JPH06260859A - 電子回路の出力における電力を検出するためのデバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、出力に供給される電力の検出を必
要とする電子回路のサーボ制御に関する。 【構成】 デバイスは本質的に、回路出力のアースＧと
整合ネットワーク１１、１２との間に装着されたバイア
ス電圧Ｖ_dsゼロの電界効果トランジスタ１３からなる。
該トランジスタは、コンデンサ又はダイオードのように
挙動する。トランジスタとネットワークとの間に接続さ
れた低域フィルタ１４、１５、１６は検出用電圧Ｖ_det
を供給する。マイクロ波回路に使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも１つの電界
効果トランジスタと１つの整合ネットワークとを出力に
有する電力増幅器のような電子回路の出力電力検出用デ
バイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】出力での整合ネットワークとは、回路の
電気特性を改善又は整合させるためのネットワークを意
味する。整合ネットワークは、例えばインピーダンス整
合ネットワークであってもよいし、又は規格に規定され
ているように第二調波で短絡せねばならないか若しくは
第三調波で開路状態になければならない増幅器（例えば
Ｆ級増幅器）の出力若しくは周波数発生器での調波除去
（ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ）ネットワークであってもよい。
一般に、電子回路が、仕様にマッチするために、本質的
に抵抗器と誘導子とコンデンサとからなるネットワーク
を出力に持たないことは非常に稀である。

【０００３】本発明のデバイスは、マイクロ波範囲（１
〜数十ＧＨＺ）の用途のために設計されたが、それより
も低周波数で作動する回路に適用することもできる。

【０００４】

【発明が解決しようする課題】このデバイスの目的は、
回路の出力端子に存在する電力を検出することである。
検出信号は、例えば休止状態であった電気信号を起動さ
せるか又はトランジスタの給電をサーボ制御するか又は
アラーム信号を発生させるために使用し得る。

【０００５】電力検出機能はよく知られており、安定化
電流又は電圧供給への応用は非常に普及している。その
原理を図１に示す。入力端子“ｉ”と出力端子“ｏ”と
の間に供給される電流の変調を可能とする増幅器のよう
な電子回路１を含むアセンブリでは、この電流Ｉは、高
抵抗２の端子で生成される電圧によって検出される。電
流Ｉの検出用電圧Ｖ_detは実際にはダイオード３のアノ
ードで得られる。検出出力での高抵抗５は測定装置のイ
ンピーダンスを整合させる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のデバイスでは、
電力検出は、少なくとも１つの誘導子と１つのコンデン
サとを含む整合ネットワークと一体化された電界効果ト
ランジスタを介して行われる。このトランジスタは２つ
の仕様に適合する。即ち、ゲートは接地され、且つトラ
ンジスタはバイアスされていない。その結果、トランジ
スタは回路で電流を検出すればコンデンサのように挙動
し、検出しなければダイオードのように挙動する。電界
効果コンデンサは、その等価キャパシタンスによって整
合ネットワークに関与する。

【０００７】本発明は特に、マイクロ波の範囲で作動す
る電子回路の出力における電力を検出するためのデバイ
スであって、出力とアースとの間に整合デバイスを含
み、整合ネットワークに組み込まれ且つ前記ネットワー
クとアースとの間に装着されるデバイスに関する。

【０００８】

【実施例】添付図面を参照して以下の例示的な実施例の
説明を読めば本発明が更によく理解されるであろう。

【０００９】本発明のデバイスは、ある程度の量の電力
が流れる任意の回路に適用し得る。しかしながら、本発
明をより明確に説明するために、明確な仕様に基づいて
作動する前述の増幅器の例、例えば周波数除去フィルタ
を出力に備えるべきであると仕様で規定されているＦ級
増幅器に基づいて説明する。

【００１０】図２はこのような増幅器を示す。この増幅
器は、電界効果トランジスタ６によって簡単に記号で表
される。信号はそのゲート“ｉ”で入力され、増幅され
た信号は出力“ｏ”で、場合によっては結合コンデンサ
１０を通じてトランジスタのドレインで収集される。ゲ
ートバイアス電圧Ｖ_gs及びドレインバイアス電圧Ｖ_dsの
減結合回路はその誘導子７、８で示され、９のような補
助回路は、周波数フィルタ又はインピーダンス整合フィ
ルタとして作動し得る。

【００１１】この増幅器について規定された仕様に適合
するために、増幅器は更に、調波除去ネットワークを出
力に有する。この調波除去ネットワークは少なくとも１
つの誘導子１１と１つのコンデンサ１２とを有する。通
常このネットワークは、本発明の範囲外ではあるが、接
地されており、それによって、基本周波数での結合の設
定及び増幅器の出力に存在する第二調波又はそれ以上の
高調波の選択が可能となる。例えば前記ネットワークは
第二調波では短絡するが、第三調波では開路状態であ
る。

【００１２】しかしながら本発明によれば、この調波除
去ネットワーク１１＋１２は、ゲートＧが接地され、ソ
ースＳとドレインＤとが短絡した電界効果トランジスタ
１３と直列に接続されている。従って、このトランジス
タ１３はドレイン−ソースバイアス電圧がゼロのトラン
ジスタであり、バイアスされていない。

