JPH0616567B2 - High efficiency amplifier - Google Patents
High efficiency amplifierInfo
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- JPH0616567B2 JPH0616567B2 JP1154095A JP15409589A JPH0616567B2 JP H0616567 B2 JPH0616567 B2 JP H0616567B2 JP 1154095 A JP1154095 A JP 1154095A JP 15409589 A JP15409589 A JP 15409589A JP H0616567 B2 JPH0616567 B2 JP H0616567B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は衛星搭載用電子装置、携帯式無線機などのF
ET(電界効果トランジスタ)増幅器の効率の向上に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Industrial field of application" The present invention relates to an electronic device mounted on a satellite, a portable radio device, and the like.
ET (Field Effect Transistor) amplifier efficiency improvement.
「従来の技術」 従来この種の増幅器には第4図に示すようなF級増幅器
と呼ばれるものが用いられる。入力端子INに与えられ
る正弦波の入力信号(一般にはFM波、PM波など)は
直流阻止用コンデンサC1を介して電界効果トランジス
タ(以下FETまたは単にトランジスタと言う)Qのゲ
ートに印加される。トランジスタQのゲートはチョーク
コイルL1を介して電源端子PW1に接続される。トラン
ジスタQのソースは接地され、ドレインはチョークコイ
ル2を介して、例えば電源電圧VDD=10Vの電源端子P
W2に接続される。トランジスタQで増幅された信号は
直流阻止用コンデンサ2及びλ/4分布定数線路N1、
出力端子OUTを順次介して負荷抵抗RLに供給され
る。λ/4分布定数線路の出力端は、入力信号の基本波
の周波数f1に共振する並列共振回路N2を介して接地さ
れる。トランジスタQの負荷インピーダンスZLは、λ
/4分布定数線路N1と並列共振回路N2とで構成され
る高調波反射回路RCの特性によって、 (イ)基本波に対して ZL(f1)R′L ここで、R′L=R2 0/RLで、R0はλ/4分布定数
線路N1の特性インピーダンスである。"Prior Art" Conventionally, as this type of amplifier, a so-called class F amplifier as shown in FIG. 4 is used. A sinusoidal input signal (generally an FM wave, a PM wave, etc.) given to the input terminal IN is applied to the gate of a field effect transistor (hereinafter referred to as FET or simply transistor) Q via a DC blocking capacitor C 1. . The gate of the transistor Q is connected to the power supply terminal PW 1 via the choke coil L 1 . The source of the transistor Q is grounded, and the drain is connected via the choke coil 2 to, for example, a power supply terminal P having a power supply voltage V DD = 10V.
Connected to W 2 . The signal amplified by the transistor Q is a DC blocking capacitor 2 and a λ / 4 distributed constant line N 1 ,
It is supplied to the load resistance R L via the output terminal OUT in sequence. The output end of the λ / 4 distributed constant line is grounded via the parallel resonant circuit N 2 that resonates at the frequency f 1 of the fundamental wave of the input signal. The load impedance Z L of the transistor Q is λ
Due to the characteristics of the harmonic reflection circuit RC composed of the / 4 distributed constant line N 1 and the parallel resonant circuit N 2 , (a) Z L (f 1 ) R ′ L with respect to the fundamental wave, where R ′ L = R 2 0 / R L , where R 0 is the characteristic impedance of the λ / 4 distributed constant line N 1 .
(ロ)偶数次高周波に対して ZL(2nf1)0 (ハ)奇数次高周波に対して となるように構成される。ここで、n≧1の整数であ
る。(B) For even-order high frequencies Z L (2nf 1 ) 0 (c) For odd-order high frequencies Is configured to be. Here, n ≧ 1 is an integer.
上記(イ)〜(ハ)の特性から、 (ニ)ドレイン電圧VDは直流分と基本波と奇数次高周波
のみ含むものとなり(偶数次に対して負荷ZLはショー
トであり電圧がゼロとなるため)、 (ホ)ドレイン電流IDは直流分と基本波と偶数次高周波
のみ含むものとなる(奇数次に対して負荷ZLはオープ
ンであり、電流が流れないため)。From the characteristics (a) to (c) above, (d) the drain voltage V D includes only the direct current component, the fundamental wave, and the odd-order high-frequency waves (for the even-order, the load Z L is short-circuited and the voltage is zero). (E) The drain current I D includes only the DC component, the fundamental wave, and the even-order high frequency (since the load Z L is open for the odd-order, no current flows).
