JP2536643B2 - 半導体増幅器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は衛星通信、地上マイクロ波通信、レーダー
等に用いられるマイクロ波半導体増幅器の高効率化に関
するものである。

［従来の技術］ 第７図は例えば特開昭58−159002号公報“高周波電力
用半導体回路”に示された従来の半導体増幅器の回路図
であり、図において（１）は入力端子、（２）は出力端
子、（３）はFET、（４）はゲート端子、（５）はドレ
イン端子、（６）はソース端子、（11）はゲートバイア
ス端子、（12）はドレインバイアス端子、（13）はゲー
トバイアス印加用線路、（14）はドレインバイアス印加
用線路、（15）は入力側直流阻止コンデンサ、（16）は
出力側直流阻止コンデンサ、（17）は入力側インピーダ
ンス整合用線路、（18）は出力側インピーダンス整合用
線路、（19）は入力側インピーダンス整合用コンデン
サ、（20）は出力側インピーダンス整合用コンデンサ、
（21）は２倍波短絡用線路、（22）はコンデンサであ
る。

なお、２倍波短絡用線路（21）の長さは基本波に対し
て約1/4波長である。

次に動作について説明する。

従来の半導体増幅器は、２倍波短絡用線路（21）及び
コンデンサ（22）により、FET（３）のドレイン端子
（５）において２倍波が短絡され、高効率動作する。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の半導体増幅器は以上のように受動回路である２
倍波短絡用線路（21）及びコンデンサ（22）により２倍
波を短絡しているが、マイクロ波帯では、２倍波短絡用
線路（21）及びコンデンサ（22）の損失が大きい場合、
２倍波を確実に短絡できないという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためなされ
たもので、等価的に確実に２倍波を短絡できる半導体増
幅器を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 半導体増幅器への基本波入力信号の一部を取り出す手
段と、この手段により取り出された基本波入力信号から
２倍波信号を生成する手段と、この２倍波信号と上記半
導体増幅器から出る２倍波信号の位相とは逆位相で上記
半導体増幅器の出力に印加する位相器とを備えたもので
ある。

［作用］ この発明における半導体増幅器は、その出力端子に生
じた２倍波信号が、２倍波生成手段で生成され、位相器
で逆相にされた逆相２倍波信号により打ち消され、等価
的に２倍波を短絡することができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図において、（７）は増幅器、（８）は基本波信号の
２倍波信号を生成する逓倍器、（９）は２倍波以外の不
要波を除去する帯域通過フィルタ、（10）は位相器であ
る。（１）〜（６）は第７図に示す従来装置と同様なも
のである。

基本波入力信号の一部は増幅器（７）に供給される。
増幅器（７）により増幅された基本波信号は逓倍器
（８）により２倍波信号に変換される。逓倍器（８）に
より生成された２倍波信号は帯域通過フィルタ（９）及
び位相器（10）によりFET（３）のドレイン端子（５）
に生じた２倍波信号と逆相・同振幅となるように調整さ
れ、ドレイン端子（５）に供給される。逆相・同振幅の
２倍波信号により、ドレイン端子（５）において、この
ドレイン端子（５）に生じた２倍波信号が打ち消され、
等価的に２倍波を短絡することができるので、高効率動
作する。

第２図にこの発明の他の実施例による半導体増幅器の
回路図を示す。第２図において、（23）は方向性結合
器、（24）はサーキュレータである。入力基本波信号の
一部を取り出す手段として方向性制結合器（23）を使用
している。また逓倍器（８）により生成された２倍波信
号をドレイン端子（５）に印加する手段としてサーキュ
レータ（24）を使用している。

第３図にこの発明のさらに他の実施例による半導体増
幅器の回路図を示し、半導体増幅器を３段構成にしたも
のである。第３図において（25）は１段目増幅器、（2
6）は２段目増幅器、（27）は３段目増幅器である。

１段目増幅器（25）への基本波入力信号の一部を取り
出し、増幅器（７）、逓倍器（８）、帯域通過フィルタ
（９）、位相器（10）により生成した２倍波信号を３段
目増幅器（27）のドレイン端子に印加する構成としてい
る。増幅器の段数は３段に限らず、何段構成としてもよ
い。

