JP7537358B2 - Gate voltage adjustment device and method - Google Patents

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Description

本開示は、送受信モジュールに適用される複数の増幅素子のゲート電圧を調整するゲート電圧調整装置、及びゲート電圧調整方法に関するものである。 The present disclosure relates to a gate voltage adjustment device and a gate voltage adjustment method for adjusting the gate voltages of multiple amplifier elements applied to a transceiver module.

レーダ等の用途に用いられるマイクロ波またはミリ波送受信モジュールは、通常、2個以上の増幅素子を直列または並列に合成した構成が適用される。このとき、増幅素子の利得及び飽和出力は、増幅素子のドレイン電流の大きさに依存する。増幅素子のドレイン電流の大きさは、増幅素子のゲート電圧を制御することで調整することが可能である。このとき、増幅素子のドレイン電流をある一定の値に調整するための増幅素子のゲート電圧値は、増幅素子ごとにばらつきがあることが知られている。従って、従来、それぞれの増幅素子のドレイン電流を測定しながらゲート電圧を調整するものがある。例えば、多数の増幅素子が装荷されたモジュールを効率よく生産するために、それぞれの増幅素子の個々のドレイン電流をそれぞれ測定し、ゲート電圧の調整を自動化する装置がある(例えば、特許文献1参照)。 Microwave or millimeter wave transmission and reception modules used for applications such as radar are usually configured with two or more amplifier elements connected in series or parallel. In this case, the gain and saturation output of the amplifier element depend on the magnitude of the drain current of the amplifier element. The magnitude of the drain current of the amplifier element can be adjusted by controlling the gate voltage of the amplifier element. In this case, it is known that the gate voltage value of the amplifier element for adjusting the drain current of the amplifier element to a certain value varies from amplifier element to amplifier element. Therefore, in the past, there have been devices that adjust the gate voltage while measuring the drain current of each amplifier element. For example, in order to efficiently produce modules loaded with a large number of amplifier elements, there is a device that measures the individual drain current of each amplifier element and automates the adjustment of the gate voltage (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1では、複数の増幅素子のゲート電圧をそれぞれ調整する際に、調整したい増幅素子のみにドレイン電圧を印加し、それ以外の増幅素子をドレイン電流が流れない状態として、増幅素子のドレイン電圧を調整する構成である。このとき、それぞれの増幅素子のドレイン電圧を供給する回路をひとつに共通化している。そして、共通化されたドレイン電圧を供給する回路と、ゲート電圧を制御する制御部との間に、電流検波素子、オペアンプ、及びアナログデジタル変換器で構成される電流検波回路を配置している。 In Patent Document 1, when adjusting the gate voltages of multiple amplifier elements, a drain voltage is applied only to the amplifier element to be adjusted, and the other amplifier elements are placed in a state in which no drain current flows, thereby adjusting the drain voltage of the amplifier element. In this case, a single circuit is shared to supply the drain voltage to each amplifier element. Then, a current detection circuit consisting of a current detection element, an operational amplifier, and an analog-to-digital converter is placed between the circuit that supplies the shared drain voltage and a control unit that controls the gate voltage.

特開2018-157486号公報JP 2018-157486 A

レーダ等の用途に使用される送受信モジュールでは、異なるドレイン電圧で動作する複数の増幅素子で構成される場合が多い。しかしながら、特許文献1では、それぞれの増幅素子のドレイン電圧を供給する回路を共通化する構成である。そのため、それぞれの増幅素子に印加するドレイン電圧が同一である場合に適用されるものである。従って、特許文献1において、異なるドレイン電圧で動作する複数の増幅素子のゲート電圧を調整する場合には、増幅素子ごとに電流検波回路をそれぞれ設ける必要がある。よって、装荷される増幅素子の数が多くなるほど、部品数及び実装スペースが増加するため、小型化、または低コスト化を実現することが難しいという課題があった。 Transmitting and receiving modules used for applications such as radar are often composed of multiple amplifying elements that operate at different drain voltages. However, in Patent Document 1, the circuit that supplies the drain voltage to each amplifying element is shared. Therefore, this is applicable when the same drain voltage is applied to each amplifying element. Therefore, in Patent Document 1, when adjusting the gate voltage of multiple amplifying elements that operate at different drain voltages, it is necessary to provide a current detection circuit for each amplifying element. Therefore, the more amplifying elements are loaded, the greater the number of components and the mounting space, making it difficult to achieve miniaturization or cost reduction.

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、複数の増幅素子のゲート電圧を調整する場合であっても、小型化、または低コスト化を実現することができるゲート電圧調整装置及びゲート電圧調整方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and aims to provide a gate voltage adjustment device and a gate voltage adjustment method that can achieve miniaturization and low cost even when adjusting the gate voltages of multiple amplifying elements.

本開示に係るゲート電圧調整装置は、信号を増幅する複数の増幅素子と、複数の増幅素子のそれぞれに印加するゲート電圧を制御する制御部と、複数の増幅素子のそれぞれにドレイン電圧を印加する電源と複数の増幅素子のドレイン電極との間にそれぞれ対応して設けられ、対応する前記増幅素子のドレイン電流に基づいて電圧信号を出力する複数の電流検波素子と、複数の電流検波素子のうち、接続された電流検波素子から出力された電圧信号を増幅し、制御部に入力するオペアンプと、複数の電流検波素子とオペアンプとの間に設けられ、複数の電流検波素子のうち、オペアンプと接続される電流検波素子を切り替える切替部とを備え、複数の増幅素子に印加するゲート電圧を決定し、切替部は、単極側のポートが前記オペアンプに接続され、多投側の複数のポートが複数の電流検波素子の上流側にそれぞれ接続された第1のスイッチと、単極側のポートがオペアンプに接続され、多投側の複数のポートが複数の電流検波素子の下流側にそれぞれ接続された第2のスイッチとを有し、第1のスイッチと第2のスイッチとは、多投側のポートに接地されたポートをさらに有し、全ての増幅素子のゲート電圧の調整が完了した場合、第1のスイッチと第2のスイッチとは、単極側のポートと、多投側の接地されたポートとが接続されることを特徴とする。
A gate voltage adjustment device according to the present disclosure includes a plurality of amplifying elements that amplify a signal, a control unit that controls a gate voltage applied to each of the plurality of amplifying elements, a plurality of current detection elements that are provided between a power supply that applies a drain voltage to each of the plurality of amplifying elements and the drain electrodes of the plurality of amplifying elements, respectively corresponding to each other, and outputting a voltage signal based on the drain current of the corresponding amplifying element, an operational amplifier that amplifies a voltage signal output from a current detection element connected among the plurality of current detection elements and inputs it to the control unit, and a switch that is provided between the plurality of current detection elements and the operational amplifier and switches between the current detection elements connected to the operational amplifier among the plurality of current detection elements. and a switching unit that determines gate voltages to be applied to the multiple amplifying elements , the switching unit having a first switch having a single-pole port connected to the operational amplifier and a multiple number of ports on the multi-throw side connected to the upstream sides of the multiple current detection elements, and a second switch having a single-pole port connected to the operational amplifier and a multiple number of ports on the multi-throw side connected to the downstream sides of the multiple current detection elements, the first switch and the second switch further having a port grounded to the multi-throw side port, and when adjustment of the gate voltages of all the amplifying elements has been completed, the first switch and the second switch are connected between the single-pole port and the grounded port of the multi-throw side .

本開示に係るゲート電圧調整方法は、制御部が、信号を増幅する複数の増幅素子のうち、調整対象の前記増幅素子にドレイン電流が流れないように制御されたゲート電圧印加する第1のステップと、電源から前記複数の増幅素子のそれぞれにドレイン電圧が印加される第2のステップと、切替部が、電源と複数の増幅素子のドレイン電極との間のそれぞれに対応して設けられた複数の電流検波素子のうち、調整対象の増幅素子に対応する電流検波素子オペアンプに接続する第3のステップと第1のステップ、第2のステップ、及び第3のステップの後、制御部が調整対象の増幅素子に印加するゲート電圧を変化させることで、調整対象の増幅素子に流れるドレイン電流に基づいて、調整対象の増幅素子に対応する電流検波素子から電圧信号が出力される第4のステップと、オペアンプが、第4のステップで出力された電圧信号が、オペアンプで増幅されて出力される第5のステップと、第5のステップで出力された電圧信号に基づいて、制御部が、調整対象の増幅素子に印加するゲート電圧を決定する第6のステップと、第3のステップは、切替部が、単極側のポートがオペアンプに接続され、多投側の複数のポートが複数の電流検波素子の上流側のそれぞれに接続された第1のスイッチと、単極側のポートがオペアンプに接続され、多投側の複数のポートが複数の電流検波素子の下流側のそれぞれに接続された第2のスイッチとを切り替えることで、調整対象の増幅素子に対応する電流検波素子をオペアンプと接続し、第6のステップにおいて、全ての増幅素子のゲート電圧の調整が完了した場合、切替部が、第1のスイッチと第2のスイッチの単極側のポートと、多投側の接地されたポートとを接続する第7のステップと、を備えたことを特徴とする。
The gate voltage adjustment method according to the present disclosure includes a first step in which a control unit applies a gate voltage controlled so that a drain current does not flow to an amplifying element to be adjusted among a plurality of amplifying elements that amplify a signal; a second step in which a drain voltage is applied from a power source to each of the plurality of amplifying elements; a third step in which a switching unit connects a current detection element corresponding to the amplifying element to be adjusted among a plurality of current detection elements provided corresponding to each of the amplifying elements between a power source and the drain electrodes of the plurality of amplifying elements to an operational amplifier; a fourth step in which , after the first step, the second step, and the third step, the control unit changes the gate voltage applied to the amplifying element to be adjusted, so that a voltage signal is output from the current detection element corresponding to the amplifying element to be adjusted based on the drain current flowing through the amplifying element to be adjusted; and a fourth step in which the operational amplifier outputs the voltage signal output in the fourth step. a fifth step in which the voltage signal is amplified by the operational amplifier and output; a sixth step in which the control unit determines a gate voltage to be applied to the amplifying element to be adjusted based on the voltage signal output in the fifth step; and the third step is characterized by comprising: a switching unit that switches between a first switch having a single-pole side port connected to the operational amplifier and a plurality of multi-throw side ports connected to each of the upstream sides of a plurality of current detection elements, and a second switch having a single-pole side port connected to the operational amplifier and a plurality of multi-throw side ports connected to each of the downstream sides of a plurality of current detection elements, thereby connecting the current detection element corresponding to the amplifying element to be adjusted to the operational amplifier; and a seventh step in which, when adjustment of the gate voltages of all amplifying elements is completed in the sixth step, the switching unit connects the single-pole side ports of the first switch and the second switch to the grounded port of the multi-throw side .

本開示によれば、複数の増幅素子にそれぞれ対応する複数の電流検波素子と、オペアンプとの間に切り換え部を備える。切り換え部により、オペアンプに接続される電流検波素子を切り替えることによって、1つのオペアンプを備える構成で複数の増幅素子のゲート電圧を調整することができ、ゲート電圧調整装置の小型化、または低コスト化を実現することができる。 According to the present disclosure, a switching unit is provided between a plurality of current detection elements corresponding to the plurality of amplifying elements, respectively, and an operational amplifier. By using the switching unit to switch the current detection elements connected to the operational amplifier, it is possible to adjust the gate voltages of the plurality of amplifying elements in a configuration that includes a single operational amplifier, thereby realizing a smaller gate voltage adjustment device and lower costs.

実施の形態1に係るゲート電圧調整装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a gate voltage adjustment device according to a first embodiment; 実施の形態1に係るゲート電圧調整装置の動作を示す図である。5A and 5B are diagrams illustrating the operation of the gate voltage adjusting device according to the first embodiment. 実施の形態2に係るゲート電圧調整装置の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a gate voltage adjusting device according to a second embodiment. 実施の形態2に係るゲート電圧調整装置の動作を示す図である。11A and 11B are diagrams illustrating the operation of the gate voltage adjusting device according to the second embodiment. 実施の形態3に係るゲート電圧調整装置の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a gate voltage adjusting device according to a third embodiment. 実施の形態3に係るゲート電圧調整装置の動作を示す図である。13A to 13C are diagrams illustrating the operation of the gate voltage adjusting device according to the third embodiment. 実施の形態3に係るゲート電圧調整装置の動作を示す図である。13A to 13C are diagrams illustrating the operation of the gate voltage adjusting device according to the third embodiment. 実施の形態4に係るゲート電圧調整装置の構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram of a gate voltage adjusting device according to a fourth embodiment. 調整対象の増幅素子に印加されるゲート電圧の波形を示すグラフである。1 is a graph showing a waveform of a gate voltage applied to an amplifying element to be adjusted. 実施の形態4に係るゲート電圧調整装置の動作を示す図である。13A to 13C are diagrams illustrating the operation of the gate voltage adjusting device according to the fourth embodiment.

実施の形態1.
以下、実施の形態1に係るゲート電圧調整装置100について、図面を用いて説明する。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示し、それらについての詳細な説明は省略する。図1は、実施の形態1に係るゲート電圧調整装置100の構成図である。ゲート電圧調整装置100は、送受信モジュールに適用される。例えば、レーダ等のシステムに用いられる送受信モジュールに適用される。
Embodiment 1.
A gate voltage adjustment device 100 according to a first embodiment will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts, and detailed description thereof will be omitted. FIG 1 is a configuration diagram of the gate voltage adjustment device 100 according to the first embodiment. The gate voltage adjustment device 100 is applied to a transmission/reception module. For example, it is applied to a transmission/reception module used in a system such as a radar.

図1に示すように、ゲート電圧調整装置100は、主に、複数の増幅素子AMPi~AMPnと、制御部10と、複数の電流検波素AMP1~AMPnと、オペアンプ22と、切替部40とを備える。 As shown in FIG. 1, the gate voltage adjustment device 100 mainly includes a plurality of amplifier elements AMPi to AMPn, a control unit 10, a plurality of current detection elements AMP1 to AMPn, an operational amplifier 22, and a switching unit 40.