電流端子PW1の電圧、つまりゲートバイアス電圧VG
はピチンオフ電圧VP(トランジスタQがカットオフと
なる限界のゲート電圧を言い、この例では−3V)に等
しく選ばれる。The voltage of the current terminal PW 1 , that is, the gate bias voltage V G
Is equal to the pitting-off voltage V P (which is the limit gate voltage at which the transistor Q is cut off, -3 V in this example).
トランジスタQのゲートに第5図Aに示す正弦波のゲー
ト電圧Vgが印加されると、同図Bに示すように、Vg
>VPとなる交流半波のときのみドレイン電流IDがソ
ースに向かって流れ、Vg≦VPとなる他の半波ではト
ランジスタQはカットオフされてID=0である。従っ
て、ドレイン電流IDは正弦波形の半波整流波となる。
ゲート電圧Vgの大きさによってドレイン電流IDの振
幅は変化する。しかし、上記(ホ)の特性からドレイン電
流IDは基本波と偶数次高周波のみを含む正弦半波整流
波形を維持する。ドレイン電流IDに対応するドレイン
電圧VDは同図Cに示すように電源電圧VDD=10Vを
中心として上下に振った波形となる。この例ではピーク
値はOVよりやや大きな値(トランジスタにオン抵抗が
あるのでOVにはならない)をとり、山のピーク値は2
VDD=20Vよりやや小さな値で、それぞれ先端が多少
欠けた波形となる。ピーク電圧gの振幅が図Aよりある
程度小さくなれば、ドレイン電圧VDのピーク値が頭打
ちとなることはない。逆にゲート電圧Vgが更に大きく
なるにつれて、ドレイン電圧VDは頭打ちがひどくな
り、台形波、更には矩形波に近づいて行く。しかし常に
上記(ニ)の特性は保持される。When the gate voltage V g of the sine wave shown in FIG. 5 A to the gate of the transistor Q is applied, as shown in FIG. B, V g
> Viewed drain current I D when the AC half-waves as a V P flows toward the source, the other half-wave to be V g ≦ V P transistor Q is I D = 0 is cut off. Therefore, the drain current ID becomes a half-wave rectified wave having a sinusoidal waveform.
The amplitude of the drain current I D changes depending on the magnitude of the gate voltage V g . However, due to the characteristic (e), the drain current I D maintains a sine half-wave rectified waveform including only the fundamental wave and the even-order high frequency waves. The drain voltage V D corresponding to the drain current I D has a waveform that swings up and down around the power supply voltage V DD = 10 V as shown in FIG. In this example, the peak value is slightly larger than OV (it does not become OV because the transistor has ON resistance), and the peak value of the peak is 2
When the value is slightly smaller than V DD = 20V, each end has a waveform with a slightly missing tip. If the amplitude of the peak voltage g becomes smaller than that of FIG. A to some extent, the peak value of the drain voltage V D does not reach a peak. On the contrary, as the gate voltage V g further increases, the drain voltage V D reaches a peak level and approaches a trapezoidal wave or a rectangular wave. However, the above characteristic (d) is always maintained.
ドレイン電流IDは上記(ホ)で述べたように直流分と基
本波と偶数次高周波とより成るが、その直流分はチョー
クコイルL2を流れ、基本波と偶数次高周波とはλ/4
線路N1を流れる。その偶数次高周波はRLに比べてイ
ンピーダンスの小さな並列共振回路N2に大部分が流
れ、RLにはほとんど流れない。並列共振回路N2は基
本波に対するインピーダンスがRLに比べて極めて高い
ので、基本波の電流はRLを流れる。従って負荷RLに
供給される出力電圧Voutは第5図Dに示すように基本
波のみの正弦波となる。The drain current I D is composed of a direct current component, a fundamental wave, and an even-order high frequency wave as described in (e) above. The direct current component flows through the choke coil L 2 and the fundamental wave and the even-order high frequency wave are λ / 4.
