JPWO2017199400A1 - 高周波電力増幅器 - Google Patents

高周波電力増幅器 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2017199400A1
JPWO2017199400A1 JP2018518023A JP2018518023A JPWO2017199400A1 JP WO2017199400 A1 JPWO2017199400 A1 JP WO2017199400A1 JP 2018518023 A JP2018518023 A JP 2018518023A JP 2018518023 A JP2018518023 A JP 2018518023A JP WO2017199400 A1 JPWO2017199400 A1 JP WO2017199400A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission line
line
power amplifier
frequency power
tip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018518023A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6366887B2 (ja
Inventor
貴章 吉岡
貴章 吉岡
政毅 半谷
政毅 半谷
山中 宏治
宏治 山中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Application granted granted Critical
Publication of JP6366887B2 publication Critical patent/JP6366887B2/ja
Publication of JPWO2017199400A1 publication Critical patent/JPWO2017199400A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/56Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for
    • H03F1/565Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for using inductive elements
    • 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
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/211Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/60Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/60Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
    • H03F3/601Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators using FET's, e.g. GaAs FET's
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/60Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
    • H03F3/602Combinations of several amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/68Combinations of amplifiers, e.g. multi-channel amplifiers for stereophonics
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/387A circuit being added at the output of an amplifier to adapt the output impedance of the amplifier
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/423Amplifier output adaptation especially for transmission line coupling purposes, e.g. impedance adaptation
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier

Landscapes

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

Abstract

一端が伝送線路(23)の周囲に配置され、他端が伝送線路(24)における先端線路(24a)の周囲に配置されている複数の島パターン(28)と、島パターン(28)の一端と伝送線路(23)とを接続するためのワイヤ(30)と、島パターン(28)の他端と伝送線路(24)の先端線路(24a)とを接続するためのワイヤ(31)とを備えるように構成する。これにより、島パターン(28)を伝送線路(23)(24)に接続し得る第1及び第2の接続部材の数を変えることで、抵抗成分及びリアクタンス成分を有するインピーダンス成分の不整合を補償することができる。

