JPH05243873A - 高効率増幅器 - Google Patents
高効率増幅器Info
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- JPH05243873A JPH05243873A JP7551692A JP7551692A JPH05243873A JP H05243873 A JPH05243873 A JP H05243873A JP 7551692 A JP7551692 A JP 7551692A JP 7551692 A JP7551692 A JP 7551692A JP H05243873 A JPH05243873 A JP H05243873A
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- capacitor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基本波に対して開放、２次高調波に対して短
絡になるような回路を増幅素子の出力端に接続した高効
率増幅器であって、その全体を小型化することができる
高効率増幅器を提供することを目的とするものである。 【構成】 λ／８の長さを有するオープンスタブと、一
端が接地されたインダクタとを増幅素子の出力端に接続
したり、一端が接地されたキャパシタとλ／８よりも短
い伝送線路との直列共振回路と一端が接地されたインダ
クタとを増幅素子の出力端に接続したり、一端が接地さ
れたキャパシタとλ／８よりも短い伝送線路との直列回
路と一端が接地されλ／８よりも短いショートスタブと
を増幅素子の出力端に接続したりすることによって、基
本波に対し開放、２次高調波に対して短絡になる回路
が、増幅素子の出力端に接続されたものである。
絡になるような回路を増幅素子の出力端に接続した高効
率増幅器であって、その全体を小型化することができる
高効率増幅器を提供することを目的とするものである。 【構成】 λ／８の長さを有するオープンスタブと、一
端が接地されたインダクタとを増幅素子の出力端に接続
したり、一端が接地されたキャパシタとλ／８よりも短
い伝送線路との直列共振回路と一端が接地されたインダ
クタとを増幅素子の出力端に接続したり、一端が接地さ
れたキャパシタとλ／８よりも短い伝送線路との直列回
路と一端が接地されλ／８よりも短いショートスタブと
を増幅素子の出力端に接続したりすることによって、基
本波に対し開放、２次高調波に対して短絡になる回路
が、増幅素子の出力端に接続されたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高効率増幅器に関する
ものであり、特に、基本波に対して開放、２次高調波に
対して短絡になるような回路を増幅素子の出力端に接続
した高効率増幅器に関するものである。
ものであり、特に、基本波に対して開放、２次高調波に
対して短絡になるような回路を増幅素子の出力端に接続
した高効率増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】無線用送信機においては、その電力の大
部分が高出力増幅器で消費され、また送信電力に変換さ
れないエネルギーは熱になって消費される。高出力増幅
器の効率が低い場合には、高出力増幅器における発熱量
が多くなり、このときに装置の性能を保つためには、多
くの発熱量に応じた大きな放熱機器を高出力増幅器に取
付ける必要がある。一方、高出力増幅器を小型化、経済
化するためには放熱機器を小型化する必要があり、この
ためには増幅器の効率を上げる必要がある。このような
理由から、増幅器の効率を上げるための回路が種々研究
されているが、Ｆ級増幅器はそのうちの１つである。
部分が高出力増幅器で消費され、また送信電力に変換さ
れないエネルギーは熱になって消費される。高出力増幅
器の効率が低い場合には、高出力増幅器における発熱量
が多くなり、このときに装置の性能を保つためには、多
くの発熱量に応じた大きな放熱機器を高出力増幅器に取
付ける必要がある。一方、高出力増幅器を小型化、経済
化するためには放熱機器を小型化する必要があり、この
ためには増幅器の効率を上げる必要がある。このような
理由から、増幅器の効率を上げるための回路が種々研究
されているが、Ｆ級増幅器はそのうちの１つである。
【０００３】図７は、従来のＦ級増幅器の一例を示す回
路図である。
路図である。
【０００４】Ｆ級増幅器の基本構成は、高周波出力のう
ちで偶数次の高調波に対して短絡するが、奇数次の高調
波に対しては開放する回路を、増幅素子２の出力端に接
続したものである。また、上記従来例において、増幅素