第４図にこの発明のさらにまた他の実施例による半導
体増幅器の回路図を示す。第４図に示すように位相器
（10）、増幅器（７）、逓倍器（８）、帯域通過フィル
タ（９）の順番で配置してもよい。

第５図はこの発明の他の実施例による半導体増幅器の
回路図を示す。第５図において（28）はＴ分岐、（29）
はこのＴ分岐（28）の出力側に設けられた低域通過フィ
ルタである。低域通過フィルタ（29）は基本波を通過
し、２倍波を遮断する特性を有する。

以上のように構成することにより、第１図〜第４図に
示す実施例においては逓倍器（８）で生成した２倍波信
号がドレイン端子および出力端子方向に２分配されるの
で、ドレイン端子を２倍波に対して等価的に短絡するた
めには逓倍器、増幅器の利得を高める必要があるなどの
問題があったが、出力端子側に分配される２倍波は低域
通過フィルタ（29）で遮断されるので、基本波信号のみ
を取り出すことができるとともに逓倍器、増幅器の利得
を高める必要がないという効果を有する。

第６図はこの発明の他の実施例による半導体増幅器の
回路図を示し、入力基本波信号の一部を取り出す手段と
して方向性結合器（23）を、また逓倍器（８）により生
成された２倍波信号ををドレイン端子に印加する手段と
してサーキュレータ（24）を使用している。さらに上記
２倍波信号が出力端子側に出力されないようにする手段
として低域通過フィルタ（29）を使用している。

なお低域通過フィルタ（29）は、基本波を通過し、２
倍波を遮断する機能を有すれば帯域通過フィルタまたは
帯域阻止フィルタに置き換えてもよい。

同様に、帯域通過フィルタ（９）は２倍波を通過し、
基本波を遮断する機能を有すれば、高域通過フィルタま
たは帯域阻止フィルタに置き換えてもよい。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、半導体増幅器に入力
する基本波信号の一部を取り出し、この信号を２倍波生
成手段により２倍波信号に変換し、さらに位相器により
上記半導体増幅器から出る２倍波信号と逆位相にして、
上記半導体増幅器の出力側に印加して、半導体増幅器か
らの２倍波を打ち消す構成としているので、従来の受動
回路による２倍波処理と比較して等価的に２倍波を確実
に短絡でき、効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す半導体増幅器の回路
図、第２図〜第６図はいずれもこの発明の他の実施例を
示す半導体増幅器の回路図、第７図は従来の半導体増幅
器の回路図である。 図において、（１）は入力端子、（２）は出力端子、
（３）はFET、（４）はゲート端子、（５）はドレイン
端子、（６）はソース端子、（７）は増幅器、（８）は
逓倍器、（９）は帯域通過フィルタ、（10）は位相器、
（23）は方向性結合器（23）、（24）はサーキュレー
タ、（25）は１段目増幅器、（26）は２段目増幅器、
（27）は３段目増幅器、（28）はＴ分岐、（29）は低域
通過フィルタである。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

フロントページの続き (72)発明者 礒田 陽次 神奈川県鎌倉市大船５丁目１番１号 三 菱電機株式会社情報電子研究所内 (72)発明者 高木 直 神奈川県鎌倉市大船５丁目１番１号 三 菱電機株式会社情報電子研究所内 (72)発明者 浦崎 修治 神奈川県鎌倉市大船５丁目１番１号 三 菱電機株式会社情報電子研究所内

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体増幅器へ入力する基本波信号の一部
   を取り出す手段と、この手段により取り出された基本波
   信号から２倍波信号を生成する手段と、この２倍波生成
   手段により生成された２倍波信号を上記半導体増幅器か
   ら出る２倍波信号の位相とは逆位相で上記半導体増幅器
   の出力に印加する位相器を備えたことを特徴とする半導
   体増幅器。
2. 【請求項２】請求項１記載の半導体増幅器において、２
   倍波生成手段からの２倍波信号を半導体増幅器の出力に
   印加するＴ分岐またはサーキュレータを設けるととも
   に、このＴ分岐またはサーキュレータの出力側に、２倍
   波を遮断し基本波を通過するフィルタを設けたことを特
   徴とする半導体増幅器。