Description

この発明は、高周波信号を増幅する高周波電力増幅器に関するものである。
例えば、マイクロ波やミリ波などの高周波信号を増幅する高周波電力増幅器では、高周波信号を増幅するトランジスタが有する能力を最大限に引き出すため、即ち、トランジスタの最大出力特性や最大効率特性を引き出すため、整合回路を用いて、外部負荷からトランジスタまでのインピーダンス変成が行われる。
具体的には、整合回路とトランジスタの接続点から、整合回路側を見たときのインピーダンスの設計値(以下、「設計インピーダンス」と称する)と、ロードプル測定などによって求められたトランジスタの最大特性が得られる負荷インピーダンスとが一致するように、整合回路の設計が行われる。
整合回路は、通常、誘電体基板上にメタル配線でパターン形成された整合回路基板から構成される。
しかし、高周波電力増幅器においては、整合回路基板やそれらを接続するワイヤの組立ばらつき、あるいは、トランジスタ自体の特性変化によって、設計インピーダンスと負荷インピーダンスの不整合が生じることで、トランジスタが有する能力を最大限に引き出せない場合がある。トランジスタ自体の特性は、意図しない特性ばらつきが原因で変化するほか、仕様変更などに伴って変化する場合がある。
この設計インピーダンスと負荷インピーダンスの不整合を補償するための手段として、島パターンに対するワイヤ接続の有無によって、線路長が可変となるオープンスタブと、高周波信号の基本波の周波数で4分の1波長の長さを有する線路とから構成されている出力整合回路を備えた高周波電力増幅器が以下の特許文献1に開示されている。
この高周波電力増幅器では、出力整合回路パターンの近傍に設けられている島パターンに対するワイヤの接続数を変化させることで、設計インピーダンスの調整が行われる。
特開平6−61760号公報
従来の高周波電力増幅器は以上のように構成されているので、不整合に対して補償すべきインピーダンス成分がリアクタンス成分のみである場合、ワイヤの接続数を変えることで、不整合量が小さくなるように調整することができる。しかし、実装しているトランジスタのゲート幅を変更することで、トランジスタサイズを変更するような仕様変更がある場合、不整合に対して補償すべきインピーダンス成分にリアクタンス成分だけでなく、抵抗成分が含まれるため、ワイヤの接続数を変えても、不整合を補償することができないという課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、抵抗成分及びリアクタンス成分を有するインピーダンス成分の不整合を補償することができる高周波電力増幅器を得ることを目的とする。
この発明に係る高周波電力増幅器は、高周波信号を増幅するトランジスタと、一端がトランジスタの出力端子と接続され、他端が接地されている整合回路と、一端がトランジスタの出力端子と接続されている第1の伝送線路と、先端部分の線路である先端線路の線路幅方向が第1の伝送線路の線路幅方向と異なる方向に配置され、先端部分と反対側の端が出力端子と接続されている第2の伝送線路と、第1の伝送線路の他端と第2の伝送線路の先端線路とを接続する第1の接続部材と、一端が第1の伝送線路の周囲に配置され、他端が第2の伝送線路における先端線路の周囲に配置されている複数の島パターンと、島パターンの一端と第1の伝送線路とを接続し得る第2の接続部材と、島パターンの他端と第2の伝送線路の先端線路とを接続し得る第3の接続部材とを備えるようにしたものである。
この発明によれば、一端が第1の伝送線路の周囲に配置され、他端が第2の伝送線路における先端線路の周囲に配置されている複数の島パターンと、島パターンの一端と第1の伝送線路とを接続し得る第2の接続部材と、島パターンの他端と第2の伝送線路の先端線路とを接続し得る第3の接続部材とを備えるように構成したので、島パターンを第1及び第2の伝送線路に接続する第2及び第3の接続部材の数を変えることで、抵抗成分及びリアクタンス成分を有するインピーダンス成分の不整合を補償することができる効果がある。
この発明の実施の形態1による高周波電力増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態1による高周波電力増幅器の要部を示す構成図である。 この発明の実施の形態1による高周波電力増幅器の要部を示す構成図である。 この発明の実施の形態1による高周波電力増幅器の要部を示す構成図である。 この発明の実施の形態1による高周波電力増幅器の出力整合回路19を示す等価回路である。 状態Bにおける設計インピーダンスの変成軌跡の一例を示すスミスチャートである。 島パターン28と伝送線路23,24を接続しているワイヤ30,31の数を変化させた場合の設計インピーダンスにおける変成軌跡の変化を示す説明図である。 ゲート幅Wgのトランジスタ18から、ゲート幅がWg×1.2、Wg×1.1、Wg×1.0、Wg×0.9、Wg×0.8のトランジスタ18に変えたときの負荷インピーダンスの変化の一例を示す説明図である。 