal Td Device FET pure output terminal Te Device equivalent output terminal Tk L-type LPF load connection terminal Tn Harmonic circuit 10b / network coupling terminal Tr circuit 10a Circuit 10b connection terminal Ts Inductance division terminal Xb in L-type LPF Lb reactance (ωLb) of desired angular frequency
Xd Cds reactance of desired angular frequency (1 / ωCds)
Xds Cds reactance component Xds1 Resonance matching reactance component / inductive reactance component / Xds conjugate reactance Xe Cds reactance (1 / ωaCds) at an arbitrary angular frequency
Xi L1 reactance (ωL1) of desired angular frequency
Xj L1 reactance (ωaL1) at an arbitrary angular frequency
Xk Lp reactance of desired angular frequency (ωLp)
Xm Lp reactance at any angular frequency (ωaLp)
Xp Cp reactance of desired angular frequency (1 / ωCp)
Xp1 Cp1 reactance of desired angular frequency (1 / ωCp1)
Xp2 Cp2 reactance of desired angular frequency (1 / ωCp2)
Xq Cp reactance of arbitrary angular frequency (1 / ωaCp)
Xq1 Cp1 reactance of arbitrary angular frequency (1 / ωaCp1)
Xq2 Cp2 reactance of arbitrary angular frequency (1 / ωaCp2)
Xs Cs reactance of desired angular frequency (1 / ωCs)
Xt Cs reactance of arbitrary angular frequency (1 / ωaCs)
Zd Device direction Te impedance Zds Device direction load impedance Zk Load resistance direction Te impedance (matching impedance)
Zk * Zk conjugate impedance Zm Device direction Tr impedance Zn Lp direction Tr impedance Zs Device direction Te impedance Zds / Rds Impedance conversion ratio ω Desired angular frequency ωa Arbitrary angular frequency Γk Load impedance reflection coefficient ΓkANG Reflection coefficient phase angle ΓkMAG Reflection coefficient Magnitude ηd Drain efficiency.

Claims (6)

高出力電界効果トランジスタのドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsの影響を考慮したデバイス等価出力端子に、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分と共振作用を生じさせるCds共振整合回路を接続した高周波電力増幅回路。   A high frequency power amplifier circuit in which a Cds resonance matching circuit that causes a resonance action with a drain-source capacitance component is connected to a device equivalent output terminal in consideration of the influence of a drain-source capacitance component Cds of a high-power field effect transistor. 高出力電界効果トランジスタのドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsの影響を考慮したデバイス等価出力端子Teと負荷抵抗Rkとの間に、直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスL1と直列インピーダンス機能インダクタンスL1に並列接続されたL1並列接続キャパシタンスCsと並列インピーダンスとして機能する第3高調波共振回路内キャパシタンスCp2とで形成する第3高調波共振回路10bを接続した高周波電力増幅回路。   A series impedance functional inductance L1 functioning as a series impedance and a series impedance functional inductance L1 are connected in parallel between the device equivalent output terminal Te and the load resistance Rk in consideration of the influence of the drain-source capacitance component Cds of the high output field effect transistor. A high frequency power amplifier circuit in which a third harmonic resonance circuit 10b formed by the connected L1 parallel connection capacitance Cs and a third harmonic resonance circuit internal capacitance Cp2 functioning as a parallel impedance is connected. 高出力電界効果トランジスタのドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsの影響を考慮したデバイス等価出力端子に、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分と所望角周波数で共振作用を生じさせるCds共振整合回路を接続するとともに、
前記Cds共振整合回路と負荷抵抗との間に、直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスと直列インピーダンス機能インダクタンスに並列接続されたL1並列接続キャパシタンスと並列インピーダンスとして機能する第3高調波共振回路内キャパシタンスとで形成する第3高調波共振回路を接続した高周波電力増幅回路。
A Cds resonance matching circuit that causes a resonance action at a desired angular frequency and a drain-source capacitance component is connected to a device equivalent output terminal in consideration of the influence of the drain-source capacitance component Cds of the high-power field effect transistor,