It flows along the track N 1 . Its even-order frequency is mostly flows into smaller parallel resonant circuit N 2 of the impedance compared to R L, hardly flows to R L. Since the parallel resonant circuit N 2 has an extremely high impedance with respect to the fundamental wave as compared with R L , the current of the fundamental wave flows through R L. Therefore, the output voltage Vout supplied to the load R L becomes a sine wave of only the fundamental wave as shown in FIG. 5D.
第6図A乃至第8図AはトランジスタQのID−VD静
特性図上において、トランジスタQのとる(ID,
VD)の組が増幅器の動作点P0を中心として移動する
軌跡P1〜P2を示した図であり、上記各図のB及びCは
それぞれAの軌跡と対応するドレイン電流ID及びドレ
イン電圧VDの軌跡、つまり波形を示した図である。第
6図は入力のゲート電圧Vgの振幅が小さく、ドレイン
電圧VD頭打ちとならない場合を示し、上記軌跡P1〜
P2は動作点P0に折れ点を持つ直線となる。P′1〜
P′2はゲート電圧Vgの振幅が小さい場合である。第7
図はドレイン電圧VDが頭打ちとなり、台形波となるま
でゲート電圧Vgの振幅を増加させた場合である。(I
D,VD)の軌跡P1〜P2の半部P1〜P0は直線P1P0の
下方に凸の曲線となる。第8図はゲート電圧Vgの振幅
を更に増加させて、ドレイン電圧VDを矩形波に近づけ
た場合であり、軌跡P1〜P2の湾曲の度合いが更に大き
くなる。The Figure 6 A through Figure 8 A in diagram I D -V D static characteristics of the transistor Q, taken by the transistor Q (I D,
V D ) is a diagram showing loci P 1 -P 2 that the set of V D moves about the operating point P 0 of the amplifier, and B and C in each of the above figures are drain currents I D and A corresponding to the locus of A, respectively. locus of the drain voltage V D, that is a diagram illustrating waveforms. FIG. 6 shows the case where the amplitude of the input gate voltage V g is small and the drain voltage V D does not reach the peak, and the locus P 1 to
P 2 is a straight line having a break point at the operating point P 0 . P '1 ~
P ′ 2 is the case where the amplitude of the gate voltage V g is small. 7th
The figure shows the case where the amplitude of the gate voltage V g is increased until the drain voltage V D reaches a peak and becomes a trapezoidal wave. (I
The halves P 1 to P 0 of the loci P 1 to P 2 of D , V D ) are curved lines that are convex below the straight line P 1 P 0 . FIG. 8 shows the case where the amplitude of the gate voltage V g is further increased to bring the drain voltage V D closer to a rectangular wave, and the degree of curvature of the loci P 1 to P 2 is further increased.
トランジスタQのドレイン損失はID×VDであるから、
点(ID,VD)の軌跡P1〜P0の湾曲の度合いが大き
く、座標のVD軸及びID軸に近づくほどドレイン損失は
小さくなる。言い換えればドレイン電圧波形が矩形波に
近づくほどドレイン損失は小さくなる。また、詳しい説
明は省略するが、負荷RLに供給する出力電力Poはドレ
イン電圧波形が矩形波に近づくほど大きくなる。従っ
て、電源効率(ドレイン効率)η=(P0/PDC)×100
%についても同じことが言える。なお、PDCは電源より
ドレインに供給する直流電力、P0は負荷RLに供給す
る信号波の電力である。Since the drain loss of the transistor Q is I D × V D ,
The degree of curvature of the loci P 1 to P 0 of the point (I D , V D ) is large, and the drain loss decreases as the coordinates approach the V D axis and the I D axis. In other words, the drain loss becomes smaller as the drain voltage waveform approaches a rectangular wave. Although detailed description is omitted, the output power P o supplied to the load R L increases as the drain voltage waveform approaches a rectangular wave. Therefore, power supply efficiency (drain efficiency) η = (P 0 / P DC ) × 100
The same is true for%. Note that P DC is DC power supplied from the power source to the drain, and P 0 is power of the signal wave supplied to the load R L.
第7図及び第8図は電源効率とドレイン電圧VDの波形
との関係を説明するために示したものであって、実際に
は次項で述べるようにゲート電圧Vgに対する制限か
ら、ドレイン電圧VDをこのように台形波や矩形波にす
ることはできない。FIG. 7 and FIG. 8 are shown to explain the relationship between the power supply efficiency and the waveform of the drain voltage V D. In practice, the drain voltage is limited due to the limitation on the gate voltage V g as described in the next section. V D cannot be trapezoidal or rectangular in this way.
