JPH0722859A - 電界効果トランジスタを用いた高周波電力増幅器 - Google Patents
電界効果トランジスタを用いた高周波電力増幅器Info
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- JPH0722859A JPH0722859A JP18762493A JP18762493A JPH0722859A JP H0722859 A JPH0722859 A JP H0722859A JP 18762493 A JP18762493 A JP 18762493A JP 18762493 A JP18762493 A JP 18762493A JP H0722859 A JPH0722859 A JP H0722859A
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- Japan
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- power supply
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- gate voltage
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電源電圧が変動しても、出力信号の劣化が少
なく、かつ効率の良い電界効果トランジスタを用いた高
周波電力増幅器を提供する。 【構成】 ＦＥＴが用いられている電力増幅器１１のゲ
ート電圧端子Ｐ3にゲート電圧制御回路１２を接続し、
電源電圧の正極に接続されている電源端子Ｐ17と負の電
圧が与えられているマイナス電源端子Ｐ14との間の電子
回路の中の抵抗Ｒ1、Ｒ8に加わる電圧でトランジスタＴ
ｒ1、Ｔｒ2のオン抵抗を制御し電力増幅器１１のＦＥＴ
のドレイン電流を増減する構成としている。
なく、かつ効率の良い電界効果トランジスタを用いた高
周波電力増幅器を提供する。 【構成】 ＦＥＴが用いられている電力増幅器１１のゲ
ート電圧端子Ｐ3にゲート電圧制御回路１２を接続し、
電源電圧の正極に接続されている電源端子Ｐ17と負の電
圧が与えられているマイナス電源端子Ｐ14との間の電子
回路の中の抵抗Ｒ1、Ｒ8に加わる電圧でトランジスタＴ
ｒ1、Ｔｒ2のオン抵抗を制御し電力増幅器１１のＦＥＴ
のドレイン電流を増減する構成としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電源として電池を用い
る無線送信装置例えばトランシーバ、携帯電話等に用い
る電界効果トランジスタを用いた高周波電力増幅器に関
する。
る無線送信装置例えばトランシーバ、携帯電話等に用い
る電界効果トランジスタを用いた高周波電力増幅器に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、無線送信装置等では、高周波電力
増幅器として電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴとい
う）を利用したものが広く用いられており、その構成は
図３に示す如きものとなっている。すなわち、ＦＥＴ
１、２のドレインは電源電池の正極が接続されている電
源端子Ｐ1に接続され、また上記ＦＥＴ１、２のソース
は接地されている。そして上記ＦＥＴ１のゲートは、入
力回路３を介して信号入力端子Ｐ2に接続されると共に
抵抗Ｒ1およびコンデンサＣ1を介して接地され、更に上
記抵抗Ｒ1、抵抗Ｒ2を介して、負の電圧が印加されてい
るゲート電圧端子Ｐ3に接続している。なお、このゲー
ト電圧端子Ｐ5に印加される負の電圧は、図示していな
いが前記電源電池に接続された反転レギュレータにより
得られる。また上記ＦＥＴ２のゲートは整合回路４を介
してＦＥＴ１のドレインに接続すると共に抵抗Ｒ3およ
びコンデンサＣ2を介して接地され、更に上記抵抗Ｒ3お
よび抵抗Ｒ4を介して上記ゲート電圧端子Ｐ3に接続して
いる。そして上記ＦＥＴ２のドレインは、出力回路５を
介して信号出力端子Ｐ4に接続している。
増幅器として電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴとい
う）を利用したものが広く用いられており、その構成は
図３に示す如きものとなっている。すなわち、ＦＥＴ
１、２のドレインは電源電池の正極が接続されている電
源端子Ｐ1に接続され、また上記ＦＥＴ１、２のソース
は接地されている。そして上記ＦＥＴ１のゲートは、入
力回路３を介して信号入力端子Ｐ2に接続されると共に
抵抗Ｒ1およびコンデンサＣ1を介して接地され、更に上
記抵抗Ｒ1、抵抗Ｒ2を介して、負の電圧が印加されてい
るゲート電圧端子Ｐ3に接続している。なお、このゲー
ト電圧端子Ｐ5に印加される負の電圧は、図示していな
いが前記電源電池に接続された反転レギュレータにより
得られる。また上記ＦＥＴ２のゲートは整合回路４を介
してＦＥＴ１のドレインに接続すると共に抵抗Ｒ3およ
びコンデンサＣ2を介して接地され、更に上記抵抗Ｒ3お
よび抵抗Ｒ4を介して上記ゲート電圧端子Ｐ3に接続して
いる。そして上記ＦＥＴ２のドレインは、出力回路５を
介して信号出力端子Ｐ4に接続している。
【０００３】上記の如くに構成された従来の高周波増幅
器では、そのＦＥＴ１、２のドレインには正電圧、ゲー
トには負電圧が印加されており、高周波入力信号は信号
入力端子Ｐ2から入力され入力回路３を経てＦＥＴ１の
ゲートに与えられ、このＦＥＴ１で電力増幅され、整合
回路４を経て、ＦＥＴ２のゲートに与えられ、このＦＥ
Ｔ２で更に電力増幅され、出力回路５を経て信号出力端
子Ｐ4に接続されている次段の回路部へと入力する。
器では、そのＦＥＴ１、２のドレインには正電圧、ゲー
トには負電圧が印加されており、高周波入力信号は信号
入力端子Ｐ2から入力され入力回路３を経てＦＥＴ１の
ゲートに与えられ、このＦＥＴ１で電力増幅され、整合
回路４を経て、ＦＥＴ２のゲートに与えられ、このＦＥ
Ｔ２で更に電力増幅され、出力回路５を経て信号出力端
子Ｐ4に接続されている次段の回路部へと入力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この電界効
果トランジスタを用いた高周波電力増幅器をトランシー
バ、携帯電話等に利用する場合、この高周波電力増幅器
に電力を供給するもの（すなわち、上記電源端子Ｐ1に
接続される電源）は電池ということになるが、電池の出
力電圧は、使用時間や周囲温度、負荷の駆動状況等によ
って大きく変動する。すなわち、上記の如き電界効果ト
ランジスタを用いた高周波電力増幅器ではその電源の電
圧変動は大きいものとなる。このためドレイン電流の変
動も大きくなり出力信号の電気的特性の変化が大きくな
ってしまうという問題がある。例えばこれを図４に示す
ＧａＡｓＦＥＴの静特性を用いて説明すると次のように
なる。
果トランジスタを用いた高周波電力増幅器をトランシー
バ、携帯電話等に利用する場合、この高周波電力増幅器
に電力を供給するもの（すなわち、上記電源端子Ｐ1に
接続される電源）は電池ということになるが、電池の出
力電圧は、使用時間や周囲温度、負荷の駆動状況等によ
って大きく変動する。すなわち、上記の如き電界効果ト
ランジスタを用いた高周波電力増幅器ではその電源の電
圧変動は大きいものとなる。このためドレイン電流の変
動も大きくなり出力信号の電気的特性の変化が大きくな
ってしまうという問題がある。例えばこれを図４に示す
ＧａＡｓＦＥＴの静特性を用いて説明すると次のように
なる。
【０００５】電源電圧を３Ｖ、ゲート電圧を一定（−
２．７Ｖ）とし動作点をＰとする。なおこの動作点Ｐで
のドレイン電流は２７５ｍＡとなるが、電源電圧に変化
がありこの電源電圧が４Ｖとなったときにはドレイン電
流は２８０ｍＡとなり、電源電圧が２Ｖとなったときに
はドレイン電流は２６５ｍＡとなる。電力増幅の入力信
号電力が一定で、電源電圧が変化したときを考えてみ
る。すなわち、電源電圧が３Ｖ以上になっている場合
は、出力信号特性は悪化しないが、ドレイン電流が増加
し、電圧も高いので効率が悪化し、発熱も多く、温度上
昇を招く。他方、電源電圧が３Ｖ以下になっている場合
は、上記効率および温度に関しては良くなるが、出力信
号の歪が大きくなる。
２．７Ｖ）とし動作点をＰとする。なおこの動作点Ｐで
のドレイン電流は２７５ｍＡとなるが、電源電圧に変化
がありこの電源電圧が４Ｖとなったときにはドレイン電
流は２８０ｍＡとなり、電源電圧が２Ｖとなったときに
はドレイン電流は２６５ｍＡとなる。電力増幅の入力信
号電力が一定で、電源電圧が変化したときを考えてみ
る。すなわち、電源電圧が３Ｖ以上になっている場合
は、出力信号特性は悪化しないが、ドレイン電流が増加
し、電圧も高いので効率が悪化し、発熱も多く、温度上
昇を招く。他方、電源電圧が３Ｖ以下になっている場合
は、上記効率および温度に関しては良くなるが、出力信
号の歪が大きくなる。
【０００６】上記のような問題を解決する手段として、
電源電池の電圧変動を、直接、受けないようにレギュレ
