JPS60236306A - 高周波増幅器 - Google Patents

高周波増幅器

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JPS60236306A
JPS60236306A JP60089055A JP8905585A JPS60236306A JP S60236306 A JPS60236306 A JP S60236306A JP 60089055 A JP60089055 A JP 60089055A JP 8905585 A JP8905585 A JP 8905585A JP S60236306 A JPS60236306 A JP S60236306A
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JP
Japan
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electrode
transistor
transistors
high frequency
source
Prior art date
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Pending
Application number
JP60089055A
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English (en)
Inventor
スコツト・ジエイ・バトラー
ロバート・ジエイ・リーガン
アントニー・ビー・バラロ
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Verizon Laboratories Inc
Original Assignee
GTE Laboratories Inc
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Publication date
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0283Reducing the number of Dc-current paths
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/193High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only with field-effect devices
    • H03F3/1935High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only with field-effect devices with junction-FET devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高周波増幅器に関する。詳しくいうと、本発明
はパワートランジスタを使用する高電圧高周波増幅器に
関する。
従来の技術 トランジスタの動作電圧は領域間の降伏電圧、バイポー
ラトランジスタの場合にはBvcEs(コレクター干ミ
ッタ降伏電圧)、電界効果トランジスタの場合にはBV
 (ドレイン−ソース降伏S8 電圧)によって制限される。電界効果トランジスタがC
級増幅器の能動素子として使用され、かつこのトランジ
スタの出力インピーダンスが正しく整合されているとき
には、このトランジスタのドレイン電圧レベルは通常、
ドレイン−ソース飽和電圧から供給電圧の+1!ぼ2倍
まで振動する。同様の電圧がバイポーラトランジスタを
使用するC級増幅器において生じる。ある条件のもとで
は、供給電圧の2倍よりも大きい振幅を有する電圧定在
波が生じる可能性がある。このため、通常は最大の種の
増幅器において使用されている。
理論的には、高出力を得るためには高い降伏電圧能力を
有するパワートランジスタを高い供給電圧とともに使用
することになる。しかしながら、高い降伏電圧と高周波
動作とは半導体デバイスの設計において相客れない要件
である。高い動作周波数を得るために必要なデバイス内
の薄い相互作用領域のために、高周波デバイスは必然的
に降伏電圧が低いからである。
発明が解決しようとする問題点 それ故、高周波動作において増幅器の出力パワーを増大
させるために、通常は並列の能動デバイス、すなわち並
列のパワー増幅器が使用されている。すなわち、駆動パ
ワーが分割されて個々の増幅デバイスに供給され、これ
らの出力パワーが結合されて所望のパワーレベルを得る
ものである。
かかる構成によれば同じDC供給電圧で動作する高出力
増幅器を提供することができるけれど、並列のパワーユ
ニットの数に対応してDC電流が増大するという欠点が
あった。
問題点を解決するための手段 本発明による改良された高周波増幅回路は比較的高い供
給電圧で高周波動作を可能にする。この回路は入力結線
、出力結線、々らびに第1および第2のトランジスタを
含み、各トランジスタは第1、第2、および第3の電極
を有する。入力手段が入力結線を第1のトランジスタの
第1の電極および第2のトランジスタの第1の電極に結
合する。
この入力手段は第1のトランジスタの第1の電極と第2
のトランジスタの第1の電極との間に第1の直流阻止手
段を含み、それら間にDC電流が流れることを阻止する
。出力手段が第1のトランジスタの第2の電極および第
2のトランジスタの第2の電極を出力結線に結合する。
この出力手段は第1のトランジスタの第2の電極と第2
のトランジスタの第2の電極との間に第2の直流阻止手
段を含み、それら間にDC電流が流れることを阻止する
。かくして、並列の第1および第2のAC導電路が第1
のトランジスタおよび第2のトランジスタを介して入力
結線と出力結線との間にそれぞれ提供される。この回路
はまた、第1のトランジスタの第2の電極を動作電位源
に接続するための手段および第2のトランジスタの第3
の電極を基準電位に接続するた娘の手段を含む。第1の
トランジスタの第1の電極は交流阻止手段によって第2
のトランジスタの第2の電極に結合される。かくして、
DC導電路が直列の第1のトランジスタおよび第2のト
ランジスタを介して動作電位源と基準電位との間に提供
される。かくして、動作電位源はDC直列電路によって
、各トランジスタが直流パワーを尋しく分は合うように
、これらトランジスタ間に分割され、一方別個の並列の
AC信号路が各トランジスタを通じて提供され、出力で
結合される。
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例につ
いて詳細に説明する。
第1図は本発明による高周波増幅器回路の一実施例を示
す回路図である。この回路は実質的に同一特性を有する
2個の接合形電界効果トランジスタ(JFET)Qlお
よびQ2を使用する。特定すると、これらトランジスタ
は高出力静電誘導トランジスタ(SIT)でよい。この
回路はRF(無線周波)入力端子10およびRF出力端
子11を含む。入力整合回路12が回路の入力インピー
ダンスを回路の出力インピーダンスにまたは入力端子1
0に接続された伝送線路に整合させる。同様に、出力整
合回路13が回路の出力インピーダンスを引続く回路の
入力インピーダンスにまたは出力端子11に接続された
伝送線路に整合させる。
入力端子10は入力整合回路12および結合コンデンサ
C1を介して第1および第2のトランジスタQ1および
Q2のソース電極に結合されている。コンデンサC4が
トランジスタQ1およびQ2のソース電極間に接続され
ており、それら間にDC電流が流れることを阻止してい
る。トランジスタQ1およびQ2のドレイン電極は結合
コンデンサC2を介して出力整合回路13に結合されて
いる。コンデy?C3が2つのトランジスタQ1および
Q2のドレイン電極間に接続されており、DC電流の流
れを阻止している。
DC動作電位源V がRFチョーク、す女わD ちインダクタンス、Llを介して第1のトランジスタQ
1のドレイン電極に接続されている。第1のトランジス
タQ1のゲート電極はDC電流制限用抵抗R1と並列の
ACバイパスコンデンサC6によって接地に接続されて
いる。第1のトランジスタQ1のソース電極は直列に接
続されたインダクタンスL2およびL3を介して第2の
トランジスタQ2のドレイン電極に接続されている。イ
ンダクタンスL2およびL3間の接続点はツェナーダイ
オードのよ5々電圧基準ダイオードD1によって第1の
トランジスタQ1のゲート電極に接続されている。この
電圧基準ダイオードD1は第1のトランジスタQ1のソ
ースおよびゲート電極間に、正のバイアス電位がソース
に生じるように、DCバイアス電位を確立する。2つの
インダクタンスL2およびL3の接続点はACバイパス
コンデンサC5を介して接地にも結合されている。
第2のトランジスタQ2のゲート電極は直接接地に接続
されている。第2のトランジスタQ2のソース電極はイ
ンダクタンスL4およびツェナーダイオードD2を介し
て、正のバイアス電位がソースに生じるように、接地に
接続されている。ACバイパスコンデンサC7がインダ
クタンスL4およびダイオードD2の接続点と接地間に
接続されている。ツェナーダイオードD2は第2のトラ
ンジスタQ2のソースおよびゲート電極間にDCバイア
ス電位を確立する。
かくして、動作電位源■DD から直列の両トランジス
タQ1およびQ2を通って接地に至る単一のDC路が提
供される。RFチョーク、すなわちインダクタンス、L
l、L2、L3、およびL4はとのDC路にAC電流が
流れることを阻止する。
ソース電極間)DCバイアス電位は同じ降伏電圧を有す
る2つのツェナーダイオードD1およびD2を使用する
ことによって両トランジスタQ1およびQ2に対して実
質的に同じであるようになされている。また、2つのト
ランジスタのドレイン−ソースおよびドレイン電極−)
DCバイアス電位も実質的に等しい。かくして、2つの
トランジスタQ1およびQ2は事実上同じDC電位レベ
ルにバイアスされ、そして入力AC信号によって同相で
駆動される。かくして、2つのトランジスタはAC!号
に関して並列に動作する。電位源■。
からのDC供給電圧は直列に接続された2つのトランジ
スタQ1および92間で分割される。それ故、このDC
供給電圧は従来の増幅器においては実行されている個々
のトランジスタの降伏電圧の一の値に制限され危い。
第1図に例示した増幅器回路はJFET%特定するとS
ITタイプのJFETを使用したけれど、高周波バイポ
ーラトランジスタおよび適当なりCバイアス構成を使用
することもできる。また、この増幅器回路は出力を入力
に適当に給金することによって高周波発振器としても利
用できる。
第1図に例示した増幅器回路の特性の一実施例は次の構
成素子を使用して構成された。
Dl、D2 : a2vツェナーダイオードR1:4.
7にΩ L1、L2、L3、L4:α39μH C1、C2、C3、C4ニア5pF C5、C7:1000pF 入力整合回路 :ダブルスタブ同1Ml器出力整合回路
 :ダブルスタブ同調器 VDD : 17°V 入刃傷号の周波数は900MHz であり、この回路は
22Wの出力電力を発生し、利得は10dBであった。
第2図は第1図の回路の変形例を示し、この例では2つ
のトランジスタQ3およびC4はプッシュプル構成で1
800の位相ずれで駆動される。
この回路においては入カドランス2401次巻線の両端
が入力端子20および接地に接続されている。入カドラ
ンス2402次巻線の両端は入力整合回路22を介して
、さらに直流阻止コンデンサC11およびC12を介し
て2つのトランジスタQ3およびC4のソース電極に接
続されている。
トランス2402次巻線のセンタータップは接地に接続
される。トランジスタQ3およびC4のドレイン電極は
直流阻止コンデンサC13およびC14、ならびに出力
整合回路23を介して出カドランス2501次巻線の両
端に接続されている。
出カドランス2501次巻線のセンタータップは接地に
接続される。出カドランス2502次巻線はRF出力端
子21と接地間に接続されている。
第2図に例示したプッシュプル構成はこの増幅器回路を
通る2つの並列のAC路内の潜在的位相差を減じ、制御
しやすいインピーダンスレベルを有しかつ広帯域の周波
数を増幅できる高電、圧、高周波増幅器を提供する。
第3図は本発明による増幅器回路がNの並列AC増幅路
とN個のトランジスタを直列に通る1つのDC電力供給
路を提供するように構成できる態様を例示するものであ
る。RF入′力端子30が適当な入力整合回路32を介
[7てN個の増幅段81〜BNIC接続されている。こ
れら増幅段の出力は一緒に接続され、出力整合回路33
を介してRF出力端子31に接続されている。最後の段
SNを除く各段S1、・・・は第1図の回路にお社る第
1のトランジスタQ1を使用する段に類似している。最
後の段SNは第1図の回路における第2のトランジスタ
Q2を使用する段に類似している。
かくして、動作電位源vDD から直列の段S1〜8N
の各トランジスタを通って接地に至るDC電流路が形成
される。また、段81〜SNはNの並列のAC増幅路を
提供し、動作電圧vDD はそれら間で分割されるから
非常に高い増幅器動作電位を可能にする。
本発明の好ましい実施例と考えられているものを図示し
、記載したけれど、特許請求の範囲によって定義される
本発明から逸脱すること力しに種々の変形および変更が
この中でなし得ることは当 □業者には明らかであろう
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による高周波増幅器回路の一実施例を示
す回路図、第2図は本発明による高周波増幅器回路の他
の実施例を示す回路図、第3図は第1図に例示した高周
波増幅器回路の変形例を示す回路図である。 10.20.50 : RF入力端子 11.21.31:RF出力端子 12.22.32:入力整合回路 13.23.53:出力整合回路 24:入カドランス 25:出カドランス Ql、C2、C3、C4:電界効果トランジスタBユI
Z。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 入力結線と、 出力結線と、 それぞれが第1、第2、および第3の1極を有する第1
    および第2のトランジスタと、前記第1のトランジスタ
    の第1の電極と前記第2のトランジスタの第1の電極と
    の間に第1の直流阻止手段を含み、前記入力結線を前記
    第1のトランジスタの第1の電極および前記第2のトラ
    ンジスタの第1の電極に結合する入力手段と、前記第1
    のトランジスタの第2の柘5極と前記第2のトランジス
    タの第2の電極との間に第2の直流阻止手段を含み、前
    記第1のトランジスタの第2の電極および前記第2のト
    ランジスタの第2の電極を前記出力結線に結合する出力
    手段と、前記第1のトランジスタの第2の電極を動作電
    位源に接続するための手段と、 前記第2のトランジスタの第30雷極を基準電位に接続
    するための手段と、 前記第1のトランジスタの第1の電極を前記第2のトラ
    ンジスタの第2の電極に結合する交流阻止手段 とを具備し、 前記第1のトランジスタおよび前記第2のトランジスタ
    をそれぞれ介して前記入力結線と前記出力結線との間に
    並列の第1および第2の交流導電路がそれぞれ提供され
    、 直列の前記第1のトランジスタおよび第2のトランジス
    タを介して前記動作電位源と前記基準電位との間に1つ
    の直流導電、路が提供されることを特徴とする高周波増
    幅回路。
  2. (2)前記第1のトランジスタの第1および第3の電極
    間に直流バイアス電位を確立するための第1の直流バイ
    アス手段と、 前記第2のトランジスタの第1および第3の電極間に、
    前記直流バイアス電位に等しい直流バイアス電位を確立
    するための第2の直流バイアス手段 が設けられている特許請求の範囲第1項記載の高周波増
    幅回路。
  3. (3)前記第1のトランジスタの第2の電極を動作電位
    源に接続するための前記手段が交流阻止手段を含む特許
    請求の範囲第2項記載の高周波増幅回路。
  4. (4) 前記TM流流用千手段コンデンサを含み、前記
    交流阻止手段がインダクタンスを含む特許請求の範囲第
    3項記載の高周波増幅回路。
  5. (5) 前記トランジスタが電界効果トランジスタであ
    り、前記第1の電極がソース電極であり、前記第2の電
    極がドレイン電極であり、前記第5の電極がゲート電極
    である特許請求の範囲第4項記載の高周波増幅回路。
  6. (6) 前記トランジスタが静電誘導トランジスタであ
    り、前記第1の電極がソース電極であり、前記第2の電
    極がドレイン電極であり、前記第30電極がゲート電極
    である特許請求の範囲蕗4項記載の高周波増幅回路。
  7. (7) 前記トランジスタがバイポーラトランジスタで
    あや、前記第1の電極がエミッタ電極であり、前記第2
    の電極がコレクタ電極であり、前記第3の電極がベース
    電極である特許請求の範囲第4項記載の高周波増幅回路
  8. (8) 前記第1の直流バイアス手段が前記第1のトラ
    ンジスタのソース電極とゲート電極間に接続された電圧
    基準ダイオードを含み、 前記第2の直流バイアス手段が前記第2のトランジスタ
    のソース電極とゲート電極間に接続された電圧基準ダイ
    オードを含む特許請求の範囲第5項記載の高周波増幅回
    路。
  9. (9)前記入力手段が、前記入力結線と一定の電位点と
    の間に接続された1次巻線と、前記第1のトランジスタ
    の第1の電極と前記第2のトランジスタの第1の電極と
    の間に接続された2次巻線とを有し、該2次巻線のセン
    タータップが前記一定の電位点に接続された入力トラン
    スを含み、前記出力手段が、前記第1のトランジスタの
    第2の電極と前記第2のトランジスタの第2の電極との
    間に接続された1次巻線と、前記出力結線と前記一定の
    電位点との間に接続された2次巻線とを有し、前記1次
    巻線のセンタータップが前記一定の電位点に接続された
    出カドランスを含む特許請求の範囲第4項記載の高周波
    増幅回路。 (l鋳 入力結線と、 出力結線と、 それぞれが第1、第2、および第3の電極を有する複数
    のトランジスタと、 前記各トラン9、?夕の第1の電極と他のすべてのトラ
    ンジスタの第1の電極との間に第1の直流阻止手段を含
    み1.前記入力結線を前記複数のトランジスタの第1の
    電極に結合する入力手段と、前記各トランジスタの第2
    の電極と他のすべてのトランジスタの第2の電極との間
    に第2の直流阻止手段を含み、前記複数のトランジスタ
    の第2の電極を前記出力結線に結合する出力手段と、前
    記複数のトランジスタの$1のトランジスタの第2の電
    極を動作電位源に接続するための手段と、 前記被数のトランジスタの最後のトランジスタの第3の
    電極を基準筒、位に接続するための手段と、前記最後の
    トランジスタを除く前記複数の各トランジスタの第1の
    電極を前記複数のトランジスタの次のトランジスタの第
    2の電極に結合する交流阻止手段 とを具備し、 前記複数のトランジスタをそれぞれ介して前記入力結線
    と前記出力結線との間に複数の並列の交流導電路が提供
    され、 直列の前記複数のトランジスタを介して前記動作電位源
    と前記基準電位との間に1つの直流導電路が提供される
    ことを特徴とする高周波増幅回路。 aυ 前記複数のトランジスタのそれぞれの第1および
    第3の電極間に等しい直流バイアス電位を確立するため
    の複数の直流)(イアス手段を有する特許請求の範囲第
    10項記載の高周波増幅回路。 (la 前記複数のトランジスタの第1のトランジスタ
    の第2の電極を動作電位源に接続するための前記手段が
    交流阻止手段を含む特許請求の範囲第11項記載の高周
    波増幅回路。 Q3 前記直流阻止手段がコンデンサを含み、前記交流
    阻止手段がインダクタンスを含む特許請求の範囲第12
    項記載の高周波増幅回路。
JP60089055A 1984-04-27 1985-04-26 高周波増幅器 Pending JPS60236306A (ja)

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US06/604,779 US4590437A (en) 1984-04-27 1984-04-27 High frequency amplifier
US604779 1984-04-27

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ID=24421010

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US (1) US4590437A (ja)
EP (1) EP0160223B1 (ja)
JP (1) JPS60236306A (ja)
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