【００１３】増幅器の出力“ｏ”に供給される電力は、
抵抗器１４、１５とコンデンサ１６とによって形成され
る低域フィルタを介して検出される。この低域フィルタ
は、除去ネットワークのコンデンサ１２とトランジスタ
１３との間に接続され、且つ増幅器の出力“ｏ”の電力
検出用信号Ｖ_detを出力に供給する。

【００１４】除去ネットワークによって濾波される調波
に関しては、ドレイン−ソース電圧Ｖ_dsゼロのバイアス
された電界効果トランジスタ１３は、図３に示す如く本
質的にコンデンサのように挙動する。図３は、“コール
ド”トランジスタと呼ばれるトランジスタ、即ちソース
電極とドレイン電極とが短絡しているためにＶ_dsがゼロ
のトランジスタの電気図を示す。このようなトランジス
タの等価図は、本質的にＣ_gdと並列なコンデンサＣ_gsで
あり、等価回路図を完成するためにＣ_gdに入力寄生（ｐ
ａｒａｓｉｔｉｃ）コンデンサＣ_peを加える必要があ
る。従って、ｎ＞２の高調波の場合、調波周波数除去ネ
ットワークは、誘導子１１、及びコンデンサ１２と“コ
ールド”トランジスタ１３のコンデンサとの合計（Ｃ_gs
＋Ｃ_gd＋Ｃ_pe）に等しい等価コンデンサＣ_eqからなる。

【００１５】除去ネットワーク１１＋１２によって濾波
されない基本周波数での信号の場合、図４に示す非線形
図をトランジスタ１３について考慮せねばならない。

【００１６】基本周波数での信号のごく一部分は、除去
フィルタ１１＋１２を通過する。出力“ｏ”に供給され
る電力に比例する電流を与えるには、トランジスタ１３
に加えられる基本周波数信号の振幅がこのように低いだ
けで十分である。この検出電流は図４では電流Ｉ_dg，Ｉ
_gsの合計で表されている。これらの電流は図３の等価図
には存在しない。抵抗器１４、１５のネットワークによ
って、出力“ｏ”に存在する電力に比例する電圧Ｖ_det
に変換される電力検出用電流を与えるのは本質的に
Ｉ_dg，Ｉ_gsである。

【００１７】除去ネットワーク１１＋１２は、基本周波
数での損失を検査し且つ調波除去を設定するために使用
し得る。検出ネットワーク１４＋１５＋１６は低域フィ
ルタである。このネットワークはマイクロ波範囲では影
響を与えない。同様に検出器たるトランジスタ１３は出
力から分離される。トランジスタは作動中、妨害をほと
んど発生せず、且つ検出器としては出力“ｏ”で得られ
る電力の僅かな損失しか引き起こさない。

【００１８】基本周波数の他に少なくとも一つの調波を
有する増幅器の例を参照して本発明を説明した。同一の
電力検出用デバイスが、混合器、発振器等のような他の
電子機能に使用し得ることは当業者には自明である。

【００１９】調波除去ネットワークに組み込まれる本発
明の検出用デバイスを、基本周波数との調波率（ｈａｒ
ｍｏｎｉｃ ｒａｔｉｏ）を持たない濾波ネットワーク
に組み込み得ることも明白である。

【００２０】最後に、少なくとも検出用デバイスの素子
は必ずしも図示する如き集中型素子である必要はなく、
分散型素子であってもよい。

【００２１】本発明のデバイスは、単一のネットワーク
に除去及び検出の機能を含み且つマイクロ波技術の製造
段階に完全に適合し得るという利点を有する。

【００２２】当該デバイスは素子の数が少なく、このこ
とは、これらの素子が出力でほとんど損失を引き起こさ
ず、ネットワーク１１＋１２によって設定される検出ネ
ットワークと出力との結合が弱いことを意味している。
従って制御システムが増幅器であれ、発振器であれ、そ
の動作を妨害しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術の電力検出の略図である。

【図２】本発明の電力検出用デバイスを示す図である。

【図３】非バイアス化トランジスタの等価電気回路図で
ある。

【図４】電界効果トランジスタの非線形電気回路図であ
る。

【符号の説明】

６、１３ 電界効果トランジスタ ７、８、１１ 誘導子 １０、１２、１６ コンデンサ １４、１５ 抵抗

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロ波の範囲で作動する電子回路の
   出力における電力を検出するためのデバイスであって、
   出力とアースとの間に整合デバイスを含み、整合ネット
   ワークに組み込まれ且つ前記ネットワークとアースとの
   間に装着されることを特徴とするデバイス。
2. 【請求項２】 整合ネットワークが除去デバイスであり
   且つ少なくとも１つの誘導子と１つのコンデンサとを含
   んでいる請求項１に記載のデバイス。
3. 【請求項３】 ドレイン／ソースバイアスがゼロであり
   アースにゲートを有し短絡されたドレイン及びソースを
   有し、且つ整合ネットワークに接続された検出用電界効
   果トランジスタを備え、更に、検出用トランジスタと整
   合ネットワークとの共通点に接続され、且つ電子回路の
   出力に供給される電流に比例する検出用電圧を出力に供
   給する低域フィルタを備えている請求項２に記載のデバ
   イス。
4. 【請求項４】 整合ネットワークの素子の値が、検出用
   デバイスと電子回路の出力との結合の設定を可能とする
   請求項３に記載のデバイス。