JPH0645848A - マイクロ波増幅回路 - Google Patents
マイクロ波増幅回路Info
- Publication number
- JPH0645848A JPH0645848A JP8117791A JP8117791A JPH0645848A JP H0645848 A JPH0645848 A JP H0645848A JP 8117791 A JP8117791 A JP 8117791A JP 8117791 A JP8117791 A JP 8117791A JP H0645848 A JPH0645848 A JP H0645848A
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- Japan
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- circuit
- microwave
- emitter
- amplifier
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロ波増幅器の飽和電力レベルを向上さ
せる。 【構成】 マイクロ波動作周波数におけるインピーダン
スに影響を与えることなく、終段エミッタフォロア回路
の出力端子の直流電圧を変化させることができる。これ
はチョークインダクタとレベルシフトダイオードの直列
回路および１／４波長分布定数線路とレベルシフトダイ
オードとの縦続接続回路を増幅器出力端子に付加するこ
とにより実現できる。 【効果】 これにより増幅回路の飽和出力レベルを３ｄ
Ｂｍから１１ｄＢｍへと６．３倍向上できる。
せる。 【構成】 マイクロ波動作周波数におけるインピーダン
スに影響を与えることなく、終段エミッタフォロア回路
の出力端子の直流電圧を変化させることができる。これ
はチョークインダクタとレベルシフトダイオードの直列
回路および１／４波長分布定数線路とレベルシフトダイ
オードとの縦続接続回路を増幅器出力端子に付加するこ
とにより実現できる。 【効果】 これにより増幅回路の飽和出力レベルを３ｄ
Ｂｍから１１ｄＢｍへと６．３倍向上できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波増幅回路に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、へテロ接合バイポーラトランジス
タ（ＨＢＴ），高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭ
Ｔ），ＧａＡｓ電界効果トランジスタ（ＧａＡｓ ＦＥ
Ｔ）などを用いた化合物半導体集積回路の発展は目覚ま
しく、マイクロ波帯増幅回路の研究開発が活発に行われ
ている。
タ（ＨＢＴ），高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭ
Ｔ），ＧａＡｓ電界効果トランジスタ（ＧａＡｓ ＦＥ
Ｔ）などを用いた化合物半導体集積回路の発展は目覚ま
しく、マイクロ波帯増幅回路の研究開発が活発に行われ
ている。
【０００３】図５は従来例のＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ
ＨＢＴモノリシック超広帯域増幅器である。この増幅器
は、入力端子５４，初段ＨＢＴ５５，段間ＨＢＴ５６，
レベルシフトダイオード５７，終段ＨＢＴ５１，エミッ
タフォロア抵抗５２，出力端子５３により構成されてい
る。終段ＨＢＴ５１は、エミッタフォロア抵抗５２を備
え、増幅出力は出力端子５３から取り出される。このよ
うな増幅器で、Ｃ〜Ｘ帯で１７ｄＢ程度の電力利得が実
現されている。
ＨＢＴモノリシック超広帯域増幅器である。この増幅器
は、入力端子５４，初段ＨＢＴ５５，段間ＨＢＴ５６，
レベルシフトダイオード５７，終段ＨＢＴ５１，エミッ
タフォロア抵抗５２，出力端子５３により構成されてい
る。終段ＨＢＴ５１は、エミッタフォロア抵抗５２を備
え、増幅出力は出力端子５３から取り出される。このよ
うな増幅器で、Ｃ〜Ｘ帯で１７ｄＢ程度の電力利得が実
現されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図５の従来例において
は、出力端子５３の直流電圧レベル、および出力端子５
３と接地面の間のマイクロ波帯出力インピーダンスは、
共にエミッタフォロア抵抗５２の値ＲＥによって決まっ
てしまい、両者を独立に調整することはできない。増幅
器が小信号増幅をする限りにおいては、従来の増幅器に
おいても問題は起こらないが、大信号動作をさせた場合
に大きな問題が生ずる。すなわちコレクタ電流を一定と
したとき、出力端子５３の直流電圧レベルは抵抗値ＲＥ
により規定されてしまうため、大振幅の出力電圧のスイ
