JPH0537252A - 高周波増幅器 - Google Patents
高周波増幅器Info
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- JPH0537252A JPH0537252A JP21430191A JP21430191A JPH0537252A JP H0537252 A JPH0537252 A JP H0537252A JP 21430191 A JP21430191 A JP 21430191A JP 21430191 A JP21430191 A JP 21430191A JP H0537252 A JPH0537252 A JP H0537252A
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- coil
- high frequency
- frequency amplifier
- frequency
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、高周波増幅器に関し、段間のイン
ピーダンス変換回路を構成するコイルの設定が容易にで
きるようにすることを目的とする。 【構成】 多段の高周波増幅器において、段間のインピ
ーダンス変換回路１を構成するコイルＬ1 （またはＬ
2 ）のリアクタンス値Ｘ（Ｘ＝２πｆＬ）を、４０Ω≦
Ｘ８０Ωの範囲に設定した。
ピーダンス変換回路を構成するコイルの設定が容易にで
きるようにすることを目的とする。 【構成】 多段の高周波増幅器において、段間のインピ
ーダンス変換回路１を構成するコイルＬ1 （またはＬ
2 ）のリアクタンス値Ｘ（Ｘ＝２πｆＬ）を、４０Ω≦
Ｘ８０Ωの範囲に設定した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、携帯用の無線機や各種
の通信機器等に使用される高周波増幅器に関する。
の通信機器等に使用される高周波増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の高周波増幅回路例を示した
図である。図中、Ｔｒ1 はトランジスタ、Ｒ1 〜Ｒ3 は
抵抗、Ｃ0、Ｃ1 、Ｃ3 〜Ｃ5 はコンデンサ、Ｌ1 はコ
イル、１はインピーダンス変換回路、Ｖｃｃは電源を示
す。
図である。図中、Ｔｒ1 はトランジスタ、Ｒ1 〜Ｒ3 は
抵抗、Ｃ0、Ｃ1 、Ｃ3 〜Ｃ5 はコンデンサ、Ｌ1 はコ
イル、１はインピーダンス変換回路、Ｖｃｃは電源を示
す。
【０００３】従来、高周波増幅回路として、図４に示し
た回路が知られていた。図４に示した回路は、高周波増
幅回路の基本段を示したものであり、一般にはこのよう
な回路が多段に接続されて高周波増幅器を構成する。
た回路が知られていた。図４に示した回路は、高周波増
幅回路の基本段を示したものであり、一般にはこのよう
な回路が多段に接続されて高周波増幅器を構成する。
【０００４】前記回路において、トランジスタＴｒ1 は
増幅用の素子であり、コイルＬ1 とコンデンサＣ1 、Ｃ
3 、Ｃ4 から成る回路は、段間のインピーダンス変換回
路（トランジスタＴｒ1 と、次段のトランジスタとの間
のインピーダンス変換回路）１を構成する。
増幅用の素子であり、コイルＬ1 とコンデンサＣ1 、Ｃ
3 、Ｃ4 から成る回路は、段間のインピーダンス変換回
路（トランジスタＴｒ1 と、次段のトランジスタとの間
のインピーダンス変換回路）１を構成する。
【０００５】前記インピーダンス変換回路１を構成する
コンデンサＣ1 は、高周波接地用のコンデンサである。
また、コイルＬ1 は、増幅回路の出力レベル及び諸特性
に大きな影響を与える素子である。
コンデンサＣ1 は、高周波接地用のコンデンサである。
また、コイルＬ1 は、増幅回路の出力レベル及び諸特性
に大きな影響を与える素子である。
【０００６】即ち、コイルＬ1 のインダクタンスが大き
すぎると、増幅段として不安定となり、発振しやすくな
る。特に、出力段の負荷の変動に対して弱くなり、発振
現象を起こしやすくなる。また、コイルＬ1 のインダク
タンスを小さくしすぎると、発振等の問題はなくなる
が、出力端でのパワーが取り出しにくくなる。
すぎると、増幅段として不安定となり、発振しやすくな
る。特に、出力段の負荷の変動に対して弱くなり、発振
現象を起こしやすくなる。また、コイルＬ1 のインダク
タンスを小さくしすぎると、発振等の問題はなくなる
が、出力端でのパワーが取り出しにくくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のも
のにおいては、次のような課題があった。 (1) 高周波増幅器の段間のインピーダンス変換回路を構
成するコイルは、増幅器の出力レベルや諸特性に大きな
影響を与える。従って、前記コイルの選定を誤ると、適
切な特性が得られない。
のにおいては、次のような課題があった。 (1) 高周波増幅器の段間のインピーダンス変換回路を構
成するコイルは、増幅器の出力レベルや諸特性に大きな
影響を与える。従って、前記コイルの選定を誤ると、適
切な特性が得られない。
【０００８】(2) 例えば前記コイルを、回路基板上及び
基板内部に厚膜導体でパターニングした場合には、該コ
イルの変更が不可能である。このような場合に、パター
ニングしたコイルの定数が適正な値でないと、完成品が
特性不良となって失敗することがある。
基板内部に厚膜導体でパターニングした場合には、該コ
イルの変更が不可能である。このような場合に、パター
ニングしたコイルの定数が適正な値でないと、完成品が
特性不良となって失敗することがある。
【０００９】(3) 設計時に前記コイルの最適な値を見つ
け出すことは困難であり、前記(2)のような失敗も起こ
る。この場合には、最初から設計をやり直すこともあ
り、設計を長引かせる原因ともなっていた。
け出すことは困難であり、前記(2)のような失敗も起こ
る。この場合には、最初から設計をやり直すこともあ
り、設計を長引かせる原因ともなっていた。
【００１０】本発明は、このような従来の課題を解消
し、高周波増幅器の段間のインピーダンス変換回路を構
成するコイルの設定が容易にできるようにすることを目
的とする。
し、高周波増幅器の段間のインピーダンス変換回路を構
成するコイルの設定が容易にできるようにすることを目
的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するため、次のように構成した。 (1) 多段の高周波増幅器において、段間のインピーダン
ス変換回路を構成するコイルのリアクタンス値Ｘ（Ｘ＝
２πｆＬ）を、４０Ω≦Ｘ≦８０Ωの範囲に設定した
（ただしｆは対象周波数、Ｌはコイルのインダクタン
ス）。 (2) 前記コイルを、基板上又は基板内部に設けた厚膜導
体のコイルパターンで構成した。
決するため、次のように構成した。 (1) 多段の高周波増幅器において、段間のインピーダン
ス変換回路を構成するコイルのリアクタンス値Ｘ（Ｘ＝
２πｆＬ）を、４０Ω≦Ｘ≦８０Ωの範囲に設定した
（ただしｆは対象周波数、Ｌはコイルのインダクタン
ス）。 (2) 前記コイルを、基板上又は基板内部に設けた厚膜導
体のコイルパターンで構成した。
【００１２】
【作用】上記構成に基づく本発明の作用を説明する。段
間のインピーダンス変換回路を構成するコイルのリアク
タンスを前記構成のように設定すれば、常に目的とする
特性の高周波増幅器が得られる。
間のインピーダンス変換回路を構成するコイルのリアク
タンスを前記構成のように設定すれば、常に目的とする
特性の高周波増幅器が得られる。
【００１３】このため、高周波増幅器の実装設計をする
際、前記設定条件を満たすようにコイルを選定する。そ
して、選定されたコイルを基板等へ実装する。このよう
にすれば、一度の実装設計で目的の特性を有する高周波
増幅器が得られ、失敗することもなくなる。
際、前記設定条件を満たすようにコイルを選定する。そ
して、選定されたコイルを基板等へ実装する。このよう
にすれば、一度の実装設計で目的の特性を有する高周波
増幅器が得られ、失敗することもなくなる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （実施例の説明）図１〜図３は、本発明の実施例を示し
た図であり、図１は高周波増幅回路例、図２は高周波増
幅回路実装基板の分解斜視図、図３は特性例を示した図
である。
する。 （実施例の説明）図１〜図３は、本発明の実施例を示し
た図であり、図１は高周波増幅回路例、図２は高周波増
幅回路実装基板の分解斜視図、図３は特性例を示した図
である。
【００１５】図中、図４と同符号は同一のものを示す。
また、Ｔｒ2 はトランジスタ、Ｌ2 はコイル、Ｃ2 、Ｃ
6 〜Ｃ8 はコンデンサ、Ｒ4 〜Ｒ6 は抵抗、２−１は多
層基板の第１層、２−２は多層基板の第２層、２−３は
多層基板の第３層、３はＧＮＤパターン、４−１、４−
２、５−１、５−２はコイルパターンを示す。
また、Ｔｒ2 はトランジスタ、Ｌ2 はコイル、Ｃ2 、Ｃ
6 〜Ｃ8 はコンデンサ、Ｒ4 〜Ｒ6 は抵抗、２−１は多
層基板の第１層、２−２は多層基板の第２層、２−３は
多層基板の第３層、３はＧＮＤパターン、４−１、４−
２、５−１、５−２はコイルパターンを示す。
【００１６】この実施例で使用する高周波増幅回路は図
１に示した通りである。この回路は二段構成の高周波増
幅回路であり、図示の一段目（前段）と二段目（後段）
とで構成されている。
１に示した通りである。この回路は二段構成の高周波増
幅回路であり、図示の一段目（前段）と二段目（後段）
とで構成されている。
【００１７】一段目は、トランジスタＴｒ1 、コイルＬ
1 、コンデンサＣ1 、Ｃ3 〜Ｃ5 、抵抗Ｒ1 〜Ｒ3 で構
成され、二段目は、トランジスタＴｒ2 、コイルＬ2 、
コンデンサＣ2 、Ｃ6 〜Ｃ8 、抵抗Ｒ4 〜Ｒ6 で構成さ
れている。
1 、コンデンサＣ1 、Ｃ3 〜Ｃ5 、抵抗Ｒ1 〜Ｒ3 で構
成され、二段目は、トランジスタＴｒ2 、コイルＬ2 、
コンデンサＣ2 、Ｃ6 〜Ｃ8 、抵抗Ｒ4 〜Ｒ6 で構成さ
れている。
【００１８】また、コイルＬ1 、コンデンサＣ1 、Ｃ3
〜Ｃ5 から成る回路及びコイルＬ2 、コンデンサＣ2 、
Ｃ6 〜Ｃ8 から成る回路は、段間のインピーダンス変換
回路を構成している。なお、コンデンサＣ1 、Ｃ2 は高
周波接地用のコンデンサである。
〜Ｃ5 から成る回路及びコイルＬ2 、コンデンサＣ2 、
Ｃ6 〜Ｃ8 から成る回路は、段間のインピーダンス変換
回路を構成している。なお、コンデンサＣ1 、Ｃ2 は高
周波接地用のコンデンサである。
【００１９】前記高周波増幅回路の各構成素子を、多層
基板に実装した例を図２に示す。図２では主要部のみを
図示してあり、他の素子等は図示省略してある。多層基
板の第１層２−１（表面層）上には、トランジスタＴｒ
1 、Ｔｒ2 を実装すると共に、ＧＮＤパターン３が形成
されている。なお、他のディスクリート部品はこの面に
実装する。
基板に実装した例を図２に示す。図２では主要部のみを
図示してあり、他の素子等は図示省略してある。多層基
板の第１層２−１（表面層）上には、トランジスタＴｒ
1 、Ｔｒ2 を実装すると共に、ＧＮＤパターン３が形成
されている。なお、他のディスクリート部品はこの面に
実装する。
【００２０】多層基板の第２層２−２上には、厚膜導体
のコイルパターン４−１、５−１を形成し、第３層２−
３上には厚膜導体のコイルパターン４−２、５−２を形
成する。
のコイルパターン４−１、５−１を形成し、第３層２−
３上には厚膜導体のコイルパターン４−２、５−２を形
成する。
【００２１】そして、コイルパターン４−１、４−２間
をブラインドスルーホール（内部が導体で満たされたス
ルーホール）で接続（図示点線で示した部分）すると共
に、コイルパターン５−１、５−２間をブラインドスル
ーホールで接続（図示点線で示した部分）する。
をブラインドスルーホール（内部が導体で満たされたス
ルーホール）で接続（図示点線で示した部分）すると共
に、コイルパターン５−１、５−２間をブラインドスル
ーホールで接続（図示点線で示した部分）する。
【００２２】前記コイルパターン４−１、４−２は、コ
イルＬ1 を構成し、コイルパターン５−１、５−２はコ
イルＬ2 を構成する。このようにして、コイルＬ1 、Ｌ
2 を多層基板の第１層２−２と第２層２−３上にパター
ニングして、該多層基板に内蔵させる。
イルＬ1 を構成し、コイルパターン５−１、５−２はコ
イルＬ2 を構成する。このようにして、コイルＬ1 、Ｌ
2 を多層基板の第１層２−２と第２層２−３上にパター
ニングして、該多層基板に内蔵させる。
【００２３】また、多層基板に内蔵した前記コイル
Ｌ1 、Ｌ2 と、多層基板の外側表面に形成したトランジ
スタのコレクタと接続する。この接続を行うため、コイ
ルパターン４−１の一端とトランジスタＴｒ1 のコレク
タ間及び、コイルパターン５−１の一端とトランジスタ
Ｔｒ2 のコレクタ間を、それぞれブラインドスルーホー
ルで接続する（図示点線部分）。
Ｌ1 、Ｌ2 と、多層基板の外側表面に形成したトランジ
スタのコレクタと接続する。この接続を行うため、コイ
ルパターン４−１の一端とトランジスタＴｒ1 のコレク
タ間及び、コイルパターン５−１の一端とトランジスタ
Ｔｒ2 のコレクタ間を、それぞれブラインドスルーホー
ルで接続する（図示点線部分）。
【００２４】前記のようにして、多層基板の内部層にパ
ターニングしたコイルＬ1 、Ｌ2 は次の条件を満たすよ
うに設計してパターニングする。即ち対象周波数（使用
する信号の周波数）をｆ、コイルＬ1 （またはＬ2 ）の
インダクタンスをＬ、コイルＬ1 （またはＬ2 ）のリア
クタンスをＸとした時、リアクタンスＸは、Ｘ＝２πｆ
Ｌとなる。
ターニングしたコイルＬ1 、Ｌ2 は次の条件を満たすよ
うに設計してパターニングする。即ち対象周波数（使用
する信号の周波数）をｆ、コイルＬ1 （またはＬ2 ）の
インダクタンスをＬ、コイルＬ1 （またはＬ2 ）のリア
クタンスをＸとした時、リアクタンスＸは、Ｘ＝２πｆ
Ｌとなる。
【００２５】そして前記リアクタンスＸの値を、４０Ω
≦Ｘ≦８０Ωの範囲となるように設定する。以下、この
点について詳しく説明する。各種のリアクタンス値Ｘに
対し、信号の周波数ｆを変化させて、高周波増幅回路の
出力を測定した結果、図３に示した特性が得られた。
≦Ｘ≦８０Ωの範囲となるように設定する。以下、この
点について詳しく説明する。各種のリアクタンス値Ｘに
対し、信号の周波数ｆを変化させて、高周波増幅回路の
出力を測定した結果、図３に示した特性が得られた。
【００２６】この実験では、高周波増幅回路の基本段に
ついての出力を求めたものであり、信号の周波数ｆを変
化させ、各周波数毎の出力を求めたものである。またコ
イルのリアクタンスＸは各値について実験した。図では
代表的な特性を示してある。
ついての出力を求めたものであり、信号の周波数ｆを変
化させ、各周波数毎の出力を求めたものである。またコ
イルのリアクタンスＸは各値について実験した。図では
代表的な特性を示してある。
【００２７】図３ＡはリアクタンスＸが、４０Ω≦Ｘ≦
８０Ωの範囲で測定した特性例であり、図３ＢはＸ＜４
０Ωの範囲で測定した特性例である。なお、図のｆ
0 は、対象周波数（使用周波数）である。
８０Ωの範囲で測定した特性例であり、図３ＢはＸ＜４
０Ωの範囲で測定した特性例である。なお、図のｆ
0 は、対象周波数（使用周波数）である。
【００２８】図３Ｂに示した特性の場合、対象周波数ｆ
0 の近傍で最大の出力が得られる。しかし、周波数ｆを
ｆ0 よりも高くすると、急に出力低下することなく、ダ
ラダラした特性となっている。
0 の近傍で最大の出力が得られる。しかし、周波数ｆを
ｆ0 よりも高くすると、急に出力低下することなく、ダ
ラダラした特性となっている。
【００２９】このようにＸ＜４０Ωの範囲では、周波数
の高い領域（ｆ0 より高周波側）でダラダラした特性と
なって、高調波特性も悪くなる（高調波が出やすくな
る）そもそもこの場合は、ｆ0 における必要とするパワ
ーすら取り出すのが困難となる。特に電源電圧が限られ
た無線機等では問題となる。
の高い領域（ｆ0 より高周波側）でダラダラした特性と
なって、高調波特性も悪くなる（高調波が出やすくな
る）そもそもこの場合は、ｆ0 における必要とするパワ
ーすら取り出すのが困難となる。特に電源電圧が限られ
た無線機等では問題となる。
【００３０】また、実験の結果、Ｘ＞８０Ωの範囲で
は、必要とするパワーは得られるが、動作が不安定とな
りやすいことがわかった。即ち、入力端のインピーダン
ス変化（例として入力端が開放又は短絡した場合）や出
力端の負荷変動に対して発振しやすくなる。増幅器にお
いて発振現象は致命的な欠陥である。
は、必要とするパワーは得られるが、動作が不安定とな
りやすいことがわかった。即ち、入力端のインピーダン
ス変化（例として入力端が開放又は短絡した場合）や出
力端の負荷変動に対して発振しやすくなる。増幅器にお
いて発振現象は致命的な欠陥である。
【００３１】前記の範囲に対し、リアクタンスＸを、４
０Ω≦Ｘ≦８０Ωの範囲にした場合には、例えば図３Ａ
のような特性が得られた。この特性では、対象周波数ｆ
0 で高出力が得られると共に、ｆ0 よりも高い周波数ｆ
に対し、急に出力が低下する（高調波の発生を少なくし
ている）理想的な特性となる。
０Ω≦Ｘ≦８０Ωの範囲にした場合には、例えば図３Ａ
のような特性が得られた。この特性では、対象周波数ｆ
0 で高出力が得られると共に、ｆ0 よりも高い周波数ｆ
に対し、急に出力が低下する（高調波の発生を少なくし
ている）理想的な特性となる。
【００３２】従って、これらの実験結果から、段間のイ
ンピーダンス変換回路のコイルＬ1 （またはＬ2 ）は、
そのリアクタンス値Ｘを４０Ω≦Ｘ≦８０Ωの範囲に選
定して設計すれば、理想的な特性を有する高周波増幅器
が得られることになる。
ンピーダンス変換回路のコイルＬ1 （またはＬ2 ）は、
そのリアクタンス値Ｘを４０Ω≦Ｘ≦８０Ωの範囲に選
定して設計すれば、理想的な特性を有する高周波増幅器
が得られることになる。
【００３３】（他の実施例の説明）以上実施例について
説明したが、本発明は次のようにしても実施可能であ
る。 (1) 段間のインピーダンス変換回路を構成するコイル
は、多層基板にパターニングしたコイルに限らず、他の
基板（単層の基板）上にパターニングしたコイル、ある