「発明が解決しようとする課題」 衛星搭載用電子装置、携帯式無線機等では電源装置を小
型軽量でかつ長寿命にする必要があるため、出力増幅器
には電源効率のよいことが要求される。しかしながら、
使用すべきFET(GHz帯であるためGaAsFET
が用いられる)の性能のために、出力増幅器は満足すべ
き効率には無い。即ち、ゲート電圧の最大値Vg max>
0の場合、ゲートのショットキー接合に順方向電流(ゲ
ートからソースに流れる電流)が流れ、その許容値は平
均的な直流値で数mA程度であるので、正のゲート電圧V
gは最大許容順電圧に制限される。[Problems to be Solved by the Invention] In an electronic device mounted on a satellite, a portable radio device, or the like, a power supply device needs to be small and lightweight and have a long life. Therefore, an output amplifier is required to have high power supply efficiency. . However,
FET to be used (Because it is in the GHz band, Ga a s FET
Output amplifier is not at a satisfactory efficiency. That is, the maximum value V g max of the gate voltage>
In the case of 0, a forward current (current flowing from the gate to the source) flows in the Schottky junction of the gate, and the allowable value is an average DC value of about several mA, so that the positive gate voltage V
g is limited to the maximum allowable forward voltage.
一方、ゲート電圧の最小値Vg minがショットキー接合
の逆耐圧(例えば−7V)を越えると、リーク電流が流
れ、その許容値も平均的な直流値で数mAであるので、負
のゲート電圧Vgは最大許容逆電圧に制限される。On the other hand, when the minimum value V g min of the gate voltage exceeds the reverse breakdown voltage of the Schottky junction (for example, −7 V), a leak current flows, and the allowable value is an average DC value of several mA. The voltage V g is limited to the maximum allowable reverse voltage.
このようにゲート電圧Vgの正負のピーク値が制限され
ることから、ドレイン電圧VDが台形波や矩形波になる
とろまでゲート電圧VDの振幅を大きくできず、そのた
め高い電源効率を得ることができなかった。Since the positive and negative peak values of the gate voltage V g are limited in this way, the amplitude of the gate voltage V D cannot be increased until the drain voltage V D becomes a trapezoidal wave or a rectangular wave, so that high power supply efficiency is obtained. I couldn't.
この発明の目的は、上記した従来の難点を解決して、電
源効率の高いF級FET出力増幅器を提供しようとする
ものである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a class F FET output amplifier with high power supply efficiency.
「課題を解決するための手段」 ゲートがほゞピンチオフ電圧にバイアスされたソース接
地形FET増幅回路のドレインの出力負荷回路として、
ドレイン側より見た入力インピーダンスが入力信号の基
本波の周波数で抵抗負荷を示し、偶数次及び奇数次高周
波の周波数でそれぞれほゞ短絡及び開放となるような高
周波反射回路を接続して成るFET増幅器において、こ
の発明では、 ゲート入力側にリミッタを設けて、ゲート電圧の正及び
負のピーク値をそれぞれゲートの最大許容順電圧及び最
大許容電圧とほゞ等しい値またはそれ以下にクリップす
るものである。"Means for Solving the Problem" As an output load circuit of the drain of a source-grounded FET amplifier circuit whose gate is biased to a pinch-off voltage,
An FET amplifier connected by a high frequency reflection circuit in which the input impedance as seen from the drain side shows a resistive load at the frequency of the fundamental wave of the input signal and is almost short-circuited and open at the frequencies of even and odd high frequencies, respectively. In the present invention, a limiter is provided on the gate input side to clip the positive and negative peak values of the gate voltage to values equal to or less than the maximum allowable forward voltage and the maximum allowable voltage of the gate, respectively. .
上記増幅器のゲート入力側に入力信号の偶数次高周波を
抑圧するためのバンドストップフィルタを設けるのが望
ましい。It is desirable to provide a band stop filter for suppressing an even-order high frequency of the input signal on the gate input side of the amplifier.
