JP2809195B2 - 電力合成方法および高周波用電力増幅器 - Google Patents

電力合成方法および高周波用電力増幅器

Info

Publication number
JP2809195B2
JP2809195B2 JP8117379A JP11737996A JP2809195B2 JP 2809195 B2 JP2809195 B2 JP 2809195B2 JP 8117379 A JP8117379 A JP 8117379A JP 11737996 A JP11737996 A JP 11737996A JP 2809195 B2 JP2809195 B2 JP 2809195B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
power amplifier
input
circuit
type single
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP8117379A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09307367A (ja
Inventor
信之 森
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.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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 Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP8117379A priority Critical patent/JP2809195B2/ja
Publication of JPH09307367A publication Critical patent/JPH09307367A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2809195B2 publication Critical patent/JP2809195B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電力合成方法および
電力増幅器に関し、特に、振幅変調波の増幅を行う電力
合成方法および電力増幅器に関する。
【0002】
【従来の技術】任意の電力を加算するための電力合成方
法としては、ウィルキンソン合成、方向性結合器を用い
た合成、サーキュレータを用いた合成等の方法がある
が、これらの合成方法では、一部の電力が不平衡電力と
して合成回路中の抵抗分へ消費されるため合成効率が非
常に低いものとなる。
【0003】中波帯のデジタル変調送信機では、複数の
ブリッジ型シングルエンドプッシュプル(SEPP)電
力増幅器を使用し、各電力増幅部をON/OFF制御
し、出力電力を直列的に合成することによって振幅変調
された出力を得ている。
【0004】図5は上記のように構成された電力加算部
の構成を示す図である。
【0005】M台設けられた電力増幅器はユニットの出
力電圧としてVaiを出力するもので、N:1の巻線比で
ある合成トランス504を介することにより電圧Vaoと
して負荷抵抗514を備える二次側に伝送される。図5
(a)はM台すべての電力増幅器がON状態の場合が示
され、図5(b)にはM台のうちのN台の電力増幅器が
OFF状態の場合が示されている。
【0006】図5(a)に示す状態における電力Pは、
負荷抵抗514の抵抗値をRLとすると、 P=M2(Vao2/RL) となり、図5(b)に示される状態における電力Pは、 P=(M−N)2(Vao2/RL) となる。このような出力合成を行う場合、出力のない電
力増幅器に電流が流れるとその線路抵抗等により上式に
は表わされない損失が生じる。このため、送信機では損
失の少ない合成を行うために、出力のない電力増幅器の
出力端子間を短絡状態とすることにより高効率な合成を
実現している。
【0007】図6は出力のない電力増幅部の出力を短絡
する方法を説明するための図であり、上記の方法による
中波帯用のデジタル変調送信機に用いられるブリッジ型
SEPP電力増幅器の回路図である。
【0008】図6に示す電力増幅器は、RF入力端子6
31へ入力され、励磁トランス620を介して伝送され
る入力電圧を、相補的に動作するMOSFET607,
608、609,610により増幅してRF出力端子6
32より出力するものである。電力増幅を行う際に、駆
動電圧入力端子630からの駆動電圧によって流れる電
流は、図中の破線矢印のように流れる。
【0009】図6に示す回路がRF出力側から見て短絡
状態であるためには、各MOSFET607〜610の
ドレイン・ソース間が短絡されていればよい。各MOS
FET607〜610の動作をスイッチング動作に例え
ると、MOSFET607,608およびMOSFET
609,610のそれぞれは交互にON・OFFを繰り
返している。ON状態のMOSFETではドレインから
ソースへ電流が流れ、OFF状態のMOSFETでは開
放状態となり電流は流れない。従ってOFF状態のMO
SFETのソースからドレイン側へ電流が流れるように
構成することにより短絡回路を実現することができる。
図6に示す回路では各MOSFETのソースからドレイ
ン側へ電流を流すためのダイオード615〜618がそ
れぞれ設けられており、これにより、RF入力がなく、
各MOSFET607〜610がOFF状態のときには
電力増幅器の出力端子間は短絡状態となり、高効率な合
成が可能となっている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電力増
幅器においては、OFF状態の電力増幅器の出力端子間
を短絡状態とするために、電力増幅を行うためのMOS
FETのドレイン・ソース間に短絡用のダイオードを設
けている。これらのダイオードはRF入力に応じて動作
することが要求される。現在の一般的なダイオードとし
て、VHF帯等の高周波帯において図6に示した回路を
実現することのできる動作速度および電流容量を備えた
ダイオードはないため、高周波帯では高効率な合成が可
能な電力増幅器を実現することができないという問題点
がある。
【0011】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、高周波帯であ
っても高効率な合成が可能な電力合成方法および高周波
用電力増幅器を実現することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の電力合成方法