子２の入力端子に入力インピーダンス整合回路１が設け
られ、増幅素子２の出力端にλ／４ショートスタブ４と
出力整合回路３とが接続されている。
ちで偶数次の高調波に対して短絡するが、奇数次の高調
波に対しては開放する回路を、増幅素子２の出力端に接
続したものである。また、上記従来例において、増幅素
子２の入力端子に入力インピーダンス整合回路１が設け
られ、増幅素子２の出力端にλ／４ショートスタブ４と
出力整合回路３とが接続されている。
【０００５】λ／４ショートスタブ４は、基本周波数の
波長（λ）の１／４の長さを有し、一端が接地された伝
送線路であり、その入力インピーダンスは、基本周波数
と奇数次の高調波に対して開放であり、偶数次の高調波
に対しては短絡の特性を有するので、増幅素子２の出力
端にλ／４ショートスタブを接続することによってＦ級
増幅器が得られる。なお、高調波の電力のうちで２次高
調波の電力の占める割合は大きいため、基本波に対して
開放し、２次高調波を短絡するのみで、実用的な高効率
増幅器が得られる。
波長（λ）の１／４の長さを有し、一端が接地された伝
送線路であり、その入力インピーダンスは、基本周波数
と奇数次の高調波に対して開放であり、偶数次の高調波
に対しては短絡の特性を有するので、増幅素子２の出力
端にλ／４ショートスタブを接続することによってＦ級
増幅器が得られる。なお、高調波の電力のうちで２次高
調波の電力の占める割合は大きいため、基本波に対して
開放し、２次高調波を短絡するのみで、実用的な高効率
増幅器が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例のように、
λ／４ショートスタブ４を使用した高効率増幅器をモノ
リシックマイクロ波集積回路に使用すると、高効率増幅
器が大型化するので好ましくないという問題がある。つ
まり、λ／４ショートスタブ４の長さは、１ＧＨｚにお
いて約３０ｍｍであり、１０ＧＨｚでも約３ｍｍであ
り、モノリッシックマイクロ波集積回路の場合、高効率
増幅器に使用する増幅素子２であるＦＥＴの大きさは、
０．５ｍｍ程度であり、λ／４ショートスタブ４の長さ
は相対的に非常に大きい。
λ／４ショートスタブ４を使用した高効率増幅器をモノ
リシックマイクロ波集積回路に使用すると、高効率増幅
器が大型化するので好ましくないという問題がある。つ
まり、λ／４ショートスタブ４の長さは、１ＧＨｚにお
いて約３０ｍｍであり、１０ＧＨｚでも約３ｍｍであ
り、モノリッシックマイクロ波集積回路の場合、高効率
増幅器に使用する増幅素子２であるＦＥＴの大きさは、
０．５ｍｍ程度であり、λ／４ショートスタブ４の長さ
は相対的に非常に大きい。
【０００７】本発明は、基本波に対して開放、２次高調
波に対して短絡になるような回路を増幅素子の出力端に
接続した高効率増幅器であって、このような回路を小型
化することによって高効率増幅器全体を小型化すること
を目的とするものである。
波に対して短絡になるような回路を増幅素子の出力端に
接続した高効率増幅器であって、このような回路を小型
化することによって高効率増幅器全体を小型化すること
を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、λ／８の長さ
を有するオープンスタブと、一端が接地されたインダク
タとが増幅素子の出力端に接続したり、一端が接地され
たキャパシタとλ／８よりも短い伝送線路との直列回路
と一端が接地されたインダクタとを増幅素子の出力端に
接続したり、一端が接地されたキャパシタとλ／８より
も短い伝送線路との直列回路とλ／８よりも短いショー
トスタブとを増幅素子の出力端に接続したりすることに
よって、基本波に対して開放、２次高調波に対して短絡
になる回路が増幅素子の出力端に接続された増幅器を構
成するものである。
を有するオープンスタブと、一端が接地されたインダク
タとが増幅素子の出力端に接続したり、一端が接地され
たキャパシタとλ／８よりも短い伝送線路との直列回路
と一端が接地されたインダクタとを増幅素子の出力端に
接続したり、一端が接地されたキャパシタとλ／８より
も短い伝送線路との直列回路とλ／８よりも短いショー
トスタブとを増幅素子の出力端に接続したりすることに
よって、基本波に対して開放、２次高調波に対して短絡
になる回路が増幅素子の出力端に接続された増幅器を構
成するものである。
【０００９】
【作用】本発明は、λ／８の長さを有するオープンスタ
ブと、一端が接地されたインダクタとを増幅素子の出力
端に接続したり、一端が接地されたキャパシタとλ／８
より短い伝送線路との直列回路と一端が接地されたイン
ダクタとを増幅素子の出力端に接続したり、一端が接地