「実施例」 この発明の実施例を第1図に、第4図と対応する部分に
は同じ符号を付して示し、重複説明を省略する。この発
明では、トランジスタQのゲート入力側にリミッタLM
が設けられ、これによりゲート電圧Vgは台形波とさ
れ、その正及び負のピークはそれぞれゲートの最大許容
順電圧(例えば0.7V)及び最大許容逆電圧(例えば
−7V)に等しいかまたはそれ以下に設定される。ゲー
トは、ダイオードD1を介して、リミッタ出力の正のピ
ーク電圧と対応する電圧VL1が供給される電源端子PW
3に接続されると共に、ダイオードD2(ダイオードD
1とは逆向き)を介して、リミッタ出力の負のピーク電
圧と対応する電圧VL2が供給される電源端子PW4に接
続される。電源端子PW3,PW4はそれぞれ高周波信号
をショートさせるバイパスコンデンサC4,C5を介して
接地される。これらのダイオードD1,D2,コンデンサ
C4,C5等によりリミッタLMが構成される。なお、
この例ではゲートコイルL1及び抵抗器RGを順次介して
電源端子PW1に接続されると共にコイルL1と抵抗器
RGとの接続点はバイパスコンデンサC6を介して接地
され、ゲート入力信号がゲートバイアス回路へ分岐して
損失とならないようになっている。"Embodiment" An embodiment of the present invention is shown in Fig. 1 by assigning the same reference numerals to portions corresponding to Fig. 4, and duplicated description will be omitted. In the present invention, the limiter LM is provided on the gate input side of the transistor Q.
, Which causes the gate voltage V g to be a trapezoidal wave, the positive and negative peaks of which are equal to the maximum allowable forward voltage (eg 0.7 V) and the maximum allowable reverse voltage (eg −7 V) of the gate respectively, or It is set below that. The gate is a power supply terminal PW to which a voltage V L1 corresponding to the positive peak voltage of the limiter output is supplied via a diode D 1.
3 and a diode D 2 (diode D
( Reverse direction to 1 ), and is connected to the power supply terminal PW 4 to which the negative peak voltage of the limiter output and the corresponding voltage V L2 are supplied. The power supply terminals PW 3 and PW 4 are grounded via bypass capacitors C 4 and C 5 that short-circuit high-frequency signals, respectively. A limiter LM is configured by these diodes D 1 , D 2 , capacitors C 4 , C 5, and the like. In addition,
In this example, the gate coil L 1 and the resistor R G are sequentially connected to the power supply terminal PW 1 , and the connection point between the coil L 1 and the resistor R G is grounded via the bypass capacitor C 6 to provide the gate input. The signal is prevented from branching to the gate bias circuit and becoming a loss.
第1図の回路の要部の波形を第2図に示してある。リミ
ッタLMの出力電圧を矩形波に近づけるために、入力電
圧Vinの振幅はリミッタ出力電圧のそれより十分大きく
選ばれる。リミッタ出力電圧は台形波になると共に電圧
のピーク値はゲートの最大許容電圧近くまで大きく設定
されているので、ドレイン電圧VDはVDD=10Vを中
心としてほゞ0〜20Vの範囲で振動する台形波とさ
れ、従来よりいっそう矩形波に近い波形となる。The waveforms of the main parts of the circuit of FIG. 1 are shown in FIG. In order to bring the output voltage of the limiter LM close to a rectangular wave, the amplitude of the input voltage V in is selected to be sufficiently larger than that of the limiter output voltage. Since the limiter output voltage becomes a trapezoidal wave and the peak value of the voltage is set to a value close to the maximum allowable voltage of the gate, the drain voltage V D oscillates in the range of about 0 to 20 V centering on V DD = 10 V. It is a trapezoidal wave, and the waveform is closer to a rectangular wave than before.