ングが充分にとれないという問題である。図６は図５の
増幅器の８ＧＨｚにおける大信号出力電圧のシミュレー
ション波形（５０Ω負荷駆動）である。図から分るよう
に出力端子５３における直流電圧が１．７Ｖ程度にセル
フバイアス的に決まるため、直流結合されている段間お
よび初段回路の影響で、出力振幅は負側には大きく振り
込めなくなっている。このため飽和出力電力は、３ｄＢ
ｍ程度と小さい。したがって電力効率も、２％程度と非
常に低く問題であった。
は、出力端子５３の直流電圧レベル、および出力端子５
３と接地面の間のマイクロ波帯出力インピーダンスは、
共にエミッタフォロア抵抗５２の値ＲＥによって決まっ
てしまい、両者を独立に調整することはできない。増幅
器が小信号増幅をする限りにおいては、従来の増幅器に
おいても問題は起こらないが、大信号動作をさせた場合
に大きな問題が生ずる。すなわちコレクタ電流を一定と
したとき、出力端子５３の直流電圧レベルは抵抗値ＲＥ
により規定されてしまうため、大振幅の出力電圧のスイ
ングが充分にとれないという問題である。図６は図５の
増幅器の８ＧＨｚにおける大信号出力電圧のシミュレー
ション波形（５０Ω負荷駆動）である。図から分るよう
に出力端子５３における直流電圧が１．７Ｖ程度にセル
フバイアス的に決まるため、直流結合されている段間お
よび初段回路の影響で、出力振幅は負側には大きく振り
込めなくなっている。このため飽和出力電力は、３ｄＢ
ｍ程度と小さい。したがって電力効率も、２％程度と非
常に低く問題であった。
【０００５】本発明の目的は、前記欠点を除去し、エミ
ッタ（またはソース）フォロア回路においても出力端子
の直流電圧レベルをエミッタ（またはソース）フォロア
抵抗の値とは別に調整できる回路を提供し、大振幅出力
電圧スイングが充分にとれるマイクロ波増幅器を提供す
ることにある。
ッタ（またはソース）フォロア回路においても出力端子
の直流電圧レベルをエミッタ（またはソース）フォロア
抵抗の値とは別に調整できる回路を提供し、大振幅出力
電圧スイングが充分にとれるマイクロ波増幅器を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、終段にエ
ミッタ（またはソース）フォロア回路を有するマイクロ
波モノリシック増幅器において、終段トランジスタのエ
ミッタ電極（またはソース電極）と接地面の間に、増幅
帯域におけるインピーダンスがエミッタ（またはソー
ス）フォロア抵抗の抵抗値より十分大きなインダクタと
レベルシフトダイオードとの直列回路を付加したことを
特徴とする。
ミッタ（またはソース）フォロア回路を有するマイクロ
波モノリシック増幅器において、終段トランジスタのエ
ミッタ電極（またはソース電極）と接地面の間に、増幅
帯域におけるインピーダンスがエミッタ（またはソー
ス）フォロア抵抗の抵抗値より十分大きなインダクタと
レベルシフトダイオードとの直列回路を付加したことを
特徴とする。
【０００７】第２の発明は、終段にエミッタ（またはソ
ース）フォロア回路を有するマイクロ波モノリシック増
幅器において、終段トランジスタのエミッタ電極に、長
さが増幅帯域においてほぼ４分の１波長で、他端がレベ
ルシフトダイオードを介して接地された分布定数線路が
接続されていることを特徴とする。
ース）フォロア回路を有するマイクロ波モノリシック増
幅器において、終段トランジスタのエミッタ電極に、長
さが増幅帯域においてほぼ４分の１波長で、他端がレベ
ルシフトダイオードを介して接地された分布定数線路が
接続されていることを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明のマイクロ波増幅回路においては、マイ
クロ波動作周波数帯におけるインピーダンスに影響を与
えることなく、終段エミッタ（またはソース）フォロア
回路の出力端子の直流電圧を変化させることができる。
このため出力端子における電圧スイングを充分に大きく
とれる。図４は出力端子直流電圧を０．８Ｖとしたとき
の８ＧＨｚにおける出力電圧シミュレーション波形（５
０Ω負荷駆動）である。入力電力，他の回路パラメータ
は図６の計算例と同じである。このときの飽和出力電力
は１１ｄＢｍであり８ｄＢ（６．３倍）出力が増大して
いる。
クロ波動作周波数帯におけるインピーダンスに影響を与
えることなく、終段エミッタ（またはソース）フォロア
回路の出力端子の直流電圧を変化させることができる。
このため出力端子における電圧スイングを充分に大きく
とれる。図４は出力端子直流電圧を０．８Ｖとしたとき
の８ＧＨｚにおける出力電圧シミュレーション波形（５
０Ω負荷駆動）である。入力電力，他の回路パラメータ
は図６の計算例と同じである。このときの飽和出力電力
は１１ｄＢｍであり８ｄＢ（６．３倍）出力が増大して
いる。
【０００９】図３は出力端子における直流電圧の値ＶO
を変えた場合の入出力電力特性シミュレーション値であ
り、ＶOを変えることにより飽和出力電力は飛躍的に向
上していることが分る。
を変えた場合の入出力電力特性シミュレーション値であ
り、ＶOを変えることにより飽和出力電力は飛躍的に向
上していることが分る。
【００１０】
【実施例】図１は第１の発明の実施例のマイクロ波増幅
回路である。このマイクロ波増幅回路は、図５の従来例
の回路に対し、Ａｌ／ＧａＡｓのショットキー接合を用
いたレベルシフトダイオード（レベルシフト量０．８
Ｖ）６０と、チョークインダクタ６１の直列回路を、出
力端子５３と接地面の間に新たに付加している。この回
路では、出力端子５３の直流電圧を＋０．８Ｖとするこ
とができる一方で、チョークインダクタ６１のインピー
ダンスがエミッタフォロア抵抗５２より十分に大きいた
め、マイクロ波帯の出力インピーダンスは図５の従来例
と同じ値が保てる。このため図１の実施例のマイクロ波
増幅回路では、１１ｄＢｍの飽和出力が得られる。これ
は従来例に比べて８ｄＢ（６．３倍）大きい値である。
従って電力効率も１３％に改善される。
回路である。このマイクロ波増幅回路は、図５の従来例
の回路に対し、Ａｌ／ＧａＡｓのショットキー接合を用
いたレベルシフトダイオード（レベルシフト量０．８
Ｖ）６０と、チョークインダクタ６１の直列回路を、出
力端子５３と接地面の間に新たに付加している。この回
路では、出力端子５３の直流電圧を＋０．８Ｖとするこ
とができる一方で、チョークインダクタ６１のインピー
ダンスがエミッタフォロア抵抗５２より十分に大きいた
め、マイクロ波帯の出力インピーダンスは図５の従来例
と同じ値が保てる。このため図１の実施例のマイクロ波
増幅回路では、１１ｄＢｍの飽和出力が得られる。これ
は従来例に比べて８ｄＢ（６．３倍）大きい値である。
従って電力効率も１３％に改善される。
【００１１】図２は第２の発明の実施例のマイクロ波増
幅回路である。このマイクロ波増幅回路は、図５の従来
例の回路に対し、他端がＡｌ／ＧａＡｓショットキーレ
ベルシフトダイオード６０を介して接地された、動作周
波数帯において４分の１波長の長さを有するマイクロス
トリップ型分布定数線路６２が出力端子５３に接続され
ている。この回路においても出力端子５３の直流電圧は
＋０．８Ｖとなる。一方、マイクロ波的にはレベルシフ
トダイオード６０のインピーダンスはほぼ零と近似でき
るため、分布定数線路６２上を４分の１波長離れた所か
らレベルシフトダイオードを見込んだインピーダンスは
ほぼ無限大となる。このためマイクロ波帯の出力インピ
ーダンスは従来例と同じである。この回路により、１１
ｄＢｍの飽和出力が得られる。電力効率は、１３％であ
る。
幅回路である。このマイクロ波増幅回路は、図５の従来
例の回路に対し、他端がＡｌ／ＧａＡｓショットキーレ
ベルシフトダイオード６０を介して接地された、動作周
波数帯において４分の１波長の長さを有するマイクロス
トリップ型分布定数線路６２が出力端子５３に接続され
ている。この回路においても出力端子５３の直流電圧は
＋０．８Ｖとなる。一方、マイクロ波的にはレベルシフ
トダイオード６０のインピーダンスはほぼ零と近似でき
るため、分布定数線路６２上を４分の１波長離れた所か
らレベルシフトダイオードを見込んだインピーダンスは
ほぼ無限大となる。このためマイクロ波帯の出力インピ
ーダンスは従来例と同じである。この回路により、１１
ｄＢｍの飽和出力が得られる。電力効率は、１３％であ
る。
【００１２】このような第１および第２の発明の実施例
においては、エミッタフォロア回路を有するマイクロ波
増幅器の出力端子の直流電圧を、マイクロ波帯の出力イ
ンピーダンスを変化させずに加えることができる。この
ため出力電圧振幅の下づまりを無くすることができ、増
幅器の飽和出力電力を大幅に増大させることができる。
においては、エミッタフォロア回路を有するマイクロ波
増幅器の出力端子の直流電圧を、マイクロ波帯の出力イ
ンピーダンスを変化させずに加えることができる。この
ため出力電圧振幅の下づまりを無くすることができ、増
幅器の飽和出力電力を大幅に増大させることができる。
【００１３】本発明の実施例においては、レベルシフト
ダイオードにはＡｌ／ＧａＡｓショットキーダイオード
を用いているが、ダイオードはこれに限らずＰ−ｎ接合
ダイオードであってもよいことは言うまでもなく、半導
体材料もＧａＡｓに限らず、Ｓｉ，ＩｎＰ等の他の材料
でもよい。また能動素子はＨＢＴに限らずＨＥＭＴ，Ｇ
ａＡｓ ＦＥＴでもよい。
ダイオードにはＡｌ／ＧａＡｓショットキーダイオード
を用いているが、ダイオードはこれに限らずＰ−ｎ接合
ダイオードであってもよいことは言うまでもなく、半導
体材料もＧａＡｓに限らず、Ｓｉ，ＩｎＰ等の他の材料
でもよい。また能動素子はＨＢＴに限らずＨＥＭＴ，Ｇ
ａＡｓ ＦＥＴでもよい。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば終段にエミッタ（または
ソース）フォロア回路を有するマイクロ波増幅回路の飽
和電力レベルを大幅に向上できる。
ソース）フォロア回路を有するマイクロ波増幅回路の飽
和電力レベルを大幅に向上できる。
【図１】第１の発明の実施例のマイクロ波増幅回路の図
である。
である。
【図２】第２の発明の実施例のマイクロ波増幅回路の図
である。
である。
【図３】入出力電力特性を説明するための図である。
【図４】増幅回路の大信号出力電圧のシミュレーション
波形である。
波形である。
【図５】従来例のマイクロ波増幅器の回路の図である。
【図６】従来例のマイクロ波増幅回路の大信号出力電圧
のシミュレーション波形である。
のシミュレーション波形である。
５１ 終段ＨＢＴ ５２ エミッタフォロア抵抗 ５３ 出力端子 ５４ 入力端子 ５５ 初段ＨＢＴ ５６ 段間ＨＢＴ ５７ レベルシフトダイオード ６０ レベルシフトダイオード ６１ チョークインダクタ ６２ マイクロストリップ型分布定数線路
Claims (2)
- 【請求項１】終段にエミッタ（またはソース）フォロア
回路を有するマイクロ波モノリシック増幅器において、 終段トランジスタのエミッタ電極（またはソース電極）
と接地面の間に、増幅帯域におけるインピーダンスがエ
ミッタ（またはソース）フォロア抵抗の抵抗値より十分
大きなインダクタとレベルシフトダイオードとの直列回
路を付加したことを特徴とするマイクロ波増幅回路。 - 【請求項２】終段にエミッタ（またはソース）フォロア
回路を有するマイクロ波モノリシック増幅器において、 終段トランジスタのエミッタ電極に、長さが増幅帯域に
おいてほぼ４分の１波長で、他端がレベルシフトダイオ
ードを介して接地された分布定数線路が接続されている
ことを特徴とするマイクロ波増幅回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8117791A JP2500541B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | マイクロ波増幅回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8117791A JP2500541B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | マイクロ波増幅回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645848A true JPH0645848A (ja) | 1994-02-18 |
| JP2500541B2 JP2500541B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=13739186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8117791A Expired - Lifetime JP2500541B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | マイクロ波増幅回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500541B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ301345B6 (cs) * | 1998-01-30 | 2010-01-20 | Krupp Vdm Gmbh | Zpusob tavení magneticky mekké železoniklové slitiny |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP8117791A patent/JP2500541B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ301345B6 (cs) * | 1998-01-30 | 2010-01-20 | Krupp Vdm Gmbh | Zpusob tavení magneticky mekké železoniklové slitiny |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2500541B2 (ja) | 1996-05-29 |
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