は、入力されたRF入力信号を増幅して共通の合成トラ
ンスへ出力する複数のブリッジ型シングルエンドプッシ
ュプル回路による電力増幅器を用いた電力合成方法にお
いて、前記RF信号が入力されない電力増幅器について
は、前記ブリッジ型シングルエンドプッシュプル回路を
構成するトランジスタへのバイアス電圧を供給しないこ
とを特徴とする。
【0013】本発明の高周波用電力増幅器は、入力され
たRF入力信号を増幅して合成トランスへ出力するブリ
ッジ型シングルエンドプッシュプル回路による高周波用
電力増幅器において、前記RF信号が入力されたときに
のみ前記ブリッジ型シングルエンドプッシュプル回路を
構成するトランジスタへのバイアス電圧を供給するスイ
ッチを有することを特徴とする。
【0014】「作用」上記のように構成される本発明に
ついて、ブリッジ型シングルエンドプッシュプル回路に
MOSFETを使用した場合の作用を説明する。一般に
高周波帯用のMOSFETのドレイン・ソース間の容量
はドレイン電圧が低くなるにつれて大きくなる特性を示
す。図3はVHS帯用のMOSFET:2SK1543
の100MHzにおけるドレイン電圧に対するドレイン
・ソース間容量の実測値である。図3から明らかなよう
に、ドレイン・ソース間の容量はドレイン電圧が0Vの
ときに極端に大きな値を持つ。
【0015】上記のように構成される本発明において
は、電力増幅器を構成するMOSFETのドレイン電圧
を制御することにより電圧増幅器出力をON/OFF制
御するものである。
【0016】図4(a)はMOSFET407〜410
により構成されるブリッジ型シングルエンドプッシュプ
ル回路の電力増幅器を簡略化して示す図である。駆動電
源を0Vとし、ドレイン電圧を0Vとすると図4(b)
に示すように各MOSFET407〜410は1400
pF程度の容量と等しく、この場合、出力側の合成トラ
ンス405から見たインピーダンスは高周波的に短絡状
態と見なすことができる。
【0017】上記の短絡と見なせる容量について説明す
ると、バイアス電圧がかからない場合にドレイン・ソー
ス間は大容量を持つこととなるが、これが高周波的に短
絡と見なせるかは、回路構成上トランジスタのドレイン
・ソース間がどの程度の抵抗成分を持っているかに依存
する。
【0018】抵抗成分は、1/2πfc(f:周波数,
c:容量)で算出される。
【0019】本発明を構成するブリッジ型シングルエン
ドプッシュプル回路では抵抗成分が1Ω程度であれば短
絡と見なせると判断した。周波数fが100MHz、容
量cが1400pFであるから抵抗成分は1.13Ω程
度となり、VHF体では充分短絡と見なすことができ
る。
【0020】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。
【0021】図1は本発明の電力増幅器の一実施例の構
成を示す回路図である。本実施例の電力増幅器は、RF
入力端子131へ入力され、励磁トランス120を介し
て伝送される入力電圧を、相補的に動作するMOSFE
T107,108、109,110により増幅してRF
出力端子132より出力するものである。電力増幅を行
う際に、制御電圧入力端子130からの駆動電圧によっ
て流れる電流は、図中の破線矢印のように流れる。
【0022】各MOSFET107〜110はいずれも
図3に示したような特性を備え、制御電圧入力端子13
0に供給される制御電圧をバイアス電圧として動作する
もので、該制御電圧はドレイン電圧供給スイッチ111
を介して供給されている。ドレイン電圧供給スイッチ1
11はMOSFET等の高速動作可能な阻止を用いて構
成されるもので、不図示の駆動回路によりRF入力端子
131に入力があったときに各MOSFET107〜1
10へバイアス電圧を供給するように構成されている。
【0023】図2は図1に示した構成による電力増幅器
207〜209による電力合成回路を示す図である。図
2(a)に示す状態では各電力増幅器207〜209の
ドレイン供給スイッチ111(図1参照)のすべてが閉
じた状態とされ、各電力増幅器からの出力は合成トラン
ス204〜206をそれぞれ介して合成されている。ま
た、図2(b)に示す状態においては、電力増幅器20
7〜209のうち、電力増幅器208についてはドレイ
ン供給スイッチ111が開けられてバイアス電圧の供給
が停止され、その他の電力増幅器207,209につい
てはドレイン供給スイッチ111が閉じた状態とされて
動作状態とされている。図2(b)に示すようにバイア
ス電圧が供給されず、ドレイン電圧が0Vとされる電力
増幅器208においては各MOSFETが大きな容量と
等しくなり、高周波的には短絡状態となるので、動作状
態にある電力増幅器207,209の出力を損失なく合
成することが行われている。
【0024】なお、以上説明した実施例においては、ブ
リッジ型シングルエンドプッシュプル回路を構成するト
ランジスタとしてMOSFETを使用するものとして説
明したが、バイアス電圧がかかると容量が小さくなる、
逆に言うとバイアス電圧がかからないときに大きな容量
を持つというのは半導体一般にいえることであり、本発
明はバイアス電圧が印加されない状態のときに高周波的
に短絡状態と見なせる程度に容量が大きくなるトランジ
スタであればすべて使用することができ、使用トランジ
スタはMOSFETに限定されるものではない。
【0025】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
【0026】請求項1に記載の方法および請求項2に記
載のもののいずれにおいても高周波帯であっても損失の
少ない電力合成を行うことができ、電源利用効率のよい
高効率な合成を行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示す回路図である。
【図2】(a),(b)のそれぞれは、図1に示した電
力増幅器による電力合成回路を示す図である。
【図3】MOSFETのドレイン電圧に対するドレイン
・ソース間容量の特性を忌め酢図である。
【図4】(a),(b)のそれぞれは、MOSFETに
より構成されるブリッジ型シングルエンドプッシュプル
回路の電力増幅器を簡略化して示す図である。
【図5】(a),(b)のそれぞれは、従来より行われ
ている電力加算部の構成を示す図である。
【図6】電力増幅器の従来例の構成を示す図である。
【符号の説明】
107〜110,407〜410 MOSFET 111 ドレイン電圧供給用スイッチ 120 励磁トランス 130 制御電圧入力端子 131 RF入力端子 132 RF出力端子 204〜206,405 合成トランス 207〜209 電力増幅器

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力されたRF入力信号を増幅して共通
    の合成トランスへ出力する複数のブリッジ型シングルエ
    ンドプッシュプル回路による電力増幅器を用いた電力合
    成方法において、 前記RF信号が入力されない電力増幅器については、前
    記ブリッジ型シングルエンドプッシュプル回路を構成す
    るトランジスタへのバイアス電圧を供給しないことを特
    徴とする電力合成方法。
  2. 【請求項2】 入力されたRF入力信号を増幅して合成
    トランスへ出力するブリッジ型シングルエンドプッシュ
    プル回路による高周波用電力増幅器において、 前記RF信号が入力されたときにのみ前記ブリッジ型シ
    ングルエンドプッシュプル回路を構成するトランジスタ
    へのバイアス電圧を供給するスイッチを有することを特
    徴とする高周波用電力増幅器。
JP8117379A 1996-05-13 1996-05-13 電力合成方法および高周波用電力増幅器 Expired - Lifetime JP2809195B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8117379A JP2809195B2 (ja) 1996-05-13 1996-05-13 電力合成方法および高周波用電力増幅器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8117379A JP2809195B2 (ja) 1996-05-13 1996-05-13 電力合成方法および高周波用電力増幅器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09307367A JPH09307367A (ja) 1997-11-28
JP2809195B2 true JP2809195B2 (ja) 1998-10-08

Family

ID=14710200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8117379A Expired - Lifetime JP2809195B2 (ja) 1996-05-13 1996-05-13 電力合成方法および高周波用電力増幅器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2809195B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007143069A (ja) 2005-11-22 2007-06-07 Mitsubishi Electric Corp 電力増幅器
JP4992130B2 (ja) * 2007-09-05 2012-08-08 ルネサスエレクトロニクス株式会社 分布型電力増幅器
JP5163577B2 (ja) 2009-03-27 2013-03-13 富士通株式会社 増幅回路及び送受信機

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09307367A (ja) 1997-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100600507B1 (ko) 펄스폭 변조 회로
KR100814222B1 (ko) 스위치 모드 rf 전력 증폭기들을 위한 구동 회로들
CA2402704C (en) System and method of producing direct audio from a power supply
US20040108900A1 (en) Saturated power amplifier with selectable and variable output power levels
US7339427B2 (en) Analogue power control in a saturated amplifier
JPH01254014A (ja) 電力増幅器
US8149027B2 (en) Circuit with a voltage dependent resistor for controlling an on/off state of a transistor
US8633768B2 (en) Amplifying device
JP2809195B2 (ja) 電力合成方法および高周波用電力増幅器
US6087900A (en) Parallel push-pull amplifier using complementary device
KR100885337B1 (ko) 스위치 모드 회로에서 출력 임피던스 정합을 위한 회로 및방법
US4727596A (en) High dynamic range mixer
US5929708A (en) Low-voltage radio frequency amplifier
WO2003012981B1 (en) Active element bias circuit for rf power transistor input
JPH06204751A (ja) 周波数変換装置
JP2004056211A (ja) 半導体装置およびd級増幅器
JP3777040B2 (ja) 増幅器
JP2906564B2 (ja) Pwm増幅器
US7859337B1 (en) Wideband driver for class-D power amplifiers
JP3406427B2 (ja) D級電力増幅器
US20020140509A1 (en) Efficient AC coupled CMOS RF amplifier
CN114467261B (zh) 具有宽带乘积模式控制的极化调制发射机
JP2005323030A (ja) スイッチ半導体集積回路
JP3102023B2 (ja) 高周波電力増幅器
Velasco-Quesada et al. High-Efficiency Power Amplifiers