ータを用いることも考えられるが、このような手段を採
用した場合には、出力信号特性を安定させることはでき
るが効率の低下を招く。
電源電池の電圧変動を、直接、受けないようにレギュレ
ータを用いることも考えられるが、このような手段を採
用した場合には、出力信号特性を安定させることはでき
るが効率の低下を招く。
【０００７】本発明は、上述の如き事情に鑑みてなされ
たものであり、電源電圧が変動しても、出力信号の劣化
が少なく、かつ効率の良い電界効果トランジスタを用い
た高周波電力増幅器の提供を目的とする。
たものであり、電源電圧が変動しても、出力信号の劣化
が少なく、かつ効率の良い電界効果トランジスタを用い
た高周波電力増幅器の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、電界効果トランジスタのゲートにゲート
電圧制御回路を接続し、電源電圧が基準電圧よりも高い
ときは、動作点を下げてドレイン電流を少なくし、他
方、電源電圧が基準電圧よりも低いときは、動作点を上
げてドレイン電流を増すようにした。
成するために、電界効果トランジスタのゲートにゲート
電圧制御回路を接続し、電源電圧が基準電圧よりも高い
ときは、動作点を下げてドレイン電流を少なくし、他
方、電源電圧が基準電圧よりも低いときは、動作点を上
げてドレイン電流を増すようにした。
【０００９】
【作用】電源電圧が基準電圧よりも高いときは、ゲート
電圧制御回路が動作し、動作点は低くなり、ドレイン電
流は減少して、効率および発熱が改善される。他方、電
源電池が基準電圧よりも低いときは、上記ゲート電圧制
御回路が動作し、動作点は高くなり、ドレイン電流は増
加して、出力信号の劣化が緩和される。
電圧制御回路が動作し、動作点は低くなり、ドレイン電
流は減少して、効率および発熱が改善される。他方、電
源電池が基準電圧よりも低いときは、上記ゲート電圧制
御回路が動作し、動作点は高くなり、ドレイン電流は増
加して、出力信号の劣化が緩和される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例により具体
的に説明する。図１は、本実施例の構成を示すものであ
る。すなわち本実施例では、前述の図３で示される従来
の電力増幅器１１の電源端子Ｐ1にトランジスタＴｒ5、
抵抗Ｒ12、Ｒ13等からなる電源制御回路１３が接続さ
れ、またゲート電圧端子Ｐ3にはゲート電圧制御回路１
２が接続されている。
的に説明する。図１は、本実施例の構成を示すものであ
る。すなわち本実施例では、前述の図３で示される従来
の電力増幅器１１の電源端子Ｐ1にトランジスタＴｒ5、
抵抗Ｒ12、Ｒ13等からなる電源制御回路１３が接続さ
れ、またゲート電圧端子Ｐ3にはゲート電圧制御回路１
２が接続されている。
【００１１】電源制御回路１３において、端子Ｐ11は電
源電池の正極に接続される電力増幅器電源端子であり、
端子Ｐ12は電源制御端子である。ゲート電圧制御回路１
２において、端子Ｐ14は負の電圧が印加される（すなわ
ち、反転レギュレータの出力端子が接続される）マイナ
ス電源端子であり、端子Ｐ17は電源電池の正極に接続さ
れる電源端子である。そして、エミッタが電源端子Ｐ17
に接続されているトランジスタＴｒ3およびＴｒ4のベー
スにはそれぞれ抵抗Ｒ3およびＲ5を介して、ゲート電圧
制御端子Ｐ15およびＰ16が接続され、また上記トランジ
スタＴｒ3およびＴｒ4のエミッタとベース間には、それ
ぞれ抵抗Ｒ4およびＲ6が接続されている。そしてトラン
ジスタＴｒ3のコレクタとマイナス電源端子Ｐ14の間に
は抵抗Ｒ2、Ｒ1、Ｒ0が直列に接続し、トランジスタＴ
ｒ1は、そのエミッタとベース間へ上記抵抗Ｒ1に印加さ
れている電圧が与えられるように接続されている。また
このトランジスタＴｒ1のエミッタとコレクタ間には抵
抗Ｒ9が接続され、更にこのトランジスタＴｒ1のコレク
タはトランジスタＴｒ2のエミッタに接続すると共に抵
抗Ｒ8を介してトランジスタＴｒ2のベースに接続してい
る。上記トランジスタＴｒ2のベースは、抵抗Ｒ7を介し
て前記トランジスタＴｒ4のコレクタにも接続し、この
トランジスタＴｒ2のエミッタとコレクタ間には抵抗Ｒ
10が接続され、コレクタは抵抗Ｒ11を介して接地され、
更にゲート電圧端子Ｐ3に接続されている。
源電池の正極に接続される電力増幅器電源端子であり、
端子Ｐ12は電源制御端子である。ゲート電圧制御回路１
２において、端子Ｐ14は負の電圧が印加される（すなわ
ち、反転レギュレータの出力端子が接続される）マイナ