この発明の実施の形態2による高周波電力増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態3による高周波電力増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態3による高周波電力増幅器を示す構成図である。 図12Aは伝送線路23に対向している島パターン28の幅28aが、伝送線路24の先端線路24aに対向している島パターン28の幅28bより広い例を示す構成図、図12Bは伝送線路23に対向している島パターン28の幅28aが、伝送線路24の先端線路24aに対向している島パターン28の幅28bより狭い例を示す構成図である。 この発明の実施の形態4による高周波電力増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態4による高周波電力増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態4による高周波電力増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態5による高周波電力増幅器を示す構成図である。 この発明の実施の形態5による高周波電力増幅器を示す構成図である。
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による高周波電力増幅器を示す構成図である。
図1において、高周波電力増幅器はパッケージ1上に形成されている入力整合回路12、トランジスタ18及び出力整合回路19を備えている。
入力端子11は例えばマイクロ波やミリ波などの高周波信号を入力する端子である。
入力整合回路12は入力整合回路基板13と入力整合回路基板14を備えており、トランジスタ18の入力インピーダンスの整合を図る回路である。
入力整合回路基板13は一端が入力端子11と接続されている伝送線路15がパターン形成されている基板である。
入力整合回路基板14は伝送線路16がパターン形成されている基板である。
ワイヤ17は伝送線路15の他端と伝送線路16の一端を接続している。
トランジスタ18は、その入力端子が伝送線路16の他端と接続されており、入力整合回路12を通過してきた高周波信号を増幅し、増幅後の高周波信号を出力する増幅素子である。
図1の例では、8本の伝送線路16が配線されており、16個のトランジスタ18が並列に実装されている。
例えば、トランジスタ18が電界効果トランジスタであれば、ゲート端子が入力端子となり、ドレイン端子が出力端子となる。
ただし、トランジスタ18は、電界効果トランジスタに限るものではなく、例えば、バイポーラトランジスタであってもよい。
出力整合回路19は出力整合回路基板20と出力整合回路基板21を備えており、トランジスタ18の出力インピーダンスの整合を図る回路である。
出力整合回路基板20は整合回路22及び伝送線路23が形成されている基板である。
出力整合回路基板21は伝送線路24が形成されている基板である。
整合回路22は並列に接続されている複数のトランジスタ18の出力端子と接続されており、複数のトランジスタ18により増幅された高周波信号を合成する合成回路22a、シャントインダクタ22b及びコンデンサ22cを備えている。整合回路22には伝送線路やオープンスタブが含まれていてもよい。
伝送線路23は一端がトランジスタ18の出力端子と接続されている第1の伝送線路であり、伝送線路23の線路長は、高周波信号の基本波の周波数で4分の1波長の長さである。なお、合成回路22aにおけるパッケージ1の入出力方向の長さが極めて短く、トランジスタ18の出力端子からシャントインダクタ22bの接続位置までの長さが極めて短いため、伝送線路23の線路長は、シャントインダクタ22bの接続位置からワイヤ26が接続されている先端部分までの長さであると考えてもよい。
伝送線路24は、先端部分の線路である先端線路24aの線路幅方向が伝送線路23の線路幅方向と異なる方向に配置され、先端部分と反対側の端が出力端子25と接続されている第2の伝送線路である。図1では、先端線路24aは斜線で施している部分である。
伝送線路24の線路長は、高周波信号の基本波の周波数で4分の1波長の長さである。なお、伝送線路24の線路長は、先端線路24aの先端から出力端子25と接続されている位置までの長さである。伝送線路24が出力端子25と接続されている位置は、図中、破線で示している位置である。
図1では、伝送線路24の先端線路24aにおける線路幅方向と、伝送線路23の線路幅方向とが直交している例を示しているが、後述する島パターン28の形成領域である夾角部29を構成している伝送線路24の先端線路24aと伝送線路23がなす角度が90度以内の鋭角となるように、伝送線路24の先端線路24aと伝送線路23が配置されていてもよいし、伝送線路24の先端線路24aと伝送線路23がなす角度が90度より大きい鈍角となるように、伝送線路24の先端線路24aと伝送線路23が配置されていてもよい。
