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
- Prior art date
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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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