複数の増幅素子AMP1~AMPnの個数はnである。nは、2以上の任意の整数である。複数の増幅素子AMP1~AMPnは、1番目の増幅素子を増幅素子AMP1、i番目の増幅素子を増幅素子AMPiとする。iは1以上n以下の任意の整数である。複数の増幅素子AMP1~AMPnを互いに区別しない場合は、単に増幅素子AMPと記載する。 The number of the multiple amplification elements AMP1 to AMPn is n. n is any integer equal to or greater than 2. Of the multiple amplification elements AMP1 to AMPn, the first amplification element is the amplification element AMP1, and the i-th amplification element is the amplification element AMPi. i is any integer equal to or greater than 1 and equal to or less than n. When the multiple amplification elements AMP1 to AMPn are not to be distinguished from one another, they are simply referred to as amplification elements AMP.

複数の増幅素子AMP1~AMPnは、信号を増幅するものであり、ここでは、異なるドレイン電圧で動作するものを含む。このとき、複数の増幅素子AMP1~AMPnのうち、互いに動作するドレイン電圧が異なる増幅素子AMPが含まれており、その他の増幅素子AMPは動作するドレイン電圧が同じものが含まれていてもよい。また、複数の増幅素子AMP1~AMPnは、すべて動作するドレイン電圧が同じものであってもよい。また、ここでは増幅する信号はアンテナから送受信する送受信信号である。増幅素子AMP1~AMPnのそれぞれは、例えば、内部整合型増幅器またはディスクリート型増幅器で構成される。内部整合型増幅器は、パッケージの中に、GaAsやGaNの化合物半導体を使用した高周波集積回路(MMIC:Monolithic Microwave Integrated Circuit)と、整合回路とが配置されたものである。ディスクリート型増幅器は、前述の高周波集積回路を有するパッケージの外部に整合回路が配置されたものである。また、増幅素子AMP1~AMPnのそれぞれは、例えば、送受信モジュールにおいて、送信する高周波信号を増幅する高出力増幅器、または受信した高周波信号を増幅する低雑音増幅器に適用されるものである。 The multiple amplifier elements AMP1 to AMPn amplify signals, and here include amplifier elements that operate at different drain voltages. In this case, among the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn, amplifier elements AMPs that operate at different drain voltages may be included, and the other amplifier elements AMPs that operate at the same drain voltage may be included. In addition, the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn may all operate at the same drain voltage. In addition, the signal to be amplified here is a transmission/reception signal transmitted/received from an antenna. Each of the amplifier elements AMP1 to AMPn is, for example, composed of an internally matched amplifier or a discrete amplifier. The internally matched amplifier is a package in which a high-frequency integrated circuit (MMIC: Monolithic Microwave Integrated Circuit) using compound semiconductors such as GaAs or GaN and a matching circuit are arranged. The discrete amplifier is a package in which a matching circuit is arranged outside the package having the above-mentioned high-frequency integrated circuit. Furthermore, each of the amplifier elements AMP1 to AMPn is used, for example, in a transceiver module as a high-output amplifier that amplifies a high-frequency signal to be transmitted, or as a low-noise amplifier that amplifies a received high-frequency signal.

制御部10は、複数の増幅素子AMPi~AMPnのそれぞれに印加するゲート電圧を制御するものである。詳しくは、制御部10は、入力された電圧信号に基づいて複数の増幅素子AMPi~AMPnに印加するゲート電圧を決定する。また、制御部10は、切替部40の動作を制御するものである。詳しくは、制御部10は、ゲートバイアス電圧制御部11、スイッチ制御部13、測定値判定部12、及び複数のデジタルアナログ変換器DAC1~DACnを有する。 The control unit 10 controls the gate voltages applied to each of the multiple amplifier elements AMPi to AMPn. More specifically, the control unit 10 determines the gate voltages to be applied to the multiple amplifier elements AMPi to AMPn based on the input voltage signal. The control unit 10 also controls the operation of the switching unit 40. More specifically, the control unit 10 has a gate bias voltage control unit 11, a switch control unit 13, a measurement value determination unit 12, and multiple digital-to-analog converters DAC1 to DACn.

スイッチ制御部13は、後述する切替部40のポートの接続先の切り替えを制御するものである。測定値判定部12は、後述するアナログデジタル変換器23から入力された電圧信号が予め定められた値に達したか否かの判定を行う。 The switch control unit 13 controls the switching of the connection destination of the port of the switching unit 40 described later. The measurement value determination unit 12 determines whether or not the voltage signal input from the analog-to-digital converter 23 described later has reached a predetermined value.

ゲートバイアス電圧制御部11は、複数の増幅素子AMP1~AMPnのそれぞれのゲート電極にピンチオフ電圧を印加することが可能である。ピンチオフ電圧とは、増幅素子AMPのドレイン電極にドレイン電流が流れないようなゲート電圧である。測定値判定部12には、オペアンプ22から出力された電圧信号が、アナログデジタル変換器23を介して入力される。ゲートバイアス電圧制御部11は、測定値判定部12がアナログデジタル変換器23から入力された電圧信号が予め定められた値に達したと判断した場合、そのときの調整対象の増幅素子AMPiに印加しているゲート電圧を、調整対象の増幅素子AMPiに印加するゲート電圧として決定する。また、ゲートバイアス電圧制御部11は、測定値判定部12がアナログデジタル変換器23から入力された電圧信号が予め定められた値に達したと判断した場合、そのときのゲート電圧に対応するゲートバイアス信号を後述のメモリに記録する。 The gate bias voltage control unit 11 can apply a pinch-off voltage to the gate electrode of each of the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn. The pinch-off voltage is a gate voltage at which no drain current flows through the drain electrode of the amplifier element AMP. The voltage signal output from the operational amplifier 22 is input to the measurement value determination unit 12 via the analog-digital converter 23. When the measurement value determination unit 12 determines that the voltage signal input from the analog-digital converter 23 has reached a predetermined value, the gate bias voltage control unit 11 determines that the gate voltage applied to the amplifier element AMPi to be adjusted at that time is the gate voltage to be applied to the amplifier element AMPi to be adjusted. In addition, when the measurement value determination unit 12 determines that the voltage signal input from the analog-digital converter 23 has reached a predetermined value, the gate bias voltage control unit 11 records the gate bias signal corresponding to the gate voltage at that time in a memory described later.

ゲートバイアス電圧制御部11、スイッチ制御部13、及び測定値判定部12は、処理回路とメモリとを有するマイコンで構成される。ゲートバイアス電圧制御部11、スイッチ制御部13、及び測定値判定部12の各機能は、この処理回路により実現される。処理回路は、専用のハードウェアであってもメモリに格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)であってもよい。 The gate bias voltage control unit 11, the switch control unit 13, and the measurement value determination unit 12 are configured with a microcomputer having a processing circuit and memory. The functions of the gate bias voltage control unit 11, the switch control unit 13, and the measurement value determination unit 12 are realized by this processing circuit. The processing circuit may be dedicated hardware or a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in memory.

複数のデジタルアナログ変換器DAC1~DACnは、複数の増幅素子AMPi~AMPnに対応してそれぞれ設けられる。このとき、複数のデジタルアナログ変換器DAC1~DACnは、ゲートバイアス電圧制御部11と複数の増幅素子AMPi~AMPnのゲート電極との間にそれぞれ設けられる。デジタルアナログ変換器DAC1~DACnは、ゲートバイアス電圧制御部11から入力されたゲート電圧信号をデジタル信号からアナログ信号に変換する。アナログ信号に変換されたゲート電圧信号が、複数の増幅素子AMP1~AMPnのゲート電極に印加される。 The multiple digital-analog converters DAC1 to DACn are provided corresponding to the multiple amplifier elements AMPi to AMPn, respectively. At this time, the multiple digital-analog converters DAC1 to DACn are provided between the gate bias voltage control unit 11 and the gate electrodes of the multiple amplifier elements AMPi to AMPn, respectively. The digital-analog converters DAC1 to DACn convert the gate voltage signal input from the gate bias voltage control unit 11 from a digital signal to an analog signal. The gate voltage signal converted into an analog signal is applied to the gate electrodes of the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn.

電源30は、複数の増幅素子AMP1~AMPnに電源配線31-1~31-nを介して接続される。電源30は、複数の増幅素子AMPi~AMPnのそれぞれにドレイン電圧を印加する。詳しくは、電源30は、複数の増幅素子AMPi~AMPnのそれぞれが動作するドレイン電圧に対応した電圧値を、複数の増幅素子AMPi~AMPnのそれぞれのドレイン電極に印加する。 The power supply 30 is connected to the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn via power supply wiring 31-1 to 31-n. The power supply 30 applies a drain voltage to each of the multiple amplifier elements AMPi to AMPn. In detail, the power supply 30 applies a voltage value corresponding to the drain voltage at which each of the multiple amplifier elements AMPi to AMPn operates to the drain electrode of each of the multiple amplifier elements AMPi to AMPn.

電流検波回路20は、複数の電流検波素子21-1~21-n、オペアンプ22、アナログデジタル変換器23、及び切替部40を有する。 The current detection circuit 20 has multiple current detection elements 21-1 to 21-n, an operational amplifier 22, an analog-to-digital converter 23, and a switching unit 40.

複数の電流検波素子21-1~21-nは、複数の増幅素子AMPi~AMPnの数に応じて設けられる。複数の電流検波素子21-1~21-nを互いに区別しない場合は、単に電流検波素子21と記載する。複数の電流検波素子21-1~21-nは、電源30と、複数の増幅素子AMPi~AMPnのドレイン電極との間にそれぞれ対応して設けられる。詳しくは、複数の電流検波素子21-1~21-nは、複数の増幅素子AMPi~AMPnとそれぞれ電源配線31-1~31-nを介して接続される。言い換えると、それぞれの電源配線31-1~31-n上に対応して、複数の電流検波素子21-1~21-nがそれぞれ装荷される。 The multiple current detection elements 21-1 to 21-n are provided according to the number of the multiple amplifier elements AMPi to AMPn. When the multiple current detection elements 21-1 to 21-n are not distinguished from one another, they are simply referred to as current detection elements 21. The multiple current detection elements 21-1 to 21-n are provided correspondingly between the power supply 30 and the drain electrodes of the multiple amplifier elements AMPi to AMPn. In more detail, the multiple current detection elements 21-1 to 21-n are connected to the multiple amplifier elements AMPi to AMPn via the power supply wiring 31-1 to 31-n, respectively. In other words, the multiple current detection elements 21-1 to 21-n are loaded correspondingly on the respective power supply wirings 31-1 to 31-n.

複数の電流検波素子21-1~21-nは、対応する増幅素子AMPi~AMPnのドレイン電流に基づいて電圧信号を出力する。複数の電流検波素子21-1~21-nは、ここでは、数ミリΩの抵抗値を有し、抵抗を検出する抵抗素子である。電流検波素子21-1~21-nとして使用される抵抗素子は、対応する増幅素子AMPi~AMPnに流れる最大のドレイン電流に応じた抵抗値と耐電力によって選定される。複数の電流検波素子21-1~21-nは、磁場を検出するホール素子、またはMI(Magneto Impedance)素子であってもよい。 The multiple current detection elements 21-1 to 21-n output a voltage signal based on the drain current of the corresponding amplifier elements AMPi to AMPn. Here, the multiple current detection elements 21-1 to 21-n are resistive elements that have a resistance value of several milliohms and detect resistance. The resistive elements used as the current detection elements 21-1 to 21-n are selected based on the resistance value and power resistance according to the maximum drain current flowing through the corresponding amplifier elements AMPi to AMPn. The multiple current detection elements 21-1 to 21-n may be Hall elements that detect magnetic fields, or MI (Magneto Impedance) elements.

オペアンプ22は、複数の電流検波素子21-1~21-nのうち、切替部40を介して接続された電流検波素子21から入力された微小な電圧信号を、所望の電圧値に増幅して出力する。オペアンプ22により増幅された電圧信号は、アナログデジタル変換器23を介して、制御部10に入力される。アナログデジタル変換器23は、オペアンプ22から入力された電圧信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換して制御部10へ出力する。 The operational amplifier 22 amplifies the minute voltage signal input from the current detection element 21 connected via the switching unit 40, among the multiple current detection elements 21-1 to 21-n, to the desired voltage value and outputs it. The voltage signal amplified by the operational amplifier 22 is input to the control unit 10 via the analog-to-digital converter 23. The analog-to-digital converter 23 converts the voltage signal input from the operational amplifier 22 from an analog signal to a digital signal and outputs it to the control unit 10.

切替部40は、複数の電流検波素子21-1~21-nとオペアンプ22との間に設けられる。切替部40は、複数の電流検波素子21-1~21-nのうち、オペアンプ22と接続される電流検波素子21を切り替える。切替部40は、第1のスイッチ41と第2のスイッチ42とを有する。第1のスイッチ41と第2のスイッチ42とは、電子スイッチであり、ここでは単極側のポートと多投側のポートを備える単極n投(SPnT:Single-Pole,n-Throw)スイッチである。第1のスイッチ41は、単極側のポートがオペアンプ22に接続され、多投側の複数のポートが複数の電流検波素子21-1~21-nの上流側のそれぞれに接続されている。第2のスイッチ42は、単極側のポートがオペアンプ22に接続され、多投側の複数のポートが複数の電流検波素子21-1~21-nの下流側のそれぞれに接続されている。詳しくは、第1のスイッチ41は、単極側のポートがオペアンプ22のプラスの入力端子に接続され、第2のスイッチ42は、単極側のポートがオペアンプ22のマイナスの入力端子に接続されている。第1のスイッチ41と第2のスイッチ42とはそれぞれ、多投側のポートに接地されたポートをさらに有する。第1のスイッチ41と第2のスイッチ42とは、制御部10のスイッチ制御部13により出力される制御信号により、単極側のポートの接続先を多投側のポートの何れか1つ以上に切り替える機能を有する。 The switching unit 40 is provided between the multiple current detection elements 21-1 to 21-n and the operational amplifier 22. The switching unit 40 switches the current detection element 21 connected to the operational amplifier 22 among the multiple current detection elements 21-1 to 21-n. The switching unit 40 has a first switch 41 and a second switch 42. The first switch 41 and the second switch 42 are electronic switches, and in this case, are single-pole, n-throw (SPnT: Single-Pole, n-Throw) switches having a single-pole port and a multi-throw port. The first switch 41 has a single-pole port connected to the operational amplifier 22, and multiple ports on the multi-throw side connected to the upstream sides of the multiple current detection elements 21-1 to 21-n. The second switch 42 has a single-pole port connected to the operational amplifier 22, and multiple ports on the multi-throw side connected to the downstream side of the multiple current detection elements 21-1 to 21-n. In more detail, the first switch 41 has a single-pole port connected to the positive input terminal of the operational amplifier 22, and the second switch 42 has a single-pole port connected to the negative input terminal of the operational amplifier 22. The first switch 41 and the second switch 42 each further have a port grounded to the multi-throw port. The first switch 41 and the second switch 42 have a function of switching the connection destination of the single-pole port to one or more of the multi-throw ports by a control signal output by the switch control unit 13 of the control unit 10.

次に、動作の詳細について説明する。図2は、ゲート電圧調整装置100及びゲート電圧調整方法のゲート電圧調整の動作を示すフローチャートである。先ず、調整対象の増幅素子AMPiにドレイン電流が流れないゲート電圧であるピンチオフ電圧が印加される(ステップS101)。詳しくは、制御部10のゲートバイアス電圧制御部11は、調整対象の増幅素子AMPiにドレイン電流が流れないゲート電圧であるピンチオフ電圧を印加する。このとき、制御部10のゲートバイアス電圧制御部11は、複数の増幅素子AMP1~AMPnの全てにドレイン電流が流れないゲート電圧であるピンチオフ電圧を印加してもよい。これにより、複数の増幅素子AMP1~AMPnのそれぞれにドレイン電流が流れない状態となる。 Next, the details of the operation will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the gate voltage adjustment operation of the gate voltage adjustment device 100 and the gate voltage adjustment method. First, a pinch-off voltage, which is a gate voltage at which no drain current flows, is applied to the amplification element AMPi to be adjusted (step S101). In detail, the gate bias voltage control unit 11 of the control unit 10 applies the pinch-off voltage, which is a gate voltage at which no drain current flows, to the amplification element AMPi to be adjusted. At this time, the gate bias voltage control unit 11 of the control unit 10 may apply the pinch-off voltage, which is a gate voltage at which no drain current flows, to all of the multiple amplification elements AMP1 to AMPn. This brings about a state in which no drain current flows in each of the multiple amplification elements AMP1 to AMPn.

ステップS101の後、電源30から、複数の増幅素子AMP1~AMPnのそれぞれにドレイン電圧が印加される(ステップS102)。このとき、複数の増幅素子AMP1~AMPnのそれぞれの動作ドレイン電圧に対応したドレイン電圧が供給される。 After step S101, a drain voltage is applied from the power supply 30 to each of the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn (step S102). At this time, a drain voltage corresponding to the operating drain voltage of each of the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn is supplied.

ステップS102の後、複数の電流検波素子21-1~21-nのうち、調整対象の増幅素子AMPiに対応する電流検波素子21-iがオペアンプ22に接続される(ステップS103)。詳しくは、スイッチ制御部13により出力される制御信号により、切替部40が制御される。切替部40において、第1のスイッチ41は、単極側のポートと、調整対象の増幅素子AMPiに対応する電流検波素子21-iの上流側に接続された多投側のポートとを接続する。切替部40において、第2のスイッチ42は、単極側のポートと調整対象の増幅素子AMPiに対応する電流検波素子21-iの下流側に接続された多投側のポートとを接続する。 After step S102, among the multiple current detection elements 21-1 to 21-n, the current detection element 21-i corresponding to the amplification element AMPi to be adjusted is connected to the operational amplifier 22 (step S103). In detail, the switching unit 40 is controlled by a control signal output by the switch control unit 13. In the switching unit 40, the first switch 41 connects the single-pole side port to the multi-throw side port connected to the upstream side of the current detection element 21-i corresponding to the amplification element AMPi to be adjusted. In the switching unit 40, the second switch 42 connects the single-pole side port to the multi-throw side port connected to the downstream side of the current detection element 21-i corresponding to the amplification element AMPi to be adjusted.

ステップS103の後、調整対象の増幅素子AMPiに印加するゲート電圧を変化させることで、調整対象の増幅素子AMPiに流れるドレイン電流に基づいて、調整対象の増幅素子AMPiに対応する電流検波素子21-iから電圧信号が出力される(ステップS104)。詳しくは、制御部10のゲートバイアス電圧制御部11により、調整対象の増幅素子AMPiに印加するゲート電圧をピンチオフ電圧から徐々に変化させる。これにより。調整対象の増幅素子AMPiのドレイン電極にドレイン電圧が流れ始める。このドレイン電流により、調整対象の増幅素子AMPiに対応する電流検波素子21-iで微小な電圧降下が発生することで、電流検波素子21-iは電圧信号を出力する。 After step S103, the gate voltage applied to the amplification element AMPi to be adjusted is changed, and a voltage signal is output from the current detection element 21-i corresponding to the amplification element AMPi to be adjusted based on the drain current flowing through the amplification element AMPi to be adjusted (step S104). In detail, the gate voltage applied to the amplification element AMPi to be adjusted is gradually changed from the pinch-off voltage by the gate bias voltage control unit 11 of the control unit 10. As a result, a drain voltage begins to flow to the drain electrode of the amplification element AMPi to be adjusted. This drain current causes a small voltage drop in the current detection element 21-i corresponding to the amplification element AMPi to be adjusted, and the current detection element 21-i outputs a voltage signal.

ステップS103においてオペアンプ22と接続された電流検波素子21-i(ステップS104にて電圧信号を出力する電流検波素子21-i)から出力された電圧信号が、オペアンプ22に入力されて増幅される(ステップS105)。ステップS105で増幅された電圧信号が、アナログデジタル変換器23に入力され、アナログデジタル変換器23でアナログ信号からデジタル信号へ変換される(ステップS106)。 The voltage signal output from the current detection element 21-i (the current detection element 21-i that outputs a voltage signal in step S104) connected to the operational amplifier 22 in step S103 is input to the operational amplifier 22 and amplified (step S105). The voltage signal amplified in step S105 is input to the analog-to-digital converter 23, where it is converted from an analog signal to a digital signal (step S106).

ステップS106でデジタル信号へ変換された電圧信号が制御部10に入力され、入力された電圧信号に基づいて、制御部10は調整対象の増幅素子AMPiに印加するゲート電圧を調整して、決定する(ステップS107)。詳しくは、制御部10の測定値判定部12は、アナログデジタル変換器23から入力された電圧信号の大きさが、予め定められた値に達したか否かを判断する。制御部10のゲートバイアス電圧制御部11は、測定値判定部12がアナログデジタル変換器23から入力された電圧信号の大きさが予め定められた値に達したと判断した場合、そのときの調整対象の増幅素子AMPiのゲート電圧を、調整対象の増幅素子AMPiに印加するゲート電圧として決定する。また、ゲートバイアス電圧制御部11は、測定値判定部12がアナログデジタル変換器23から入力された電圧信号が予め定められた値に達したと判断した場合、そのときのゲート電圧に対応するゲートバイアス信号をメモリに記録する。 The voltage signal converted to a digital signal in step S106 is input to the control unit 10, and based on the input voltage signal, the control unit 10 adjusts and determines the gate voltage to be applied to the amplification element AMPi to be adjusted (step S107). In detail, the measurement value determination unit 12 of the control unit 10 determines whether the magnitude of the voltage signal input from the analog-digital converter 23 has reached a predetermined value. When the measurement value determination unit 12 determines that the magnitude of the voltage signal input from the analog-digital converter 23 has reached a predetermined value, the gate bias voltage control unit 11 of the control unit 10 determines the gate voltage of the amplification element AMPi to be adjusted at that time as the gate voltage to be applied to the amplification element AMPi to be adjusted. In addition, when the measurement value determination unit 12 determines that the voltage signal input from the analog-digital converter 23 has reached a predetermined value, the gate bias voltage control unit 11 records the gate bias signal corresponding to the gate voltage at that time in memory.

ステップS107で調整対象の増幅素子AMPiのゲート電圧を調整して決定した後、制御部10は、全ての複数の増幅素子AMP1~AMPnのゲート電圧の調整が完了したかを判断する(ステップS108)。ステップS107で調整対象の増幅素子AMPiのゲート電圧を調整して決定した後、全ての複数の増幅素子AMP1~AMPnのゲート電圧の調整が完了していないと制御部10が判断した場合、次の増幅素子AMPi+1を調整対象として、ステップS101~ステップS107までを実施する。以降、これらのステップS101~ステップS107までを、複数の増幅素子AMPi~AMPnの全てに対して実施する。つまり、制御部10のゲートバイアス電圧制御部11は、すべての増幅素子AMPi~AMPnのゲート電圧の調整が完了し、すべての増幅素子AMPi~AMPnに印加するゲート電圧が決定したと制御部10が判断するまで、調整対象の増幅素子AMPiを変更して、ステップS101~ステップS108を繰り返す。 After adjusting and determining the gate voltage of the amplification element AMPi to be adjusted in step S107, the control unit 10 determines whether adjustment of the gate voltages of all of the multiple amplification elements AMP1 to AMPn has been completed (step S108). If the control unit 10 determines that adjustment of the gate voltages of all of the multiple amplification elements AMP1 to AMPn has not been completed after adjusting and determining the gate voltage of the amplification element AMPi to be adjusted in step S107, steps S101 to S107 are performed on the next amplification element AMPi+1 to be adjusted. Thereafter, steps S101 to S107 are performed for all of the multiple amplification elements AMPi to AMPn. In other words, the gate bias voltage control unit 11 of the control unit 10 changes the amplification element AMPi to be adjusted and repeats steps S101 to S108 until the control unit 10 determines that the adjustment of the gate voltages of all amplification elements AMPi to AMPn has been completed and the gate voltages to be applied to all amplification elements AMPi to AMPn have been determined.

ステップS108で、全ての増幅素子AMPi~AMPnのゲート電圧の調整が完了した場合、第1のスイッチ41と第2のスイッチ42とは、単極側のポートと、多投側の接地されたポートとが接続される(ステップS109)。 When the adjustment of the gate voltages of all the amplifier elements AMPi to AMPn is completed in step S108, the first switch 41 and the second switch 42 are connected between the single-pole side port and the grounded port on the multi-throw side (step S109).

また、複数の増幅素子AMP1~AMPnのうち、特定の2つ以上の増幅素子AMPi~AMPmを調整対象としてもよい。例えば、設定するゲート電圧とドレイン電圧とが同じである2つ以上の増幅素子AMPi~AMPmを調整対象としてもよい。設定するゲート電圧とドレイン電圧とが同じである2つ以上の増幅素子は、例えば同じ型名の増幅素子である。2つ以上の増幅素子AMPi~AMPmを調整対象とする場合、ステップS102で、2つ以上の増幅素子AMPi~AMPmのそれぞれに同じドレイン電圧が印加される。ステップS103で、スイッチ制御部13により出力される制御信号により、第1のスイッチ41は、単極側のポートと、2つ以上の調整対象の増幅素子AMPi~AMPmにそれぞれ対応する電流検波素子21-i~21-mに接続された多投側のポートとが接続される。同じく第2のスイッチ42は、単極側のポートと、2つ以上の調整対象の増幅素子AMPi~AMPmにそれぞれ対応する電流検波素子21-i~21-mに接続された多投側のポートとが接続される。これにより、オペアンプ22には、2つ以上の調整対象の増幅素子AMPi~AMPmにそれぞれ対応する電流検波素子21-i~21-mが出力する電圧信号が入力される。設定するゲート電圧とドレイン電圧とが同じである2つ以上の増幅素子AMPi~AMPmを調整対象とする場合、オペアンプ22には、2つ以上の調整対象の増幅素子AMPi~AMPmにそれぞれ対応する電流検波素子21-i~21-mが出力する電圧信号が平均された電圧信号が入力される。そして制御部10は、2つ以上の調整対象の増幅素子AMPi~AMPmのそれぞれに対応する電流検波素子21-i~21-mが出力した電圧信号に基づいて、2つ以上の調整対象の増幅素子AMPi~AMPmに印加するゲート電圧を決定する。このように、ゲート電圧を調整することで、1つ1つの増幅素子AMPのゲート電圧をそれぞれ調整する場合と比較して、精度が低くなる可能性があるが、短時間で調整を行うことができる。特に、装荷される増幅素子AMPの数が多い場合では効果的である。 In addition, among the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn, two or more specific amplifier elements AMPi to AMPm may be adjusted. For example, two or more amplifier elements AMPi to AMPm having the same set gate voltage and drain voltage may be adjusted. The two or more amplifier elements having the same set gate voltage and drain voltage are, for example, amplifier elements having the same model name. When two or more amplifier elements AMPi to AMPm are adjusted, in step S102, the same drain voltage is applied to each of the two or more amplifier elements AMPi to AMPm. In step S103, the first switch 41 is connected between the single-pole side port and the multi-throw side port connected to the current detection elements 21-i to 21-m corresponding to the two or more amplifier elements AMPi to AMPm to be adjusted, respectively, by a control signal output by the switch control unit 13. Similarly, the second switch 42 is connected to a port on the single pole side and a port on the multi-throw side connected to the current detection elements 21-i to 21-m corresponding to the two or more amplification elements AMPi to AMPm to be adjusted. As a result, the operational amplifier 22 receives the voltage signals output by the current detection elements 21-i to 21-m corresponding to the two or more amplification elements AMPi to AMPm to be adjusted. When two or more amplification elements AMPi to AMPm having the same set gate voltage and drain voltage are to be adjusted, the operational amplifier 22 receives a voltage signal obtained by averaging the voltage signals output by the current detection elements 21-i to 21-m corresponding to the two or more amplification elements AMPi to AMPm to be adjusted. The control unit 10 then determines the gate voltages to be applied to the two or more amplification elements AMPi to AMPm to be adjusted based on the voltage signals output by the current detection elements 21-i to 21-m corresponding to the two or more amplification elements AMPi to AMPm to be adjusted. By adjusting the gate voltage in this way, the accuracy may be lower than when adjusting the gate voltage of each amplifier element AMP individually, but the adjustment can be performed in a short time. This is particularly effective when a large number of amplifier elements AMP are loaded.

ゲート電圧調整装置100の動作を言い換えると、以下の第1のステップから第8のステップを備えると言える。第1のステップは、アンテナから送受信する送受信信号を増幅する複数の増幅素子AMP1~AMPnのうち、調整対象の増幅素子AMPiにドレイン電流が流れないゲート電圧が印加される。第2のステップは、電源30から複数の増幅素子AMP1~AMPnのそれぞれにドレイン電圧が印加される。第3のステップは、電源30と複数の増幅素子AMP1~AMPnのドレイン電極との間のそれぞれに対応して設けられた複数の電流検波素子21-1~21-nのうち、調整対象の増幅素子AMPiに対応する電流検波素子がオペアンプに接続される。第4のステップは、第1のステップ、第2のステップ、及び第3のステップの後、調整対象の増幅素子AMPiに印加するゲート電圧を変化させることで、調整対象の増幅素子AMPiに流れるドレイン電流に基づいて、調整対象の増幅素子AMPiに対応する電流検波素子21-iから電圧信号が出力される。第5のステップは、第4のステップで出力された電圧信号が、オペアンプ22で増幅されて出力される。第6のステップは、第5のステップで出力された電圧信号に基づいて、調整対象の増幅素子AMPiに印加するゲート電圧を決定する。第7のステップは、第6のステップにおいて、全ての増幅素子AMP1~AMPnのゲート電圧の調整が完了した場合、第1のスイッチ41と第2のスイッチ42とは、単極側のポートと、接地された多投側のポートとが接続される。第8のステップは、オペアンプ22で増幅された電圧信号を、アナログデジタル変換器23でアナログ信号からデジタル信号へ変換して出力する。 In other words, the operation of the gate voltage adjustment device 100 includes the following first to eighth steps. In the first step, a gate voltage that does not allow a drain current to flow to the amplification element AMPi to be adjusted among the multiple amplification elements AMP1 to AMPn that amplify the transmission and reception signals transmitted and received from the antenna is applied. In the second step, a drain voltage is applied from the power source 30 to each of the multiple amplification elements AMP1 to AMPn. In the third step, among the multiple current detection elements 21-1 to 21-n provided correspondingly between the power source 30 and the drain electrodes of the multiple amplification elements AMP1 to AMPn, the current detection element corresponding to the amplification element AMPi to be adjusted is connected to the operational amplifier. In the fourth step, after the first step, the second step, and the third step, the gate voltage applied to the amplification element AMPi to be adjusted is changed, and a voltage signal is output from the current detection element 21-i corresponding to the amplification element AMPi to be adjusted based on the drain current flowing through the amplification element AMPi to be adjusted. In the fifth step, the voltage signal output in the fourth step is amplified by the operational amplifier 22 and output. In the sixth step, the gate voltage to be applied to the amplification element AMPi to be adjusted is determined based on the voltage signal output in the fifth step. In the seventh step, when the adjustment of the gate voltages of all the amplification elements AMP1 to AMPn is completed in the sixth step, the first switch 41 and the second switch 42 are connected to the single-pole side port and the grounded multi-throw side port. In the eighth step, the voltage signal amplified by the operational amplifier 22 is converted from an analog signal to a digital signal by the analog-to-digital converter 23 and output.

実施の形態1に係るゲート電圧調整装置100及びゲート電圧調整方法によれば、ゲート電圧調整装置100の電流検波回路20は、複数の増幅素子AMPi~AMPnにそれぞれ対応する複数の電流検波素子21-1~21-nと、オペアンプ22と、アナログデジタル変換器23と、切替部40とを備える。このとき、複数の増幅素子AMPi~AMPnとオペアンプ22との間に切り換え部を備える構成である。この切り換え部により、オペアンプ22を介して制御部10に接続される電流検波素子21を切り替えることができる。これにより、1つのオペアンプ22を備える構成で複数の増幅素子AMPi~AMPnのゲート電圧を調整することができ、ゲート電圧調整装置の小型化、低コスト化を実現することができる。このとき、異なるドレイン電圧で動作する複数の増幅素子AMPi~AMPnであっても、1つのオペアンプ22を備える構成でゲート電圧を調整することができる。また、オペアンプ22の後段にアナログデジタル変換器23を備える場合は、1つのアナログデジタル変換器23を備える構成で、複数の増幅素子AMPi~AMPnのゲート電圧を調整することができる。このとき、異なるドレイン電圧で動作する複数の増幅素子AMPi~AMPnであっても、1つのアナログデジタル変換器23を備える構成でゲート電圧を調整することができる。従って、ゲート電圧を調整する増幅素子AMPの数が増加するほど、部品点数及び実装スペースを削減することができる。特に、装荷される増幅素子AMPの数が多いレーダ等の用途に使用される送受信モジュールに適用する場合では効果的である。 According to the gate voltage adjustment device 100 and the gate voltage adjustment method of the first embodiment, the current detection circuit 20 of the gate voltage adjustment device 100 includes a plurality of current detection elements 21-1 to 21-n corresponding to the plurality of amplifier elements AMPi to AMPn, an operational amplifier 22, an analog-digital converter 23, and a switching unit 40. At this time, a switching unit is provided between the plurality of amplifier elements AMPi to AMPn and the operational amplifier 22. This switching unit can switch the current detection element 21 connected to the control unit 10 via the operational amplifier 22. As a result, the gate voltages of the plurality of amplifier elements AMPi to AMPn can be adjusted with a configuration including one operational amplifier 22, and the gate voltage adjustment device can be made smaller and less expensive. At this time, even if the plurality of amplifier elements AMPi to AMPn operate with different drain voltages, the gate voltage can be adjusted with a configuration including one operational amplifier 22. Furthermore, when an analog-digital converter 23 is provided after the operational amplifier 22, the gate voltages of the multiple amplifier elements AMPi to AMPn can be adjusted with a configuration that includes one analog-digital converter 23. In this case, even if the multiple amplifier elements AMPi to AMPn operate with different drain voltages, the gate voltage can be adjusted with a configuration that includes one analog-digital converter 23. Therefore, the more amplifier elements AMP that adjust the gate voltage, the more the number of parts and mounting space can be reduced. This is particularly effective when applied to a transmission/reception module used for applications such as radar, which has a large number of amplifier elements AMP loaded.

また、電圧調整装置100は、複数の増幅素子AMP1~AMPnのうち、特定の2つ以上の増幅素子AMPi~AMPmを調整対象としてもよい。このように、ゲート電圧を調整することで、1つ1つの増幅素子AMPのゲート電圧をそれぞれ調整する場合と比較して、簡易にゲート電圧を調整することができる。特に、装荷される増幅素子AMPの数が多い場合では効果的である。 The voltage adjustment device 100 may also adjust two or more specific amplifier elements AMPi to AMPm out of the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn. By adjusting the gate voltage in this way, the gate voltage can be adjusted more easily than adjusting the gate voltage of each amplifier element AMP individually. This is particularly effective when a large number of amplifier elements AMP are loaded.

さらに、電圧調整装置100は、すべての複数の増幅素子AMPi~AMPnのゲート電圧の調整が完了した場合、第1のスイッチ41と第2のスイッチ42とは、単極側のポートと、接地された多投側のポートとを接続することが可能な構成である。これにより、電源30と、オペアンプ22及びアナログデジタル変換器23とを電気的に切り離すことができる。高周波信号を入力した状態で、増幅素子AMPのゲート電圧を調整する場合は、高周波信号が無入力状態で増幅素子AMPのゲート電圧を調整する場合と比較して、増幅素子AMPのドレイン電流は大幅に増加する。そのため、オペアンプ22を介してアナログデジタル変換器23へと大きい電圧信号が入力されることがある。これを防ぐために、一般的にはダイオードを用いて電圧信号をクランプする構成などの保護回路が必要となる。しかし、ゲート電圧調整装置100は、第1のスイッチ41と第2のスイッチ42とにより、電源30とオペアンプ22及びアナログデジタル変換器23とを電気的に切り離すことができる。そのため、電流検波回路20自体を保護回路としても機能させることができる。 Furthermore, in the voltage adjustment device 100, when the adjustment of the gate voltages of all the multiple amplifier elements AMPi to AMPn is completed, the first switch 41 and the second switch 42 can connect the single-pole side port and the grounded multi-throw side port. This allows the power supply 30 to be electrically disconnected from the operational amplifier 22 and the analog-digital converter 23. When the gate voltage of the amplifier element AMP is adjusted with a high-frequency signal input, the drain current of the amplifier element AMP increases significantly compared to when the gate voltage of the amplifier element AMP is adjusted with no high-frequency signal input. Therefore, a large voltage signal may be input to the analog-digital converter 23 via the operational amplifier 22. To prevent this, a protection circuit such as a configuration that clamps the voltage signal using a diode is generally required. However, in the gate voltage adjustment device 100, the first switch 41 and the second switch 42 can electrically disconnect the power supply 30 from the operational amplifier 22 and the analog-digital converter 23. Therefore, the current detection circuit 20 itself can also function as a protection circuit.

さらに、ゲート電圧調整装置100は、増幅素子AMPが装荷されたモジュールを運用中であっても、切り換え部により任意の増幅素子AMPiを、オペアンプ22を介して制御部10に接続することが可能である。この構成により、増幅素子AMPが装荷されたモジュールを運用中に、一度ゲート電圧を調整済みの増幅素子AMPiのゲート電圧を、さらに、細かい単位で調整することが可能となる。よって、調整対象の増幅素子AMPiのゲート電圧をより好適な値に調整することが可能である。 Furthermore, the gate voltage adjustment device 100 can use the switching unit to connect any amplifier element AMPi to the control unit 10 via the operational amplifier 22 even when the module loaded with the amplifier element AMP is in operation. With this configuration, it is possible to adjust the gate voltage of the amplifier element AMPi, whose gate voltage has already been adjusted once, in even finer units while the module loaded with the amplifier element AMP is in operation. Therefore, it is possible to adjust the gate voltage of the amplifier element AMPi to be adjusted to a more suitable value.

実施の形態2.
以下、実施の形態2に係るゲート電圧調整装置200について、図面を用いて説明する。図3は、実施の形態2に係るゲート電圧調整装置200の構成図である。実施の形態2に係るゲート電圧調整装置200は、ゲート電圧調整装置100にさらに保護回路24を備えるものである。その他の構成は、実施の形態1と実質的に同様である。以下、上述の実施の形態で説明した構成と同一又は対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明を繰り返し行わない。
Embodiment 2.
A gate voltage regulating device 200 according to the second embodiment will be described below with reference to the drawings. Fig. 3 is a configuration diagram of the gate voltage regulating device 200 according to the second embodiment. The gate voltage regulating device 200 according to the second embodiment further includes a protection circuit 24 in addition to the gate voltage regulating device 100. Other configurations are substantially similar to those of the first embodiment. Below, configurations that are the same as or correspond to those described in the above embodiments are given the same reference numerals, and descriptions of those configurations will not be repeated.

保護回路24は、電流検波回路20を構成するものであり、オペアンプ22とアナログデジタル変換器23との間に設けられる。保護回路24は、オペアンプ22からアナログデジタル変換器23へ入力する電圧信号の大きさを制限するものである。 The protection circuit 24 constitutes the current detection circuit 20 and is provided between the operational amplifier 22 and the analog-to-digital converter 23. The protection circuit 24 limits the magnitude of the voltage signal input from the operational amplifier 22 to the analog-to-digital converter 23.

次に、動作の詳細について説明する。図4は、ゲート電圧調整装置200及びゲート電圧調整方法のゲート電圧調整の動作を示すフローチャートである。ゲート電圧調整装置200では、ゲート電圧調整装置100の、ステップS105の後、保護回路24が、オペアンプ22からアナログ23へ入力する電圧信号の大きさを制限する(ステップS110)。ステップS110の後、ステップS106において、ステップS105で増幅された電圧信号が、アナログデジタル変換器23に入力され、アナログデジタル変換器23でアナログ信号からデジタル信号へ変換される。その他の動作は、ゲート電圧調整装置100と実質的に同様である。 Next, the details of the operation will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the gate voltage adjustment operation of the gate voltage adjustment device 200 and the gate voltage adjustment method. In the gate voltage adjustment device 200, after step S105 of the gate voltage adjustment device 100, the protection circuit 24 limits the magnitude of the voltage signal input from the operational amplifier 22 to the analog 23 (step S110). After step S110, in step S106, the voltage signal amplified in step S105 is input to the analog-to-digital converter 23, which converts the analog signal to a digital signal. Other operations are substantially similar to those of the gate voltage adjustment device 100.

ゲート電圧調整装置200の動作を言い換えると、ゲート電圧調整装置100の第1のステップ~第8のステップに加えて、第9のステップを備える。第9のステップは、オペアンプ22からアナログデジタル変換器23へ入力する電圧信号の大きさが制限される。このとき、第6のステップは、第8のステップでアナログデジタル変換器23から出力された電圧信号に基づいて、調整対象の増幅素子AMPiに印加するゲート電圧を決定する。 In other words, the operation of the gate voltage adjustment device 200 includes a ninth step in addition to the first to eighth steps of the gate voltage adjustment device 100. In the ninth step, the magnitude of the voltage signal input from the operational amplifier 22 to the analog-digital converter 23 is limited. At this time, in the sixth step, the gate voltage to be applied to the amplification element AMPi to be adjusted is determined based on the voltage signal output from the analog-digital converter 23 in the eighth step.

実施の形態2に係るゲート電圧調整装置200及びゲート電圧調整方法においても、ゲート電圧調整装置200の電流検波回路20は、複数の増幅素子AMPi~AMPnにそれぞれ対応する複数の電流検波素子21-1~21-nと、オペアンプ22と、アナログデジタル変換器23と、切替部40とを備える。このとき、複数の増幅素子AMPi~AMPnとオペアンプ22との間に切り換え部を備える構成である。この切り換え部により、オペアンプ22を介して制御部10に接続される電流検波素子21を切り替えることができる。これにより、1つのオペアンプ22を備える構成で複数の増幅素子AMPi~AMPnのゲート電圧を調整することができ、ゲート電圧調整装置の小型化、低コスト化を実現することができる。このとき、異なるドレイン電圧で動作する複数の増幅素子AMPi~AMPnであっても、1つのオペアンプ22を備える構成でゲート電圧を調整することができる。従って、ゲート電圧を調整する増幅素子AMPの数が増加するほど、部品点数及び実装スペースを削減することができる。特に、装荷される増幅素子AMPの数が多いレーダ等の用途に使用される送受信モジュールに適用する場合では効果的である。 In the gate voltage adjustment device 200 and the gate voltage adjustment method according to the second embodiment, the current detection circuit 20 of the gate voltage adjustment device 200 also includes a plurality of current detection elements 21-1 to 21-n corresponding to the plurality of amplifier elements AMPi to AMPn, an operational amplifier 22, an analog-digital converter 23, and a switching unit 40. At this time, a switching unit is provided between the plurality of amplifier elements AMPi to AMPn and the operational amplifier 22. This switching unit can switch the current detection element 21 connected to the control unit 10 via the operational amplifier 22. As a result, the gate voltages of the plurality of amplifier elements AMPi to AMPn can be adjusted with a configuration including one operational amplifier 22, and the gate voltage adjustment device can be made smaller and less expensive. At this time, even if the plurality of amplifier elements AMPi to AMPn operate with different drain voltages, the gate voltage can be adjusted with a configuration including one operational amplifier 22. Therefore, the more the number of amplifier elements AMP that adjust the gate voltage increases, the more the number of parts and the mounting space can be reduced. This is particularly effective when applied to transmission and reception modules used for radar and other applications that have a large number of loaded amplifier elements AMP.

また、電圧調整装置200は、複数の増幅素子AMP1~AMPnのうち、特定の2つ以上の増幅素子AMPi~AMPmを調整対象としてもよい。このように、ゲート電圧を調整することで、1つ1つの増幅素子AMPのゲート電圧をそれぞれ調整する場合と比較して、簡易にゲート電圧を調整することができる。特に、装荷される増幅素子AMPの数が多い場合では効果的である。 The voltage adjustment device 200 may also adjust two or more specific amplifier elements AMPi to AMPm out of the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn. By adjusting the gate voltage in this way, the gate voltage can be adjusted more easily than adjusting the gate voltage of each amplifier element AMP individually. This is particularly effective when a large number of amplifier elements AMP are loaded.

さらに、ゲート電圧調整装置200は、すべての複数の増幅素子AMPi~AMPnのゲート電圧の調整が完了した場合、第1のスイッチ41と第2のスイッチ42とが、単極側のポートと、接地された多投側のポートとを接続することが可能な構成である。これにより、電源30と、オペアンプ22及びアナログデジタル変換器23とを電気的に切り離すことができる。高周波信号を入力した状態で、増幅素子AMPのゲート電圧を調整する場合は、高周波信号が無入力状態で増幅素子AMPのゲート電圧を調整する場合と比較して、増幅素子AMPのドレイン電流は大幅に増加する。そのため、オペアンプ22を介してアナログデジタル変換器23へと大きい電圧信号が入力されることがある。これを防ぐために、一般的にはダイオードを用いて電圧信号をクランプする構成などの保護回路が必要となる。しかし、ゲート電圧調整装置100は、第1のスイッチ41と第2のスイッチ42とにより、電源30とオペアンプ22及びアナログデジタル変換器23とを電気的に切り離すことができるため、電流検波回路20自体を保護回路としても機能させることができる。 Furthermore, the gate voltage adjustment device 200 is configured such that when the adjustment of the gate voltages of all the multiple amplifier elements AMPi to AMPn is completed, the first switch 41 and the second switch 42 can connect the single-pole side port and the grounded multi-throw side port. This allows the power supply 30 to be electrically disconnected from the operational amplifier 22 and the analog-digital converter 23. When the gate voltage of the amplifier element AMP is adjusted with a high-frequency signal input, the drain current of the amplifier element AMP increases significantly compared to when the gate voltage of the amplifier element AMP is adjusted with no high-frequency signal input. Therefore, a large voltage signal may be input to the analog-digital converter 23 via the operational amplifier 22. To prevent this, a protection circuit such as a configuration that clamps the voltage signal using a diode is generally required. However, the gate voltage adjustment device 100 allows the power supply 30 to be electrically disconnected from the operational amplifier 22 and the analog-digital converter 23 with the first switch 41 and the second switch 42, so that the current detection circuit 20 itself can also function as a protection circuit.

さらに、ゲート電圧調整装置200は、増幅素子AMPが装荷されたモジュールを運用中であっても、切り換え部により任意の増幅素子AMPiを、オペアンプ22を介して制御部10に接続することが可能である。この構成により、増幅素子AMPが装荷されたモジュールを運用中に、一度ゲート電圧を調整済みの増幅素子AMPiのゲート電圧を、さらに、細かい単位で調整することが可能となる。よって、調整対象の増幅素子AMPiのゲート電圧をより好適な値に調整することが可能である。 Furthermore, the gate voltage adjustment device 200 can use the switching unit to connect any amplifier element AMPi to the control unit 10 via the operational amplifier 22 even when the module loaded with the amplifier element AMP is in operation. With this configuration, it is possible to adjust the gate voltage of the amplifier element AMPi, whose gate voltage has already been adjusted once, in even finer units while the module loaded with the amplifier element AMP is in operation. Therefore, it is possible to adjust the gate voltage of the amplifier element AMPi to be adjusted to a more suitable value.

さらに、ゲート電圧調整装置200は、保護回路24を備える構成である。調整対象の増幅素子AMPiのゲート電圧を調整している際に、増幅素子AMPiに発振が発生した場合、増幅素子AMPiのドレイン電流が大幅に増加する。しかし、保護回路24によってアナログデジタル変換器23に入力される電圧信号の大きさを制限することで、アナログデジタル変換器23の入力耐電圧を超える電圧が入力されることを防止することができる。また、ゲート電圧調整装置200は、切替部40を備える構成である。そのため、複数の増幅素子AMP1~AMPnごとに保護回路24を配置する必要がなく、1つの保護回路24を有する構成とすることが可能である。 The gate voltage adjustment device 200 further includes a protection circuit 24. If oscillation occurs in the amplifier element AMPi while adjusting the gate voltage of the amplifier element AMPi to be adjusted, the drain current of the amplifier element AMPi increases significantly. However, by limiting the magnitude of the voltage signal input to the analog-digital converter 23 by the protection circuit 24, it is possible to prevent a voltage exceeding the input withstand voltage of the analog-digital converter 23 from being input. The gate voltage adjustment device 200 further includes a switching unit 40. Therefore, it is not necessary to provide a protection circuit 24 for each of the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn, and it is possible to have a configuration with one protection circuit 24.

実施の形態3.
以下、実施の形態3に係るゲート電圧調整装置300について、図面を用いて説明する。図5は、実施の形態3に係るゲート電圧調整装置300の構成図である。実施の形態3に係るゲート電圧調整装置300は、ゲート電圧調整装置100またはゲート電圧調整装置200に環境センサ50をさらに備えるものである。その他の構成は、実施の形態1及び実施の形態2と実質的に同様である。以下、上述の実施の形態で説明した構成と同一又は対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明を繰り返し行わない。
Embodiment 3.
A gate voltage regulating device 300 according to the third embodiment will be described below with reference to the drawings. Fig. 5 is a configuration diagram of the gate voltage regulating device 300 according to the third embodiment. The gate voltage regulating device 300 according to the third embodiment further includes an environmental sensor 50 in addition to the gate voltage regulating device 100 or the gate voltage regulating device 200. Other configurations are substantially similar to those of the first and second embodiments. Below, configurations that are the same as or correspond to those described in the above embodiments are given the same reference numerals, and descriptions of those configurations will not be repeated.

環境センサ50は、複数の増幅素子AMP1~AMPnの温度または湿度の情報を含む環境データを取得するものである。複数の増幅素子AMP1~AMPnの温度または湿度は、複数の増幅素子AMP1~AMPnの直下の温度または湿度である。或いは、複数の増幅素子AMP1~AMPnの温度または湿度は、複数の増幅素子AMP1~AMPnの周囲の温度または湿度である。環境センサ50は、ここでは温度計である。制御部10は、入力された電圧信号と、環境データとに基づいて複数の増幅素子AMP1~AMPnに印加するゲート電圧を決定する。 The environmental sensor 50 acquires environmental data including information on the temperature or humidity of the multiple amplification elements AMP1 to AMPn. The temperature or humidity of the multiple amplification elements AMP1 to AMPn is the temperature or humidity directly below the multiple amplification elements AMP1 to AMPn. Alternatively, the temperature or humidity of the multiple amplification elements AMP1 to AMPn is the temperature or humidity around the multiple amplification elements AMP1 to AMPn. Here, the environmental sensor 50 is a thermometer. The control unit 10 determines the gate voltage to be applied to the multiple amplification elements AMP1 to AMPn based on the input voltage signal and the environmental data.

詳しくは、制御部10は、メモリに格納されている複数の増幅素子AMP1~AMPnのそれぞれの環境特性(ここでは、温度特性)と、環境センサ50が測定した環境データとから測定値判定部12が判定に使用する予め定められた値を決める。そして、測定値判定部12は、アナログデジタル変換器23から入力された電圧信号の大きさが、上述の予め定められた値に達したか否かを判断する。このように、測定値判定部12が判定に使用する予め定められた値を環境データに基づいて決めることで、調整対象の増幅素子AMPiのゲート電圧を調整している際に、リアルタイムで増幅素子AMPiの利得または消費電力等を微調整することができる。 In more detail, the control unit 10 determines a predetermined value that the measurement value determination unit 12 uses for the determination from the environmental characteristics (here, temperature characteristics) of each of the multiple amplification elements AMP1 to AMPn stored in memory and the environmental data measured by the environmental sensor 50. The measurement value determination unit 12 then determines whether the magnitude of the voltage signal input from the analog-to-digital converter 23 has reached the above-mentioned predetermined value. In this way, by determining the predetermined value that the measurement value determination unit 12 uses for the determination based on the environmental data, it is possible to fine-tune the gain or power consumption of the amplification element AMPi in real time while adjusting the gate voltage of the amplification element AMPi to be adjusted.

また、ここでは、複数の増幅素子AMP1~AMPnのそれぞれの環境特性を予め測定してメモリに格納する構成である。しかし、複数の増幅素子AMP1~AMPnのうち、基本となる1つの増幅素子AMPの環境特性のみを測定してメモリに格納する構成としてもよい。この場合、制御部10で基本となる増幅素子AMP以外の環境特性は、基本となる増幅素子AMPの環境特性を基に計算して求める。詳しくは、基本となる増幅素子AMPの総ドレイン幅及び環境特性と、基本となる増幅素子AMP以外の増幅素子の総ドレイン幅とに基づいて、基本となる増幅素子AMP以外の環境特性を計算する。これにより、全ての複数の増幅素子AMP1~AMPnの環境特性を測定しなくてもよい構成となる。 In addition, in this configuration, the environmental characteristics of each of the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn are measured in advance and stored in memory. However, it is also possible to measure the environmental characteristics of only one basic amplifier element AMP among the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn and store them in memory. In this case, the control unit 10 calculates and obtains environmental characteristics other than the basic amplifier element AMP based on the environmental characteristics of the basic amplifier element AMP. In detail, the environmental characteristics other than the basic amplifier element AMP are calculated based on the total drain width and environmental characteristics of the basic amplifier element AMP and the total drain width of the amplifier elements other than the basic amplifier element AMP. This makes it unnecessary to measure the environmental characteristics of all of the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn.

次に、動作の詳細について説明する。図6は、ゲート電圧調整装置100に、環境センサ50をさらに備える場合の、ゲート電圧調整装置300及びゲート電圧調整方法のゲート電圧調整の動作を示すフローチャートである。図6に示す通り、ゲート電圧調整装置300では、ゲート電圧調整装置100に、環境センサ50をさらに備える場合、ステップS107は、環境センサ50が、複数の増幅素子AMP1~AMPnの温度または湿度を含む環境データを取得する。そして、ステップS106で変換された電圧信号と環境データとが制御部10に入力される。入力された電圧信号と環境データとに基づいて、制御部10が調整対象の増幅素子AMPiに印加するゲート電圧を調整して、決定する。その他の動作は、ゲート電圧調整装置100と実質的に同様である。 Next, the details of the operation will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the gate voltage adjustment operation of the gate voltage adjustment device 300 and the gate voltage adjustment method when the gate voltage adjustment device 100 further includes an environmental sensor 50. As shown in FIG. 6, in the gate voltage adjustment device 300, when the gate voltage adjustment device 100 further includes an environmental sensor 50, in step S107, the environmental sensor 50 acquires environmental data including the temperature or humidity of the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn. Then, the voltage signal and the environmental data converted in step S106 are input to the control unit 10. Based on the input voltage signal and environmental data, the control unit 10 adjusts and determines the gate voltage to be applied to the amplifier element AMPi to be adjusted. Other operations are substantially similar to those of the gate voltage adjustment device 100.

図7は、ゲート電圧調整装置200に、環境センサ50をさらに備える場合の、ゲート電圧調整装置300及びゲート電圧調整方法のゲート電圧調整の動作を示すフローチャートである。図7に示す通り、ゲート電圧調整装置300では、ゲート電圧調整装置200に、環境センサ50をさらに備える場合、ステップS107は、環境センサ50が、複数の増幅素子AMP1~AMPnの温度または湿度を含む環境データを取得する。そして、ステップS106で変換された電圧信号と環境データとが制御部10に入力される。入力された電圧信号と環境データとに基づいて、制御部10が調整対象の増幅素子AMPiに印加するゲート電圧を調整して、決定する。その他の動作は、ゲート電圧調整装置200と実質的に同様である。 Figure 7 is a flowchart showing the gate voltage adjustment operation of the gate voltage adjustment device 300 and the gate voltage adjustment method when the gate voltage adjustment device 200 further includes an environmental sensor 50. As shown in Figure 7, in the gate voltage adjustment device 300, when the gate voltage adjustment device 200 further includes an environmental sensor 50, in step S107, the environmental sensor 50 acquires environmental data including the temperature or humidity of the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn. Then, the voltage signal converted in step S106 and the environmental data are input to the control unit 10. Based on the input voltage signal and environmental data, the control unit 10 adjusts and determines the gate voltage to be applied to the amplifier element AMPi to be adjusted. Other operations are substantially similar to those of the gate voltage adjustment device 200.

ゲート電圧調整装置300の動作を言い換えると、ゲート電圧調整装置100またはゲート電圧調整装置200の第6のステップにおいて、複数の増幅素子AMPi~AMPnの温度または湿度の情報を含む環境データを取得する。また、ゲート電圧調整装置100の第6のステップにおいて、第5のステップで出力された電圧信号と、環境データとに基づいて調整対象の増幅素子AMPiに印加するゲート電圧を決定する。または、ゲート電圧調整装置200の第6のステップにおいて、第8のステップで出力された電圧信号と、環境データとに基づいて調整対象の増幅素子AMPiに印加するゲート電圧を決定する。 In other words, the operation of the gate voltage adjustment device 300 is to obtain environmental data including temperature or humidity information of the multiple amplification elements AMPi to AMPn in the sixth step of the gate voltage adjustment device 100 or the gate voltage adjustment device 200. Also, in the sixth step of the gate voltage adjustment device 100, the gate voltage to be applied to the amplification element AMPi to be adjusted is determined based on the voltage signal output in the fifth step and the environmental data. Or, in the sixth step of the gate voltage adjustment device 200, the gate voltage to be applied to the amplification element AMPi to be adjusted is determined based on the voltage signal output in the eighth step and the environmental data.

実施の形態3に係るゲート電圧調整装置300及びゲート電圧調整方法においても、ゲート電圧調整装置300の電流検波回路20は、複数の増幅素子AMPi~AMPnにそれぞれ対応する複数の電流検波素子21-1~21-nと、オペアンプ22と、アナログデジタル変換器23と、切替部40とを備える。このとき、複数の増幅素子AMPi~AMPnとオペアンプ22との間に切り換え部を備える構成である。この切り換え部により、オペアンプ22を介して制御部10に接続される電流検波素子21を切り替えることができる。これにより、1つのオペアンプ22を備える構成で複数の増幅素子AMPi~AMPnのゲート電圧を調整することができ、ゲート電圧調整装置の小型化、低コスト化を実現することができる。このとき、異なるドレイン電圧で動作する複数の増幅素子AMPi~AMPnであっても、1つのオペアンプ22を備える構成でゲート電圧を調整することができる。従って、ゲート電圧を調整する増幅素子AMPの数が増加するほど、部品点数及び実装スペースを削減することができる。特に、装荷される増幅素子AMPの数が多いレーダ等の用途に使用される送受信モジュールに適用する場合では効果的である。 In the gate voltage adjustment device 300 and the gate voltage adjustment method according to the third embodiment, the current detection circuit 20 of the gate voltage adjustment device 300 includes a plurality of current detection elements 21-1 to 21-n corresponding to the plurality of amplifier elements AMPi to AMPn, an operational amplifier 22, an analog-digital converter 23, and a switching unit 40. At this time, a switching unit is provided between the plurality of amplifier elements AMPi to AMPn and the operational amplifier 22. This switching unit can switch the current detection element 21 connected to the control unit 10 via the operational amplifier 22. As a result, the gate voltages of the plurality of amplifier elements AMPi to AMPn can be adjusted with a configuration including one operational amplifier 22, and the gate voltage adjustment device can be made smaller and less expensive. At this time, even if the plurality of amplifier elements AMPi to AMPn operate with different drain voltages, the gate voltage can be adjusted with a configuration including one operational amplifier 22. Therefore, the more the number of amplifier elements AMP that adjust the gate voltage increases, the more the number of parts and the mounting space can be reduced. This is particularly effective when applied to transmission and reception modules used for radar and other applications that have a large number of loaded amplifier elements AMP.

また、電圧調整装置300は、複数の増幅素子AMP1~AMPnのうち、特定の2つ以上の増幅素子AMPi~AMPmを調整対象としてもよい。このように、ゲート電圧を調整することで、1つ1つの増幅素子AMPのゲート電圧をそれぞれ調整する場合と比較して、簡易にゲート電圧を調整することができる。特に、装荷される増幅素子AMPの数が多い場合では効果的である。 The voltage adjustment device 300 may also adjust two or more specific amplifier elements AMPi to AMPm out of the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn. By adjusting the gate voltage in this way, the gate voltage can be adjusted more easily than adjusting the gate voltage of each amplifier element AMP individually. This is particularly effective when a large number of amplifier elements AMP are loaded.

さらに、ゲート電圧調整装置300は、すべての複数の増幅素子AMPi~AMPnのゲート電圧の調整が完了した場合、第1のスイッチ41と第2のスイッチ42とが、単極側のポートと、接地された多投側のポートとを接続することが可能な構成である。これにより、電源30と、オペアンプ22及びアナログデジタル変換器23とを電気的に切り離すことができる。高周波信号を入力した状態で、増幅素子AMPのゲート電圧を調整する場合は、高周波信号が無入力状態で増幅素子のゲート電圧を調整する場合と比較して、増幅素子AMPのドレイン電流は大幅に増加する。そのため、オペアンプ22を介してアナログデジタル変換器23へと大きい電圧信号が入力されることがある。これを防ぐために、一般的にはダイオードを用いて電圧信号をクランプする構成などの保護回路が必要となる。しかし、ゲート電圧調整装置100は、第1のスイッチ41と第2のスイッチ42とにより、電源30とオペアンプ22及びアナログデジタル変換器23とを電気的に切り離すことができるため、電流検波回路20自体を保護回路としても機能させることができる。 Furthermore, the gate voltage adjustment device 300 is configured such that when the adjustment of the gate voltages of all the multiple amplifier elements AMPi to AMPn is completed, the first switch 41 and the second switch 42 can connect the single-pole side port and the grounded multi-throw side port. This allows the power supply 30 to be electrically disconnected from the operational amplifier 22 and the analog-digital converter 23. When the gate voltage of the amplifier element AMP is adjusted with a high-frequency signal input, the drain current of the amplifier element AMP increases significantly compared to when the gate voltage of the amplifier element is adjusted with no high-frequency signal input. Therefore, a large voltage signal may be input to the analog-digital converter 23 via the operational amplifier 22. To prevent this, a protection circuit such as a configuration that clamps the voltage signal using a diode is generally required. However, the gate voltage adjustment device 100 allows the power supply 30 to be electrically disconnected from the operational amplifier 22 and the analog-digital converter 23 with the first switch 41 and the second switch 42, so that the current detection circuit 20 itself can also function as a protection circuit.

さらに、ゲート電圧調整装置300は、増幅素子AMPが装荷されたモジュールを運用中であっても、切り換え部により任意の増幅素子AMPiを、オペアンプ22を介して制御部10に接続することが可能である。この構成により、増幅素子AMPが装荷されたモジュールを運用中に、一度ゲート電圧を調整済みの増幅素子AMPiのゲート電圧を、さらに、細かい単位で調整することが可能となる。よって、調整対象の増幅素子AMPiのゲート電圧をより好適な値に調整することが可能である。 Furthermore, the gate voltage adjustment device 300 can use the switching unit to connect any amplifier element AMPi to the control unit 10 via the operational amplifier 22 even when the module loaded with the amplifier element AMP is in operation. With this configuration, it is possible to adjust the gate voltage of the amplifier element AMPi, whose gate voltage has already been adjusted once, in even finer units while the module loaded with the amplifier element AMP is in operation. Therefore, it is possible to adjust the gate voltage of the amplifier element AMPi to be adjusted to a more suitable value.

さらに、ゲート電圧調整装置300は、環境センサ50を備える構成である。これにより、調整対象の増幅素子AMPiのゲート電圧を調整している際に、リアルタイムで増幅素子AMPiの利得または消費電力等を微調整することができる。従って、ゲート電圧調整装置300が適用されたモジュールの性能を安定させることができる。また、増幅素子AMPの故障及び劣化を抑制することができる。 Furthermore, the gate voltage adjustment device 300 is configured to include an environmental sensor 50. This allows fine adjustment of the gain or power consumption of the amplification element AMPi in real time while adjusting the gate voltage of the amplification element AMPi to be adjusted. Therefore, the performance of the module to which the gate voltage adjustment device 300 is applied can be stabilized. Also, failure and deterioration of the amplification element AMP can be suppressed.

実施の形態4.
以下、実施の形態4に係るゲート電圧調整装置400について、図面を用いて説明する。図8は、実施の形態4に係るゲート電圧調整装置400の構成図である。実施の形態4に係るゲート電圧調整装置400は、ゲート電圧調整装置100またはゲート電圧調整装置200またはゲート電圧調整装置300の何れかにおいて、ゲートバイアス電圧制御部11が波形整形部111をさらに備えるものである。その他の構成は、実施の形態1及び実施の形態2及び実施の形態3と実質的に同様である。以下、上述の実施の形態で説明した構成と同一又は対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明を繰り返し行わない。
Embodiment 4.
A gate voltage adjustment device 400 according to the fourth embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 8 is a configuration diagram of the gate voltage adjustment device 400 according to the fourth embodiment. In the gate voltage adjustment device 400 according to the fourth embodiment, the gate bias voltage control unit 11 further includes a waveform shaping unit 111 in any one of the gate voltage adjustment device 100, the gate voltage adjustment device 200, and the gate voltage adjustment device 300. The other configurations are substantially similar to those of the first, second, and third embodiments. Hereinafter, configurations that are the same as or correspond to those described in the above-mentioned embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description of those configurations will not be repeated.

図8は、ゲート電圧調整装置100のゲートバイアス電圧制御部に、波形整形部111をさらに備えた場合であるゲート電圧調整装置400を示す図である。図8に示す通り、ゲートバイアス電圧制御部11は、波形整形部111を有する。波形整形部111は、ゲートバイアス電圧制御部11が、調整対象の増幅素子AMPiにゲート電圧を印加する際に、調整対象の増幅素子AMPiに印加される電圧の波形を整形するものである。詳しくは、波形整形部111は、ゲートバイアス電圧制御部11が、調整対象の増幅素子AMPiを目標の電圧まで昇圧または降圧させる際に、印加するゲート電圧の大きさと時間とを制御するものである。これにより、調整対象の増幅素子AMPiに印加される電圧の波形を所望の電圧波形に整形することができる。例えば、調整対象の増幅素子AMPiに印加される電圧の立ち上がりの波形と、立ち下がりの波形とを所望の電圧波形に整形することができる。図9は、調整対象の増幅素子AMPiに印加されるゲート電圧の波形を示すグラフである。横軸が時間で、縦軸が調整対象の増幅素子AMPiに印加されるゲート電圧の電圧値である。図9の(a)は、波形整形部111により波形を整形していない場合の、調整対象の増幅素子AMPiに印加されるゲート電圧の波形である。図9の(b)は、波形整形部111により波形を整形した場合の、調整対象の増幅素子AMPiに印加されるゲート電圧の波形である。調整対象の増幅素子AMPiを目標の電圧まで昇圧または降圧させる際に、図9の(b)では、(a)よりも、単位時間a当たりの調整対象の増幅素子AMPiに印加される電圧bを小さくしている。これにより、波形整形部111により、印加されるパルス波の立上りと立下りの時間を遅くしている。一般に、矩形波のように急激な電圧の立上り及び立下りを持つ波形は、高次の周波数成分を多く持つため、不要なスプリアスが発生することが多い。図9の(b)に示すように、波形整形部111により印加されるパルス波の立上りと立下りとの時間を遅くすることで、高次高調波を抑制することが可能である。 Figure 8 is a diagram showing a gate voltage adjustment device 400 in which the gate bias voltage control unit of the gate voltage adjustment device 100 further includes a waveform shaping unit 111. As shown in Figure 8, the gate bias voltage control unit 11 has a waveform shaping unit 111. The waveform shaping unit 111 shapes the waveform of the voltage applied to the amplification element AMPi to be adjusted when the gate bias voltage control unit 11 applies a gate voltage to the amplification element AMPi to be adjusted. In detail, the waveform shaping unit 111 controls the magnitude and time of the gate voltage applied when the gate bias voltage control unit 11 increases or decreases the amplification element AMPi to be adjusted to a target voltage. This makes it possible to shape the waveform of the voltage applied to the amplification element AMPi to be adjusted into a desired voltage waveform. For example, the rising waveform and falling waveform of the voltage applied to the amplification element AMPi to be adjusted can be shaped into a desired voltage waveform. Figure 9 is a graph showing the waveform of the gate voltage applied to the amplification element AMPi to be adjusted. The horizontal axis is time, and the vertical axis is the voltage value of the gate voltage applied to the amplification element AMPi to be adjusted. (a) of FIG. 9 is the waveform of the gate voltage applied to the amplification element AMPi to be adjusted when the waveform is not shaped by the waveform shaping unit 111. (b) of FIG. 9 is the waveform of the gate voltage applied to the amplification element AMPi to be adjusted when the waveform is shaped by the waveform shaping unit 111. When the amplification element AMPi to be adjusted is increased or decreased to a target voltage, the voltage b applied to the amplification element AMPi to be adjusted per unit time a is made smaller in (b) of FIG. 9 than in (a). This causes the rise and fall times of the applied pulse wave to be delayed by the waveform shaping unit 111. In general, a waveform having a sudden rise and fall of the voltage such as a square wave has many high-order frequency components, and therefore, unnecessary spurious noise often occurs. As shown in FIG. 9(b), it is possible to suppress higher harmonics by delaying the rise and fall times of the pulse wave applied by the waveform shaping unit 111.

