JP2570878B2 - 高周波電力増幅器 - Google Patents

高周波電力増幅器

Info

Publication number
JP2570878B2
JP2570878B2 JP2024110A JP2411090A JP2570878B2 JP 2570878 B2 JP2570878 B2 JP 2570878B2 JP 2024110 A JP2024110 A JP 2024110A JP 2411090 A JP2411090 A JP 2411090A JP 2570878 B2 JP2570878 B2 JP 2570878B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
bias
circuit
power
detection signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2024110A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03228409A (ja
Inventor
茂美 若松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP2024110A priority Critical patent/JP2570878B2/ja
Publication of JPH03228409A publication Critical patent/JPH03228409A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2570878B2 publication Critical patent/JP2570878B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高周波電力増幅器に関し、特にテレビジョン
送信機等の高電力直線高周波電力増幅に用いられる高周
波電力増幅器に関する。
〔従来の技術〕
近年、高電力用半導体素子とその利用技術の発達によ
り、バイポーラトランジスタあるいは電界効果トランジ
スタ等の半導体素子がテレビジョン送信機等に広く用い
られるようになってきている。
テレビジョン送信機等高ダイナミックレンジの映像信
号を扱う高周波電力増幅器は、直線性と高電力の双方の
特性を要求される。そのため、バイポーラトランジスタ
あるいは電界効果トランジスタいずれの半導体素子を用
いた場合も、その動作バイアス点はAB級とするのが一般
的である。
また、このような高出力送信機は、送信機を並列動作
で使用するシステム等で、出力電力を、たとえば、2段
階に可変するということがしばしば要求される。この場
合、電力増幅器の出力を可変する方法としては、簡便
性、信頼性、総合効率等の観点から、電源電圧を可変す
ることが通常行なわれる。
したがって、高周波電力増幅器としては、電源電圧を
可変することにより、出力のみが変化し、他のパラメー
タ、たとえば、直線性等は変化しないことが要求されて
いた。
従来の高周波電力増幅器の回路の一例を第3図に示
す。
第3図を参照すると、従来の高周波電力増幅器は、バ
イアス回路1と電力増幅部2から構成されていた。
バイアス回路1は、電力増幅部2の電界効果トランジ
スタQ21に安定なバイアス電圧を供給するための、電圧
制御集積回路IC1とその関連のコンデンサC1、抵抗器R1
〜R6およびサーミスタR7からなる定電圧レギュレータ回
路11と、定電圧ダイオードD1と、コンデンサC2,C3,抵抗
器R8〜R10,ダイオードD2,定電圧ダイオードD3,D4からな
るバイアス出力回路12から構成されていた。
電力増幅部2は、コンデンサC21と整合回路E21,E22と
電界効果トランジスタQ21および高周波チョークコイルL
21,L22から構成されていた。
次に、第3図に示した従来の高周波電力増幅器の動作
について説明する。
入力端子TIから印加される高周波電力は、入力側の整
合回路E21によりインピーダンス整合がとられ、電界効
果トランジスタQ21によって電力増幅される。電界効果
トランジスタQ21の出力は、出力側の整合回路E22により
インピーダンス整合がとられ、出力端子TOより出力され
る。電源端子TDより電源が供給され高周波チョークコイ
ルL22を経て電界効果トランジスタQ21のドレインに印加
される。また、バイアス回路1からのバイアス電圧は、
高周波チョークコイルL21を経て、電界効果トランジス
タQ21のゲートに印加される。
バイアス回路1の定電圧レギュレータ回路11において
は、電源端子TDよりの電源電圧を、抵抗器R1と定電圧ダ
イオードD1により、電圧制御集積回路IC1に供給するた
めの動作に適した電圧まで降下させる。
定電圧レギュレータ回路11の機能は、電界効果トラン
ジスタ21のバイアス電圧を安定に保つためのものであ
る。
さらに、定電圧レギュレータ回路11の重要な機能は、
周囲温度の変化による電界効果トランジスタ21のバイア
ス点の変化を補償することである。
代表的な縦型構造の電界効果トランジスタの場合、ゲ
ート遮断電圧は−4〜−5mV/℃の温度特性を有する。こ
れを補償するため、温度検出素子としてサーミスタR7を
用い、電界効果トランジスタQ21に印加されるバイアス
電圧が、常にAB級の動作点を保持するようバイアス電圧
を制御する。
第4図に、電圧制御集積回路IC1の一例を示す。
電圧制御集積回路IC1は、2個の演算増幅器Q11,Q12
と、2個のトランジスタQ13,Q14と、定電流源Q15と、2
個の定電圧ダイオードD11,D12から構成される。端子T2
は電流制限端子、端子T3は電流出力端子、端子T4は逆相
入力端子、端子T5は正相入力端子、端子T6は基準電圧端
子、端子T7は負電源端子、端子T10,T11,T12は正電源端
子、端子T13は周波数特性補正端子である。この種の電
圧制御集積回路は周知のものであるとともに広く使われ
ているので、動作の詳細は冗長を避けるため省略する。
