JPH02189009A - 分布型増幅器 - Google Patents

分布型増幅器

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JPH02189009A
JPH02189009A JP1007713A JP771389A JPH02189009A JP H02189009 A JPH02189009 A JP H02189009A JP 1007713 A JP1007713 A JP 1007713A JP 771389 A JP771389 A JP 771389A JP H02189009 A JPH02189009 A JP H02189009A
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Mitsuru Mochizuki
満 望月
Yoji Isoda
磯田 陽次
Sunao Takagi
直 高木
Shuji Urasaki
修治 浦崎
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、広帯域で高出力を得るように動作する分布
型増幅器に関するものである。
〔従来の技術〕
第4図は例えば”アモノリシック ガリウムヒ素1−1
3ギガヘルツ トラベリング ウェーブ アンプリフ了
イア”、アイイーイーイートランスアクションズ、MT
T−30巻、第7号、7月1982年、976−981
ページ(”AMOnolithic GaAs 1−1
3GHz Traveling−Wave Ampli
fier”、 I E E E  Trans、、Vo
l、M T T−301N1171July 1982
.pp976−981)に示された従来の分布型増幅器
を示す回路図であり、図において、1は入力端子、2は
出力端子、3は電界効果トランジスタ(以下、FETと
いう)、4はFET3の入力端子、5はFET3の出力
端子、6はFET3の接地端子、7は入力側終端用抵抗
回路、8は出力側終端用抵抗回路、9,11は分布定数
線路、10は位相調整用線路である。
また、このような分布型増幅器では、分布定数線路9と
隣接して配置されたFET3のゲート・ソース間のキャ
パシタンスCgSとで特性インピーダンスZgをもつ疑
似的分布定数線路が形成され、入力側終端用抵抗回路7
とで入力側結合回路Pが構成される。また、上記各FE
Tセルのドレイン・ソース間キャパシタンスCdsと位
相調整用線路10および分布定数線路11とで疑似的分
布定数線路が形成され、出力側終端用抵抗回路8とで出
力側結合回路Qが構成される。
次に動作について説明する。入力端子1から入力された
マイクロ波電力は、各分布定数線路9を入力側終端用抵
抗回路7の方向に伝搬していく。
このように伝搬してい(マイクロ波電力の大部分は各F
ET3に順次分配され、増幅される。一方、上記各FE
T3に分配されなかった不要マイクロ波電力は、入力側
終端用抵抗回路7にて吸収される。このため、上記構成
の入力側結合回路Pは、一般的に、特に整合回路を用い
ることなく、広帯域にわたり良好な入力反射特性が得ら
れる。
一方、各FET3に入力されたマイクロ波電力は、各F
ET3のゲート幅に応じて増幅され、位相調整用線路1
0および分布定数線路11を経て出力端子2の方向に伝
搬していく。また、入力端子1から出力端子2までのそ
れぞれの伝搬経路における電気長が等しくなるように選
ばれるため、各FET3で増幅されたマイクロ波電力は
上記出力側結合回路で順次合成されて、出力端子2に出
力される。そして上記出力側結合回路の構成により、入
力側と同様に広帯域にわたり良好な出力反射特性が得ら
れる。
ところで、上記のような分布型増幅器の高出力化を図る
一般的な方法としては、周期的に配置するFET3の個
数を増大させたり、各FET3のゲート幅を増大させる
ものがある。上記文献によれば、分布型増幅器の利得G
は近似的にと表わせる。ここで、α1はゲート側回路の
単位長当りの減衰定数、2デはFET3の単位セル当り
のゲート側線路長、ZfFはゲート側線路の特性インピ
ーダンス、tmはFET3の相互コンダクタンス、nは
FET3の個数である。上記の式よす、利得はnに関し
て単調増加せず、n>四になると利得は増加しなくなる
。従って、FET3の数をこれ以上増大させても利得は
増加せず、結果として、増幅器の出力も増大しなくなる
。また、各FET3のゲート幅を増大させると、ゲート
・ソース間キャパシタCgsが増加し、増幅器のしゃ断
周波数が低下し、広帯域に出力を得る事ができなくなる
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の分布型増幅器は以上のように構成されているので
、高出力化しようとすると、各FET3のゲート幅を増
大させたり、FET30個数を増大させなければならず
、それにともなって増幅器のしゃ断周波数が低下し、広
帯域にわたって出力が得られなくなるほか、利得の減少
が生じ、出力が増大しなくなるなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、広帯域にわたり高出力を得ることができる分
布型増幅器を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る分布型増幅器は多段の電界効果トランジ
スタ、股間整合回路及び位相調整用線路を有する複数個
の多段増幅器の入力端子と入力側終端用抵抗回路とを、
順次分布定数線路を介して接続し、上記各多段増幅器の
出力端子と出力側終端用抵抗回路とを他の分布定数線路
を介して順次接続したものである。
〔作 用〕
この発明における分布型増幅器は、複数個の多段増幅器
の入力端子及び入力側終端用抵抗を順次接続する分布定
数線路のインダクティブ成分と、各多段増幅器の初段F
ETのゲート・ソース間キャパシタンス成分とからなる
分布型構成の入力側結合回路にて広帯域にわたる整合を
おこなうとともに、各多段増幅器の最終段FETのゲー
ト幅を増大させることにより、従来のように隣接して配
置するPETの個数を増大させたり、上記FETのゲー
ト幅を増大させ【、しゃ断周波数を低下させることなく
、高出力のマイクロ波電力を得られるようKする。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、12は複数段あるうちの初段FET、13
は段間整合回路、14は最終段FET、17は初段FE
T12、段間整合回路13、最終段FET14および位