また、ゲート電圧調整装置400は、切り換え部により、オペアンプ22を介して制御部10に接続される電流検波素子21を切り替えることができる。これにより、1つの波形整形部111を備える構成で複数の増幅素子AMPi~AMPnに印加される電圧波形を整形することができ、ゲート電圧調整装置の小型化、低コスト化を実現することができる。さらに、切り替え部により、印加されるゲート電圧の波形を整形したい増幅素子AMPi~AMPnを切り替えることができる。そのため、波形整形部111により印加されるゲート電圧の波形を整形する好適な箇所を容易に見極めることが可能となる。また、ゲート電圧調整装置300において、波形整形部111をさらに備える場合のゲート電圧調整装置400においては、波形整形部111は、環境センサ50が取得した温度または湿度などの環境データに基づいて波形を整形することが可能となる。これによりゲート電圧調整装置400の周辺環境に応じて、波形を整形することが可能となる。 In addition, the gate voltage regulator 400 can switch the current detection element 21 connected to the control unit 10 via the operational amplifier 22 by using the switching unit. This allows the voltage waveform applied to the multiple amplifier elements AMPi to AMPn to be shaped with a configuration including one waveform shaping unit 111, thereby realizing a smaller and less costly gate voltage regulator. Furthermore, the switching unit can switch between the amplifier elements AMPi to AMPn for which the waveform of the gate voltage to be applied is to be shaped. This makes it possible to easily determine the suitable location for shaping the waveform of the gate voltage applied by the waveform shaping unit 111. In addition, in the gate voltage regulator 400 in which the gate voltage regulator 300 further includes the waveform shaping unit 111, the waveform shaping unit 111 can shape the waveform based on environmental data such as temperature or humidity acquired by the environmental sensor 50. This makes it possible to shape the waveform according to the surrounding environment of the gate voltage regulator 400.

次に、動作の詳細について説明する。図10は、ゲート電圧調整装置100に波形整形部111をさらに備える場合の、ゲート電圧調整装置400及びゲート電圧調整方法のゲート電圧調整の動作を示すフローチャートである。図10に示す通り、ゲート電圧調整装置400では、ステップS103の後、調整対象の増幅素子AMPiに印加するゲート電圧を変化させることで、調整対象の増幅素子AMPiに流れるドレイン電流に基づいて、調整対象の増幅素子AMPiに対応する電流検波素子21-iから電圧信号が出力される(ステップS104)。詳しくは、制御部10のゲートバイアス電圧制御部11により、調整対象の増幅素子AMPiに印加するゲート電圧をピンチオフ電圧から徐々に変化させる。波形整形部111は、ゲートバイアス電圧制御部11が、調整対象の増幅素子AMPiに印加するゲート電圧を変化させる際に、調整対象の増幅素子AMPiに印加される電圧の波形を整形する。その他の動作は、ゲート電圧調整装置100と実質的に同様である。 Next, the details of the operation will be described. FIG. 10 is a flowchart showing the gate voltage adjustment operation of the gate voltage adjustment device 400 and the gate voltage adjustment method when the gate voltage adjustment device 100 further includes a waveform shaping unit 111. As shown in FIG. 10, in the gate voltage adjustment device 400, after step S103, the gate voltage applied to the amplification element AMPi to be adjusted is changed, and a voltage signal is output from the current detection element 21-i corresponding to the amplification element AMPi to be adjusted based on the drain current flowing through the amplification element AMPi to be adjusted (step S104). In detail, the gate bias voltage control unit 11 of the control unit 10 gradually changes the gate voltage applied to the amplification element AMPi to be adjusted from the pinch-off voltage. The waveform shaping unit 111 shapes the waveform of the voltage applied to the amplification element AMPi to be adjusted when the gate bias voltage control unit 11 changes the gate voltage applied to the amplification element AMPi to be adjusted. Other operations are substantially similar to those of the gate voltage adjustment device 100.

また、ゲート電圧調整装置300に波形整形部111をさらに備える場合のゲート電圧調整装置400においては、ステップS104にて、波形整形部111は、調整対象の増幅素子AMPiに印加される電圧の波形を整形する際に、環境センサ50が取得した複数の増幅素子AMP1~AMPnの温度または湿度などの環境データに基づいて波形を整形してもよい。 In addition, in the gate voltage adjustment device 400 where the gate voltage adjustment device 300 further includes a waveform shaping unit 111, in step S104, when shaping the waveform of the voltage applied to the amplification element AMPi to be adjusted, the waveform shaping unit 111 may shape the waveform based on environmental data such as the temperature or humidity of the multiple amplification elements AMP1 to AMPn acquired by the environmental sensor 50.

ゲート電圧調整装置400の動作を言い換えると、第4のステップにおいて、調整対象の増幅素子AMPiに印加するゲート電圧を変化させる際に、調整対象の増幅素子AMPiに印加するゲート電圧の波形を整形する。言い換えると、第4のステップにおいて、調整対象の増幅素子AMPiに波形が整形されたゲート電圧を印加して、調整対象の増幅素子AMPiのゲート電圧を変化させ、電流検波素子21-iから電圧信号が出力される。 In other words, in the fourth step, when changing the gate voltage applied to the amplifier element AMPi to be adjusted, the gate voltage waveform to be applied to the amplifier element AMPi to be adjusted is shaped. In other words, in the fourth step, a gate voltage with a shaped waveform is applied to the amplifier element AMPi to be adjusted, changing the gate voltage of the amplifier element AMPi to be adjusted, and a voltage signal is output from the current detection element 21-i.

実施の形態4に係るゲート電圧調整装置400及びゲート電圧調整方法においても、ゲート電圧調整装置400の電流検波回路20は、複数の増幅素子AMPi~AMPnにそれぞれ対応する複数の電流検波素子21-1~21-nと、オペアンプ22と、アナログデジタル変換器23と、切替部40とを備える。このとき、複数の増幅素子AMPi~AMPnとオペアンプ22との間に切り換え部を備える構成である。この切り換え部により、オペアンプ22を介して制御部10に接続される電流検波素子21を切り替えることができる。これにより、1つのオペアンプ22を備える構成で複数の増幅素子AMPi~AMPnのゲート電圧を調整することができ、ゲート電圧調整装置の小型化、低コスト化を実現することができる。このとき、異なるドレイン電圧で動作する複数の増幅素子AMPi~AMPnであっても、1つのオペアンプ22を備える構成でゲート電圧を調整することができる。従って、ゲート電圧を調整する増幅素子AMPの数が増加するほど、部品点数及び実装スペースを削減することができる。特に、装荷される増幅素子AMPの数が多いレーダ等の用途に使用される送受信モジュールに適用する場合では効果的である。 In the gate voltage adjustment device 400 and the gate voltage adjustment method according to the fourth embodiment, the current detection circuit 20 of the gate voltage adjustment device 400 includes a plurality of current detection elements 21-1 to 21-n corresponding to the plurality of amplifier elements AMPi to AMPn, an operational amplifier 22, an analog-digital converter 23, and a switching unit 40. In this case, a switching unit is provided between the plurality of amplifier elements AMPi to AMPn and the operational amplifier 22. This switching unit can switch the current detection element 21 connected to the control unit 10 via the operational amplifier 22. This allows the gate voltages of the plurality of amplifier elements AMPi to AMPn to be adjusted with a configuration including one operational amplifier 22, thereby realizing a smaller and less costly gate voltage adjustment device. In this case, even if the plurality of amplifier elements AMPi to AMPn operate with different drain voltages, the gate voltage can be adjusted with a configuration including one operational amplifier 22. Therefore, the more the number of amplifier elements AMP that adjust the gate voltage increases, the more the number of parts and the mounting space can be reduced. This is particularly effective when applied to transmission and reception modules used for radar and other applications that have a large number of loaded amplifier elements AMP.

また、ゲート電圧調整装置400は、複数の増幅素子AMP1~AMPnのうち、特定の2つ以上の増幅素子AMPi~AMPmを調整対象としてもよい。このように、ゲート電圧を調整することで、1つ1つの増幅素子AMPのゲート電圧をそれぞれ調整する場合と比較して、簡易にゲート電圧を調整することができる。特に、装荷される増幅素子AMPの数が多い場合では効果的である。 The gate voltage adjustment device 400 may also adjust two or more specific amplifier elements AMPi to AMPm out of the multiple amplifier elements AMP1 to AMPn. By adjusting the gate voltage in this way, the gate voltage can be adjusted more easily than adjusting the gate voltage of each amplifier element AMP individually. This is particularly effective when a large number of amplifier elements AMP are loaded.

さらに、ゲート電圧調整装置400は、すべての複数の増幅素子AMPi~AMPnのゲート電圧の調整が完了した場合、第1のスイッチ41と第2のスイッチ42とが、単極側のポートと、接地された多投側のポートとを接続することが可能な構成である。これにより、電源30と、オペアンプ22及びアナログデジタル変換器23とを電気的に切り離すことができる。高周波信号を入力した状態で、増幅素子AMPのゲート電圧を調整する場合は、高周波信号が無入力状態で増幅素子のゲート電圧を調整する場合と比較して、増幅素子AMPのドレイン電流は大幅に増加する。そのため、オペアンプ22を介してアナログデジタル変換器23へと大きい電圧信号が入力されることがある。これを防ぐために、一般的にはダイオードを用いて電圧信号をクランプする構成などの保護回路が必要となる。しかし、ゲート電圧調整装置400は、第1のスイッチ41と第2のスイッチ42とにより、電源30とオペアンプ22及びアナログデジタル変換器23とを電気的に切り離すことができるため、電流検波回路20自体を保護回路としても機能させることができる。 Furthermore, the gate voltage adjustment device 400 is configured such that when the adjustment of the gate voltages of all the multiple amplifier elements AMPi to AMPn is completed, the first switch 41 and the second switch 42 can connect the single-pole side port and the grounded multi-throw side port. This allows the power supply 30 to be electrically disconnected from the operational amplifier 22 and the analog-digital converter 23. When the gate voltage of the amplifier element AMP is adjusted with a high-frequency signal input, the drain current of the amplifier element AMP increases significantly compared to when the gate voltage of the amplifier element is adjusted with no high-frequency signal input. Therefore, a large voltage signal may be input to the analog-digital converter 23 via the operational amplifier 22. To prevent this, a protection circuit such as a configuration that clamps the voltage signal using a diode is generally required. However, the gate voltage adjustment device 400 allows the power supply 30 to be electrically disconnected from the operational amplifier 22 and the analog-digital converter 23 with the first switch 41 and the second switch 42, so that the current detection circuit 20 itself can also function as a protection circuit.

さらに、ゲート電圧調整装置400は、増幅素子AMPが装荷されたモジュールを運用中であっても、切り換え部により任意の増幅素子AMPiを、オペアンプ22を介して制御部10に接続することが可能である。この構成により、増幅素子AMPが装荷されたモジュールを運用中に、一度ゲート電圧を調整済みの増幅素子AMPiのゲート電圧を、さらに、細かい単位で調整することが可能となる。よって、調整対象の増幅素子AMPiのゲート電圧をより好適な値に調整することが可能である。 Furthermore, the gate voltage adjustment device 400 can use the switching unit to connect any amplifier element AMPi to the control unit 10 via the operational amplifier 22 even when the module loaded with the amplifier element AMP is in operation. With this configuration, it is possible to adjust the gate voltage of the amplifier element AMPi, whose gate voltage has already been adjusted once, in even finer units while the module loaded with the amplifier element AMP is in operation. Therefore, it is possible to adjust the gate voltage of the amplifier element AMPi to be adjusted to a more suitable value.

さらに、ゲート電圧調整装置400は、波形整形部111を備える構成である。これにより、調整対象の増幅素子AMPiに印加される電圧の波形を所望の電圧波形に整形することができる。例えば、調整対象の増幅素子AMPiに印加されるパルス波の立上りと立下りとの時間を遅くすることで、高次高調波を抑制することが可能である。また、環境センサ50を備える構成においては、波形整形部111は、増幅素子AMPが装荷されたモジュールを運用中に環境センサ50が取得した温度または湿度などの環境データに基づいて波形を整形することが可能となる。これによりゲート電圧調整装置400の周辺環境に応じて、波形を整形することが可能となる。 Furthermore, the gate voltage adjustment device 400 is configured to include a waveform shaping unit 111. This allows the waveform of the voltage applied to the amplification element AMPi to be adjusted to be shaped into a desired voltage waveform. For example, it is possible to suppress higher harmonics by slowing down the rise and fall times of the pulse wave applied to the amplification element AMPi to be adjusted. Furthermore, in a configuration including an environmental sensor 50, the waveform shaping unit 111 can shape the waveform based on environmental data such as temperature or humidity acquired by the environmental sensor 50 during operation of a module loaded with the amplification element AMP. This allows the waveform to be shaped according to the surrounding environment of the gate voltage adjustment device 400.

10 制御部、11 ゲートバイアス電圧制御部、111 波形整形部、12 測定値判定部、13 スイッチ制御部、20 電流検波回路、21-1~21-n 電流検波素子、22 オペアンプ23 アナログデジタル変換器、24 保護回路、30 電源、31-1~31-n 電源配線、40 切替部、41 第1のスイッチ、42 第2のスイッチ、50 環境センサ、 AMPi~AMPn 増幅素子、DAC1~DACn デジタルアナログ変換器、100、200、300 ゲート電圧調整装置。 10 Control section, 11 Gate bias voltage control section, 111 Waveform shaping section, 12 Measurement value determination section, 13 Switch control section, 20 Current detection circuit, 21-1 to 21-n Current detection elements, 22 Operational amplifier 23 Analog-to-digital converter, 24 Protection circuit, 30 Power supply, 31-1 to 31-n Power supply wiring, 40 Switching section, 41 First switch, 42 Second switch, 50 Environmental sensor, AMPi to AMPn Amplification elements, DAC1 to DACn Digital-to-analog converter, 100, 200, 300 Gate voltage adjustment device.