前述のサーミスタR7が抵抗器R6と直列接続され、可変
抵抗器R5と分圧回路を構成している。分圧回路の出力で
あるR6とR5との接続点は、電圧制御集積回路11の正相入
力端子T5に接続されているので、周囲温度が上昇する
と、サーミスタR7の抵抗値が低下し、分圧回路の分割比
が低下し、T5の入力電圧が低下する。したがって、電圧
制御集積回路IC1の出力端子T3の出力電圧が降下し、前
述の電界効果トランジスタQ21のゲート遮断電圧の低下
に対応するようバイアス電圧を降下させることになるも
のであった。可変抵抗器R5は、温度補償の係数設定用で
あった。
バイアス出力回路12の可変抵抗器R8は、電界効果トラ
ンジスタQ21のバイアス電圧設定用であった。ダイオー
ドD2,定電圧ダイオードD3,D4,抵抗器R9,R10,コンデンサ
C2,C3から構成される回路は、電界効果トランジスタQ21
のゲート保護用のサージ吸収回路であった。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の高周波電力増幅器は、回路設計を、標
準とする1つの電圧値で実施し、電源電圧を可変して出
力を可変する場合の特性の変化に対する考慮はされてい
なかった。
電界効果トランジスタは、一定のゲート・ソース間電
圧を保持した状態でドレイン・ソース間電圧VDSを変化
させると、一般に、ドレイン電流は正方向に変化する。
したがって、バイアス電圧はそのままで、ドレイン電圧
のみを変えて出力を可変する従来の高周波電力増幅器で
は、設計した標準の電圧値と異なる電圧値で動作する場
合、AB級動作のバイアス電圧によるアイドル電流が変化
する。
一般的には、電源電圧を低下した場合、アイドル電流
も減少するので、入力信号が低レベルのとき歪が増加す
る。その結果、高周波電力増幅器の入出力特性は、電源
電圧を低下した場合、直線性が劣化するという欠点があ
った。
〔課題を解決するための手段〕
半導体素子をAB級の直線電力増幅素子として用い電源
電圧を第1およびこの第1の電圧より低い第2の電圧の
いずれか一方に切替ることにより対応する第1および第
2の出力電力のいずれか一方に切替る電力可変型の電力
増幅部と、前記電力増幅部に所定のバイアス電圧を供給
するバイアス回路とを備える高周波電力増幅器におい
て、前記バイアス回路が、前記電源の電圧が前記第2の
電圧であることを検出し電圧検出信号を出力する電源電
圧検出手段と、前記電圧検出信号の供給がないときに前
記第1の電圧に対応する第1のバイアス電圧を発生し前
記電圧検出信号の供給に応答して前記第2の電圧に対応
し前記第1のバイアス電圧より高い第2のバイアス電圧
を発生するバイアス電圧調整手段と備えるものである。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は、本発明の第一の実施例を示す回路図であ
る。
第1図において、高周波電力増幅器は、バイアス回路
1と電力増幅部2から構成されている。
バイアス回路1は、前述の従来例と同様の、電力増幅
部2の電界効果トランジスタ21に安定なバイアス電圧を
供給するための定電圧レギュレータ回路11と、バイアス
出力回路12に、さらに、電圧検出回路13が加えられてい
る。
電圧検出回路13は、トランジスタQ1と、定電圧ダイオ
ードD5と抵抗器R11〜R14とからなる。Q1のコレクタに
は、従来例では接地されていた定電圧レギュレータ回路
11のサーミスタR7が接続されている。
電力増幅部2は、コンデンサC21と整合回路E21,E22と
電界効果トランジスタQ21および高周波チョークコイルL
21,L22から構成されており、前述の従来の技術の例と同
様である。
次に、本実施例の動作について説明する。
ここで、従来例と同様の構成部分、すなわち、バイア
ス回路1の定電圧レギュレータ回路11とその周辺回路、
バイアス出力回路、および電力増幅部1の動作について
は、従来の技術の列で示したものと共通であり、説明が
重複するのでここでは省略する。
したがって、電圧検出回路13の動作について重点的に
説明をする。
トランジスタQ1のベースは、抵抗器R12,R13,R14と定
電圧ダイオードD5からなる分圧回路に接続され、分圧回
路の電源側であるR14を経て電源電圧が分圧されて印加
されている。このとき、電源電圧が十分高くて、R13とR
14の接続点、すなわち、D5の入力側において、D5のしき
い値電圧を越え、さらに、トランジスタQ1のベース・エ
ミッタ間電圧約0.6Vを保持できる場合、トランジスタQ1
はオンすなわち、導通状態となる。前述の通り、Q1のコ
レクタには、定電圧レギュレータ回路11のサーミスタR7
が接続されており、これは、Q1を経て接地されことにな
る。したがって、この場合、バイアス電圧に関しては従
来の例と全く同様の条件とみなしうる。
次に、電源電圧を降下し、分圧回路の電圧が低下し
て、定電圧ダイオードD5のしきい値電圧以下となる場合
は、トランジスタQ1はオフ、すなわち非導通状態とな
る。したがって、定電圧レギュレータ回路11のサーミス
タR7の接地側には、可変抵抗器R11が直列に挿入される
ことになる。すると、定電圧レギュレータ回路11の電圧
制御集積回路IC1の基準電圧端子T6を分圧しているR5,R
6,R7からなる分圧回路の分圧比は、R11が加わった分だ
け増加し、したがって、電圧制御集積回路IC1の正相入
力端子T5の入力電圧を上昇させる。結果として、電力増
幅部2の電界効果トランジスタ21のゲート印加されるバ
イアス電圧を上昇させることになる。この上昇率は、可
変抵抗器R11により任意に設定できる。
以上説明したトランジスタQ1のオン・オフ電圧の設定
は、抵抗器R13とR14の比を選ぶことにより任意にでき
る。
以上のようにして、出力の変更を電源電圧を可変して
行なう高周波電力増幅器において、標準の高電圧による
高出力動作の場合は、トランジスタQ1がオンとなり、電
源電圧を降下した低出力動作の場合は、Q1をオフとする
よう設定することにより、いずれの動作においても、常
