JPS587682Y2 - マイクロ波用トランジスタ発振器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はマイクロ波用トランジスタ発振器の発振用トラ
ンジスタのマウント手段の改良に関する。

トランジスタをキャビティ（空胴共振器）に装荷するマ
イクロ波帯の発振器には、内部装荷形と外部装荷形とが
ある。

外部装荷形の発振器は第１図に示すように、キャビティ
１に対し発振用トランジスタ２を外方に露呈させて装荷
し、一般的には放熱性のためにコレクタ２ａをキャビテ
ィ１に持続しエミッタ２ｂもしくはベース２Ｃにバイア
ス電圧を印加している。

しかるに、この種のトランジスタ発振器には、トランジ
スタのパラメータの偏差による出力周波数への影響が大
きいこと、或いはパラメータが電源電圧や周囲温度によ
り変化するとそれに応じて出力周波数が変化すること等
の欠点がある。

本考案は上述した欠点を除去して、周波数安定性に優れ
たマイクロ波用トランジスタ発振器を提供することを目
的としている。

第１図のトランジスタ発振器は等価的に第２図のように
表わすことができる。

第２図におい゛て、Ｃはキャビティ１内の容量、Ｃ工は
トランジスタ２とキャビティ１の結合容量、Ｃ２はトラ
ンジスタ２のベース・エミッタ間容量、Ｃ３はマウント
時におけるトランジスタ２のエミッタ・コレクタ間容量
である。

ここで゛、β回路３のｙパラメータＹを第３図に示すよ
うにＹ １．Ｙ２を表わすと、 となる。

一方、トランジスタ２のｙパラメータを ｙｉ＠ ｙｒ・ ｙｆｅ ｙｏ・ とすると、トランジスタ２およびβ回路３を合せたｙパ
ラメータＹｔは、 （ｙｔ）＝ １”１”′ Ｙ怠Ｉ Ｙｏ Ｙｌｌ ＝ ｙｉ＊＋ｙ ＋ｙ ｙｔｍ ”” ｙｒ・−ｙ。

Ｙ麿＊＝ｙｆ・−ｙ。

ｙｎ″ｙｏｏ十ｙ ＋ｙ ・ 纂 となる。

これらのパラメータを発振条件に代入すると、 Ｒ４１（ＹｃｓＹｍｍ Ｙ＊＊Ｙ章ｉ ） ＝ Ｏ
・・・・・（７）となり、周波数条件は となる。

尚、振幅条件に関してはコルピッツの振幅条件が適用で
きると考えられるので、 となる。

式（９）において、トランジスタ２のばらつき（△ｙの
ばらつき）の影響を小さくするためには、（Ｃ＋Ｃ，）
／△Ｃを小さくし、Ｌを大きくすればよいことになるが
、 において、Ｃ２はトランジスタ２のベース・エミッタ間
容量であるので、これも各素子によりばらつく。

そこで、（Ｃ＋Ｃ，）／△Ｃを小さくする際に、Ｃ２の
影響をあまり受けないためには、Ｃ３を大きく、Ｃ□を
小さくすればよいことになる。

本考案は上述した卓に着目したもので、マウント時にお
けるトランジスタのエミッタ・コレクタ間の総合容量Ｃ
３を大ならしめて発振の安定化を図ったものである。

但し、Ｃ３の上限値は、振幅条件Ｃ２・ｈｆｅ≧Ｃ３ により制限されている。

以下第４図および第５図に基いて本考案の一実施例を説
明する。

図において、１０はキャビティ、１１は共振棒、１２は
出力側接栓、１３は貫通コンデンサ、１４は発振用トラ
ンジスタである。

この発振用トランジスタ１４は、例えば第５図および第
６図に示す如く、円板状のエミッタ電極（エミッタ・フ
ランジ）１４ｂを有し、このエミッタ・フランジの両面
にそれぞれ円柱状のベース電極１４ ａおよびコレクタ
電極１４Ｃを突設した構造となっている。

そしてこのトランジスタ１４はキャビティ１０に設けた
孔１０ ａから内方へベース１４ ａを進入させ、キャ
ビティ１０に取付けられたホルダ１５に螺合せる支持体
１６により、後方より圧接状態で支持されている。

この際、キャビティ１０とエミッタ・フランジ１４ｂと
の間にはテフロン等の誘電体１７を介在させている。

したがって、上記トランジスタ１４は、エミッタ・フラ
ンジ１４ｂが上記誘電体１７を介在してキャビティ１０
に圧接され、固定される。

なお、トランジスタ１４のベース１４ ａに対しては、
貫通コンデンサ１３および寄性発振防止用のコイル１８
を介してバイアス電圧が印加され、またコレクタ１４Ｃ
は支持体１６およびホルダ１５を介してキャビティ１０
と同電位（地気）に保たれている。

さらにトランジスタ１４のエミッタ・フランジ１４ｂは
、抵抗１９を介してバイアス電源−Ｖｃｃに接続され、
これにより負のバイアス電圧が供給されるようになって
いる。

上記構成のトランジスタ発振器であれば、キャビティ１
０とエミッタ・フランジ１４ｂとの間に介在した誘電体
１７による容量が形成されるので、コレクタ・エミッタ
間の総合容量Ｃ３は、トランジスタ固有の容量に加え、
誘電体１７による容量が付加され増大する。

また、上記誘電体１７は、エミッタ・フランジ１４ ｂ
とキャビティ１０との間において強固に固定され、また
トランジスタ１４自体もキャビティ１０に対して確実に
固定される。

従って、誘電体１７を適度に設定することにより前述し
た振幅条件を満たす範囲内で発振周波数の安定化を図る
ことができる。

また、トランジスタ１４および誘電体１７はキャビティ
１０に強固に固定されているので、衝撃や振動等の機械
的外力による容量の変化がなく、この結果マイクロッオ
ニツクノイズが発生しないので上記発振周波数は一層安
定したものとなる。

尚、トランジスタ１４をマウントしているキャビティ１
０の孔１０ ａを小さくすると、キャビティ１０内に発
生する強電界によるトランジスタ１４の破損を防止し得
るものと考えられる。

これは、トランジスタ１４のベース１４ ａとキャビテ
ィ１０の孔１０ａが一種の貫通コンデンサを形成するた
めであり、孔１０ ａの径を小さくして容量を増加すれ
ば、前述した強電界のトランジスタ１４へ与える影響は
低減する。

この際、孔１０２部におけるインピダンスをＺ、孔１０
ａのキャビティ１０内壁面側がら内方へ見たインピダ
ンスをＺ。

、孔１０ａの誘電体１７側から外方へ見たインピダンス
をＺ。

Ｒとして、 Ｚ＝近碑マム となるように、孔１０ ａの径を設定すればインピダン
ス整合上も好都合である。

以上述べたように、エミッタ・フランジとキャビティと
の間に誘電体を介在させて発振用トランジスタを装荷す
る本考案のマイクロ波用トランジスタ発振器であれば、
トランジスタのパラメータの影響を受けずに発振周波数
の安定化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は外部装荷形トランジスタ発振器の概略構成図、
第２図は第１図の等価回路図、第３図は第２図のβ回路
を示す等価回路図、第４図は本考案の一実施例を示す断
面図、第５図は第４図における要部拡大断面図、第６図
は発振用トランジスタの正面図である。 １０・・・・・・キャビティ、１１・・・・・・共振棒
、１２・・・・・・出力側接栓、１３・・・・・・貫通
コンデンサ、１４・・・・・・トランジスタ、１４ａ・
・・・・・ベース、１４ｂ・・・・・・エミッタ・フラ
ンジ、１４Ｃ・・・・・・コレクタ、１５・・・・・・
ホルダ、１６・・・・・・支持体、１７・・・・・・誘
電体、１８・・・・・・コイル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 円板状のエミッタ電極の両面部にそれぞれ円柱状のベー
   ス電極およびコレクタ電極を突設してなる発振用トラン
   ジスタをキャビティに外部装荷し、上記トランジスタの
   ベース電極に少なくとも貫通コンテ゛ンサを介してバイ
   アス電圧を印加するとともにコレクタ電極をキャビティ
   と同電位に保持し、かつエミッタ電極に抵抗を介してバ
   イアス電圧を印加するようにしたマイクロ波用トランジ
   スタ発振器において、前記発振用トランジスタのエミッ
   タ電極とキャビティとの間に誘電体を介在させ、前記ト
   ランジスタのエミッタ・コレクタ間に容量を付加したこ
   とを特徴とするマイクロ波用トランジスタ発振器。