出力端子25はトランジスタ18の出力端子から出力された後、出力整合回路19を通過した増幅後の高周波信号を出力する端子であり、出力端子25には、通常、50Ωの外部負荷が接続されている。
ワイヤ26は伝送線路23の他端と伝送線路24の先端線路24aとを接続している第1の接続部材である。
図1では、第1の接続部材がワイヤ26である例を示しているが、第1の接続部材はワイヤ26に限るものではなく、例えば、金リボンシートなどであってもよい。
接続部27はワイヤ26によって伝送線路23の他端と伝送線路24の先端線路24aとが接続されている箇所である。
島パターン28は一端が伝送線路23の周囲に配置され、他端が伝送線路24における先端線路24aの周囲に配置されている配線パターンである。
夾角部29は伝送線路23と伝送線路24の先端線路24aとによって挟まれている領域である。
図1の例では、1つの夾角部29に、6つの島パターン28が配置されているが、島パターン28の数は6つに限るものではなく、島パターン28が1つ以上配置されていればよい。
図1の例では、6つの島パターン28のうち、最も接続部27に近い島パターン28を除いて、5つの島パターン28の形状が等脚台形であるが、最も接続部27に近い島パターン28の形状も等脚台形であってもよい。
図1の例では、6つの島パターン28の幅及び配置間隔は同一である。
図2、図3及び図4はこの発明の実施の形態1による高周波電力増幅器の要部を示す構成図である。
図2は後述するワイヤ30,31によって島パターン28が伝送線路23,24と接続されていない例を示し、図3は3つのワイヤ30,31によって3つの島パターン28が伝送線路23,24と接続されている例を示している。また、図4は6つのワイヤ30,31によって6つの島パターン28が伝送線路23,24と接続されている例を示している。
図2〜図4において、ワイヤ30は島パターン28の一端と伝送線路23とを接続し得る第2の接続部材である。
ワイヤ31は島パターン28の他端と伝送線路24の先端線路24aとを接続し得る第3の接続部材である。
ワイヤ30,31によって伝送線路23,24に接続する島パターン28の数を増やすことは、伝送線路23の線路幅が広がることに相当する。また、ワイヤ30,31によって伝送線路23,24に接続する島パターン28の数を増やすことは、伝送線路24の線路長が短くなることに相当する。
図1では、第2の接続部材がワイヤ30であり、第3の接続部材がワイヤ31である例を示しているが、第2及び第3の接続部材はワイヤに限るものではなく、例えば、金リボンシートなどであってもよい。
次に動作について説明する。
伝送線路23,24に接続する島パターン28の数を変えることで、リアクタンス成分だけでなく、抵抗成分を有するインピーダンス成分の不整合を補償することができる原理について説明する。
以下、島パターン28と伝送線路23,24を接続しているワイヤ30,31の数が0である図2の状態を「状態A」、島パターン28と伝送線路23,24を接続しているワイヤ30,31の数が3つである図3の状態を「状態B」、島パターン28と伝送線路23,24を接続しているワイヤ30,31の数が6つである図4の状態を「状態C」とする。
図5はこの発明の実施の形態1による高周波電力増幅器の出力整合回路19を示す等価回路である。
図6は状態Bにおける設計インピーダンスの変成軌跡の一例を示すスミスチャートである。
即ち、図6はトランジスタ18側から外部負荷側を見たインピーダンスの変成軌跡の一例を示している。
図6の(1)〜(4)は、図5に示している地点(1)〜(4)から外部負荷側を見たインピーダンスに対応している。
伝送線路23,24の線路長が、高周波信号の基本波の周波数で4分の1波長の長さである場合、地点(1)から地点(2)へのインピーダンス変成及び地点(2)から地点(3)へのインピーダンス変成が行われるとき、地点(2)及び地点(3)の設計インピーダンスは、図6に示すように、スミスチャートの実軸上に変成される。
また、設計インピーダンスは、シャントインダクタ22bによって、地点(3)から地点(4)に変成される。
地点(4)の設計インピーダンスは、通常、ターゲットインピーダンスである負荷インピーダンスと一致するように、回路設計がなされている。
ここで、島パターン28と伝送線路23,24を接続しているワイヤ30,31の数を変化させたときのインピーダンス変成の変化を検討する。
図7は島パターン28と伝送線路23,24を接続しているワイヤ30,31の数を変化させた場合の設計インピーダンスにおける変成軌跡の変化を示す説明図である。
地点(1)から地点(2)へのインピーダンス変成では、ワイヤ31の接続数の違いに伴って伝送線路24の線路長が変化し、その結果、伝送線路24の電気長が変化するため、地点(2)の設計インピーダンスにおけるリアクタンス成分が変化する。