されたキャパシタとλ／８より短い伝送線路との直列回
路とλ／８よりも短いショートスタブとを増幅素子の出
力端に接続したりするので、Ｆ級増幅器を構成するうえ
で必要な基本波で開放、２次高調波で短絡という動作を
する回路であって、増幅素子の出力側に接続する回路が
小さくなり、モノリシックマイクロ波集積回路の高効率
増幅器を小型化することができる。
ブと、一端が接地されたインダクタとを増幅素子の出力
端に接続したり、一端が接地されたキャパシタとλ／８
より短い伝送線路との直列回路と一端が接地されたイン
ダクタとを増幅素子の出力端に接続したり、一端が接地
されたキャパシタとλ／８より短い伝送線路との直列回
路とλ／８よりも短いショートスタブとを増幅素子の出
力端に接続したりするので、Ｆ級増幅器を構成するうえ
で必要な基本波で開放、２次高調波で短絡という動作を
する回路であって、増幅素子の出力側に接続する回路が
小さくなり、モノリシックマイクロ波集積回路の高効率
増幅器を小型化することができる。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明の第１実施例を示す回路図で
ある。
ある。
【００１１】この実施例は、図７に示す従来例のλ／４
ショートスタブ４の代わりに、一端が接地されたインダ
クタ５とλ／８（λ＝基本波の波長）の線路長を有する
オープンスタブ６とを設けたものである。つまり、λ／
８の長さを有するオープンスタブ６と、一端が接地され
たインダクタ５とが、増幅素子２としてのトランジスタ
の出力端に接続されている。
ショートスタブ４の代わりに、一端が接地されたインダ
クタ５とλ／８（λ＝基本波の波長）の線路長を有する
オープンスタブ６とを設けたものである。つまり、λ／
８の長さを有するオープンスタブ６と、一端が接地され
たインダクタ５とが、増幅素子２としてのトランジスタ
の出力端に接続されている。
【００１２】ここで、基本波に対してλ／８の線路長を
有するオープンスタブ６は、２次高調波に対しては４分
の１波長のオープンスタブになる。したがって、基本波
に対してλ／８の線路長のオープンスタブ６を設けるこ
とによって、増幅素子２の出力端で２次高調波成分を短
絡することができる。
有するオープンスタブ６は、２次高調波に対しては４分
の１波長のオープンスタブになる。したがって、基本波
に対してλ／８の線路長のオープンスタブ６を設けるこ
とによって、増幅素子２の出力端で２次高調波成分を短
絡することができる。
【００１３】また、オープンスタブ６の入力インピーダ
ンスをＺ、基本波におけるオープンスタブ６の特性イン
ピーダンスをＺ0 、電気長をθとしたときに、Ｚ＝−ｊ
Ｚ0 cot θ であり、オープンスタブ６の長さがλ／８
であるので、θ＝２π／８であり、したがって、 Ｚ＝−ｊＺ0 cot θ＝−ｊＺ0 cot π／４＝−ｊＺ0 ……（１） になり、オープンスタブ６の入力インピーダンスは容量
性インピーダンスである。
ンスをＺ、基本波におけるオープンスタブ６の特性イン
ピーダンスをＺ0 、電気長をθとしたときに、Ｚ＝−ｊ
Ｚ0 cot θ であり、オープンスタブ６の長さがλ／８
であるので、θ＝２π／８であり、したがって、 Ｚ＝−ｊＺ0 cot θ＝−ｊＺ0 cot π／４＝−ｊＺ0 ……（１） になり、オープンスタブ６の入力インピーダンスは容量
性インピーダンスである。
【００１４】ところで、増幅素子２の出力端から出力整
合回路３へ基本波を通過させるためには、増幅素子２の
出力端に接続した回路が開放状態に見えればよい。ここ
で、キャパシタとインダクタとで構成される並列共振回
路は、共振周波数においてインピーダンスが無限大すな
わち開放状態とみなせる。したがって、オープンスタブ
６と並列にインダクタ５を設け、しかも、オープンスタ
ブ６とインダクタ５とで構成される並列共振回路の共振
周波数を基本周波数に一致させるように、インダクタ５
の値を定めれば、増幅素子２の出力端から出力整合回路
３へ基本波を通過させることができる。
合回路３へ基本波を通過させるためには、増幅素子２の
出力端に接続した回路が開放状態に見えればよい。ここ
で、キャパシタとインダクタとで構成される並列共振回
路は、共振周波数においてインピーダンスが無限大すな
わち開放状態とみなせる。したがって、オープンスタブ
６と並列にインダクタ５を設け、しかも、オープンスタ
ブ６とインダクタ５とで構成される並列共振回路の共振
周波数を基本周波数に一致させるように、インダクタ５
の値を定めれば、増幅素子２の出力端から出力整合回路
３へ基本波を通過させることができる。
【００１５】インダクタ５の上記のような値をＬとする
と、Ｌ＝Ｚ0 ／２πｆtan θ であり、オープンスタブ
