JP3102023B2 - 高周波電力増幅器 - Google Patents
高周波電力増幅器Info
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- JP3102023B2 JP3102023B2 JP02269953A JP26995390A JP3102023B2 JP 3102023 B2 JP3102023 B2 JP 3102023B2 JP 02269953 A JP02269953 A JP 02269953A JP 26995390 A JP26995390 A JP 26995390A JP 3102023 B2 JP3102023 B2 JP 3102023B2
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- fet
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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、特にフィルドエ
フエクトトランジスタ（FET）を用いた高出力の高周波
電力増幅器に関する。
フエクトトランジスタ（FET）を用いた高出力の高周波
電力増幅器に関する。
従来の高周波高出力増幅器、特に縦続接続にして高い
電源電圧で動作させ、動作電流を減少させるように工夫
した増幅器の一例を第３図に示す。
電源電圧で動作させ、動作電流を減少させるように工夫
した増幅器の一例を第３図に示す。
第３図において、従来の高周波電力増幅器、すなわ
ち、増幅回路１は、入力結合キャパシタと入力整合回路
を含む入力回路11,12と、出力整合回路と出力結合キャ
パシタを含む出力回路13,14と、FETQ1,Q2と、高周波短
絡用のキャパシタC11と、高周波チョークコイルL1,L2と
に構成されている。
ち、増幅回路１は、入力結合キャパシタと入力整合回路
を含む入力回路11,12と、出力整合回路と出力結合キャ
パシタを含む出力回路13,14と、FETQ1,Q2と、高周波短
絡用のキャパシタC11と、高周波チョークコイルL1,L2と
に構成されている。
FETQ1,Q2を電源VDDに対し直列に接続し、同じ電流IDD
で動作させることにより、単体FETの耐圧より高い電源
電圧VDDで動作させることを可能にした増幅器である。
で動作させることにより、単体FETの耐圧より高い電源
電圧VDDで動作させることを可能にした増幅器である。
一般に、FETの耐圧は大きくても20V程度であり、その
直流動作電圧は耐圧の1/2程度に抑えて使用される。
直流動作電圧は耐圧の1/2程度に抑えて使用される。
したがって、FETの動作電圧は10V以下に設定されるの
が普通である。
が普通である。
しかし、この種のマイクロ波電力増幅器を用いる送信
装置は通常、15Vから26Vと高い電源電圧の電源を持って
おり、この電圧を降圧してFETに供給している。このた
め降圧時に電力を消費し装置全体としての電力効率を低
下させている。
装置は通常、15Vから26Vと高い電源電圧の電源を持って
おり、この電圧を降圧してFETに供給している。このた
め降圧時に電力を消費し装置全体としての電力効率を低
下させている。
したがって、高い電源電圧で増幅器を動作させること
ができれば、送信装置全体の電力効率を向上させること
が出来る場合がしばしば有る。
ができれば、送信装置全体の電力効率を向上させること
が出来る場合がしばしば有る。
このために提案された回路が第３図に示す従来例の増
幅回路である。各々のFETQ1,Q2に対し、入力回路11,12
および出力回路13,14を設け、電源VDDに対するチョーク
コイルL1,L2と高周波短絡用のキャパシタC1を接続し、
入力回路11,12および出力回路13,14を各々合成すること
により２倍の出力を得ることができる。しかも動作電流
IDDはFETの１個分の電流で動作出来るという利点があ
る。
幅回路である。各々のFETQ1,Q2に対し、入力回路11,12
および出力回路13,14を設け、電源VDDに対するチョーク
コイルL1,L2と高周波短絡用のキャパシタC1を接続し、
入力回路11,12および出力回路13,14を各々合成すること
により２倍の出力を得ることができる。しかも動作電流
IDDはFETの１個分の電流で動作出来るという利点があ
る。
この従来の高周波電力増幅器では、高周波短絡用のキ
ャパシタを用いて、直流的に高電位側のFETを接地して
いるが、このキャパシタの値を無限大、すなわち、イン
ピーダンスを零にすることはできないため、完全な接地
を取ることは不可能であるという欠点があった。
ャパシタを用いて、直流的に高電位側のFETを接地して
いるが、このキャパシタの値を無限大、すなわち、イン
ピーダンスを零にすることはできないため、完全な接地
を取ることは不可能であるという欠点があった。
このため、直流的に高電位側のFETと低電位側のFETの