地点(2)から地点(3)へのインピーダンス変成では、ワイヤ30の接続数の違いに伴って伝送線路23の線路幅が変化し、その結果、伝送線路23の特性インピーダンスが変化するため、地点(3)の設計インピーダンスにおける抵抗成分が変化する。
シャントインダクタ22bによって変成される地点(4)の設計インピーダンスは、図7に示すように、リアクタンス成分及び抵抗成分の変化によって変化する。
図7に示しているA,B,Cは、図2〜図4における状態A,B,Cにそれぞれ対応している。また、図7に示しているBは、図3における状態Bに対応しているため、図6のスミスチャートに対応している。
また、トランジスタ18のゲート幅を変えると、トランジスタ18が有する抵抗成分とリアクタンス成分の両方が変化し、トランジスタ18の最大出力あるいは最大効率が得られる負荷インピーダンスも変化する。
図8はゲート幅Wgのトランジスタ18から、ゲート幅がWg×1.2、Wg×1.1、Wg×1.0、Wg×0.9、Wg×0.8のトランジスタ18に変えたときの負荷インピーダンスの変化の一例を示す説明図である。
図8に示している負荷インピーダンスの変化は、図7に示している地点(4)における設計インピーダンスの変化と一致している。
トランジスタ18のゲート幅を変えることで、トランジスタ18が有する抵抗成分とリアクタンス成分が変化し、抵抗成分とリアクタンス成分が変化すると、負荷インピーダンスも変化するが、この実施の形態1によれば、このような変化に追随できる設計インピーダンスの変化を、ワイヤ30,31の接続数を変えることで実現できることが分かる。
よって、高周波電力増幅器の出力電力を変えるために、トランジスタ18のゲート幅を変えても、ワイヤ30,31の接続数を変えることで、設計インピーダンスと負荷インピーダンスの不整合を補償することができる。
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、一端が伝送線路23の周囲に配置され、他端が伝送線路24における先端線路24aの周囲に配置されている複数の島パターン28と、島パターン28の一端と伝送線路23とを接続するためのワイヤ30と、島パターン28の他端と伝送線路24の先端線路24aとを接続するためのワイヤ31とを備えるように構成したので、島パターン28を伝送線路23,24に接続し得る第1及び第2の接続部材の数を変えることで、抵抗成分及びリアクタンス成分を有するインピーダンス成分の不整合を補償することができる効果を奏する。
図3の例では、3つのワイヤ30,31によって、6つの島パターン28のうち、接続部27に近い側の3つの島パターン28を伝送線路23,24に接続しているが、これは一例に過ぎず、任意の3つの島パターン28を伝送線路23,24に接続することができる。
即ち、接続部27に近い側の島パターン28から順番に伝送線路23,24に接続する必要はなく、設計インピーダンスと負荷インピーダンスの不整合量に応じて、任意の島パターン28を伝送線路23,24に接続することができる。
実施の形態2.
上記実施の形態1では、伝送線路23が出力整合回路基板20に形成され、伝送線路24が出力整合回路基板21に形成されているものを示したが、図9に示すように、伝送線路23及び伝送線路24が同一の出力整合回路基板40に形成されているものであってもよい。
即ち、伝送線路23及び伝送線路24は、誘電率あるいは厚みが異なる回路基板に形成されているものであってもよいが、同一の出力整合回路基板40に形成されているものであってもよい。
図9はこの発明の実施の形態2による高周波電力増幅器を示す構成図であり、図9において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
出力整合回路19は出力整合回路基板40を備えており、トランジスタ18の出力インピーダンスの整合を図る回路である。
出力整合回路基板40は整合回路22及び伝送線路23,24が形成されている基板である。
伝送線路23及び伝送線路24が同一の出力整合回路基板40に形成されることで、上記実施の形態1と同様の効果が得られるほか、実装部品点数を削減することができるとともに、組立ばらつきによる特性変動を抑えることができる効果が得られる。
実施の形態3.
上記実施の形態1では、6つの島パターン28の幅及び配置間隔が同一であるものを示したが、この実施の形態3では、伝送線路23側における複数の島パターン28の幅又は配置間隔と、伝送線路24の先端線路24a側における島パターン28の幅又は配置間隔とが異なるものであってもよい。
図10及び図11はこの発明の実施の形態3による高周波電力増幅器を示す構成図であり、図10及び図11において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図10は、伝送線路23側における複数の島パターン28の幅と、伝送線路24の先端線路24a側における島パターン28の幅とが異なっている例を示している。
図11は、伝送線路23側における複数の島パターン28の配置間隔と、伝送線路24の先端線路24a側における島パターン28の配置間隔とが異なっている例を示している。
また、図12に示すように、伝送線路23に対向している島パターン28の幅28aと、伝送線路24の先端線路24aに対向している島パターン28の幅28bとが異なっていてもよい。
図12Aは伝送線路23に対向している島パターン28の幅28aが、伝送線路24の先端線路24aに対向している島パターン28の幅28bより広い例を示している。
図12Bは伝送線路23に対向している島パターン28の幅28aが、伝送線路24の先端線路24aに対向している島パターン28の幅28bより狭い例を示している。
この実施の形態3の場合も、上記実施の形態1と同様に、抵抗成分及びリアクタンス成分を有するインピーダンス成分の不整合を補償することができる効果のほか、不整合に対して補償すべきインピーダンス成分が有するリアクタンス成分と抵抗成分の比が異なる場合でも、不整合を補償することができる効果が得られる。
実施の形態4.
上記実施の形態1では、島パターン28の形状が等脚台形である例を示したが、島パターン28の形状が等脚台形に限るものではない。
島パターン28の形状としては、例えば、台形、四角形、L字型、円弧型などを用いることができる。
図13、図14及び図15はこの発明の実施の形態4による高周波電力増幅器を示す構成図であり、図13において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図13は島パターン28の形状がL字型である例を示し、図14は島パターン28の形状が円弧型である例を示し、図15は島パターン28の形状が四角形である例を示している。
なお、上記実施の形態3における図12は、島パターン28の形状が台形である例を示している。
この実施の形態4の場合も、上記実施の形態1と同様に、抵抗成分及びリアクタンス成分を有するインピーダンス成分の不整合を補償することができる効果が得られる。また、レイアウト設計の自由度が向上するとともに、不整合に対して補償すべきインピーダンス成分が有するリアクタンス成分と抵抗成分の比を事前に調整しておくことができる効果が得られる。
実施の形態5.
上記実施の形態1では、伝送線路23がパッケージ1の入出力方向に対して平行な直線パターンで形成され、伝送線路24における先端線路24aの線路幅方向が伝送線路23の線路幅方向と直交している方向になるように、伝送線路24が形成されているものを示しているが、伝送線路23,24の形成は、これに限るものではない。
即ち、伝送線路23と伝送線路24によって挟まれている領域である夾角部29に、複数の島パターン28が配置されており、ワイヤ30,31によって、伝送線路23,24に接続する島パターン28の数を増やすことで、伝送線路23又は伝送線路24の一方の線路幅が広がって、他方の線路長が変化するものであればよい。
したがって、伝送線路24は、図16に示すように、先端線路24aの線路幅方向が伝送線路23の線路幅方向と同じ方向に配置されているものであってもよい。
図16はこの発明の実施の形態5による高周波電力増幅器を示す構成図であり、図16において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図16の例では、伝送線路24の先端線路24aは、パッケージ1の入出力方向に対して平行な直線パターンで形成されており、先端線路24aの線路幅方向は、伝送線路23の線路幅方向と同じ方向である。
なお、伝送線路23は、図17に示すように、途中で折り曲げられているものであってもよい。線路23aは、途中で折り曲げられている伝送線路23の出力側の線路であり、図中、斜線が施されている。
ただし、図17の例では、伝送線路23の出力側の線路23aにおける線路幅方向は、伝送線路24における先端線路24aの線路幅方向と異なる方向になっている。また、島パターン28が配置されている夾角部29は、出力整合回路基板21に形成されている。
以上より、伝送線路23,24や島パターン28は、高い自由度でレイアウト設計を行うことができる。
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
この発明は、高周波信号を増幅する高周波電力増幅器に適している。
1 パッケージ、11 入力端子、12 入力整合回路、13 入力整合回路基板、14 入力整合回路基板、15,16 伝送線路、17 ワイヤ、18 トランジスタ、19 出力整合回路、20 出力整合回路基板、21 出力整合回路基板、22 整合回路、22a 合成回路、22b シャントインダクタ、22c コンデンサ、23 伝送線路(第1の伝送線路)、23a 伝送線路23の出力側の線路、24 伝送線路(第2の伝送線路)、24a 伝送線路24の先端線路、25 出力端子、26 ワイヤ(第1の接続部材)、27 接続部、28 島パターン、29 夾角部、30 ワイヤ(第2の接続部材)、31 ワイヤ(第3の接続部材)、40 出力整合回路基板。

Claims (9)

  1. 高周波信号を増幅するトランジスタと、
    一端が前記トランジスタの出力端子と接続され、他端が接地されている整合回路と、
    一端が前記トランジスタの出力端子と接続されている第1の伝送線路と、
    先端部分の線路である先端線路の線路幅方向が前記第1の伝送線路の線路幅方向と異なる方向に配置され、前記先端部分と反対側の端が出力端子と接続されている第2の伝送線路と、
    前記第1の伝送線路の他端と前記第2の伝送線路の先端線路とを接続する第1の接続部材と、
    一端が前記第1の伝送線路の周囲に配置され、他端が前記第2の伝送線路における前記先端線路の周囲に配置されている複数の島パターンと、
    前記島パターンの一端と前記第1の伝送線路とを接続し得る第2の接続部材と、
    前記島パターンの他端と前記第2の伝送線路の先端線路とを接続し得る第3の接続部材と
    を備えた高周波電力増幅器。
  2. 前記第1及び第2の伝送線路の線路長は、前記高周波信号の基本波の周波数で4分の1波長の長さであることを特徴とする請求項1記載の高周波電力増幅器。
  3. 前記第1の伝送線路と前記第2の伝送線路とが別の回路基板に形成されていることを特徴とする請求項1記載の高周波電力増幅器。
  4. 前記第1の伝送線路と前記第2の伝送線路とが同一の回路基板に形成されていることを特徴とする請求項1記載の高周波電力増幅器。
  5. 前記複数の島パターンの幅及び配置間隔が同一であることを特徴とする請求項1記載の高周波電力増幅器。
  6. 前記第1の伝送線路側における前記複数の島パターンの幅と、前記第2の伝送線路側における前記複数の島パターンの幅とが異なることを特徴とする請求項1記載の高周波電力増幅器。
  7. 前記第1の伝送線路側における前記複数の島パターンの配置間隔と、前記第2の伝送線路側における前記複数の島パターンの配置間隔とが異なることを特徴とする請求項1記載の高周波電力増幅器。
  8. 前記島パターンの形状が等脚台形、台形、四角形、L字型又は円弧型であることを特徴とする請求項1記載の高周波電力増幅器。
  9. 高周波信号を増幅するトランジスタと、
    一端が前記トランジスタの出力端子と接続され、他端が接地されている整合回路と、
    一端が前記トランジスタの出力端子と接続されている第1の伝送線路と、
    先端部分の線路である先端線路の線路幅方向が前記第1の伝送線路の線路幅方向と同じ方向に配置され、前記先端部分と反対側の端が出力端子と接続されている第2の伝送線路と、
    前記第1の伝送線路の他端と前記第2の伝送線路の先端線路とを接続する第1の接続部材と、
    一端が前記第1の伝送線路の周囲に配置され、他端が前記第2の伝送線路における前記先端線路の周囲に配置されている複数の島パターンと、
    前記島パターンの一端と前記第1の伝送線路とを接続し得る第2の接続部材と
    前記島パターンの他端と前記第2の伝送線路の先端線路とを接続し得る第3の接続部材と
    を備えた高周波電力増幅器。
JP2018518023A 2016-05-19 2016-05-19 高周波電力増幅器 Active JP6366887B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/064906 WO2017199400A1 (ja) 2016-05-19 2016-05-19 高周波電力増幅器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6366887B2 JP6366887B2 (ja) 2018-08-01
JPWO2017199400A1 true JPWO2017199400A1 (ja) 2018-08-02