ス電源端子であり、端子Ｐ17は電源電池の正極に接続さ
れる電源端子である。そして、エミッタが電源端子Ｐ17
に接続されているトランジスタＴｒ3およびＴｒ4のベー
スにはそれぞれ抵抗Ｒ3およびＲ5を介して、ゲート電圧
制御端子Ｐ15およびＰ16が接続され、また上記トランジ
スタＴｒ3およびＴｒ4のエミッタとベース間には、それ
ぞれ抵抗Ｒ4およびＲ6が接続されている。そしてトラン
ジスタＴｒ3のコレクタとマイナス電源端子Ｐ14の間に
は抵抗Ｒ2、Ｒ1、Ｒ0が直列に接続し、トランジスタＴ
ｒ1は、そのエミッタとベース間へ上記抵抗Ｒ1に印加さ
れている電圧が与えられるように接続されている。また
このトランジスタＴｒ1のエミッタとコレクタ間には抵
抗Ｒ9が接続され、更にこのトランジスタＴｒ1のコレク
タはトランジスタＴｒ2のエミッタに接続すると共に抵
抗Ｒ8を介してトランジスタＴｒ2のベースに接続してい
る。上記トランジスタＴｒ2のベースは、抵抗Ｒ7を介し
て前記トランジスタＴｒ4のコレクタにも接続し、この
トランジスタＴｒ2のエミッタとコレクタ間には抵抗Ｒ
10が接続され、コレクタは抵抗Ｒ11を介して接地され、
更にゲート電圧端子Ｐ3に接続されている。
【００１２】然して、ゲート電圧制御回路１２において
は、ゲート電圧制御端子Ｐ15、Ｐ16にＨレベル又はＬレ
ベルの信号が与えられ、これにより、ゲート電圧端子Ｐ
3に４段階の負電圧を与えてドレイン電流を制御し、パ
ワーセーブ制御を行なえるようになっている。
は、ゲート電圧制御端子Ｐ15、Ｐ16にＨレベル又はＬレ
ベルの信号が与えられ、これにより、ゲート電圧端子Ｐ
3に４段階の負電圧を与えてドレイン電流を制御し、パ
ワーセーブ制御を行なえるようになっている。
【００１３】次に以上の如くに構成された本実施例の動
作について説明する。上記ゲート電圧制御端子Ｐ15、Ｐ
16にそれぞれＨレベル又はＡＬレベルの信号が与えられ
ている状態において、例えば電源電圧が低下したとき
は、ゲート電圧制御回路１２の電源端子Ｐ17もこの電源
の正極に接続されているので、抵抗Ｒ1、Ｒ8に加わる電
圧が減少し、トランジスタＴｒ1、Ｔｒ2のオン抵抗は増
加する。そのためゲート電圧端子Ｐ3の負電圧の絶対値
は減少し、電力増幅器１１におけるＦＥＴ（図３のＦＥ
Ｔ１、２に相当するもの）のドレイン電流が増加し、出
力信号の劣化を緩和することになる。他方、電源電圧が
高くなったときは、上記抵抗Ｒ1、Ｒ8に加わる電圧が増
加し、トランジスタＴｒ1、Ｔｒ2のオン抵抗は減少す
る。そのためゲート電圧端子Ｐ3の負電圧の絶対値は増
加し、ドレイン電流が減少して効率、発熱が改善される
ことになる。
作について説明する。上記ゲート電圧制御端子Ｐ15、Ｐ
16にそれぞれＨレベル又はＡＬレベルの信号が与えられ
ている状態において、例えば電源電圧が低下したとき
は、ゲート電圧制御回路１２の電源端子Ｐ17もこの電源
の正極に接続されているので、抵抗Ｒ1、Ｒ8に加わる電
圧が減少し、トランジスタＴｒ1、Ｔｒ2のオン抵抗は増
加する。そのためゲート電圧端子Ｐ3の負電圧の絶対値
は減少し、電力増幅器１１におけるＦＥＴ（図３のＦＥ
Ｔ１、２に相当するもの）のドレイン電流が増加し、出
力信号の劣化を緩和することになる。他方、電源電圧が
高くなったときは、上記抵抗Ｒ1、Ｒ8に加わる電圧が増
加し、トランジスタＴｒ1、Ｔｒ2のオン抵抗は減少す
る。そのためゲート電圧端子Ｐ3の負電圧の絶対値は増
加し、ドレイン電流が減少して効率、発熱が改善される
ことになる。
【００１４】図２は、電源電圧の変化に応じて上記ゲー
ト電圧制御回路１２によるゲート電圧の制御を行なった
場合と、行なわない場合の実測結果である。同図からも
分かるように、電源電圧の変動に応じて上記ゲート電圧
の制御を行なった場合には、１ｄＢコンプレッション
（Ｐ１ｄＢ）、効率、小信号時消費電力は、ゲート電圧
の制御を行なわなかった場合に比較して安定している。
なお、重負荷駆動時等、電源電圧の変動が極めて大きい
場合には、ゲート電圧制御端子Ｐ15、Ｐ16に入力する信
号レベルを切り替えるようにする。
ト電圧制御回路１２によるゲート電圧の制御を行なった
場合と、行なわない場合の実測結果である。同図からも
分かるように、電源電圧の変動に応じて上記ゲート電圧
の制御を行なった場合には、１ｄＢコンプレッション
（Ｐ１ｄＢ）、効率、小信号時消費電力は、ゲート電圧
の制御を行なわなかった場合に比較して安定している。
なお、重負荷駆動時等、電源電圧の変動が極めて大きい
場合には、ゲート電圧制御端子Ｐ15、Ｐ16に入力する信