Between the Cds resonance matching circuit and the load resistor, a series impedance functional inductance that functions as a series impedance, an L1 parallel connection capacitance that is connected in parallel to the series impedance functional inductance, and a capacitance in a third harmonic resonance circuit that functions as a parallel impedance. A high frequency power amplifier circuit connected with a third harmonic resonance circuit formed by
高出力電界効果トランジスタのドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsの影響を考慮したデバイス等価出力端子に、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分と所望角周波数で共振作用を生じさせるCds共振整合回路を接続するとともに、
前記Cds共振整合回路と負荷抵抗との間に、直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスと直列インピーダンス機能インダクタンスに並列接続されたL1並列接続キャパシタンスと並列インピーダンスとして機能する第3高調波共振回路内キャパシタンスとで形成して、デバイスFETの出力に含まれる第3高調波に対して、デバイスFETから見て非常に高いインピーダンスを生じさせる第3高調波共振回路を接続した高周波電力増幅回路。
A Cds resonance matching circuit that causes a resonance action at a desired angular frequency and a drain-source capacitance component is connected to a device equivalent output terminal in consideration of the influence of the drain-source capacitance component Cds of the high-power field effect transistor,
Between the Cds resonance matching circuit and the load resistor, a series impedance functional inductance that functions as a series impedance, an L1 parallel connection capacitance that is connected in parallel to the series impedance functional inductance, and a capacitance in a third harmonic resonance circuit that functions as a parallel impedance. A high frequency power amplifier circuit formed by connecting a third harmonic resonance circuit that generates a very high impedance when viewed from the device FET with respect to the third harmonic included in the output of the device FET.
高出力電界効果トランジスタのドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsの影響を考慮したデバイス等価出力端子に、ドレイン・ソース間キャパシタンス成分と所望角周波数で共振作用を生じさせてドレイン・ソース間キャパシタンスのCdsリアクタンス成分をキャンセルするCds共振整合回路形成インダクタンスにCds共振整合回路形成インダクタンスとデバイスFETに印加されるDC電流を流さないように遮蔽するためのDCブロッキングキャパシタンスとで形成するCds共振整合回路を接続するとともに、
前記Cds共振整合回路と負荷抵抗との間に、第3高調波における直列インピーダンスとして機能する直列インピーダンス機能インダクタンスと直列インピーダンス機能インダクタンスに並列接続されたL1並列接続キャパシタンスと並列インピーダンスとして機能する第3高調波共振回路内キャパシタンスとで形成して、所望角周波数におけるL1並列接続キャパシタンスと直列インピーダンス機能インダクタンスとのリアクタンス成分(誘導性リアクタンス成分)の大きさを変えずに、所望角周波数の負荷抵抗方向Teインピーダンスを一定としながら、直列インピーダンス機能インダクタンスとL1並列接続キャパシタンスとの共振周波数を変化させることによって第3高調波の調整を可能として、所望角周波数と第3高調波との整合を独立して制御する第3高調波並列共振回路を接続した高周波電力増幅回路。
A device equivalent output terminal considering the influence of the drain-source capacitance component Cds of the high-power field effect transistor causes a resonance effect at a desired angular frequency and a drain-source capacitance component, and a Cds reactance component of the drain-source capacitance. A Cds resonance matching circuit formed by a Cds resonance matching circuit forming inductance and a DC blocking capacitance for shielding the DC current applied to the device FET from flowing without being connected to the Cds resonance matching circuit forming inductance
Between the Cds resonance matching circuit and the load resistor, a series impedance functional inductance that functions as a series impedance in the third harmonic, an L1 parallel connection capacitance that is connected in parallel to the series impedance functional inductance, and a third harmonic that functions as a parallel impedance. The load resistance direction Te of the desired angular frequency without changing the magnitude of the reactance component (inductive reactance component) of the L1 parallel connection capacitance and the series impedance functional inductance at the desired angular frequency. The third harmonic can be adjusted by changing the resonance frequency of the series impedance functional inductance and the L1 parallel connection capacitance while keeping the impedance constant, and matching the desired angular frequency and the third harmonic. High frequency power amplifier circuit connected to the third harmonic parallel resonance circuit controlled independently.