６の長さがλ／８であるので、電気長θ＝２π／８であ
り、したがって、 Ｌ＝Ｚ0 ／２πｆtan θ＝Ｚ0 ／２πｆtan π／４＝Ｚ0 ／２πｆ …（２） である。
と、Ｌ＝Ｚ0 ／２πｆtan θ であり、オープンスタブ
６の長さがλ／８であるので、電気長θ＝２π／８であ
り、したがって、 Ｌ＝Ｚ0 ／２πｆtan θ＝Ｚ0 ／２πｆtan π／４＝Ｚ0 ／２πｆ …（２） である。
【００１６】このようにすれば、図１の実施例によっ
て、Ｆ級増幅器に必要な２次高調波短絡、基本波開放の
動作を行なう回路を構成できる。このときに、基本波の
周波数を１１ＧＨｚとした場合、たとえば、オープンス
タブ６の特性インピーダンスを５０Ωとし、その長さを
λ／８とし、インダクタ５のインダクタンスを０．７２
３ｎＨとすることができる。このようにすることによっ
て、インダクタ５の面積とオープンスタブ６の面積との
和は、図７に示す従来例におけるショートスタブ４の面
積の約２／３になるので、図１の実施例は、図７の従来
例よりも面積が小さくなる。
て、Ｆ級増幅器に必要な２次高調波短絡、基本波開放の
動作を行なう回路を構成できる。このときに、基本波の
周波数を１１ＧＨｚとした場合、たとえば、オープンス
タブ６の特性インピーダンスを５０Ωとし、その長さを
λ／８とし、インダクタ５のインダクタンスを０．７２
３ｎＨとすることができる。このようにすることによっ
て、インダクタ５の面積とオープンスタブ６の面積との
和は、図７に示す従来例におけるショートスタブ４の面
積の約２／３になるので、図１の実施例は、図７の従来
例よりも面積が小さくなる。
【００１７】図２は、本発明の第２実施例を示す回路図
である。
である。
【００１８】図１の実施例において、一端が接地された
キャパシタ６１を、増幅素子２としてのトランジスタの
出力端に接続してもよく（この回路図を図２に示してあ
る）、このようにすることによって、インダクタ５のイ
ンダクタンスの値を小さくすることができ、したがって
インダクタ５自体の形状を小型にでき、ひいては、高効
率増幅器全体の形状を、図１の実施例よりもさらに小型
化することができる。なお、この場合、オープンスタブ
６とインダクタ５とキャパシタ６１とを基本波において
並列共振させる必要がある。
キャパシタ６１を、増幅素子２としてのトランジスタの
出力端に接続してもよく（この回路図を図２に示してあ
る）、このようにすることによって、インダクタ５のイ
ンダクタンスの値を小さくすることができ、したがって
インダクタ５自体の形状を小型にでき、ひいては、高効
率増幅器全体の形状を、図１の実施例よりもさらに小型
化することができる。なお、この場合、オープンスタブ
６とインダクタ５とキャパシタ６１とを基本波において
並列共振させる必要がある。
【００１９】図３は、本発明の第３実施例を示す回路図
である。
である。
【００２０】この第３実施例は、キャパシタ９を介して
接地されλ／８よりも短い伝送線路８と、一端が接地さ
れたインダクタ７とを増幅素子２の出力端に接続したも
のであって、伝送線路８とキャパシタ９とで構成される
直列回路とインダクタ７とが基本波において並列共振
し、しかも、キャパシタ９と伝送線路８とが２次高調波
において直列共振するものである。これによって、基本
波に対して開放、２次高調波に対して短絡になるような
回路を実現している。
接地されλ／８よりも短い伝送線路８と、一端が接地さ
れたインダクタ７とを増幅素子２の出力端に接続したも
のであって、伝送線路８とキャパシタ９とで構成される
直列回路とインダクタ７とが基本波において並列共振
し、しかも、キャパシタ９と伝送線路８とが２次高調波
において直列共振するものである。これによって、基本
波に対して開放、２次高調波に対して短絡になるような
回路を実現している。
【００２１】一般に、分布定数線路の先端をキャパシタ
によって終端したときに、その分布定数線路の入力イン
ピーダンスをＺinとすると、 Ｚin＝ｊＺ0 ｛（−１／ωＣ0 ）＋Ｚ0 tan θ0 ｝／｛Ｚ0 ＋（１／ωＣ0 ） tan θ0 ｝ ……（３） である。なお、Ｚ0 は伝送線路の特性インピーダンスで
ある。この式において、 Ｚ0 ＝ａ／sin ２θ0 …（４） Ｃ0 ＝cos ２θ0 ／４πｆａ…（５） の関係を満たすときに、周波数２ｆにおいて直列共振す
るので、上記分布定数線路の入力インピーダンスは０に
なり、上記分布定数線路と上記キャパシタとで構成され
る直列回路は、動作的には、２次高調波のショートスタ
ブと同様である。なお、ｆは基本周波数、ωは基本波の
角周波数、ａは任意の正数、θ0 は４５度以内である。
によって終端したときに、その分布定数線路の入力イン