増幅器の入力電力Piを変化させた場合の、出力電力P
0,電源効率η,ゲート電流IGの変化を第3図に示す。
同図において点線で示したゲート電流特性は第4図に示
した従来例であり、入力電力PiがPi1に近づくとゲー
ト電流IGは負電流(ソースからゲートに流れる)から
順電流(ゲートからソースに流れる)に変化し、入力電
力Pi1において順電流の許容値IGmax に達する。した
がって入力電力Piをこれ以上増やすことはできず、最
大出力、最大効率はそれぞれP01,η1に制限される。
(この例は負電流のピーク値は許容値IGminを越えず、
順電流によって入力電力が制限される場合である。)し
かし、第1図の回路ではリミッタLMの作用によりゲー
ト電流の正負のピーク値は従来例より充分小さく抑えら
れ、許容値IG max,IG minを越えることはない。従っ
て、ゲート電圧Vgについても同様である。入力電力P
iを効率ηが飽和値η2(>η1)をとる例えばPi2(>
Pi1)まで増加させることができ、そのとき最大出力P
02(>P01)が得られる。数値例をあげれば、η1=7
0%,η2=80%;P01=28.5dBm,P02=30dB
mの如くである。Output power P when the input power P i of the amplifier is changed
Fig. 3 shows changes in 0 , power supply efficiency η, and gate current I G.
The gate current characteristic shown by the dotted line in the figure is the conventional example shown in FIG. 4, and when the input power P i approaches P i1 , the gate current I G changes from a negative current (flowing from the source to the gate) to a forward current ( Flowing from the gate to the source), and reaches the allowable value I Gmax of the forward current at the input power P i1 . Therefore, the input power P i cannot be increased any more, and the maximum output and the maximum efficiency are limited to P 01 and η 1 , respectively.
(In this example, the peak value of the negative current does not exceed the allowable value I G min,
This is the case where the input power is limited by the forward current. However, in the circuit of FIG. 1, the positive and negative peak values of the gate current are suppressed to be sufficiently smaller than those of the conventional example by the action of the limiter LM, and the allowable values I G max and I G min are not exceeded. Therefore, the same applies to the gate voltage V g . Input power P
For i , the efficiency η takes a saturation value η 2 (> η 1 ), for example P i2 (>
P i1 ), at which time the maximum output P
02 (> P 01 ) is obtained. To give a numerical example, η 1 = 7
0%, η 2 = 80%; P 01 = 28.5 dB m , P 02 = 30 dB
Like m .
第1図に点線で示すようにトランジスタQのゲートに偶
数次高周波を側路させるためのトラップ回路(一般的に
はバンドストップフィルタ)N3を設けるのが望まし
い。この例では、トラップ回路TCは基本波でλ/4の
分布定数線路N3と直流阻止用コンデンサC7との直列
回路で構成した場合が示されている。なおコンデンサC
7は高周波信号のバイパス用も兼ねている。As shown by the dotted line in FIG. 1, it is desirable to provide a trap circuit (generally a band stop filter) N 3 for bypassing an even-order high frequency wave to the gate of the transistor Q. In this example, a case where the trap circuit TC is formed of a series circuit of a distributed constant line N 3 of λ / 4 for a fundamental wave and a DC blocking capacitor C 7 is shown. The capacitor C
7 also serves as a bypass for high frequency signals.
いま、トラップ回路TCが無い場合を考える。入力信号
に周波数の近い二つの正弦波(f1,f2)が含まれてい
ると、リミッタLMの非直線性によって奇数次高周波以
外に偶数次高周波(2f1,4f1,…;2f2,4f2,…)も発
生する。この偶数次高周波は、FETの非直線動作によ
り基本波と結合されて、基本波周波数f1,f2に近い2f
1−f2,2f2−f1を持つ相互変調波が発生する。これは
三次の相互変調歪成分とも言われるものである。Now, consider the case where there is no trap circuit TC. When the input signal includes two sine waves (f 1 and f 2 ) having frequencies close to each other, even-order high frequencies (2f 1 , 4f 1 , ...; 2f 2 ) due to the non-linearity of the limiter LM , 4f 2 , ...) also occurs. This even-order high frequency wave is coupled to the fundamental wave by the non-linear operation of the FET, and is 2f close to the fundamental wave frequencies f 1 and f 2.
Intermodulation wave is generated with a 1 -f 2, 2f 2 -f 1 . This is also called a third-order intermodulation distortion component.
これらの周波数は基本波周波数に近いので、分離するの
は困難であり、従ってFETの入力に含まれる偶数次の
高周波を除去するのが望ましく、トラップ回路TCはこ
のためのものである。Since these frequencies are close to the fundamental frequency, they are difficult to isolate and it is therefore desirable to eliminate the even high frequencies contained in the input of the FET, and the trap circuit TC is for this purpose.