いはディスクリート部品でもよい。 (2) 高周波増幅回路の段数は、実施例のような二段構成
に限らず、それ以上の多段構成でもよい。
説明したが、本発明は次のようにしても実施可能であ
る。 (1) 段間のインピーダンス変換回路を構成するコイル
は、多層基板にパターニングしたコイルに限らず、他の
基板（単層の基板）上にパターニングしたコイル、ある
いはディスクリート部品でもよい。 (2) 高周波増幅回路の段数は、実施例のような二段構成
に限らず、それ以上の多段構成でもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。 (1) 高周波増幅回路の段間のインピーダンス変換回路を
構成するコイルを、上記の条件を満たすように実装設計
すれば、常に目的とする特性が得られるので、失敗がな
くなる。
のような効果がある。 (1) 高周波増幅回路の段間のインピーダンス変換回路を
構成するコイルを、上記の条件を満たすように実装設計
すれば、常に目的とする特性が得られるので、失敗がな
くなる。
【００３５】(2) 完成品が特性不良で失敗することもな
くなり、実装設計も長引くことがなくなる。 (3) 基板にパターニングしたコイルを用いても、実装設
計の失敗がなくなるため、コイルとして高価なチップ部
品を用いずに済む。
くなり、実装設計も長引くことがなくなる。 (3) 基板にパターニングしたコイルを用いても、実装設
計の失敗がなくなるため、コイルとして高価なチップ部
品を用いずに済む。
【図１】本発明の実施例における高周波増幅回路例であ
る。
る。
【図２】実施例における高周波増幅回路実装基板の分解
斜視図である。
斜視図である。
【図３】実施例における特性例を示した図である。
【図４】従来の高周波増幅回路例である。
Ｔｒ1 〜Ｔｒ2 トランジスタ
Ｒ1 〜Ｒ6 抵抗
Ｃ1 〜Ｃ8 コンデンサ
Ｌ1 、Ｌ2 コイル
１ インピーダンス変換回路
Claims (2)
- 【請求項１】 多段の高周波増幅器において、 段間のインピーダンス変換回路（１）を構成するコイル
（Ｌ1 ）のリアクタンス値Ｘ（Ｘ＝２πｆＬ）を、 ４０Ω≦Ｘ≦８０Ωの範囲に設定したことを特徴とする
高周波増幅器。 - 【請求項２】 前記コイル（Ｌ1 ）を、 基板上又は基板内に設けた厚膜導体のコイルパターン
（４−１、４−２）で構成したことを特徴とする請求項
１記載の高周波増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21430191A JPH0537252A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 高周波増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21430191A JPH0537252A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 高周波増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0537252A true JPH0537252A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16653472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21430191A Pending JPH0537252A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 高周波増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0537252A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015019105A (ja) * | 2009-10-08 | 2015-01-29 | クアルコム，インコーポレイテッド | ３次元インダクタ及び変圧器 |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP21430191A patent/JPH0537252A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015019105A (ja) * | 2009-10-08 | 2015-01-29 | クアルコム，インコーポレイテッド | ３次元インダクタ及び変圧器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990126 |