に最適なバイアス電圧を印加することができ、直線性の
優れた高周波電力増幅器が得られる。
次に、本発明の第二の実施例について説明する。
第2図は、本発明の第二の実施例を示す回路図であ
る。
本発明の第二の実施例は、第2図に示すように、バイ
アス回路11の電圧検出回路13の構成を、第1図の第一の
実施例におけるトランジスタQ1の1段の代りにトランジ
スタQ1,Q2の2段としたことである。さらに、定電圧レ
ギュレータ回路11のサーミスタR7は、Q1のコレクタに接
続する代りに直接接地され、同時に、Q1のコレクタは、
R3,R4からなる分圧回路の接地側に接続され定電圧レギ
ュレータ回路11の電圧制御集積回路IC1の逆相入力端子T
4にその出力が印加されるようになっている。
この結果、トランジスタQ2は、第一の実施例のQ1と同
様にオフ・オンされ、トランジスタQ1のオン・オフ動作
は、トランジスタQ2のオフ・オンにより制御される。こ
れは、第一の実施例と逆相となるが、Q1の出力は電圧制
御集積回路IC1の逆相端子T4に入力されるので、結局電
源電圧との関係は同一となる。
本実施例では、定電圧レギュレータ回路11のサーミス
タR7が直接接地できるので、電力増幅部の電界効果トラ
ンジスタの近傍に配置することが容易となり、より正確
な温度検出ができる。
また、電圧検出回路のトランジスタを2段とすること
により、検出感度も向上する。
以上、第一および第二の実施例では、電力増幅部21の
高周波電力増幅用トランジスタは、電界効果トランジス
タを用いるものを例として取り上げたが、バイポーラト
ランジスタでも同様に実施できることは勿論である。
また、検出回路もバイポーラトランジスタをを用いる
もの例としたが、MOSトランジスタやそれらの集積回路
によるインバータ回路等、様々な変形が考えられ、これ
らは本発明の主旨を逸脱しない限り適用できることは勿
論である。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、電源電圧の制御により
出力を可変する高周波電力増幅器の電源電圧の標準値か
らの変化を検出し、その検出結果により、高周波電力増
幅用半導体素子の動作点を設定するバイアス電圧を自動
的に最適に制御することができるので、高低いずれの出
力条件においても、直線性が優れた高周波電力増幅器を
抵抗できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一の実施例を示す回路図、第2図は
本発明の第二の実施例を示す回路図、第3図は従来の受
信制御回路の一例を示す回路図、第4図は第3図で示し
た回路における電圧制御集積回路の一例を示す回路図で
ある。 1……バイアス回路、2……電力増幅器、11……定電圧
レギュレータ回路、12……バイアス出力回路、13……電
圧検出回路。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体素子をAB級の直線電力増幅素子とし
    て用い電源電圧を第1およびこの第1の電圧より低い第
    2の電圧のいずれか一方に切替ることにより対応する第
    1および第2の出力電力のいずれか一方に切替る電力可
    変型の電力増幅部と、前記電力増幅部に所定のバイアス
    電圧を供給するバイアス回路とを備える高周波電力増幅
    器において、 前記バイアス回路が、前記電源の電圧が前記第2の電圧
    であることを検出し電圧検出信号を出力する電源電圧検
    出手段と、 前記電圧検出信号の供給がないときに前記第1の電圧に
    対応する第1のバイアス電圧を発生し前記電圧検出信号
    の供給に応答して前記第2の電圧に対応し前記第1のバ
    イアス電圧より高い第2のバイアス電圧を発生するバイ
    アス電圧調整手段と備えることを特徴とする高周波電力
    増幅器。
  2. 【請求項2】前記半導体素子が高周波電力増幅用のバイ
    ポーラトランジスタであることを特徴とする請求項1記
    載の高周波増幅器。
  3. 【請求項3】前記半導体素子が高周波電力用の電界効果
    トランジスタであることを特徴とする請求項1記載の高
    周波増幅器。
  4. 【請求項4】前記電圧検出手段が、一端が前記電源に接
    続した抵抗器を含み分圧電圧を出力する分圧回路と、ベ
    ースに前記分圧電圧の供給を受けエミッタを接地に接続
    しコレクタ電流の導通・遮断に対応する前記電圧検出信
    号を出力するトランジスタとを含むスイッチ回路を備え
    ることを特徴とする請求項1記載の高周波増幅器。
  5. 【請求項5】前記バイアス電圧調整手段が、前記第1の
    バイアス電圧対応の第1の設定電圧を生成する定電圧源
    と、前記電圧検出信号の供給に応答して前記第1の設定
    電圧を予め定めた極性および割合で増加して前記第2の
    バイアス電圧対応の第2の設定電圧を出力するバイアス
    設定電圧生成手段とを備えることを特徴とする請求項1
    記載の高周波増幅器。
JP2024110A 1990-02-01 1990-02-01 高周波電力増幅器 Expired - Fee Related JP2570878B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024110A JP2570878B2 (ja) 1990-02-01 1990-02-01 高周波電力増幅器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024110A JP2570878B2 (ja) 1990-02-01 1990-02-01 高周波電力増幅器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03228409A JPH03228409A (ja) 1991-10-09
JP2570878B2 true JP2570878B2 (ja) 1997-01-16

Family

ID=12129198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2024110A Expired - Fee Related JP2570878B2 (ja) 1990-02-01 1990-02-01 高周波電力増幅器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2570878B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005506750A (ja) 2001-10-16 2005-03-03 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 無線周波数電力増幅器回路
US7456693B2 (en) * 2006-06-30 2008-11-25 Infineon Technologies Ag Regulation of an amplification apparatus
JP2009077449A (ja) * 2009-01-09 2009-04-09 Panasonic Corp 高周波電力増幅装置
JP5316285B2 (ja) * 2009-07-27 2013-10-16 三菱電機株式会社 電力増幅器用バイアス回路
JP5673361B2 (ja) * 2011-05-31 2015-02-18 三菱電機株式会社 電力増幅器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51131246A (en) * 1975-05-10 1976-11-15 Nippon Columbia Co Ltd Automatic bias adjiusting device
JPS5839404B2 (ja) * 1976-02-25 1983-08-30 株式会社日立製作所 トランジスタ増幅回路
JPH01156626U (ja) * 1988-04-20 1989-10-27

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03228409A (ja) 1991-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6052032A (en) Radio frequency amplifiers
US2847519A (en) Stabilized transistor signal amplifier circuit
US10892720B2 (en) Control circuit for power amplifier
US6778016B2 (en) Simple self-biased cascode amplifier circuit
US5343164A (en) Operational amplifier circuit with slew rate enhancement
CA1176322A (en) Biasing circuit for power amplifier
JP2004343244A (ja) 高周波増幅回路
US11290060B2 (en) Bias circuit
US10910999B2 (en) Bias circuit
US6304142B1 (en) Variable transconductance amplifier
US7830210B2 (en) Amplifier device
US20050264363A1 (en) Temperature compensated on-chip bias circuit for linear RF HBT power amplifiers
US4728903A (en) Class A high-fidelity amplifier
US11444582B2 (en) Power amplifier circuit
JP2570878B2 (ja) 高周波電力増幅器
US4241314A (en) Transistor amplifier circuits
US5483191A (en) Apparatus for biasing a FET with a single voltage supply
US11855587B2 (en) Power amplifier circuit
US4706039A (en) Amplifier arrangement
JPH04307804A (ja) 単位利得最終段
US4584535A (en) Stabilized current-source circuit
US10958222B2 (en) Bias circuit
JP2672731B2 (ja) 電力増幅回路
CA1195390A (en) High frequency amplifier circuit
JP2001077637A (ja) プリディストーション回路

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081024

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees