JPH0319507A - High efficiency amplifier - Google Patents

High efficiency amplifier

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JPH0319507A
JPH0319507A JP15409589A JP15409589A JPH0319507A JP H0319507 A JPH0319507 A JP H0319507A JP 15409589 A JP15409589 A JP 15409589A JP 15409589 A JP15409589 A JP 15409589A JP H0319507 A JPH0319507 A JP H0319507A
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gate
drain
wave
circuit
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Yoshikazu Doi
義和 洞井
Akio Iso
磯 彰夫
Hisafumi Okubo
大久保 尚史
Kenji Sekine
健治 関根
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UCHU TSUSHIN KISO GIJUTSU KENKYUSHO KK
Original Assignee
UCHU TSUSHIN KISO GIJUTSU KENKYUSHO KK
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Abstract

PURPOSE:To improve the power efficiency by providing a limiter to a gate input and clipping positive and negative peaks of a gate voltage to a value nearly equal to maximum allowable forward and reverse voltages of the gate or below respectively. CONSTITUTION:A limiter LM is provided to a gate input of a TR Q, a gate voltage V9 is formed to be a trapezoidal wave and the positive and negative peaks are set equal to the maximum allowable forward and reverse voltages of the gate or below respectively. The gate connects to a power terminal PW3 receiving a voltage VL1 corresponding to the positive peak voltage of a limiter output via a diode D1 and connects to a power terminal PW4 receiving a voltage VL2 corresponding to the negative peak voltage of the limiter output via a diode D2. Thus, it is possible to make the drain voltage VD close to a rectangular wave, and the drain loss is reduced and a class F amplifier with excellent power efficiency is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上のfリ用分野」 この発明は衛星搭載用電子装置、携帯代無線機などのF
ET(’ji界効果1・ランジスタ〕増幅器の効率の向
上に関する。
[Detailed Description of the Invention] "Industrial field of f-li applications"
Related to improving the efficiency of ET ('ji field effect 1 transistor) amplifiers.

「従来の技術」 従来この神の増幅器には第4国に示すようなF級増幅器
とりばれるものが用いられる。人力端子INに与えられ
る正弦波の入力信号(一般にはFM波、PM波など)は
直lk阻止用コンデンサCを介して准界効果トランジス
タ(以下FETまたは単にトランジスタと言う)Qのゲ
ートに印力l1される。トランジスタQのゲートはチョ
ークコイルI、1を介して電源端子P W .に接続さ
れる.トランジスタQのソースは}妾l(!!され、ド
レインはチョークコイルL2を介して、例えば電源電圧
■。.=lO■の電#端子PW.に接続される。トラン
ジスタQで増幅された信号は直流開止用コンデンサC,
及びλ/4分布定数線路Nl、出力端子OUTを順次介
して負荷抵抗R1に供給される。λ/4分布定数線路の
出力端は、入力信号の基本波の周波数f,に共振する並
列共振回路N2を介して接地される。トランジスタQの
負荷インピーダンスZLは、λ/4分布定数線路N1と
並列共振回路N2とで横威される高調波反射回路FクC
の特性によって、(イ〉褪本波に対して ZL(f.)
ユR′lここで、R’L =R20 /Rtで、R0は
ス/4分布定数線路N,の特性インピーダンスである。
``Prior Art'' Conventionally, a class F amplifier as shown in the fourth country has been used as this divine amplifier. A sine wave input signal (generally FM wave, PM wave, etc.) applied to the human power terminal IN is applied to the gate of a quasi-field effect transistor (hereinafter referred to as FET or simply transistor) Q via a direct lk blocking capacitor C. l1 will be done. The gate of the transistor Q is connected to the power supply terminal P W . through the choke coil I,1. Connected to. The source of the transistor Q is connected to the voltage terminal PW. of the power supply voltage ■..=lO■, for example, through the choke coil L2. The signal amplified by the transistor Q is DC switching capacitor C,
, the λ/4 distributed constant line Nl, and the output terminal OUT in order to be supplied to the load resistor R1. The output end of the λ/4 distributed constant line is grounded via a parallel resonant circuit N2 that resonates at the frequency f of the fundamental wave of the input signal. The load impedance ZL of the transistor Q is a harmonic reflection circuit Fc dominated by the λ/4 distributed constant line N1 and the parallel resonant circuit N2.
According to the characteristics of (a), for the main wave ZL(f.)
R'l Here, R'L = R20 /Rt, and R0 is the characteristic impedance of the S/4 distributed constant line N.

(1))偶数次高調波に対して Zc ( 2nf+ 
) −=0(ハ)奇故次高調波に対して Z1 (フ=
−.−rr 1) z(1)となるように構成される。
(1)) For even harmonics, Zc (2nf+
) −=0 (c) For strange harmonics Z1 (f=
−. −rr 1) Constructed so that z(1).

ここで、n≧1の整数である。Here, n≧1 is an integer.

上記(イ)〜(ハ)の特性から、 (二)ドレイン電圧■。は直疏分と基本波と奇数次高調
波のみ含むものとなり(偶数次に対して負GiZLはシ
ョートであり電圧がゼロとなるため)、(ネ)ドレイン
電流I。は直流分と基本波と偶数次高調波のみ含むもの
となる(奇数次に対して負荷ZLはオープンであり、電
流が流れないため).電源端子PW.の電圧、つまりゲ
ートハイアス電圧V,はピンチオフ電圧vpDランジス
タQがカントオフとなる限界のゲート電圧をゴい、この
例では−3V)に等しく選ばれる。
From the characteristics of (a) to (c) above, (2) Drain voltage■. contains only the direct component, the fundamental wave, and the odd-numbered harmonics (because the negative GiZL is short-circuited to the even-numbered harmonics and the voltage becomes zero), and (v) the drain current I. contains only the DC component, the fundamental wave, and even harmonics (because the load ZL is open for odd harmonics and no current flows). Power terminal PW. The voltage of , that is, the gate high-ass voltage V, is selected to be equal to the pinch-off voltage vpD (−3 V in this example), which is the limit gate voltage at which the transistor Q cant-off.

トランジスタQのゲートに第5図Aに示す正弘波のゲー
ト電圧■9が印加されると、同IJBに示すように、V
,>V,となる交流半波のときのみドレイン電流I,が
ソースに向かって流れ、■,≦V,となる他の半波では
トラ/ジスタQはカン]・オフされてI n −’− 
0である。従って、トレ・イン電疏1。は正弦波形の半
波整流波となる。ゲーl・毒圧■,の大きさによってド
レイン電Mi l oのl”r< ’lidは変化する
。しかし、上記(ネ)の特性から1′レイン電漆lDは
基本波と偶数次高調波のみを含む正弦半波整流波形を緒
持する。ドレイン電流1つに対応ずるドレイン電圧■。
When the gate voltage of Masahiro wave ■9 shown in FIG. 5A is applied to the gate of the transistor Q, V as shown in IJB of FIG.
, > V, the drain current I flows toward the source, and in other half waves where ■, ≦ V, the transistor/transistor Q is turned off and I n -' −
It is 0. Therefore, Train Indensho 1. becomes a half-wave rectified wave of a sine waveform. l"r<'lid of the drain electric power Mi lo changes depending on the magnitude of the drain electric current Mi lo.However, from the above characteristic (ne), the 1' rain electric lacquer ID has a fundamental wave and even-order harmonics. We have a half-sine rectified waveform containing only one drain voltage corresponding to one drain current.

は同図Cに示すように電a電圧von= 1 0 Vを
中心として上下に振った波形となる.この例では谷のピ
ーク値はOvよりやや大きな値(トランジスタにオン抵
抗があるのでOvにはならない)をとり、山のピーク値
は2VDn−20Vよりやや小さな値で、それぞれ先端
が多少欠けた波形となる。ゲート毒IJV ,の振幅が
図八よりある程度小さくなれば、ドレイン電Y■l■。
As shown in Figure C, the waveform is vertically swung around the electric voltage von = 10 V. In this example, the peak value of the valley is a value slightly larger than Ov (the transistor has an on-resistance, so it is not Ov), and the peak value of the peak is a value slightly smaller than 2VDn-20V, and each waveform has a slightly chipped tip. becomes. If the amplitude of the gate poison IJV becomes somewhat smaller than in Figure 8, the drain voltage Y■l■.

のビーク値が頭打ちとなることはない。逆にゲー1電1
jE V ,が更に大きくなるにつれて、1′レイン毒
圧v0は頭1)ちがひどくなり、台形波、更には矩形波
に近づいて行く。しかし常に上記(二)の特性は保持さ
れる。
The peak value of will never reach a plateau. On the contrary, game 1 electricity 1
As jE V , becomes larger, the 1' rain poison pressure v0 becomes increasingly different, approaching a trapezoidal wave or even a rectangular wave. However, the above characteristic (2) is always maintained.

]・レイン電流1。は上記0)で述べたように直流分と
基本波と偶数次l”’j jl4波とより成るが、その
直流分はチj−クコイルL2を流れ、基本波と偶数次高
調波とはλ/4線路N,を/Aれる。その偶数次高調波
はR.に比べてイ/ビーダンスの小さな並列共振I′i
1路N,に人部分が流れ、RLにはほとんど流れない。
]・Rain current 1. As mentioned in 0) above, consists of a DC component, a fundamental wave, and an even-order l'''j jl4 wave, but the DC component flows through the chic coil L2, and the fundamental wave and even-order harmonics are λ /4 line N, is connected to /A.The even-order harmonics are parallel resonance I'i with small I/beadance compared to R.
The human part flows to 1st road N, and almost no flow flows to RL.

並列共振回路N2は凸本波に対するインピーダンスがR
,に比べて極めて高いので、21(本波の電流はR1を
流れる。従って負(;I R tに供給される出力電圧
Voutは第5図Dに示すように基本波のみの正弦波と
なる。
The impedance of the parallel resonant circuit N2 to the convex main wave is R
, the main wave current flows through R1. Therefore, the output voltage Vout supplied to the negative (; I R t becomes a sine wave with only the fundamental wave as shown in Figure 5D). .

第6図A乃至第8図AはトランジスタQの■,■。静特
性図1二において、1一ラ/ジスタQのとる(to. 
 Vo)の耕が増幅器の動作点P。を中心として移動す
る軌跡P,〜P2を禾した図であり、上記各図のn及び
CはそれぞわAの軌跡と対ill>するドレイン電流1
,及びドレイン電圧■,の軌跡、つまり波形を示した図
である。第6図は入力のゲート電圧vgの振幅が小さく
、ドレイン電圧v0が頭打ちとならない場合を示し、上
記軌跡P1〜P,は勅作点P。に折れ点を持つ直線とな
る。P′〜P′2はゲート電圧vgの振幅が小さい場合
である。
6A to 8A show the transistors Q and ■. In the static characteristic diagram 12, 11 ra/register Q takes (to.
Vo) is the operating point P of the amplifier. This is a diagram showing trajectories P, ~P2 moving around , and n and C in each of the above diagrams are drain currents 1 opposite to the locus of A, respectively.
, and the drain voltage . FIG. 6 shows a case where the amplitude of the input gate voltage vg is small and the drain voltage v0 does not reach a ceiling, and the above-mentioned locus P1 to P is the cropping point P. It becomes a straight line with a breaking point at . P' to P'2 are cases where the amplitude of the gate voltage vg is small.

第7図はドレイン電圧■。が頭打らとなり、台形波とな
るまでゲート電圧v9の振幅を増加させた場合である。
Figure 7 shows drain voltage■. This is a case where the amplitude of the gate voltage v9 is increased until it reaches a peak and becomes a trapezoidal wave.

(lo,Va)の1!It跡P.−P2の半部P.−P
.は直線P.P.の下方に凸のdl+線となる。第8図
はゲート電圧■9の振幅を更に増加さセて、ドレイン電
圧v0を矩形波に近づけた場合であり、軌跡P,−P.
の湾+Ibの度合いが更に大きくなる。
1 of (lo, Va)! It traces P. - Half of P2 P. -P
.. is the straight line P. P. It becomes a convex dl+ line below. FIG. 8 shows the case where the amplitude of the gate voltage (1)9 is further increased to bring the drain voltage v0 closer to a rectangular wave, and the traces P, -P.
The degree of gulf +Ib becomes even larger.

トランジスタQのドレイン損失はIDXVOであルカラ
、点(L.  Vo) (7)軌跡P,−P.の湾[1
)J(7)度合いが大きく、座標のVD軸及びI,軸に
近づくほどドレインn1失は小さくなる。言い換えれば
ドレイン電圧波形が矩形波Cこ近づほどドレイン用失は
小さくなる。また、詳しい説明は省略するが、負荷RL
に供給ずる出力電力Poはドレイン電圧波形が矩形波に
近づくほど大きくなる。従って、電源効率(ドレイン効
率)η一( P ./ P ,。)XIOO%について
も同しことが言える。なお、■),,は電源よりドレイ
ンに供給する直7A電力、P.は負(AjR,に供給ず
る信号波の電力である。
The drain loss of transistor Q is IDXVO at Lucara, point (L.Vo) (7) Locus P, -P. bay [1
)J(7) degree is large, and the closer to the VD axis and I axis of the coordinates, the smaller the drain n1 loss becomes. In other words, the closer the drain voltage waveform is to the rectangular wave C, the smaller the drain loss becomes. Also, although a detailed explanation is omitted, the load RL
The output power Po supplied to the drain voltage increases as the drain voltage waveform approaches a rectangular wave. Therefore, the same can be said about the power supply efficiency (drain efficiency) η - (P./P,.)XIOO%. In addition, ■),, is the direct 7A power supplied from the power supply to the drain, and P. is the power of the signal wave supplied to the negative (AjR,).

第7図及び第8図は電源効率と{′レイン電圧■。Figures 7 and 8 show power supply efficiency and {'rain voltage■.

の波形どの関係を説明するために示したちのごあって、
実際には次項で述べるようにゲート電圧V,に対する制
限から、ドレイン電圧V。をこのよう6こ自形波や矩形
波にすることはできない。
The waveforms are shown to explain the relationship,
In reality, due to restrictions on gate voltage V, as described in the next section, drain voltage V. cannot be made into a 6-square wave or a square wave like this.

「発明が解決しようとする課題」 1わ星搭載用電子装置、1fA4iF式無線機等では電
源装置を小型軽量でかつ長寿命にする必要があるため、
出力増幅器には電源効率のよいことが要求される。しか
しながら、使用ずべきFET(GH2帯であるためGヮ
A.FETが用いられる)の性能のために、出力1{!
I陥器は満足すべき効率には無い。即ち、ゲート電圧の
最大値V,maκ〉Oの場合、ゲートのショットキー接
合に順方向電流(ゲートからソースに流れる電流)が流
れ、その許容値は平均的な直流値で@mA程度であるの
で、正のゲート電圧■,は最大許容順電圧に制限される
``Problem to be solved by the invention'' 1. In electronic equipment for use on 1Wastar, 1fA4iF type radio equipment, etc., power supplies need to be small, lightweight, and have a long life.
Output amplifiers are required to have good power efficiency. However, due to the performance of the FET that should not be used (GA.FET is used because it is in the GH2 band), the output is 1 {!
The I-container does not have satisfactory efficiency. That is, when the maximum value of the gate voltage is V, maκ〉O, a forward current (current flowing from the gate to the source) flows through the Schottky junction of the gate, and its permissible value is about @mA as an average DC value. Therefore, the positive gate voltage is limited to the maximum allowable forward voltage.