ピーダンスをＺinとすると、 Ｚin＝ｊＺ0 ｛（−１／ωＣ0 ）＋Ｚ0 tan θ0 ｝／｛Ｚ0 ＋（１／ωＣ0 ） tan θ0 ｝ ……（３） である。なお、Ｚ0 は伝送線路の特性インピーダンスで
ある。この式において、 Ｚ0 ＝ａ／sin ２θ0 …（４） Ｃ0 ＝cos ２θ0 ／４πｆａ…（５） の関係を満たすときに、周波数２ｆにおいて直列共振す
るので、上記分布定数線路の入力インピーダンスは０に
なり、上記分布定数線路と上記キャパシタとで構成され
る直列回路は、動作的には、２次高調波のショートスタ
ブと同様である。なお、ｆは基本周波数、ωは基本波の
角周波数、ａは任意の正数、θ0 は４５度以内である。
【００２２】また、上記キャパシタで終端した分布定数
線路は、基本周波数において、 Ｚｃ＝ａ（３＋tan2θ0 ）／２ｊcos2θ0 （１＋３tan2θ0 ） ……（６） のインピーダンスを有し、つまり、容量性の入力インピ
ーダンスを有する。
線路は、基本周波数において、 Ｚｃ＝ａ（３＋tan2θ0 ）／２ｊcos2θ0 （１＋３tan2θ0 ） ……（６） のインピーダンスを有し、つまり、容量性の入力インピ
ーダンスを有する。
【００２３】図３の実施例において、増幅素子２の出力
端で基本波を出力整合回路３へ通過させるためには、図
１の実施例と同様に、出力端に接続した回路が開放状態
に見えればよく、つまり、キャパシタ９と伝送線路８と
で構成される直列回路とインダクタ７とによって、並列
共振回路を構成し、この並列共振回路の共振周波数が基
本周波数ｆになるように、以下の式（７）のようにイン
ダクタ７の値Ｌを定めればよい。 Ｌ＝ａ（３＋tan2θ0 ）／４πｆcos2θ0 （１＋３tan2θ0 ） ……（７） 上記のように、図３の実施例によって、Ｆ級増幅器に必
要な２次高調波短絡、基本波開放の回路が実現される。
端で基本波を出力整合回路３へ通過させるためには、図
１の実施例と同様に、出力端に接続した回路が開放状態
に見えればよく、つまり、キャパシタ９と伝送線路８と
で構成される直列回路とインダクタ７とによって、並列
共振回路を構成し、この並列共振回路の共振周波数が基
本周波数ｆになるように、以下の式（７）のようにイン
ダクタ７の値Ｌを定めればよい。 Ｌ＝ａ（３＋tan2θ0 ）／４πｆcos2θ0 （１＋３tan2θ0 ） ……（７） 上記のように、図３の実施例によって、Ｆ級増幅器に必
要な２次高調波短絡、基本波開放の回路が実現される。
【００２４】図４は、本発明の第４実施例を示す回路図
である。
である。
【００２５】図３の実施例において、キャパシタ９を介
して伝送線路８が接地され、その伝送線路８とキャパシ
タ９とで構成される直列回路が設けられているが、図４
に示すように、この直列回路と並列に、一端が接地され
たキャパシタ１０を接続してもよく、このようにするこ
とによって並列共振に必要なインダクタンスの値Ｌを小
さくすることができる。つまり、キャパシタ１０の容量
をＣ1 としたときに、並列共振に必要なインダクタンス
の値Ｌを以下の式（８）のように減少させることができ
る。 Ｌ＝（１／ω）［１／｛２cos2θ0 （１＋３tan2θ0 ）／ａ（３＋tan2θ0 ）＋ ωＣ1 ｝］ ……（８） このように、キャパシタ１０を接続することによって、
増幅素子２の出力端に接続される回路の容量を大きく
し、並列共振に必要なインダクタンスの値Ｌを小さく
し、結局、Ｆ級増幅器の出力側に必要な回路をより小さ
くすることができる。
して伝送線路８が接地され、その伝送線路８とキャパシ
タ９とで構成される直列回路が設けられているが、図４
に示すように、この直列回路と並列に、一端が接地され
たキャパシタ１０を接続してもよく、このようにするこ
とによって並列共振に必要なインダクタンスの値Ｌを小
さくすることができる。つまり、キャパシタ１０の容量
をＣ1 としたときに、並列共振に必要なインダクタンス
の値Ｌを以下の式（８）のように減少させることができ
る。 Ｌ＝（１／ω）［１／｛２cos2θ0 （１＋３tan2θ0 ）／ａ（３＋tan2θ0 ）＋ ωＣ1 ｝］ ……（８） このように、キャパシタ１０を接続することによって、
増幅素子２の出力端に接続される回路の容量を大きく
し、並列共振に必要なインダクタンスの値Ｌを小さく
し、結局、Ｆ級増幅器の出力側に必要な回路をより小さ
くすることができる。
【００２６】図４の実施例において、基本波の周波数を
１１ＧＨｚとした場合、たとえば、伝送線路８の特性イ
ンピーダンスを５０Ωとし、その長さをλ／１６とし、
キャパシタ９の容量を０．１４５ｐＦとし、キャパシタ
１０の容量を０．５ｐＦとし、インダクタ７のインダク
タンスを０．２５１ｎＨとすることができる。このよう
にすることによって、インダクタ７と伝送線路８とキャ
パシタ９とキャパシタ１０の面積の和は、図７に示す従
来例におけるショートスタブ４の面積の約１／３になる
ので、図４の実施例は、図７の従来例よりも面積が小さ
くなる。
１１ＧＨｚとした場合、たとえば、伝送線路８の特性イ
ンピーダンスを５０Ωとし、その長さをλ／１６とし、
キャパシタ９の容量を０．１４５ｐＦとし、キャパシタ
１０の容量を０．５ｐＦとし、インダクタ７のインダク
タンスを０．２５１ｎＨとすることができる。このよう
にすることによって、インダクタ７と伝送線路８とキャ
パシタ９とキャパシタ１０の面積の和は、図７に示す従
来例におけるショートスタブ４の面積の約１／３になる
ので、図４の実施例は、図７の従来例よりも面積が小さ
くなる。
【００２７】図５は、本発明の第５実施例を示す回路図
である。
である。
【００２８】図５の実施例において、キャパシタ１３を
介して接地されλ／８よりも短い伝送線路１２と、λ／
８よりも短いショートスタブ１１とが、増幅素子２の出
力端に接続されている。また、キャパシタ１３と伝送線
路１２とで構成される直列回路と、ショートスタブ１１
とが基本波において並列共振し、しかも、キャパシタ１
３と伝送線路１２とが２次高調波において直列共振して
いる。
介して接地されλ／８よりも短い伝送線路１２と、λ／
８よりも短いショートスタブ１１とが、増幅素子２の出
力端に接続されている。また、キャパシタ１３と伝送線
路１２とで構成される直列回路と、ショートスタブ１１
とが基本波において並列共振し、しかも、キャパシタ１
３と伝送線路１２とが２次高調波において直列共振して
いる。
【００２９】また、図５の実施例において、キャパシタ
１３と伝送線路１２とで構成される直列回路におけるキ
ャパシタ、特性インピーダンスおよび電気長は、図３の
実施例において２次高調波を短絡する伝送線路の場合と
同様である。したがって、図５の実施例において、２次
高調波短絡の条件は満たされる。
１３と伝送線路１２とで構成される直列回路におけるキ
ャパシタ、特性インピーダンスおよび電気長は、図３の
実施例において２次高調波を短絡する伝送線路の場合と
同様である。したがって、図５の実施例において、２次
高調波短絡の条件は満たされる。
【００３０】また、図５の実施例においてショートスタ
ブ１１の特性インピーダンスをＺ1とし、電気長をθ1
とすれば、ショートスタブ１１の入力インピーダンスＺ
L は以下の式（９）のとおりである。 ＺL ＝ｊＺ1 tan θ1 ……（９） したがって、ショートスタブ１１の入力インピーダンス
ＺL は誘導性のインピーダンスである。よって、この伝
送線路の特性インピーダンスと電気長とを、式（７）で
計算されるインダクタＬに対して、 ωＬ＝Ｚ1 tan θ1 ……（１０） の関係を満たすように選ぶことによって、基本周波数で
並列共振回路を作ることができる。このようにすれば、
伝送線路１２とキャパシタ１３とショートタブ１１とに
よって構成される図５の回路は、増幅素子２の出力端で
基本波において開放になる。このように、図５の実施例
によって、Ｆ級増幅器に必要な２次高調波短絡、基本波
開放の回路が実現される。
ブ１１の特性インピーダンスをＺ1とし、電気長をθ1
とすれば、ショートスタブ１１の入力インピーダンスＺ
L は以下の式（９）のとおりである。 ＺL ＝ｊＺ1 tan θ1 ……（９） したがって、ショートスタブ１１の入力インピーダンス
ＺL は誘導性のインピーダンスである。よって、この伝
送線路の特性インピーダンスと電気長とを、式（７）で
計算されるインダクタＬに対して、 ωＬ＝Ｚ1 tan θ1 ……（１０） の関係を満たすように選ぶことによって、基本周波数で
並列共振回路を作ることができる。このようにすれば、
伝送線路１２とキャパシタ１３とショートタブ１１とに
よって構成される図５の回路は、増幅素子２の出力端で
基本波において開放になる。このように、図５の実施例
によって、Ｆ級増幅器に必要な２次高調波短絡、基本波
開放の回路が実現される。
【００３１】図６は、本発明の第６実施例を示す図であ
る。
る。
【００３２】図５の実施例において、一端が接地された
キャパシタ１４を、キャパシタ１３と伝送線路１２とで
構成される直列回路に並列に設ける（この回路を図６に
示してある）と、共振に必要なインダクタンスの値を小
さくすることができる。この場合、式（８）で計算され
るインダクタＬに対して式（１０）を満たすように特性
インピーダンス、電気長を選べばよい。
キャパシタ１４を、キャパシタ１３と伝送線路１２とで
構成される直列回路に並列に設ける（この回路を図６に