「発明の効果」 この発明によれば、FETのゲート入力側にリミッタが
設けられ、入力ゲート電圧はその正及び負のピーク値が
ゲート電圧の正及び負の許容値にほゞ等しい大きさかま
たはそれ以下の台形波にクリップされ、ドレイン電圧V
Dを従来よりかなり矩形波に近づけることが可能とな
る。その結果、ドレイン損失が減少し、従来より電源効
率のよいF級増幅器が実現できる。According to the present invention, the limiter is provided on the gate input side of the FET, and the positive and negative peak values of the input gate voltage are approximately equal to the positive and negative allowable values of the gate voltage. Clipped to a trapezoidal wave below that, drain voltage V
It becomes possible to make D much closer to a rectangular wave than in the past. As a result, the drain loss is reduced, and a class F amplifier having a higher power supply efficiency than ever can be realized.
ゲート入力側に偶数次高周波を抑制するためのバンドス
トップフィルタを設けた場合には、増幅器出力の相互変
調歪を大幅に改善できる。If a band stop filter for suppressing even-order high frequencies is provided on the gate input side, the intermodulation distortion of the amplifier output can be greatly improved.
第1図はこの発明の実施例を示す回路図、第2図は第1
図の要部の波形図、第3図は第1図の実施例において入
力電力を変化させた場合の出力電力、電源効率及びゲー
ト電流の変化を示す図、第4図は従来の高効率増幅器の
回路図、第5図は第4図の要部の波形図、第6図乃至第
8図は第4図のFETのドレイン電圧VD対ドレイン電
流IDの静特性図上に画いた、(VD,ID)の組の軌
跡と、対応するドレイン電流波形と、ドレイン電圧波形
とを示す図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a waveform diagram of the main part of the figure, FIG. 3 is a diagram showing changes in output power, power supply efficiency and gate current when input power is changed in the embodiment of FIG. 1, and FIG. 4 is a conventional high efficiency amplifier. FIG. 5, FIG. 5 is a waveform diagram of the main part of FIG. 4, and FIGS. 6 to 8 are drawn on the static characteristic diagram of the drain voltage V D vs. drain current I D of the FET of FIG. (V D, I D) and a set of trajectories of a diagram showing the corresponding drain current waveform, and a drain voltage waveform.
Claims (2)
れたソース接地形FET増幅回路のドレインの出力負荷
回路として、ドレイン側より見た入力インピーダンスが
入力信号の基本波の周波数で抵抗負荷を示し、偶数次及
び奇数次高調波の周波数でそれぞれほゞ短絡及び開放と
なるような高調波反射回路を接続して成るFET増幅器
において、 ゲート入力側にリミッタを設けて、ゲート電圧の正及び
負のピーク値をそれぞれゲートの最大許容順電圧及び最
大許容電圧とほゞ等しい値またはそれ以下にクリップし
たことを特徴とする、 高効率増幅器。1. As an output load circuit of a drain of a grounded source type FET amplifier circuit in which a gate is biased to a pinch-off voltage, an input impedance viewed from the drain side shows a resistive load at a frequency of a fundamental wave of an input signal, In an FET amplifier that is connected with a harmonic reflection circuit that is almost short-circuited and open at the frequencies of even-order and odd-order harmonics respectively, a limiter is provided on the gate input side to provide positive and negative peaks of the gate voltage. A high-efficiency amplifier characterized in that the values are clipped to values equal to or less than the maximum allowable forward voltage and the maximum allowable voltage of the gate, respectively.
信号の偶数次高調波を抑圧するためのバンドストップフ
ィルタを設けたことを特徴とする高効率増幅器。2. A high efficiency amplifier according to claim 1, wherein a band stop filter for suppressing even harmonics of the input signal is provided on the gate input side.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1154095A JPH0616567B2 (en) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | High efficiency amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1154095A JPH0616567B2 (en) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | High efficiency amplifier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0319507A JPH0319507A (en) | 1991-01-28 |
JPH0616567B2 true JPH0616567B2 (en) | 1994-03-02 |
Family
ID=15576804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1154095A Expired - Lifetime JPH0616567B2 (en) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | High efficiency amplifier |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0616567B2 (en) |
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-
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- 1989-06-16 JP JP1154095A patent/JPH0616567B2/en not_active Expired - Lifetime
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JPH0319507A (en) | 1991-01-28 |
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