Family

ID=60325820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018518023A Active JP6366887B2 (ja) 2016-05-19 2016-05-19 高周波電力増幅器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10763797B2 (ja)
JP (1) JP6366887B2 (ja)
WO (1) WO2017199400A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI742935B (zh) * 2019-12-20 2021-10-11 日商村田製作所股份有限公司 功率放大模組
US20220392857A1 (en) * 2021-06-07 2022-12-08 Cree Inc. Packaged transistor amplifiers that include integrated passive device matching structures having distributed shunt inductances

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02284502A (ja) * 1989-04-25 1990-11-21 Nec Corp 半導体装置用内部整合回路基板
JPH0565104U (ja) * 1992-02-12 1993-08-27 日本電気株式会社 同相分配器
JPH0661760A (ja) * 1992-08-12 1994-03-04 Mitsubishi Electric Corp マイクロ波増幅器
JP2015133660A (ja) * 2014-01-15 2015-07-23 富士通株式会社 集積回路及び送受信装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09260975A (ja) 1996-03-19 1997-10-03 Nec Eng Ltd 高出力電力増幅器
JP6132530B2 (ja) 2012-12-05 2017-05-24 三菱電機株式会社 高周波電力増幅器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02284502A (ja) * 1989-04-25 1990-11-21 Nec Corp 半導体装置用内部整合回路基板
JPH0565104U (ja) * 1992-02-12 1993-08-27 日本電気株式会社 同相分配器
JPH0661760A (ja) * 1992-08-12 1994-03-04 Mitsubishi Electric Corp マイクロ波増幅器
JP2015133660A (ja) * 2014-01-15 2015-07-23 富士通株式会社 集積回路及び送受信装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6366887B2 (ja) 2018-08-01
US10763797B2 (en) 2020-09-01
US20190131937A1 (en) 2019-05-02
WO2017199400A1 (ja) 2017-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8933765B2 (en) Filter, transmitter-receiver, and amplifying circuit
JP5424790B2 (ja) 高出力増幅器
JPH11330813A (ja) 電力分配回路および電力増幅器
JP6366887B2 (ja) 高周波電力増幅器
JP2009159591A (ja) 高周波増幅器
WO2017203571A1 (ja) 電力増幅器
US7688164B2 (en) High frequency circuit board converting a transmission mode of high frequency signals
JP2017135465A (ja) シングルエンド型マイクロストリップ線路、差動型マイクロストリップ線路、及び平衡不平衡変換素子
JP6687045B2 (ja) 高周波用差動信号伝送線路及びそれを備えた信号伝送システム
JP6189881B2 (ja) 高周波半導体増幅器
JPH07283668A (ja) 高周波増幅器
JP7320900B2 (ja) ブランチライン方向性結合器および電力増幅装置
JP6132530B2 (ja) 高周波電力増幅器
US10951179B2 (en) Impedance control unit
JP6532618B2 (ja) 高周波回路及び高周波電力増幅器
WO2019229795A1 (ja) 増幅器
JP5349119B2 (ja) 高周波増幅器
JP6189880B2 (ja) 高周波半導体増幅器
JP6153002B2 (ja) 分配器、合成器、並びに分配器及び合成器を備えた電子装置
KR102564085B1 (ko) 도허티 증폭기
JP2014203846A (ja) 高周波半導体モジュール
JP2006020206A (ja) 増幅回路
JP5173918B2 (ja) 周波数変換回路
WO2017199429A1 (ja) 電力増幅器
CN115642882A (zh) 异相放大器

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180509

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20180509

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20180528

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180605

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180703

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6366887

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250