JPH03291006A - High frequency power unit in plasma equipment - Google Patents

High frequency power unit in plasma equipment

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Publication number
JPH03291006A
JPH03291006A JP2092078A JP9207890A JPH03291006A JP H03291006 A JPH03291006 A JP H03291006A JP 2092078 A JP2092078 A JP 2092078A JP 9207890 A JP9207890 A JP 9207890A JP H03291006 A JPH03291006 A JP H03291006A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
final stage
stage amplifier
power supply
high frequency
amplifier
Prior art date
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Pending
Application number
JP2092078A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Yoshida
直樹 吉田
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NIPPON SCIENT KK
Original Assignee
NIPPON SCIENT KK
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Filing date
Publication date
Application filed by NIPPON SCIENT KK filed Critical NIPPON SCIENT KK
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Publication of JPH03291006A publication Critical patent/JPH03291006A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To operate a final stage amplifier with a small loss and to improve the reliability by operating the final stage amplifier at the saturation region independently of the quantity of output power. CONSTITUTION:A high frequency oscillating signal whose frequency is, e.g. 13.56MHz is used for the oscillating signal from a crystal oscillator 3 and a transformer is used for a 1st stage amplifier 5 and a final stage amplifier 7 respectively. The final stage amplifier 7 is normally operated at a saturation region. Moreover, the efficiency is constant independently of a DC power supply voltage and the output power and the loss are both in proportion to the DC power supply voltage. Thus, the output power is limited by supply power of the final stage amplifier 7. Thus, the final stage amplifier 7 is operated at the saturation region independently of the quantity of the output power at a small loss and the reliability is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、高周波グロー放電現象によるプラズマ装置
における高周波電源装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a high frequency power supply device for a plasma device using a high frequency glow discharge phenomenon.

(従来の技術) 従来、高周波グロー放電現象によるプラズマ装置におけ
る高周波電源装置は、第4図に示したブロック線図から
理解されるように、水晶振動子を用いた水晶発振器10
1を作動させると、水晶発振器101から微弱な高周波
信号が発振されて第1増幅器103に取込まれて増幅さ
れる。この第1増幅器103で増幅された増幅信号は可
変減衰器105に取込まれる。
(Prior Art) Conventionally, a high-frequency power supply device in a plasma device using a high-frequency glow discharge phenomenon has a crystal oscillator 10 using a crystal oscillator, as understood from the block diagram shown in FIG.
1 is activated, a weak high-frequency signal is oscillated from the crystal oscillator 101, taken into the first amplifier 103, and amplified. The amplified signal amplified by this first amplifier 103 is taken into a variable attenuator 105.

この可変減衰器105ではあまり電力は増幅されずに減
衰量を変化させ、この減衰量に基づいて第2増幅器10
7.終段増幅器109を経て出力電力を可変にして出力
している。この終段増幅器109から可変的に出力され
る出力電力、能率および損失は、−船釣に入力電力に対
して、第5図に示されているような関係になることが広
く知られている。
This variable attenuator 105 changes the amount of attenuation without amplifying the power much, and based on this amount of attenuation, the second amplifier 10
7. The output power is outputted through a final stage amplifier 109 with variable output power. It is widely known that the output power, efficiency, and loss variably output from the final stage amplifier 109 have a relationship as shown in FIG. 5 with respect to the input power for boat fishing. .

(発明が解決しようとする課題) ところで、第5図に示した入力電力に対する出力電力、
能率、損失の関係から判るように、入力電力を増加させ
ると、出力電力、能率は単調に増加するが、出力電力が
終段増幅器109におけるコレクタ供給電圧などの回路
的な制約を受けてA点以上では出力電力、能率および損
失ともそれぞれ飽和状態となる。
(Problem to be solved by the invention) By the way, the output power with respect to the input power shown in FIG.
As can be seen from the relationship between efficiency and loss, as the input power increases, the output power and efficiency increase monotonically. Above this, the output power, efficiency, and loss are each saturated.

その結果、A点(飽和点)以上では出力電力に変化がな
いので、出力電力を可変的に出力させるには、入力電力
としては0〜Aの間が使用範囲となる。しかしながら、
この範囲(0−A)に最終段の電力損失の最大値(B点
)があり、飽和点(A)における電力損失より大きく上
回る値になってしまう。したがって、終段増幅器109
におけるトランジスタでは損失の最大値(B点)を満た
すように選択されなければならず、放熱設計も同様であ
るから、効果的な出力電力を選択するのに難かしさかあ
った。
As a result, since there is no change in the output power above point A (saturation point), the usable range for the input power is between 0 and A in order to output the output power variably. however,
In this range (0-A), there is a maximum value (point B) of the power loss at the final stage, which is much larger than the power loss at the saturation point (A). Therefore, the final stage amplifier 109
The transistor must be selected to satisfy the maximum loss (point B), and the heat dissipation design is also similar, so it was difficult to select an effective output power.

この発明の目的は、上記問題点を改善するため、飽和領
域で終段増幅器を動作させて、小さな損失で出力電力を
出力し、信頼性の向上を図ったプラズマ装置における高
周波電源装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a high-frequency power supply device for a plasma device in which the final stage amplifier operates in the saturation region to output power with small loss and improve reliability in order to improve the above-mentioned problems. There is a particular thing.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、この発明は、高周波グロー
放電現象によるプラズマ装置の高周波電源装置であって
、発振器から発振された高周波信号を増幅する第1増幅
器と、この第1増幅器で増幅された増幅信号をさらに増
幅して出力電力として出力せしめる終段増幅器と、この
終段増幅器に可変的に電圧を与える可変直流電源と、を
備えてプラズマ装置における高周波電源装置を構成した
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the present invention provides a high frequency power supply device for a plasma device using a high frequency glow discharge phenomenon, which amplifies a high frequency signal oscillated from an oscillator. a final stage amplifier that further amplifies the amplified signal amplified by the first amplifier and outputs it as output power, and a variable DC power supply that variably applies a voltage to the final stage amplifier. A high frequency power supply device for a plasma device was constructed.

(作用) この発明のプラズマ装置における高周波電源装置を採用
することにより、終段増幅器から出力される出力電力は
終段増幅器に接続された可変直流電源の電圧によって制
限される。したがって、終段増幅器は出力電力の大小に
無関係に飽和領域で動作することになり、小さな損失で
動作し、信頼性の向上が図られる。
(Function) By employing the high frequency power supply device in the plasma apparatus of the present invention, the output power output from the final stage amplifier is limited by the voltage of the variable DC power supply connected to the final stage amplifier. Therefore, the final stage amplifier operates in the saturation region regardless of the magnitude of the output power, operates with small loss, and improves reliability.

(実施例) 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図を参照するに、プラズマ装置における高周波電源
装置1は、水晶発振器3.増幅器5.終段増幅器7およ
び可変直流電源9で構成されている。すなわち、水晶発
振器3には第1増幅器5が接続されており、水晶発振器
3を作動させると、微弱な高周波信号が発振されて第1
増幅器5に取込まれる。
Referring to FIG. 1, a high frequency power supply device 1 in a plasma device includes a crystal oscillator 3. Amplifier 5. It is composed of a final stage amplifier 7 and a variable DC power supply 9. That is, the first amplifier 5 is connected to the crystal oscillator 3, and when the crystal oscillator 3 is activated, a weak high frequency signal is oscillated and the first amplifier 5 is connected to the crystal oscillator 3.
The signal is taken into amplifier 5.

第1増幅器5では増幅され、第1増幅器5に接続されて
いる終段増幅器7でさらに増幅される。
The signal is amplified by the first amplifier 5, and further amplified by the final stage amplifier 7 connected to the first amplifier 5.

この終段増幅器7には可変直流電源9が接続されてい汐
ので、この可変直流電源9から終段増幅器7に入力電力
が可変的に入力されると共に、終段増幅器7から出力電
力が出力される。
Since a variable DC power supply 9 is connected to the final stage amplifier 7, input power is variably inputted from the variable DC power supply 9 to the final stage amplifier 7, and output power is output from the final stage amplifier 7. Ru.

m1図に示したブロック線図に基づく具体的な高周波電
源装置1が第2図に示されている。第2図において、第
1図に示した部品と同一部品には同一符号を符して説明
する。
A concrete high frequency power supply device 1 based on the block diagram shown in Fig. m1 is shown in Fig. 2. In FIG. 2, parts that are the same as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and will be described.

第2図において、水晶発振器3として例えば13.56
MH2からなる高周波を使用し、第1増幅器5.終段増
幅器7としてはそれぞれトランスが使用されている。し
かも、第1増幅器5と終段増幅器7との間には2個のト
ランジスタが接続された回路となっている。
In FIG. 2, the crystal oscillator 3 is, for example, 13.56
Using a high frequency wave consisting of MH2, the first amplifier 5. A transformer is used as the final stage amplifier 7, respectively. Furthermore, the circuit includes two transistors connected between the first amplifier 5 and the final stage amplifier 7.

上記のごとく、終段増幅器7へ可変直流電源9から可変
的に電圧を入力すると、第3図に示されたような関係と
なる。すなわち、第3図から判るように、終段増幅器7
は常時従来のA点以上の飽和領域で使用する。しかも、
能率は直流電源電圧に関係なく一定で、出力電力、損失
はいずれも直流電源電圧と比例関係にある。
As mentioned above, when a voltage is variably inputted from the variable DC power supply 9 to the final stage amplifier 7, the relationship as shown in FIG. 3 is obtained. That is, as can be seen from FIG. 3, the final stage amplifier 7
is always used in the saturated region above the conventional A point. Moreover,
Efficiency is constant regardless of DC power supply voltage, and output power and loss are both proportional to DC power supply voltage.

したがって、出力電力は終電増幅器7の供給電力によっ
て制限される。回路定数が一定ならば、供給電力は供給
電源の電圧によって一義的に決定されるため、出力電力
の出力を上下させるには、可変直流電源9の電圧を可変
とすることにより行なわれることになる。
Therefore, the output power is limited by the power supplied by the final amplifier 7. If the circuit constants are constant, the supplied power is uniquely determined by the voltage of the supplied power source, so the output power can be increased or decreased by varying the voltage of the variable DC power source 9. .

而して、終段増幅器7は出力電力の大小に無関係に飽和
領域で動作することになり、小さな損失で動作し、信頼
性の向上を図ることができる。
Therefore, the final stage amplifier 7 operates in the saturation region regardless of the magnitude of the output power, and operates with small loss, thereby improving reliability.

なお、この発明は、前述した実施例に限定されることな
く、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実
施し得るものである。
Note that this invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in other forms by making appropriate changes.

[発明の効果] 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、この
発明によれば、終段増幅器から出力される出力電力は終
段増幅器に接続された可変直流電源の電圧によって制限
される。したがって、終段増幅器は出力電力の大小に無
関係に飽和領域で動作することになり、小さな損失で動
作し、信頼性の向上を図ることができる。
[Effects of the Invention] As understood from the above description of the embodiments, according to the present invention, the output power output from the final stage amplifier is limited by the voltage of the variable DC power supply connected to the final stage amplifier. Ru. Therefore, the final stage amplifier operates in the saturation region regardless of the magnitude of the output power, and operates with small loss, thereby improving reliability.

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

第1図はこの発明のプラズマ装置における高周波電源装
置のブロック線図、第2図は第1図のブロック線図に基
づく具体的な電気回路図、第3図はこの発明によって得
られる直流電源電圧と、出力電力、能率、損失との関係
図、第4図は従来のプラズマ装置における高周波電源装
置のブロック線図、第5図は従来によって得られる入力
電力と、出力電力、能率、損失との関係図である。 1・・・高周波電源装W  3・・・水晶発振器5・・
・第1増幅器 7・・・終段増幅器 9・・・可変直流電源
Fig. 1 is a block diagram of a high frequency power supply device in a plasma device of the present invention, Fig. 2 is a specific electric circuit diagram based on the block diagram of Fig. 1, and Fig. 3 is a DC power supply voltage obtained by the present invention. Figure 4 is a block diagram of a high-frequency power supply device in a conventional plasma device. Figure 5 is a diagram showing the relationship between input power, output power, efficiency, and loss obtained by the conventional method. It is a relationship diagram. 1...High frequency power supply W 3...Crystal oscillator 5...
・First amplifier 7... Final stage amplifier 9... Variable DC power supply

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  高周波グロー放電現象によるプラズマ装置の高周波電
源装置であって、発振器から発振された高周波信号を増
幅する第1増幅器と、この第1増幅器で増幅された増幅
信号をさらに増幅して出力電力として出力せしめる終段
増幅器と、この終段増幅器に可変的に電圧を与える可変
直流電源と、を備えてなることを特徴とするプラズマ装
置における高周波電源装置。
A high frequency power supply device for a plasma device using a high frequency glow discharge phenomenon, which includes a first amplifier that amplifies a high frequency signal oscillated from an oscillator, and further amplifies the amplified signal amplified by the first amplifier and outputs it as output power. 1. A high-frequency power supply device for a plasma apparatus, comprising a final stage amplifier and a variable DC power supply that variably applies voltage to the final stage amplifier.
JP2092078A 1990-04-09 1990-04-09 High frequency power unit in plasma equipment Pending JPH03291006A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001197749A (en) * 2000-01-13 2001-07-19 Daihen Corp High-frequency power supply

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001197749A (en) * 2000-01-13 2001-07-19 Daihen Corp High-frequency power supply

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