JPS58159002A - 高周波電力用半導体回路 - Google Patents
高周波電力用半導体回路Info
- Publication number
- JPS58159002A JPS58159002A JP4200382A JP4200382A JPS58159002A JP S58159002 A JPS58159002 A JP S58159002A JP 4200382 A JP4200382 A JP 4200382A JP 4200382 A JP4200382 A JP 4200382A JP S58159002 A JPS58159002 A JP S58159002A
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- JP
- Japan
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- impedance
- strip line
- transistor
- output
- case
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体素子を用いて高周波電力を得るもので上
記高周波電力を利用して電子レンジ等の高周波加熱等に
応用する内容に関するものである。
記高周波電力を利用して電子レンジ等の高周波加熱等に
応用する内容に関するものである。
従来は、半導体素子(トランジスタなど以下トランジス
タと略す)の回路設計にあたりトランジスタを効率よく
運転するためには、トランジスタの入出力部において、
外部回路と整合をとるための工夫がされていた。しかし
、この方法では、例えば、トランジスタをB級動作させ
た場合は効率を88・6%以上にできないこと、又、C
級動作をさせた場合は効率100%を得れるがそれは出
力が零のときであ9実用性がないことが知られている。
タと略す)の回路設計にあたりトランジスタを効率よく
運転するためには、トランジスタの入出力部において、
外部回路と整合をとるための工夫がされていた。しかし
、この方法では、例えば、トランジスタをB級動作させ
た場合は効率を88・6%以上にできないこと、又、C
級動作をさせた場合は効率100%を得れるがそれは出
力が零のときであ9実用性がないことが知られている。
本発明は、トランジスタの出力部回路設計を従来の如く
動作基本周波数だけで考えるのでなく、高調波成分につ
いても後述の如く配慮して設計することで、従来よりも
高い出力、高効率で運転するだめの具体手段を提供する
ことを目的とするものである。
動作基本周波数だけで考えるのでなく、高調波成分につ
いても後述の如く配慮して設計することで、従来よりも
高い出力、高効率で運転するだめの具体手段を提供する
ことを目的とするものである。
すなわちRF増巾器をサイン波形で解析した理論効率よ
りも高効率で用いるという試みは例えば添付引用文献な
どでされている。
りも高効率で用いるという試みは例えば添付引用文献な
どでされている。
文献によれば“最適効率゛で出力部設計を行なえば:B
級動作で100%の効率が得られることが示されている
。′最適効率゛で運転するだめの条件は、トランジスタ
の出力部において基本周波数で整合させることに加えて
、基本波の偶数倍周波数(高周波成分)に対してインピ
ーダンヌを零にするという必要条件が紹介されている。
級動作で100%の効率が得られることが示されている
。′最適効率゛で運転するだめの条件は、トランジスタ
の出力部において基本周波数で整合させることに加えて
、基本波の偶数倍周波数(高周波成分)に対してインピ
ーダンヌを零にするという必要条件が紹介されている。
本発明では、上記条件を満たすための具体的な構成を提
供するものである。
供するものである。
以下第1〜3図を用いて詳細な説明をする。第1図はR
F増r[+器の従来例である。直流電源端子(VB 、
Vcc ) 1 + 2はトランジスタ(至)のベ
ース9及びコレクタ11に、RFチョークコイ/L’3
.4を介して電源供給をしている。RF端子6,14ハ
コンデンサ6,13を介してインピーダンス整合回路γ
、12と結ばれておシ、上記インピーダンス整合回路は
それぞれトランジスタベース及びコレクタと結ばれてお
る。又、トランジスタのエミッタ1oは接地され、それ
ぞれのインピーダンス整合回路と接地間には、可変容量
8,16が接続されている。
F増r[+器の従来例である。直流電源端子(VB 、
Vcc ) 1 + 2はトランジスタ(至)のベ
ース9及びコレクタ11に、RFチョークコイ/L’3
.4を介して電源供給をしている。RF端子6,14ハ
コンデンサ6,13を介してインピーダンス整合回路γ
、12と結ばれておシ、上記インピーダンス整合回路は
それぞれトランジスタベース及びコレクタと結ばれてお
る。又、トランジスタのエミッタ1oは接地され、それ
ぞれのインピーダンス整合回路と接地間には、可変容量
8,16が接続されている。
従来の構成では、設計のポイントは、整合であす、トラ
ンジスタの入力部すなわちベース・エミッタ間の人力イ
ンピーダンスとRF端子のインピーダンス(代表的に5
oΩ)との整合を、インピーダンス整合用回路7の特性
インピーダンスz1、整合回路長(11+12)及びコ
ン、デンサ8の取付は位置を設計により基本波で整合が
とれるように構成されている。
ンジスタの入力部すなわちベース・エミッタ間の人力イ
ンピーダンスとRF端子のインピーダンス(代表的に5
oΩ)との整合を、インピーダンス整合用回路7の特性
インピーダンスz1、整合回路長(11+12)及びコ
ン、デンサ8の取付は位置を設計により基本波で整合が
とれるように構成されている。
同様に出力部は、トランジスタの出力インピーダンスと
整合をとるために特性インピーダンスZ2、回路長(1
5+14 )及びコンデンサ15の取付位置を基本波に
対して整合条件を満すべく構成される。このような設計
法によれば、トランジスタの動作は第3図aに示すよう
な電圧、電流波形となり、効率は理論的に78・6チを
越えることができない。
整合をとるために特性インピーダンスZ2、回路長(1
5+14 )及びコンデンサ15の取付位置を基本波に
対して整合条件を満すべく構成される。このような設計
法によれば、トランジスタの動作は第3図aに示すよう
な電圧、電流波形となり、効率は理論的に78・6チを
越えることができない。
本発明の実施例を第2図に示す。第2図は畏さ15スト
リツプ線路16と、一端接地のコンデンサ17の直列結
合部を除けば、第1図構成と同じである。この構成の限
定条件はストリップ線路16の長さ15が動作基本周波
数の4分の1波長であること、又コンデンサ容量は基本
周波数におけるリアクタンス(3)が整合回路の特性イ
ンピーダンスの十分の一以下であることである。
リツプ線路16と、一端接地のコンデンサ17の直列結
合部を除けば、第1図構成と同じである。この構成の限
定条件はストリップ線路16の長さ15が動作基本周波
数の4分の1波長であること、又コンデンサ容量は基本
周波数におけるリアクタンス(3)が整合回路の特性イ
ンピーダンスの十分の一以下であることである。
このような構成をとることによりストリップ線16の始
点aからストリップ線のインピーダンスZinはコンデ
ンサのりアクタンス(3)が小さいといここで、ZOは
ストリップ線路16の特性インピータンス、λeffは
ストリップ線路の伝搬波長であなり無限大となり、スト
リップ線16がない第1図と同様の動作をする。しかし
、偶数高調波例えば、2倍数に対してはインピーダンス
Zinは、波長が半分になるので、ls =−(2λo
ff)の関係になり、ZinニコZo tanπとなり
、ストリップ線16の始転Bすなわちトランジスタ出力
波から整合線をみだインピーダンスは零となる。
点aからストリップ線のインピーダンスZinはコンデ
ンサのりアクタンス(3)が小さいといここで、ZOは
ストリップ線路16の特性インピータンス、λeffは
ストリップ線路の伝搬波長であなり無限大となり、スト
リップ線16がない第1図と同様の動作をする。しかし
、偶数高調波例えば、2倍数に対してはインピーダンス
Zinは、波長が半分になるので、ls =−(2λo
ff)の関係になり、ZinニコZo tanπとなり
、ストリップ線16の始転Bすなわちトランジスタ出力
波から整合線をみだインピーダンスは零となる。
従がってトランジスタ出力インピーダンヌZnは、基本
波の偶数倍高調波に対して常にZn!=;0が保たれる
ので゛′最適効率゛で運転するための必要条件が満たさ
れる。
波の偶数倍高調波に対して常にZn!=;0が保たれる
ので゛′最適効率゛で運転するための必要条件が満たさ
れる。
この状態でバイアス電圧VBを トランジスタがB級動
作するように設定しトランジスタに整合負荷最大入力を
越える電力(0verdrivan Input)を入
れると、トランジスタの電流電圧は、第3図すの41]
<サイン波形から歪んだ波形になる。
作するように設定しトランジスタに整合負荷最大入力を
越える電力(0verdrivan Input)を入
れると、トランジスタの電流電圧は、第3図すの41]
<サイン波形から歪んだ波形になる。
この波形で、効率及び出力が(第2図a)のサイン波形
上りも大きく動作できることは添付引用文献で説明され
ている通シである。
上りも大きく動作できることは添付引用文献で説明され
ている通シである。
上記説明から理解できることであるが、この構成は、狭
帯域RF増巾器にしか適要できないという欠点があるが
、本発明の如く電子レンジ用に用いる場合は電波法によ
り使用認可周波数帯域が狭いので上記欠点は実用上全く
問題にならない。
帯域RF増巾器にしか適要できないという欠点があるが
、本発明の如く電子レンジ用に用いる場合は電波法によ
り使用認可周波数帯域が狭いので上記欠点は実用上全く
問題にならない。
以上説明したように本発明によれば次のような効果が期
待できる。
待できる。
1゜従来例に比して、同一特性のトランジスタを用いて
も高効率、高出力運転ができる。
も高効率、高出力運転ができる。
2、偶数高調波インピーダンスが小さいのでトランジス
タ部及び整合回路部からの偶数高調波不要輻射成分が制
約され、他の通信機の防害を最小限にできる。
タ部及び整合回路部からの偶数高調波不要輻射成分が制
約され、他の通信機の防害を最小限にできる。
3、又、電子レンジ等に実施した場合にドアと加熱室本
体からの漏波量も、偶数高調波インピーダンスが小さい
ので、抑制でき、保安上も好捷しい。
体からの漏波量も、偶数高調波インピーダンスが小さい
ので、抑制でき、保安上も好捷しい。
スl−1)ノブ線長15は基本波の四分の一波長の奇数
倍であればよい。
倍であればよい。
第1図はRF増巾器の従来実施例を示す回路図、第2図
は本発明の一実施例を示す回路図、第3図a、 bは
1−ランシスタの電流、電圧波形図である。 Q・・・・・トランジスタ(半導体)、11・・・・・
・コレクタ(半導体の出力端)、16・・・・・・スl
−’Jツブ線路、1了・・・・コンテ゛ンサ。
は本発明の一実施例を示す回路図、第3図a、 bは
1−ランシスタの電流、電圧波形図である。 Q・・・・・トランジスタ(半導体)、11・・・・・
・コレクタ(半導体の出力端)、16・・・・・・スl
−’Jツブ線路、1了・・・・コンテ゛ンサ。
Claims (1)
- Bi動作をする半導体の出力端部に1端が接地されたコ
ンデンサと使用基本周波数に対して四分の1波長の長さ
をもつストリップ線路を付加した高周波電力用半導体回
路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4200382A JPS58159002A (ja) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | 高周波電力用半導体回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4200382A JPS58159002A (ja) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | 高周波電力用半導体回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58159002A true JPS58159002A (ja) | 1983-09-21 |
Family
ID=12624014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4200382A Pending JPS58159002A (ja) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | 高周波電力用半導体回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58159002A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5270668A (en) * | 1991-03-27 | 1993-12-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor amplifier |
US5274341A (en) * | 1991-07-19 | 1993-12-28 | Hitachi, Ltd. | High-frequency power amplifier |
US5592122A (en) * | 1994-05-19 | 1997-01-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Radio-frequency power amplifier with input impedance matching circuit based on harmonic wave |
US5767743A (en) * | 1995-10-13 | 1998-06-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Radio frequency power amplifier having a tertiary harmonic wave feedback circuit |
-
1982
- 1982-03-16 JP JP4200382A patent/JPS58159002A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5270668A (en) * | 1991-03-27 | 1993-12-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor amplifier |
US5274341A (en) * | 1991-07-19 | 1993-12-28 | Hitachi, Ltd. | High-frequency power amplifier |
US5592122A (en) * | 1994-05-19 | 1997-01-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Radio-frequency power amplifier with input impedance matching circuit based on harmonic wave |
US5767743A (en) * | 1995-10-13 | 1998-06-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Radio frequency power amplifier having a tertiary harmonic wave feedback circuit |
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