相調整用線路10かも成る2段増幅器、15は上記2段
増幅器17の入力端子、16は出力端子である。そして
、これらの2段増幅器の複数個が、既述の分布定数線路
9゜11を介して入力側終端用抵抗回路7および出力側
終端用抵抗回路8に接続されている。そして、この分布
型増幅器では、上記各2段増幅器17の初段FET12
のゲート舎ソース間キャパシタンスCgsと上記分布定
数線路9とで、特性インピーダンス2?をもつ疑似的分
布定数線路が形成され、入力側終端用抵抗回路7とで、
入力側結合回路が構成される。
また、同様に、上記各2段増幅器17の最終段FET1
4のゲート・ドレイン間キャパシタンスCdsと位相調
整用線路10及び分布定数線路11とで、疑似的分布定
数線路が形成され、出力側結合回路が構成される。この
ような構成の結合回路は一般的に広帯域な整合が可能で
ある。
次に動作について説明する。入力端子1から入力された
マイクロ波電力は、各分布定数線路9を入力側終端用抵
抗回路7の方向に伝搬し、各2段増幅器17に順次分配
される。ここで各分布定数線路9の特性インピーダンス
、線路長、入力側終端用抵抗回路7の抵抗値を各初段F
ET 12に応じた適当な値を選ぶことにより、広帯域
の整合をおこなう事ができるとともに、広帯域にわたり
各2段増幅器17に分配される電力をできるだけ均等に
することができる。一方、各2段増幅器17の初段FE
T12で増幅されたマイクロ波電力は、各2段増幅器1
7に入れた段間整合回路13を介して、最終段FET1
4に入力される。このため、さらに最終段FET14の
ゲート幅に応じて、増幅される。この結果、最終段FE
T14のゲート幅を増大させる事によって、従来のよう
に隣接して配置するFETの個数を増大させることな(
、高出力のマイクロ波電力を得る事ができ、また、最終
段FET14のゲート幅をいくら増大させても、初段F
ET12のCgsにはほとんど影響を与えず、しゃ断層
波数を低下させることもないため、広帯域に高出力が得
られる。このように、最終段FET14から出力された
マイクロ波電力は、それぞれ位相調整用線路101分布
定数線路11を出力端子2の方向に伝搬し、順次合成さ
れていき出力端子2から出力される。すなわち、この発
明によれば、出力側の各位相調整用線路10の特性イン
ピーダンス及び線路長、各分布定数線路11の特性イン
ピーダンス及び線路長、出力側終端用抵抗回路8の抵抗
値を、各2段増幅器17の最終段FET14に応じた適
当な値に選ぶことにより、広帯域にわたって各2段増幅
器17の出力電力を合成することができ、出力端子2よ
り高出力のマイクロ波電力を得ることができる。
第2図はこの発明の他の実施例を示す回路図である。こ
の実施例では、最終段FET14を2個並列に動作させ
た多段増幅器17Aを隣接して配置している。18は最
終段FET14の出力を合成するための出力側合成回路
である。この実施例によれば、最終段FET14を並列
に動作させ、出力側合成回路18で合成する事によって
、簡単な入力及び出力の結合回路で高出力のマイクロ波
電力を得ることができる。
第3図はこの発明のさらに他の実施例を示す回路図であ
る。この実施例では、隣接して配置した多段増幅器17
Bの最終段FET14を並列に動作させ、その出力を合
成せずに、それぞれ位相調整用線路10に直接接続して
いる。各最終段FET14の出力はそれぞれ位相調整用
線路109分布定数線路11を伝搬し順次合成されるた
め、出力側合成回路18を用いずに、高出力のマイクロ
波電力を得ることができる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば隣接して配置された複
数個の多段増幅器と入力側終端用抵抗回路とを分布定数
線路により順次接続して入力側結合回路を形成するよう
に構成したので、広帯域にわたる電力分配および整合が
おこなえるとともに、従来のように隣接して配置するF
ETの個数を増大させたり、上記FETのゲート幅を増
大させずに、最終段FETのゲート幅を増大させること
によって、しゃ断層波数を低下させることなく、高出力
のマイクロ波電力を出力できるものが得られる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による分布型増幅器を示す
回路図、第2図および第3図はこの発明の他の実施例を
示す分布型増幅器の回路図、第4図は従来の分布型増幅
器を示す回路図である。 7は入力側終端用抵抗回路、8は出力側終端用抵抗回路
、9,11は分布定数線路、10は位相調整用線路、1
2はFET (初段FET )、13は段間整合回路、
14はFET(最終段FET )、15は2段増幅器の
入力端子、16は2段増幅器の出力端子、17.17A
、17Bは多段増幅器(2段増幅器)、Pは入力側結合
回路、Qは出力側結合回路である。 なお、図中、同一符号は同一 または相当部分を示す。 第2図 17A :9y皮者壜器(2段増幅籾)Q:=力便順合
目茜 第3図 1783殺壇惜卦(2段進惺淋) 手続補正書(自発) と * ”p5・21

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 隣接して配置される、多段の電界効果トランジスタ、こ
    れらの各段の電界効果トランジスタ間に入れた段間整合
    回路及び位相調整用線路を有する複数個の多段増幅器と
    、上記各多段増幅器のそれぞれの入力端子及び入力側終
    端用抵抗回路を分布定数線路を介して順次接続してなる
    入力側結合回路と、上記各多段増幅器のそれぞれの出力
    端子及び出力側終端用抵抗回路を他の分布定数線路にて
    順次接続して成る出力側結合回路とを備えた分布型増幅
    器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004072638A (ja) * 2002-08-08 2004-03-04 Fujitsu Ltd 分布増幅器
WO2009025008A1 (ja) * 2007-08-21 2009-02-26 Fujitsu Limited 増幅器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004072638A (ja) * 2002-08-08 2004-03-04 Fujitsu Ltd 分布増幅器
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