接地条件が異なり、特に、高出力動作時に、両方のFET
の動作が非直線特性による高調波数成分およびその1/2
周波成分の影響を受けることによりアンバランスとなり
RF電力の合成効率が低下するという問題点があった。
接地条件が異なり、特に、高出力動作時に、両方のFET
の動作が非直線特性による高調波数成分およびその1/2
周波成分の影響を受けることによりアンバランスとなり
RF電力の合成効率が低下するという問題点があった。
すなわち、高周波接地用のキャパシタの実用上選択可
能な値は、周波数1GHzにて、数千PFのオーダであり、こ
のときのインピーダンスは約１Ωである。一方、FETの
ソース抵抗約１Ωであるので、非直線特性に対するキャ
パシタの影響を無視すると、1dB程度の合成損失を発生
するという問題点があった。
能な値は、周波数1GHzにて、数千PFのオーダであり、こ
のときのインピーダンスは約１Ωである。一方、FETの
ソース抵抗約１Ωであるので、非直線特性に対するキャ
パシタの影響を無視すると、1dB程度の合成損失を発生
するという問題点があった。
本発明の高周波電力増幅器は、電源に対し複数の電力
増幅用のフィルドエフエクトトランジスタを縦続接続す
るとともに高周波的には並列接続した高周波電力増幅器
において、 直流電位的に高電位にある前記電力増幅用の第一のフ
ィルドエフエクトトランジスタのソースと接地間に接続
した第一のキャパシタと、 直流電位的に低電位にある前記電力増幅用の第二のフ
ィルドエフエクトトランジスタのソースと接地間に接続
した前記第一のキャパシタと同一容量の第二のキャパシ
タと、 前記第二のキャパシタと並列に接続した直流バイアス
回路とを有し、 前記直流バイアス回路が、前記第１及び第２のフィル
ドエフエクトトランジスタと同一のゲート幅のゲートを
持つソース接地の第三のフィルドエフエクトトランジス
タによる電流源であることを特徴とする高周波電力増幅
器。
増幅用のフィルドエフエクトトランジスタを縦続接続す
るとともに高周波的には並列接続した高周波電力増幅器
において、 直流電位的に高電位にある前記電力増幅用の第一のフ
ィルドエフエクトトランジスタのソースと接地間に接続
した第一のキャパシタと、 直流電位的に低電位にある前記電力増幅用の第二のフ
ィルドエフエクトトランジスタのソースと接地間に接続
した前記第一のキャパシタと同一容量の第二のキャパシ
タと、 前記第二のキャパシタと並列に接続した直流バイアス
回路とを有し、 前記直流バイアス回路が、前記第１及び第２のフィル
ドエフエクトトランジスタと同一のゲート幅のゲートを
持つソース接地の第三のフィルドエフエクトトランジス
タによる電流源であることを特徴とする高周波電力増幅
器。
次に、本発明について、図面を参照して説明する。第
１図は本発明の一実施例を示す回路図である。
１図は本発明の一実施例を示す回路図である。
第１図において、本実施例の高周波電力増幅器は、従
来のものと同様の増幅回路１に、直流的に低電位側のFE
TQ2のソースを高周波的に接地するキャパシタC2と、バ
イアス回路用の電流源FETQ3とを追加した構成となって
いる。
来のものと同様の増幅回路１に、直流的に低電位側のFE
TQ2のソースを高周波的に接地するキャパシタC2と、バ
イアス回路用の電流源FETQ3とを追加した構成となって
いる。
ここで、FETQ1,Q2のゲート幅を1mmとし、電流源FETQ3
のゲート幅を1mmとし、Q3のゲート電圧VG3を0Vとするこ
とにより、FETQ1,Q2は飽和電流IDSSの半分の電流で動作
させることができる。
のゲート幅を1mmとし、Q3のゲート電圧VG3を0Vとするこ
とにより、FETQ1,Q2は飽和電流IDSSの半分の電流で動作
させることができる。
また、高周波短絡用のキャパシタC1,C2を同一容量と
することによりFETQ1,Q2の接地条件を広い周波数範囲に
わたり同一に設定できる。
することによりFETQ1,Q2の接地条件を広い周波数範囲に
わたり同一に設定できる。
したがって、これ等のFETQ1,Q2が高出力動作し非線形
成分による高調波および分周波の周波数成分の影響を受
けた場合でも、同一動作条件で動作させることが可能と
なるので、高周波電力の合成効率を上げることができ
る。
成分による高調波および分周波の周波数成分の影響を受
けた場合でも、同一動作条件で動作させることが可能と
なるので、高周波電力の合成効率を上げることができ
る。
第２図は本発明の第２の実施例を示す回路図である。
第２図において、本実施例と第１図に示す第一の実施
例との相違点は、FETQ2のソース側の高周波接地用キャ
パシタC2を並列接続した、電流源FETQ3の代りに、抵抗R
1と、高周波チョークコイルL3との直列回路を接続した
ことである。
例との相違点は、FETQ2のソース側の高周波接地用キャ
パシタC2を並列接続した、電流源FETQ3の代りに、抵抗R