号レベルを切り替えるようにする。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述したように、電界効果トランジ
スタのゲートにゲート電圧制御回路を接続し、電源電圧
が基準電圧よりも高いときは、動作点を下げてドレイン
電流を少なくし、他方、電源電圧が基準電圧よりも低い
ときは、動作点を上げてドレイン電流を増やすようにし
た電界効果トランジスタを用いた高周波電力増幅器に係
るものであるから、電源電圧が変動しても、出力信号の
劣化が少なく、かつ効率の良い電界効果トランジスタを
用いた高周波電力増幅器の提供を可能とする。
スタのゲートにゲート電圧制御回路を接続し、電源電圧
が基準電圧よりも高いときは、動作点を下げてドレイン
電流を少なくし、他方、電源電圧が基準電圧よりも低い
ときは、動作点を上げてドレイン電流を増やすようにし
た電界効果トランジスタを用いた高周波電力増幅器に係
るものであるから、電源電圧が変動しても、出力信号の
劣化が少なく、かつ効率の良い電界効果トランジスタを
用いた高周波電力増幅器の提供を可能とする。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図２】上記実施例による効果の実測値を示す図であ
る。
る。
【図３】従来例を示す図である。
【図４】従来例の問題点を説明するための図である。
Ｐ1 電源端子 Ｐ2 信号入力端子 Ｐ3 ゲート電圧端子 Ｐ4 信号出力端子 １１ 電力増幅器 １２ ゲート電圧制御回路 １３ 電源制御回路 Ｐ11 電力増幅器電源端子 Ｐ12 電源制御端子 Ｐ14 マイナス電源端子 Ｐ15、Ｐ16 ゲート電圧制御端子 Ｐ17 電源端子
Claims (1)
- 【請求項１】 電源電圧の変動に応じて、ゲート電圧を
変えて電界効果トランジスタの動作点を変動させるゲー
ト電圧制御回路を備えたことを特徴とする電界効果トラ
ンジスタを用いた高周波電力増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18762493A JPH0722859A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 電界効果トランジスタを用いた高周波電力増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18762493A JPH0722859A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 電界効果トランジスタを用いた高周波電力増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722859A true JPH0722859A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=16209370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18762493A Pending JPH0722859A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 電界効果トランジスタを用いた高周波電力増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722859A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08225436A (ja) * | 1994-12-12 | 1996-09-03 | L'oreal Sa | ジベンゾイルメタンから誘導されたサンスクリーン剤の光安定化方法、これによって得られた光安定性化粧品サンスクリーン組成物、およびその使用 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP18762493A patent/JPH0722859A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08225436A (ja) * | 1994-12-12 | 1996-09-03 | L'oreal Sa | ジベンゾイルメタンから誘導されたサンスクリーン剤の光安定化方法、これによって得られた光安定性化粧品サンスクリーン組成物、およびその使用 |
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