Claims (14)

信号を増幅する複数の増幅素子と、
前記複数の増幅素子のそれぞれに印加するゲート電圧を制御する制御部と、
前記複数の増幅素子のそれぞれにドレイン電圧を印加する電源と前記複数の増幅素子のドレイン電極との間にそれぞれ対応して設けられ、対応する前記増幅素子のドレイン電流に基づいて電圧信号を出力する複数の電流検波素子と、
前記複数の電流検波素子のうち、接続された前記電流検波素子から出力された前記電圧信号を増幅し、前記制御部に入力するオペアンプと、
前記複数の電流検波素子と前記オペアンプとの間に設けられ、前記複数の電流検波素子のうち、前記オペアンプと接続される前記電流検波素子を切り替える切替部とを備え、
前記制御部は、入力された前記電圧信号に基づいて前記複数の増幅素子に印加するゲート電圧を決定し、
前記切替部は、
単極側のポートが前記オペアンプに接続され、多投側の複数のポートが前記複数の電流検波素子の上流側にそれぞれ接続された第1のスイッチと、
単極側のポートが前記オペアンプに接続され、多投側の複数のポートが前記複数の電流検波素子の下流側にそれぞれ接続された第2のスイッチとを有し、
前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとは、多投側のポートに接地されたポートをさらに有し、
全ての前記増幅素子のゲート電圧の調整が完了した場合、
前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとは、単極側のポートと、多投側の前記接地されたポートとが接続されるゲート電圧調整装置。
A plurality of amplification elements for amplifying signals;
A control unit that controls a gate voltage applied to each of the plurality of amplifying elements;
a plurality of current detection elements provided between a power source that applies a drain voltage to each of the plurality of amplifying elements and the drain electrodes of the plurality of amplifying elements, the current detection elements outputting a voltage signal based on the drain current of the corresponding amplifying element;
an operational amplifier that amplifies the voltage signal output from the connected current detection element among the plurality of current detection elements and inputs the amplified voltage signal to the control unit;
a switching unit that is provided between the plurality of current detection elements and the operational amplifier and that switches the current detection element that is connected to the operational amplifier among the plurality of current detection elements;
the control unit determines gate voltages to be applied to the plurality of amplifying elements based on the input voltage signal ;
The switching unit is
a first switch having a single-pole port connected to the operational amplifier and a plurality of multi-throw ports connected to upstream sides of the plurality of current detection elements;
a second switch having a single-pole port connected to the operational amplifier and a plurality of multi-throw ports connected to downstream sides of the plurality of current detection elements,
The first switch and the second switch further have a port grounded to a port on a multiple-throw side,
When the adjustment of the gate voltages of all the amplifying elements is completed,
The first switch and the second switch are a gate voltage regulator in which a port on a single-pole side and the grounded port on a multi-throw side are connected .
前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとは、単極側のポートと、調整対象の前記増幅素子に対応する前記電流検波素子に接続された多投側のポートとを接続し、
前記制御部は、前記調整対象の前記増幅素子にドレイン電流が流れないゲート電圧を印加した後に、前記調整対象の前記増幅素子に印加するゲート電圧を変化させ、入力された前記電圧信号に基づいて、前記調整対象の前記増幅素子に印加するゲート電圧を決定する請求項1に記載のゲート電圧調整装置。
The first switch and the second switch connect a single-pole port and a multi-throw port connected to the current detection element corresponding to the amplification element to be adjusted,
2. The gate voltage adjusting device according to claim 1, wherein the control unit applies a gate voltage that does not cause a drain current to flow to the amplification element to be adjusted, and then changes the gate voltage to be applied to the amplification element to be adjusted, and determines the gate voltage to be applied to the amplification element to be adjusted based on the input voltage signal .
2つ以上の前記増幅素子を調整対象とする場合、
前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとは、単極側のポートと、2つ以上の調整対象の前記増幅素子にそれぞれ対応する前記電流検波素子に接続された多投側のポートと接続され
前記制御部は、2つ以上の前記調整対象の前記増幅素子のそれぞれに対応する前記電流検波素子が出力した電圧信号に基づいて、2つ以上の前記調整対象の前記増幅素子に印加するゲート電圧を決定する請求項2に記載のゲート電圧調整装置。
When two or more amplifying elements are to be adjusted,
The first switch and the second switch are connected to a single-pole port and a multi-throw port connected to the current detection elements corresponding to two or more of the amplification elements to be adjusted ,
The gate voltage adjusting device according to claim 2 , wherein the control unit determines gate voltages to be applied to the two or more amplifying elements to be adjusted based on voltage signals output by the current detection elements corresponding to the two or more amplifying elements to be adjusted.
前記オペアンプが増幅した前記電圧信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換して前記制御部へ入力するアナログデジタル変換器と、
前記オペアンプから前記アナログデジタル変換器へ入力する前記電圧信号の大きさを制限する保護回路とをさらに備えた請求項1から請求項3の何れか1項に記載のゲート電圧調整装置。
an analog-to-digital converter that converts the voltage signal amplified by the operational amplifier from an analog signal to a digital signal and inputs the digital signal to the control unit;
4. The gate voltage adjusting device according to claim 1, further comprising a protection circuit that limits the magnitude of the voltage signal input from the operational amplifier to the analog-to-digital converter .
前記複数の増幅素子の温度または湿度の情報を含む環境データを取得する環境センサを備え、
前記制御部は、入力された前記電圧信号と前記環境データとに基づいて前記複数の増幅素子に印加するゲート電圧を決定する請求項から請求項4の何れか1項に記載のゲート電圧調整装置。
an environmental sensor for acquiring environmental data including temperature or humidity information of the plurality of amplifying elements;
5. The gate voltage adjusting device according to claim 1 , wherein the control unit determines gate voltages to be applied to the plurality of amplifying elements based on the input voltage signal and the environmental data .
前記制御部は波形整形部を備え、
前記波形整形部は、前記制御部が前記複数の増幅素子に印加するゲート電圧の波形を整形する請求項1から請求項5の何れか1項に記載のゲート電圧調整装置。
The control unit includes a waveform shaping unit,
6. The gate voltage adjusting device according to claim 1 , wherein the waveform shaping section shapes waveforms of the gate voltages applied by the control section to the plurality of amplifying elements .
前記複数の増幅素子は、動作するドレイン電圧が互いに異なる増幅素子が含まれる請求項1から請求項6の何れか1項に記載のゲート電圧調整装置。 7. The gate voltage adjustment device according to claim 1, wherein the plurality of amplifying elements include amplifying elements that operate at different drain voltages . 御部が、信号を増幅する複数の増幅素子のうち、調整対象の前記増幅素子にドレイン電流が流れないように制御されたゲート電圧を印加する第1のステップと、
電源から前記複数の増幅素子のそれぞれにドレイン電圧が印加される第2のステップと、
切替部が、前記電源と前記複数の増幅素子のドレイン電極との間のそれぞれに対応して設けられた複数の電流検波素子のうち、前記調整対象の前記増幅素子に対応する前記電流検波素子をオペアンプに接続するされる第3のステップと、
前記第1のステップ、前記第2のステップ、及び前記第3のステップの後、前記制御部が前記調整対象の前記増幅素子に印加するゲート電圧を変化させることで、前記調整対象の前記増幅素子に流れるドレイン電流に基づいて、前記調整対象の前記増幅素子に対応する前記電流検波素子から電圧信号が出力される第4のステップと、
前記オペアンプが、前記第4のステップで出力された前記電圧信号を増幅して出力する第5のステップと、
前記第5のステップで出力された前記電圧信号に基づいて、前記制御部が、前記調整対象の前記増幅素子に印加するゲート電圧を決定する第6のステップと、
前記第3のステップは、前記切替部が、単極側のポートが前記オペアンプに接続され、多投側の複数のポートが前記複数の電流検波素子の上流側のそれぞれに接続された第1のスイッチと、単極側のポートが前記オペアンプに接続され、多投側の複数のポートが前記複数の電流検波素子の下流側のそれぞれに接続された第2のスイッチとを切り替えることで、前記調整対象の前記増幅素子に対応する前記電流検波素子を前記オペアンプと接続し、
前記第6のステップにおいて、全ての前記増幅素子のゲート電圧の調整が完了した場合、
前記切替部が、前記第1のスイッチと前記第2のスイッチの単極側のポートと、多投側の接地されたポートとを接続する第7のステップと、を備えたゲート電圧調整方法。
A first step in which a control unit applies a gate voltage controlled so that no drain current flows through an amplification element to be adjusted among a plurality of amplification elements that amplify a signal;
a second step of applying a drain voltage to each of the plurality of amplifying elements from a power supply;
a third step in which a switching unit connects, to an operational amplifier, a current detection element corresponding to the amplification element to be adjusted, among a plurality of current detection elements provided corresponding to each of the amplification elements between the power supply and the drain electrodes of the plurality of amplification elements;
a fourth step in which, after the first step, the second step, and the third step, the control unit changes a gate voltage applied to the amplification element to be adjusted, so that a voltage signal is output from the current detection element corresponding to the amplification element to be adjusted based on a drain current flowing through the amplification element to be adjusted;
a fifth step in which the operational amplifier amplifies and outputs the voltage signal output in the fourth step;
a sixth step of determining a gate voltage to be applied to the amplification element to be adjusted by the control unit based on the voltage signal output in the fifth step;
The third step is a step in which the switching unit switches between a first switch having a single-pole port connected to the operational amplifier and a plurality of multi-throw ports connected to the upstream sides of the plurality of current detection elements, and a second switch having a single-pole port connected to the operational amplifier and a plurality of multi-throw ports connected to the downstream sides of the plurality of current detection elements, thereby connecting the current detection element corresponding to the amplification element to be adjusted to the operational amplifier,
In the sixth step, when the adjustment of the gate voltages of all the amplifying elements is completed,
A gate voltage adjustment method comprising: a seventh step in which the switching unit connects the single-pole side ports of the first switch and the second switch to the grounded ports of the multi-throw side.
2つ以上の前記増幅素子を調整対象とする場合、
前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとは、単極側のポートと、2つ以上の前記調整対象の前記増幅素子にそれぞれ対応する前記電流検波素子に接続された多投側のポートとが接続され、
前記第6のステップは、前記制御部が、2つ以上の前記調整対象の前記増幅素子のそれぞれに対応する前記電流検波素子が出力した電圧信号に基づいて、2つ以上の前記調整対象の前記増幅素子に印加するゲート電圧を決定する請求項8に記載のゲート電圧調整方法
When two or more amplifying elements are to be adjusted,
The first switch and the second switch are connected to a single-pole port and a multi-throw port connected to the current detection elements corresponding to two or more of the amplification elements to be adjusted,
9. The gate voltage adjustment method according to claim 8, wherein the sixth step comprises the control unit determining gate voltages to be applied to the two or more amplifying elements to be adjusted based on voltage signals output by the current detection elements corresponding to each of the two or more amplifying elements to be adjusted .
アナログデジタル変換器が、前記オペアンプで増幅された前記電圧信号を、アナログ信号からデジタル信号へ変換して出力する第8のステップと、
保護回路が、前記オペアンプから前記アナログデジタル変換器へ入力する前記電圧信号の大きさを制限する第9のステップとを備え、
前記第6のステップは、前記制御部が、前記第8のステップで出力された前記電圧信号に基づいて、前記調整対象の前記増幅素子に印加するゲート電圧を決定する請求項8または請求項9に記載のゲート電圧調整方法。
an eighth step in which an analog-to-digital converter converts the voltage signal amplified by the operational amplifier from an analog signal to a digital signal and outputs the digital signal;
a ninth step in which a protection circuit limits the magnitude of the voltage signal input from the operational amplifier to the analog-to-digital converter;
10. The gate voltage adjustment method according to claim 8, wherein in the sixth step, the control unit determines a gate voltage to be applied to the amplification element to be adjusted based on the voltage signal output in the eighth step .
前記第のステップは、前記複数の増幅素子の温度または湿度の情報を含む環境データを取得し、前記第5のステップで出力された前記電圧信号と、前記環境データとに基づいて、前記制御部が、前記調整対象の前記増幅素子に印加するゲート電圧を決定する請求項8または請求項9に記載のゲート電圧調整方法。 10. The gate voltage adjustment method according to claim 8 or claim 9, wherein the sixth step acquires environmental data including information on temperature or humidity of the plurality of amplifying elements, and the control unit determines a gate voltage to be applied to the amplifying element to be adjusted based on the voltage signal output in the fifth step and the environmental data . 前記第6のステップは、前記複数の増幅素子の温度または湿度の情報を含む環境データを取得し、前記第8のステップで出力された前記電圧信号と、前記環境データとに基づいて、前記制御部が、前記調整対象の前記増幅素子に印加するゲート電圧を決定する請求項10に記載のゲート電圧調整方法。 11. The gate voltage adjustment method according to claim 10, wherein the sixth step acquires environmental data including information on temperature or humidity of the plurality of amplifying elements, and the control unit determines the gate voltage to be applied to the amplifying element to be adjusted based on the voltage signal output in the eighth step and the environmental data . 前記第のステップにおいて、前記制御部は、前記調整対象の前記増幅素子に印加するゲート電圧を変化させる際に、前記調整対象の前記増幅素子に印加するゲート電圧の波形を整形する請求項8から請求項12の何れか1項に記載のゲート電圧調整方法。 13. The gate voltage adjustment method according to claim 8, wherein in the fourth step , the control unit shapes a waveform of the gate voltage to be applied to the amplification element to be adjusted when changing the gate voltage to be applied to the amplification element to be adjusted . 前記複数の増幅素子は、動作するドレイン電圧が互いに異なる増幅素子が含まれる請求項8から請求項13の何れか1項に記載のゲート電圧調整方法。 14. The gate voltage adjusting method according to claim 8, wherein the plurality of amplifying elements include amplifying elements that operate at different drain voltages .
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