示してある）と、共振に必要なインダクタンスの値を小
さくすることができる。この場合、式（８）で計算され
るインダクタＬに対して式（１０）を満たすように特性
インピーダンス、電気長を選べばよい。
【００３３】図６に示した実施例において、基本波の周
波数を１１ＧＨｚとした場合、たとえば、伝送線路１２
の特性インピーダンスを５０Ωとし、その長さをλ／１
６とし、キャパシタ１３の容量を０．１４５ｐＦとし、
キャパシタ１４の容量を１．０ｐＦとし、ショートスタ
ブ１１の長さを０．１３５λとすることができる。この
ようにすることによって、ショートスタブ１１の面積と
伝送線路１２の面積との和は、図７に示す従来例におけ
るショートスタブ４の面積の約１／３になるので、図６
の実施例は、図７の従来例よりも面積が小さくなる。
波数を１１ＧＨｚとした場合、たとえば、伝送線路１２
の特性インピーダンスを５０Ωとし、その長さをλ／１
６とし、キャパシタ１３の容量を０．１４５ｐＦとし、
キャパシタ１４の容量を１．０ｐＦとし、ショートスタ
ブ１１の長さを０．１３５λとすることができる。この
ようにすることによって、ショートスタブ１１の面積と
伝送線路１２の面積との和は、図７に示す従来例におけ
るショートスタブ４の面積の約１／３になるので、図６
の実施例は、図７の従来例よりも面積が小さくなる。
【００３４】なお、上記実施例においては、トランジス
タを増幅素子として使用したが、真空管等の他の増幅素
子をトランジスタの代わりに使用してもよい。
タを増幅素子として使用したが、真空管等の他の増幅素
子をトランジスタの代わりに使用してもよい。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、基本波に対して開放、
２次高調波に対して短絡になるような回路を増幅素子の
出力端に接続した高効率増幅器において、その全体の形
状をより小型化することができ、したがってＦ級増幅器
のモノリシックＩＣ化を容易にすることができるという
効果を奏する。
２次高調波に対して短絡になるような回路を増幅素子の
出力端に接続した高効率増幅器において、その全体の形
状をより小型化することができ、したがってＦ級増幅器
のモノリシックＩＣ化を容易にすることができるという
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す回路図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す回路図である。
【図３】本発明の第３実施例を示す回路図である。
【図４】本発明の第４実施例を示す図である。
【図５】本発明の第５実施例を示す図である。
【図６】本発明の第６実施例を示す図である。
【図７】従来のＦ級増幅器の一例を示す回路図である。
１…増幅器の入力整合回路、 ２…増幅素子、 ５、７…インダクタ、 ６…λ／８オープンスタブ、 ８、１２…λ／８よりも短い伝送線路、 １１…λ／８よりも短いショートスタブ、 ９、１０、１３、１４、６１…キャパシタ。
Claims (4)
- 【請求項１】 λ／８（λは基本波の波長）の長さを有
するオープンスタブと、一端が接地されたインダクタと
が、増幅素子の出力端に接続され、上記オープンスタブ
と上記インダクタとが基本波において並列共振すること
を特徴とする高効率増幅器。 - 【請求項２】 キャパシタを介して接地されλ／８（λ
は基本波の波長）よりも短い伝送線路と、一端が接地さ
れたインダクタとが、上記増幅素子の出力端に接続さ
れ、上記キャパシタと上記伝送線路とで構成される直列
回路と上記インダクタとが基本波において並列共振し、
しかも、上記キャパシタと上記伝送線路とが２次高調波
において直列共振することを特徴とする高効率増幅器。 - 【請求項３】 キャパシタを介して接地されλ／８（λ
は基本波の波長）よりも短い伝送線路と、λ／８よりも
短いショートスタブとが、増幅素子の出力端に接続さ
れ、上記キャパシタと上記伝送線路とで構成される直列
回路と上記ショートスタブとが基本波において並列共振
し、しかも、上記キャパシタと上記伝送線路とが２次高
調波において直列共振することを特徴とする高効率増幅
器。 - 【請求項４】 請求項１〜３項のいずれか１項におい
て、 上記一端が接地されたインダクタをインダクタとキャパ
シタとの並列回路で置き換えたことを特徴とする高効率
増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7551692A JPH05243873A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 高効率増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7551692A JPH05243873A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 高効率増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05243873A true JPH05243873A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=13578482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7551692A Pending JPH05243873A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 高効率増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05243873A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05327371A (ja) * | 1992-05-15 | 1993-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | Ｆｅｔ増幅器 |
| JPH06210860A (ja) * | 1993-01-20 | 1994-08-02 | Brother Ind Ltd | インク噴射装置の製造方法及びインク噴射装置 |
| JP2003229732A (ja) * | 2002-01-15 | 2003-08-15 | Ma-Com Eurotec | 増幅器及び増幅方法 |
| JP2006197021A (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JP2009159591A (ja) * | 2007-12-06 | 2009-07-16 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波増幅器 |
| JP2011066822A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Fujitsu Ltd | フィルタ及び増幅回路 |
| JP2015149626A (ja) * | 2014-02-06 | 2015-08-20 | 株式会社東芝 | 高周波半導体増幅器 |
| JP2015170957A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-09-28 | 富士通株式会社 | 増幅回路 |
| JP2018142827A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | 三菱電機特機システム株式会社 | 半導体装置および電子機器 |
| JP2023025451A (ja) * | 2021-08-10 | 2023-02-22 | 株式会社京三製作所 | 高周波増幅器 |
-
1992
- 1992-02-26 JP JP7551692A patent/JPH05243873A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05327371A (ja) * | 1992-05-15 | 1993-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | Ｆｅｔ増幅器 |
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| JP4494223B2 (ja) * | 2005-01-11 | 2010-06-30 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP2009159591A (ja) * | 2007-12-06 | 2009-07-16 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波増幅器 |
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| JP2023025451A (ja) * | 2021-08-10 | 2023-02-22 | 株式会社京三製作所 | 高周波増幅器 |
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