1と、高周波チョークコイルL3との直列回路を接続した
ことである。
本実施例においても、抵抗R1を約10Ωとし、この電圧
降下を1Vとし、VG1を零ボルトに設定することにより、F
ETQ1,Q2の動作電流を約1/2IDSSに設定することができ
る。
降下を1Vとし、VG1を零ボルトに設定することにより、F
ETQ1,Q2の動作電流を約1/2IDSSに設定することができ
る。
また、ソースインピーダンスも、これ等FETに対し等
しく設定出来るため、電力合成効率を上げることが出来
る。
しく設定出来るため、電力合成効率を上げることが出来
る。
以上説明したように本発明は、縦続接続した複数のFE
Tの接地条件を広い周波数に亘り等しく設定することに
より、FETが高出力動作の非直線特性により高周波およ
びその分周波成分の影響を受けた場合にも、同一の動作
条件が保たれるため、高周波の出力合成効率を高くする
ことができ、したがって、高周波電力増幅器全体の効率
を高くすることができるという効果がある。
Tの接地条件を広い周波数に亘り等しく設定することに
より、FETが高出力動作の非直線特性により高周波およ
びその分周波成分の影響を受けた場合にも、同一の動作
条件が保たれるため、高周波の出力合成効率を高くする
ことができ、したがって、高周波電力増幅器全体の効率
を高くすることができるという効果がある。
第１図は本発明の一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図は従来の高周波
電力増幅器の一例を示す回路図である。 １……増幅回路、11,12……入力回路、13,14……出力回
路、C1,C2……キャパシタ、L1〜L3……高周波チョーク
コイル、Q1〜Q3……フィルドエフエクトトランジスタ
（FET）。
明の第二の実施例を示す回路図、第３図は従来の高周波
電力増幅器の一例を示す回路図である。 １……増幅回路、11,12……入力回路、13,14……出力回
路、C1,C2……キャパシタ、L1〜L3……高周波チョーク
コイル、Q1〜Q3……フィルドエフエクトトランジスタ
（FET）。
Claims (1)
- 【請求項１】電源に対し複数の電力増幅用のフィルドエ
フエクトトランジスタを縦続接続するとともに高周波的
には並列接続した高周波電力増幅器において、 直流電位的に高電位にある前記電力増幅用の第一のフィ
ルドエフエクトトランジスタのソースと接地間に接続し
た第一のキャパシタと、 直流電位的に低電位にある前記電力増幅用の第二のフィ
ルドエフエクトトランジスタのソースと接地間に接続し
た前記第一のキャパシタと同一容量の第二のキャパシタ
と、 前記第二のキャパシタと並列に接続した直流バイアス回
路とを有し、 前記直流バイアス回路が、前記第１及び第２のフィルド
エフエクトトランジスタと同一のゲート幅のゲートを持
つソース接地の第三のフィルドエフエクトトランジスタ
による電流源であることを特徴とする高周波電力増幅
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02269953A JP3102023B2 (ja) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | 高周波電力増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02269953A JP3102023B2 (ja) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | 高周波電力増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04145713A JPH04145713A (ja) | 1992-05-19 |
| JP3102023B2 true JP3102023B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=17479517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02269953A Expired - Fee Related JP3102023B2 (ja) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | 高周波電力増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3102023B2 (ja) |
-
1990
- 1990-10-08 JP JP02269953A patent/JP3102023B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04145713A (ja) | 1992-05-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |