JPH09238030A - 保護回路付電力増幅器 - Google Patents

保護回路付電力増幅器

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JPH09238030A
JPH09238030A JP8069486A JP6948696A JPH09238030A JP H09238030 A JPH09238030 A JP H09238030A JP 8069486 A JP8069486 A JP 8069486A JP 6948696 A JP6948696 A JP 6948696A JP H09238030 A JPH09238030 A JP H09238030A
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JP
Japan
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voltage
power amplifier
gallium arsenide
drain
negative voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP8069486A
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English (en)
Inventor
Toshihisa Kawajiri
敏久 川尻
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Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガリウム砒素トランジスタを増幅素子とする
電力増幅器において、ゲート電極に対する負電圧非印加
時のドレーン電極電圧印加による増幅素子破壊の抑止。 【解決手段】 装置の電源投入もしくは電力増幅器の駆
動指令に対応してトリガ131 がゲート電圧発生用の負電
圧を発生する。比較器11は、基準電圧とゲート電圧とを
比較し、ゲート電圧が所定の負電位に達したことを確認
してスイッチ回路12をオンとし、ドレーン電圧を印加す
る。電力増幅器10は、このような動作により、負電圧不
在時のドレーン電圧印加を自動的に阻止することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は保護回路付電力増幅
器に関し、特にガリウム砒素(Gas)トランジスタに
よって形成されるFETを用いた無線通信機器用の保護
回路付電力増幅器に関する。
【0002】
【従来の技術】ガリウム砒素トランジスタを用いた電力
増幅器では、MOSFETとして利用されるガリウム砒
素トランジスタのゲートには負電圧のゲート電圧を印加
する必要があり、またゲート電圧を印加してからドレー
ン電圧を印加する必要がある。この電極電圧の印加シー
ケンスが守られないと電力増幅器が破損する。
【0003】従って、ゲート電圧印加後にドレーン電圧
を印加するようにドレーン電圧の印加タイミングを遅延
させ、電力増幅器を破壊から保護するためのタイマ等を
利用する保護回路の併設が必要であった。
【0004】図3は、ガリウム砒素トランジスタを利用
する従来の電力増幅器の構成を示すブロック図である。
図3に示す電力増幅器は、ガリウム砒素トランジスタに
より形成する増幅素子としてのMOSFETを含んで構
成される2つの増幅器201,202を備えた電力増幅
器20と、電力増幅器のガリウム砒素トランジスタの負
のゲート電圧211を生成し送出する負電圧生成回路2
1と、トリガ221を受けてゲート電圧211印加後の
ドレーン電圧印加までの所定の時間遅延を確保するタイ
マ22と、タイマ22からスイッチ駆動信号222を受
けてドレーン電圧231を電力増幅器20に供給せしめ
るスイッチ回路23とを備え、図3にはなお、電力増幅
器20の入力203及び出力204を併記して示す。
【0005】負電圧生成回路21とタイマ22には、図
示しない無線通信機器の電源投入もしくは送信起動の運
用動作に対応して提供されるトリガ221が入力する。
トリガ221によって駆動される負電圧生成回路21
は、電力増幅器20の増幅器201,202の含むガリ
ウム砒素トランジスタのゲート電極に印加すべきゲート
電圧211を発生する。一方、タイマ22に供給された
トリガ221によってタイマ22が始動し、ゲート電圧
211の生成並びに印加に十分な、あらかじめ設定する
時間経過後にスイッチ駆動信号222を送出する。
【0006】スイッチ回路23は、スイッチ駆動信号2
22を受けて、図示しない電源から提供されるドレーン
電圧231を電力増幅器20に供給し、これにより電力
増幅器20は入力203を電力増幅して出力204を送
出する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のガリウ
ム砒素トランジスタを利用する電力増幅器は、何等かの
原因で負電圧生成回路21から所定のゲート電圧211
が出力されない事態が生起すると、タイマ22の設定時
間後にゲート電圧不在のままドレーン電圧が印加され、
電力増幅器20を破壊してしまうという欠点がある。
【0008】本発明の目的は、上述した欠点を解決し、
何等かの原因で負電圧生成回路から所定のゲート電圧が
出力されない場合でも電力増幅器を破壊から保護するこ
とを可能とした保護回路付電力増幅器を提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するために次の手段構成を有する。即ち、保護回
路付電力増幅器に関する本発明の第1の構成は、ガリウ
ム砒素トランジスタによるFETを増幅素子として含む
無線通信機器の電力増幅器であって、前記ガリウム砒素
トランジスタのゲート電極に印加すべき負電圧の不在時
におけるドレーン電極電圧印加による前記電力増幅器の
破壊を抑止することを特徴とする保護回路付電力増幅器
であって、下記に示す(イ)ないし(ニ)の各構成を有
する。 (イ)前記ガリウム砒素トランジスタを増幅素子として
構成する増幅器によって電力増幅を行う電力増幅器 (ロ)前記無線通信機器の電源投入もしくは前記電力増
幅器の駆動に対応して前記電力増幅器の含む前記ガリウ
ム砒素トランジスタのゲート電極に印加すべき負電圧を
生成し出力する負電圧生成回路 (ハ)前記負電圧生成回路の出力する負電圧を入力し、
この負電圧が所定のレベルの負電位を有するか否かを、
あらかじめ設定する基準電圧しきい値との比較により判
定し、所定のレベルの負電位を確保するものと判定した
場合のみ前記ガリウム砒素トランジスタのドレーン電極
に対するドレーン電圧の印加を可とするようにドレーン
電圧の印加を制御する比較器 (ニ)外部からドレーン電圧を受け、前記比較器の制御
のもとにドレーン電圧を前記ガリウム砒素トランジスタ
のドレーン電極に印加するスイッチ回路
【0010】また、本発明の第2の構成は、前記第1の
構成において、前記電力増幅器と、前記比較器と、前記
スイッチ回路とを一体化構成した構成を備える。
【0011】
【発明の実施の形態】無線通信機器の送信信号の生成に
利用する電力増幅器等に利用され、ガリウム砒素トラン
ジスタで形成するFETを増幅素子として構成する電力
増幅器では、ガリウム砒素トランジスタを駆動する場合
にゲート電極に所定の負電圧を印加し切ってからドレー
ン電極に対するドレーン電圧を印加する印加シーケンス
を踏まないとガリウム砒素トランジスタ自体を破壊に追
い込むこととなる。
【0012】この問題に対し、従来は図3に示す如く、
負のゲート電圧を発生してから必要な遅延時間をタイマ
で確保したのち、ドレーン電圧を印加するスイッチ回路
をオンとすることで電圧印加のシーケンスを確保してい
た。
【0013】しかしながら、このような従来の手法で
は、何等かの原因でゲート電圧としての負電圧の発生に
不具合をきたした場合には、タイマによるカウントアッ
プ後ドレーン電圧のみが印加されてガリウム砒素トラン
ジスタが破壊されてしまうことが避けられない。
【0014】本発明では、このようなドレーン電圧の単
独印加の発生を根本的に排除すべく、図1に示すよう
に、比較器11によるゲート電圧の正常性確認を行い、
この確認がなされた時のみスイッチ回路12によるドレ
ーン電圧の印加を可とすることを発明の実施の形態とし
ている。
【0015】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図
である。図1に示す実施例の構成は、ガリウム砒素トラ
ンジスタによるMOSFETの増幅素子を利用して構成
する2つの増幅器101,102を備えた電力増幅器1
0と、負のゲート電圧−Vg 132を基準電圧と比較す
る比較器11と、外部から提供されるドレーン電圧12
1の電力増幅器10に対する供給をオン、オフするスイ
ッチ回路12と、ゲート電圧−Vg 132を生成・出力
する負電圧生成回路13とを備える。
【0016】これら構成要素中、一点鎖線に含む電力増
幅器10と、比較器11及びスイッチ回路12は、一体
化構成として形成される。
【0017】次に本実施例の動作について説明する。負
電圧生成回路13は、図示しない無線通信機器本体の電
源投入もしくは送信起動に対応して提供されるトリガ1
31によって駆動され、ゲート電圧−Vg 132を出力
して比較器11及び電力増幅器10の有する2つの増幅
器101,102の含む増幅素子のそれぞれのゲート電
極に印加する。
【0018】比較器11は、入力したゲート電圧−Vg
132を、生成されるゲート電圧が所定のレベルに達す
るか否かを判定すべくあらかじめ設定された基準電圧し
きい値−Vthと比較し、ゲート電圧−Vg 132の絶対
値が−Vthの絶対値より大きい場合にスイッチ駆動信号
111をスイッチ回路12に出力する。
【0019】スイッチ回路12は、比較器11からスイ
ッチ駆動信号111を提供されると所定の時間にわたっ
てオン状態を保ち、外部から提供されるドレーン電圧を
電力増幅器10の2つの増幅器101,102の含む増
幅素子のそれぞれのドレーン電極に印加し、電力増幅器
10の入力103を電力増幅した出力104を得る。
【0020】図2は、図1の主要信号の波形図である。
図2の(a)はトリガ131を示す。このトリガ131
は、無線通信機器の電源投入もしくは送信起動の動作に
対応して外部の上位機器等から提供される所定のハイレ
ベル信号であり、その間隔T0 はゲート電圧−Vg 13
2の生成・印加に十分な時間を含み、且つ電力増幅器1
0の運用モードに対応してあらかじめ設定される。
【0021】図2の(b)は、負電圧生成回路13の出
力するゲート電圧−Vg 132を示す。ゲート電圧−V
g 132は、トリガ131の入力とともに生成が開始さ
れ、時間t0 後に所定の負値の−Vg に達する。基準電
圧しきい値−Vthは、生成されるゲート電圧−Vg 13
2が所望のレベルに達するか否かを判定する判定基準を
示すものとしてあらかじめ設定され、ゲート電圧−Vg
132の絶対値がこの基準電圧しきい値−Vthの絶対値
を超えるとき、図2の(c)に示すハイレベル信号のス
イッチ駆動信号111が比較器11からスイッチ回路1
2に出力される。
【0022】運用モードに対応して負電圧生成回路13
に対するトリガ131の入力がT0後に止むと、ゲート
電圧−Vg 132の生成が止み、ゲート電圧−Vg 13
2の絶対値は基準電圧しきい値−Vthの絶対値を下回り
つつ減少し0になる。この動作に連動してゲート電圧−
g 132が基準電圧しきい値−Vthを絶対値において
下回るタイミングで比較器11から出力するスイッチ駆
動信号111が断となり、スイッチ回路12が断状態と
なってドレーン電圧の印加が止む。
【0023】負電圧生成回路13に何等かの原因で不具
合を生じ、ゲート電圧−Vg 132が発生しないか、も
しくは発生しても絶対値が基準電圧しきい値−Vthの絶
対値を下回るときはスイッチ駆動信号111の出力が抑
制され、従ってドレーン電極に対するドレーン電圧の印
加は阻止され、かくしてガリウム砒素トランジスタを利
用する増幅素子の破壊は根本的に排除される。
【0024】このようなガリウム砒素トランジスタの破
壊抑止動作は、電力増幅器10、比較器11およびスイ
ッチ回路12の一体化構成により、負電圧生成回路13
の不具合に即応して迅速且つ効果的に行われる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ガリウム
砒素トランジスタを利用するFETを増幅素子とする無
線通信機器用の電力増幅器において、増幅素子のゲート
電極に印加すべき負電圧の生成回路の不具合時において
は自動的にドレーン電極に対する電圧印加を抑止する回
路を一体化構成として電力増幅器に併設することによ
り、迅速且つ確実に負電圧生成不具合時の電力増幅器を
破壊から保護することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】図1の主要信号の波形図である。
【図3】従来の、ガリウム砒素トランジスタを用いた電
力増幅器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 電力増幅器 11 比較器 12 スイッチ回路 13 負電圧生成回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の各構成を備え、ガリウム砒素トラン
    ジスタによるFETを増幅素子として含む無線通信機器
    の電力増幅器であって、前記ガリウム砒素トランジスタ
    のゲート電極に印加すべき負電圧の不在時におけるドレ
    ーン電極電圧印加による前記電力増幅器の破壊を抑止す
    ることを特徴とする保護回路付電力増幅器。 (イ)前記ガリウム砒素トランジスタを増幅素子として
    構成する増幅器によって電力増幅を行う電力増幅器 (ロ)前記無線通信機器の電源投入もしくは前記電力増
    幅器の駆動に対応して前記電力増幅器の含む前記ガリウ
    ム砒素トランジスタのゲート電極に印加すべき負電圧を
    生成し出力する負電圧生成回路 (ハ)前記負電圧生成回路の出力する負電圧を入力し、
    この負電圧が所定のレベルの負電位を有するか否かを、
    あらかじめ設定する基準電圧しきい値との比較により判
    定し、所定のレベルの負電位を確保するものと判定した
    場合のみ前記ガリウム砒素トランジスタのドレーン電極
    に対するドレーン電圧の印加を可とするようにドレーン
    電圧の印加を制御する比較器 (ニ)外部からドレーン電圧を受け、前記比較器の制御
    のもとにドレーン電圧を前記ガリウム砒素トランジスタ
    のドレーン電極に印加するスイッチ回路
  2. 【請求項2】 前記電力増幅器と、前記比較器と、前記
    スイッチ回路とを一体化構成したことを特徴とする請求
    項1記載の保護回路付電力増幅器。
JP8069486A 1996-02-29 1996-02-29 保護回路付電力増幅器 Pending JPH09238030A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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