一方、ゲート電圧の最小値V,minがショットキー接
合の逆耐圧(例えば−7V)を越えると、リーク?il
t′/Aがdiれ、その許容値も平1勺的な直流値で数
mAであるので、負のゲート電圧■9は最大許容逆電圧
に制限される。
On the other hand, if the minimum value V,min of the gate voltage exceeds the reverse breakdown voltage of the Schottky junction (for example, -7V), will there be a leak? il
Since t'/A is di and its permissible value is several mA in normal DC value, the negative gate voltage 9 is limited to the maximum permissible reverse voltage.

このようにゲート電圧■,の正負のピーク{直か制限さ
れることから、ドレイン電圧■。が台形波や矩形波にな
るところまでゲート電圧V.の振幅を大きくできず、そ
のため高い電源効率を得ることができなかった。
In this way, since the positive and negative peaks of the gate voltage ■, are limited, the drain voltage ■. The gate voltage V. becomes a trapezoidal wave or a rectangular wave. Therefore, it was not possible to obtain high power supply efficiency.

この発明の目的は、上記した従来の難点を解決して、電
源効率の高いF級F已T出力増1)ii器を提イ共しよ
うとするものである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a class F power amplifier with high power efficiency.

『課題を解決するための手段」 ゲートかほ\ビンチオフ電圧にバイアスされたソース接
地形FET増幅回路のドレインの出力負荷回路として、
ドレイン側より見た人力インピーダンスが入力信号の基
本波周波数で抵抗負イ苛を示し、偶数次及び奇数次高調
波の周波数でそれぞれは一短絡及び開枚となるような品
調波反射回路を接続して成るF E T増’K!器にお
いて、この発明では、 ゲート入力側にリミノタを設けて、ゲート准圧の止及び
負のピーク埴をそれぞれゲートの最大許容順電圧及び最
大許容逆電圧にほ\等しい値またはそれ以下にクリップ
するものである。
``Means for solving the problem'' As an output load circuit for the drain of a source grounded FET amplifier circuit biased to the gate or Vincioff voltage,
Connect a harmonic reflection circuit such that the human power impedance seen from the drain side shows resistance at the fundamental frequency of the input signal, and becomes a short circuit and an open circuit at even and odd harmonic frequencies, respectively. FET increases'K! In the device, in this invention, a limiter is provided on the gate input side to clip the stop and negative peak voltage of the gate quasi-voltage to values approximately equal to or less than the maximum allowable forward voltage and maximum allowable reverse voltage of the gate, respectively. It is something.

−E記増幅器のゲート入力側に人力{3゛4の偶数次高
3l1波を抑圧するためのハンドストンプフィルタを設
けるのが望ましい。
-E It is desirable to provide a hand stomp filter on the gate input side of the amplifier for suppressing even-order high 3l1 waves of {3゛4.

「実施例」 この発明の実施例を第lレ1に、第4図と対応する部分
には同し符号を付して示し、重複説明を省?する。この
発明では、トランジスタQのゲート入力側にり旦ンタL
Mが設けられ、これによりゲート電圧■,は台形波とさ
れ、その正及び工1のピークはそれぞれゲーI・の最大
許容順電圧(例えば0.7V)及び最大許容逆電圧(例
えば−7V)に等しいかまたはそれ以下に設定される。
``Example'' An example of the present invention is shown in the first row of the first page, and parts corresponding to those in FIG. do. In this invention, a terminal L is connected to the gate input side of the transistor Q.
M is provided, so that the gate voltage ■, is a trapezoidal wave whose positive and negative peaks are the maximum allowable forward voltage (e.g. 0.7V) and the maximum allowable reverse voltage (e.g. -7V) of the gate I, respectively. Set to less than or equal to .

ゲートは、ダイオートD1を介して、リミッタ出力の正
のピク電圧と対応ずる電圧■.が供給される電源端子P
Wユに接続されると共に、ダイオード{)7(ダイオー
ドD1とは逆向き)を介して、リミンタ出力の負のピー
ク電圧と対応する電圧VL2が供給される電源端子PW
4に接続される。電源端子PW..PW4はそれぞれ高
調波信号をショートさせるバイパスコンデンサC.,C
,を介して接地される。これらのダイオート′D,,D
.,  コンデンサC■C,等によりりξ冫夕LMfJ
INy戊される。なお、この例ではゲートはコイルL.
及び抵抗器,RcをI+li次介して電源端子PWIに
接続されると共にコイルL.と抵抗器R,との接続点は
バイパスコンデンサC,を介して接地され、ゲート入力
信号がゲートバイアス回路^分岐して損失とならないよ
うになっている。
The gate is connected via the diode D1 to a voltage corresponding to the positive peak voltage of the limiter output. Power terminal P to which is supplied
A power supply terminal PW is connected to WU and is supplied with a voltage VL2 corresponding to the negative peak voltage of the liminter output via a diode {)7 (opposite to the diode D1).
Connected to 4. Power terminal PW. .. PW4 is a bypass capacitor C. to short-circuit harmonic signals. ,C
, is grounded through. These diotes'D,,D
.. , capacitor C■C, etc. ξ冫ゆLMfJ
INy will be destroyed. In this example, the gate is connected to the coil L.
and a resistor, Rc, are connected to the power supply terminal PWI via I+li, and the coil L. The connection point between and resistor R is grounded via a bypass capacitor C to prevent the gate input signal from being branched to the gate bias circuit and resulting in loss.

第1図の回路の要部の波形を第2図に示してある。リミ
ノタLMの出力電圧を矩形波に近づけるために、人力電
圧V inの振幅はリミソタ出力電圧のそれより十分大
きく選ばれる。リミノク出力電圧は台形波になると共に
電圧のピーク値はゲートの最大許容電圧近くまで大きく
設定されているので、ドレイン電圧vl,は■。。−1
. O Vを中心としてほ\0〜20Vの範囲で振動す
る台形波とされ、従来よりいっそう矩形波に近い波形と
なる。
FIG. 2 shows the waveforms of the main parts of the circuit shown in FIG. In order to make the output voltage of the Riminota LM close to a square wave, the amplitude of the human voltage V in is chosen to be sufficiently larger than that of the Riminota output voltage. Since the Riminok output voltage becomes a trapezoidal wave and the peak value of the voltage is set close to the maximum allowable voltage of the gate, the drain voltage vl, is ■. . -1
.. It is a trapezoidal wave that oscillates in the range of 0 to 20V with OV as the center, and has a waveform that is closer to a rectangular wave than the conventional one.

増幅器の入力電力P.を変化させた場合の、出力電力P
0,電諒効率η.ゲート電流16の変化を第3図に示す
。同図において点線で示したゲート電流特性は第4図に
衣した従来例であり、人力電力P.がPilに近づくと
ゲート電流IGは負電流(ソースからゲートに流れる)
から順電流(ゲートからソースに流れる)に変化し、入
力電力P1において順電流の許容値1cmaXに達する
。したがって人力電力P.をこれ以上増やすことはでき
ず、最大出力、最大効率はそれぞれP0,.η1に制限
される。(この例は負電流のピーク値は許容値1,si
nを越えず、1頑電疏によって入力電力が制限される場
合である。)しかし、第1図の同路ではりξンタLMの
作用によりゲート電流の正負のピーク値は従来例より充
分小さく抑えられ、許容{fit., may ,  
lc +*inを越えることはない。従って、ゲート電
圧■9についても同様である。人力電力P.を効率ηが
飽和値η2(〉η,)をとる例えばPi. (>Pi.
)まで増加させることができ、そのとき最大出力P。z
(>po1)が得られる。数値例をあげれば、ηl−7
0%,η2=80%Po+= 28. 5dB, , 
 Poz= 3 0dB.の如くである。
Amplifier input power P. Output power P when changing
0, electric efficiency η. FIG. 3 shows changes in the gate current 16. The gate current characteristics shown by the dotted line in the same figure are those of the conventional example shown in FIG. When approaches Pil, the gate current IG becomes a negative current (flows from the source to the gate)
to a forward current (flowing from the gate to the source), and reaches the permissible forward current value of 1 cmaX at the input power P1. Therefore, human power P. cannot be increased any further, and the maximum output and maximum efficiency are P0, . is limited to η1. (In this example, the peak value of negative current is the tolerance value 1, si
This is a case where the input power is limited by one power line without exceeding n. ) However, in the same circuit shown in FIG. 1, the positive and negative peak values of the gate current are suppressed to be sufficiently smaller than in the conventional example due to the action of the beam ξ-interval LM, and the allowable {fit. , may ,
It never exceeds lc +*in. Therefore, the same applies to gate voltage (2)9. Human Power P. For example, Pi. (>Pi.
), at which time the maximum output P. z
(>po1) is obtained. To give a numerical example, ηl-7
0%, η2=80%Po+=28. 5dB, ,
Poz=30dB. It's like this.

第1図に点線で示すようにトランジスタQのゲートに偶
数次高調波を側路させるためのトランプ回路(一般的に
はバンドストップフィルタ)N1を設けるのが望ましい
。この例では、トラップ回路TCは基本波でλ/4の分
布定数線路N,と直流阻止用のコンデンサC7との直列
回路で構成した場合が示されている。なおコンデンサC
,は高調彼信号のバイパス用も兼ねている。
As shown by the dotted line in FIG. 1, it is desirable to provide a Trump circuit (generally a bandstop filter) N1 at the gate of the transistor Q for bypassing even harmonics. In this example, the trap circuit TC is constructed from a series circuit of a distributed constant line N having a fundamental wave of λ/4 and a DC blocking capacitor C7. In addition, capacitor C
, also serves as a bypass for the harmonic signal.

いま、トランブ回路TCが鳩い場合を考える。Now, let us consider the case where the Trumble circuit TC is piggybacked.

入力信号に周波数の近い二つの正弦波(r,.ft)が
含まれていると、りる,夕LMの非直線性によって奇数
次高劇波以外に偶数次高調01(2f..4f・・;2
h. 4r2,・・・)も発生ずる。この偶数次高調波
は、FETの非直線動作により基本波と粘合されて、基
本波周波敢r,,r2に近い周波数2r,−r.2f,
−f.を持つ相互変調波が発生ずる。これは:次のtt
l Ti. A 調歪成分ともまわれるものである。
When the input signal contains two sine waves (r, .ft) with similar frequencies, the nonlinearity of the LM causes even-order harmonics 01 (2f..4f.・;2
h. 4r2,...) will also occur. These even-order harmonics are combined with the fundamental wave by the nonlinear operation of the FET, and the frequencies 2r, -r, which are close to the fundamental wave frequency r,,r2. 2f,
-f. An intermodulation wave with . This is: next tt
l Ti. This is also known as the A-key distortion component.

これらの周gj.#!i.は基本波周波数二こ近いので
、分離するのは困難であり、従って[’ETの入力に含
まれる偶数次の高調波を除夫ずるのが望ましく、トラ,
プ同路′rCはこのためのものである。
These circumference gj. #! i. Since the fundamental wave frequency is close to 2, it is difficult to separate it.
The loop 'rC is for this purpose.