高出力電界効果トランジスタのドレイン・ソース間キャパシタンス成分Cdsの影響を考慮したデバイス等価出力端子と負荷抵抗との間の第3高調波並列共振回路を形成する直列インピーダンス機能インダクタンスとしてマイクロストリップラインを使用して、前記マイクロストリップラインは、直列インピーダンス機能インダクタンスをコの字形のパターンに形成する過程と、
その内部にフローティングパターンを複数形成する過程と、
前記フローティングパターンをコの字形のパターンに接続するとともに、L1並列接続キャパシタンスの定数を調整する過程とから成り、
所望角周波数における直列インピーダンス機能インダクタンスのリアクタンスとL1並列接続キャパシタンスのリアクタンスとから形成されるリアクタンス成分を一定値にしておいて、第3高調波並列共振回路の共振周波数を調整する過程とから成り、第3高調波処理を制御する高周波電力増幅回路の広帯域化方法。
A microstrip line is used as a series impedance functional inductance that forms a third harmonic parallel resonant circuit between a device equivalent output terminal and a load resistance in consideration of the influence of the drain-source capacitance component Cds of the high-power field effect transistor. The microstrip line has a process of forming a series impedance functional inductance into a U-shaped pattern;
The process of forming multiple floating patterns inside it,
And connecting the floating pattern to a U-shaped pattern and adjusting the constant of the L1 parallel connection capacitance.
The reactance component formed from the reactance of the series impedance functional inductance at the desired angular frequency and the reactance of the L1 parallel connection capacitance is set to a constant value, and the resonance frequency of the third harmonic parallel resonance circuit is adjusted. A method of widening a high-frequency power amplifier circuit for controlling third harmonic processing.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008108201A1 (en) 2007-03-06 2008-09-12 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. High-frequency voltage-controlled oscillation circuit
JP2009094805A (en) * 2007-10-09 2009-04-30 Sumitomo Electric Ind Ltd Amplifier
JP2009194501A (en) * 2008-02-13 2009-08-27 Sumitomo Electric Ind Ltd Amplifier
JP2017501658A (en) * 2014-06-09 2017-01-12 三菱電機株式会社 A device comprising a first resonant tank, a second resonant tank and a shunt capacitor
CN112485728A (en) * 2020-11-30 2021-03-12 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 Method and equipment for evaluating short circuit bearing capacity test result of transformer
CN112994619A (en) * 2021-02-25 2021-06-18 中电国基南方集团有限公司 High-efficiency power amplifier circuit topology structure with harmonic matching structure

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008108201A1 (en) 2007-03-06 2008-09-12 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. High-frequency voltage-controlled oscillation circuit
US7956698B2 (en) 2007-03-06 2011-06-07 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd High-frequency voltage-controlled oscillation circuit
JP2009094805A (en) * 2007-10-09 2009-04-30 Sumitomo Electric Ind Ltd Amplifier
JP2009194501A (en) * 2008-02-13 2009-08-27 Sumitomo Electric Ind Ltd Amplifier
JP2017501658A (en) * 2014-06-09 2017-01-12 三菱電機株式会社 A device comprising a first resonant tank, a second resonant tank and a shunt capacitor
EP3152833A1 (en) * 2014-06-09 2017-04-12 Mitsubishi Electric Corporation Apparatus including first resonant tank, second resonant tank and shunt capacitor
CN112485728A (en) * 2020-11-30 2021-03-12 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 Method and equipment for evaluating short circuit bearing capacity test result of transformer
CN112994619A (en) * 2021-02-25 2021-06-18 中电国基南方集团有限公司 High-efficiency power amplifier circuit topology structure with harmonic matching structure
CN112994619B (en) * 2021-02-25 2024-02-20 中电国基南方集团有限公司 High-efficiency power amplifier circuit topology structure with harmonic matching structure

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