「発tり1の効果」 この発明によれば、F FETのケート入力側にリミノ
タが設けられ、入力ゲート電圧はその正及び負のピーク
値かゲート電圧の正及び負の許容値には\等しい大きさ
かまたはそれ以下の台形波にクリノブされ、ドレイン電
圧V,を従来よりかなり矩形波に近づけることが可能と
なる。その結果、ドレイン損失が滅少し、従来より電源
効率のよいF級増幅器が実現できる。
"Effect of Start 1" According to the present invention, a limiter is provided on the gate input side of the F FET, and the input gate voltage is either its positive and negative peak values or the positive and negative allowable values of the gate voltage are \\. It is possible to make the drain voltage V much closer to a rectangular wave than in the past by converting it into a trapezoidal wave of equal or smaller magnitude. As a result, drain loss is reduced, and a class F amplifier with higher power efficiency than before can be realized.

ゲート人力(Q+1に偶数次高調波を抑圧するためのバ
ン1′ストップフィルタを設けた場合には、増幡器出力
の相互変調歪を大幅に改善できる。
If a van 1' stop filter for suppressing even-order harmonics is provided at the gate input (Q+1), the intermodulation distortion of the intensifier output can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発’!IIの実施例を示す回路図、第2図
は第1図の要部の波形図、第3図は第1図の実施例にお
いて人力電力を変化させた場合の出力電力、電源効率及
びゲート電流の変化を示す図、第4図は従来の高効率増
幅器の回路図、第5図は第4図の要部の波形図、第6図
乃至第8図は第4図のFETのドレイン電圧■。対ドレ
イン電流!。 の静特性図上に画いた、(V..!。)の組の軌跡と、
対応ずるドレイン電流波形と、ドレインiK J上波形
とを示す閃である。
Figure 1 is from this! A circuit diagram showing the embodiment of II, Fig. 2 is a waveform diagram of the main part of Fig. 1, and Fig. 3 shows the output power, power supply efficiency, and gate current when changing the human power in the embodiment of Fig. 1. Figure 4 is a circuit diagram of a conventional high-efficiency amplifier, Figure 5 is a waveform diagram of the main part of Figure 4, and Figures 6 to 8 are diagrams showing changes in the drain voltage of the FET in Figure 4. . Against drain current! . The locus of the pair (V..!) drawn on the static characteristic diagram of
12 shows corresponding drain current waveforms and drain iKJ waveforms.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ゲートがほゞピンチオフ電圧にバイアスされたソ
ース接地形FET増幅回路のドレインの出力負荷回路と
して、ドレイン側より見た入力インピーダンスが入力信
号の基本波の周波数で抵抗負荷を示し、偶数次及び奇数
次高調波の周波数でそれぞれほゞ短絡及び開放となるよ
うな高調波反射回路を接続して成るFET増幅器におい
て、 ゲート入力側にりミッタを設けて、ゲート電圧の正及び
負のピーク値をそれぞれゲートの最大許容順電圧及び最
大許容逆電圧とほゞ等しい値またはそれ以下にクリップ
したことを特徴とする、 高効率増幅器。
(1) As an output load circuit for the drain of a source-grounded type FET amplifier circuit whose gate is biased approximately at the pinch-off voltage, the input impedance seen from the drain side represents a resistive load at the frequency of the fundamental wave of the input signal, and the even-order In an FET amplifier, a harmonic reflection circuit is connected which is almost short-circuited and opened at odd-order harmonic frequencies, respectively, and a limiter is provided on the gate input side to adjust the positive and negative peak values of the gate voltage. A high-efficiency amplifier characterized in that the voltages are clipped to values approximately equal to or less than the maximum allowable forward voltage and maximum allowable reverse voltage of the gate, respectively.
(2)請求項(1)において、ゲート入力側に入力信号
の偶数次高調波を抑圧するためのバンドストップフィル
タを設けたことを特徴とする高効率増幅器。
(2) The high-efficiency amplifier according to claim (1), further comprising a bandstop filter provided on the gate input side for suppressing even harmonics of the input signal.
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