JPH0520002B2 - - Google Patents

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JPH0520002B2
JPH0520002B2 JP60249191A JP24919185A JPH0520002B2 JP H0520002 B2 JPH0520002 B2 JP H0520002B2 JP 60249191 A JP60249191 A JP 60249191A JP 24919185 A JP24919185 A JP 24919185A JP H0520002 B2 JPH0520002 B2 JP H0520002B2
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JP
Japan
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distributed
branch
fet
distributed semiconductor
power
Prior art date
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JP60249191A
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English (en)
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JPS62109411A (ja
Inventor
Sunao Takagi
Kyoharu Kyono
Yukio Ikeda
Fumio Takeda
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
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP60249191A priority Critical patent/JPS62109411A/ja
Publication of JPS62109411A publication Critical patent/JPS62109411A/ja
Publication of JPH0520002B2 publication Critical patent/JPH0520002B2/ja
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Classifications

    • 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
    • H03F3/605Distributed amplifiers
    • H03F3/607Distributed amplifiers using FET's

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、進行波形FET増幅器の電力合成
に関するものである。
〔従来の技術〕
第6図は例えばJ.B.Beyer、ef al、“MESFET
Distributed Anplifier Dessign Guidelines、”
JEEE Trans.、vol.MTT−32、No.3、PP.268−
275、Mar.1984等に示された進行波形FET増幅器
2個の出力を通常のT分岐で合成する従来の電力
合成進行波形FET増幅器の一例の等価回路図で
あり、1は入力端子、2は出力端子、3a,3b
はFET、4a,5a,6aはそれぞれFET3a
のゲート端子、ドレイン端子、ソース端子、4
b,5b,6bはそれぞれFETの3bのゲート
端子、ドレイン端子、ソース端子、7a,7b,
8a,8bはインダクタ、9a,9b,10a,
10bは終端器、11,12はT分岐である。
次に動作について説明する。入力端子1に印加
されたマイクロ波電力はT分岐11で2分割さ
れ、一方のマイクロ波電力は各インダクタ7aを
終端器9aの方向に伝搬していくが、その途中、
上記マイクロ波電力の一部が各FET3aに供給
される。各FET3aに供給されたマイクロ波電
力はそこで増幅され、各インダクタ8aを伝搬
し、T分岐12に至る。また、T分岐11で分割
された他の一方のマイクロ波電力は各インダクタ
7bを終端器9bの方向に伝搬していくが、その
途中、上記マイクロ波電力の一部が各FET3b
に供給される。各FET3bに供給されたマイク
ロ波電力はそこで増幅され、各インダクタ8bを
伝搬し、T分岐12に至る。T分岐12に至つた
上記2つのマイクロ波電力はそこで合成された出
力端子2に至る。
次に、以下の説明のためこのような電力合成進
行波形FET増幅器の動作原理についてさらに詳
細に述べる。
ここでは説明を簡単にするため、各FET3a,
3bはすべて同一形状であり、かつ、各インダク
タ7a,7bのインダクタンスはLg/2で一定、
各インダクタ8a,8bのインダクタンスは
Ld/2で一定であり、かつ、終端器9a,9b
は同一性能、終端器10a,10bは8は同一性
能であるとする。
FETの等価回路は通常第7図のようにあたえ
られる。第7図においてゲート端子4にマイクロ
波電力が印加されるとFET内の相互コンダクタ
ンスgmにより増幅されたマイクロ波電力がドレ
イン端子5に生じ、結果として増幅作用をする。
第7図において、ゲート・ドレイン間容量cdgは
一般に非常に小さいので近似的にこれを無視する
と、第6図の等価回路は第8図aのゲート側等価
回路、および第8図bのドレイン側等価回路であ
らわせる。第8図a、第8図bとも損失のある2
本の分布定数線路とそれを接続するT分岐とで構
成された等価回路と同等の等価回路となつてい
る。一般に、分布定数線路の特性インピーダンス
は周波数によつて変化しない性質がある。このこ
とからFET3a,3bに応じた適当なインダク
タ7a,7b,8a,8bおよび終端器9a,9
b,10a,10bを用いれば広帯域にわたり良
好なVSWR特性を有し、かつ、平坦な利得特性
を有する増幅器を得ることができる。
ところで、上記の動作はFET3a,3bがま
つたく同一性能であり、T分岐12に至る2つの
マイクロ波の位相と振幅が等しい場合にいえるこ
とである。一般にFET3a,3bはばらつきに
よりわずかに性能が異なつており、結果としてT
分岐12に至つた2つのマイクロ波の位相と振幅
とが異なつてある。このようなマイクロ波電力の
アンバランスがある場合には、アンバランス分の
マイクロ波電力はT分岐12で反射され、FET
側にもどつていき、FETに悪影響をあたえ結果
として利得、出力が低下したり、発振したりする
問題が生じる場合がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このように従来の電力合成進行波形FET増幅
器ではFETのバラツキ等により、T分岐12に
至つたマイクロ波にアンバランスがある場合に
は、アンバランス分のマイクロ波がFET側に反
射されFETに悪影響をあたえ、結果として利得、
出力が低下したり、発振したりする問題が生じる
場合があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、2つの進行波形FET増幅器
のアイソレーシヨンが広帯域にわたり実現できる
電力合成進行波形FET増幅器を得ることを目的
とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る電力合成分布型半導体回路は、
2個の分布型半導体回路の出力を合成するT分岐
を有し、かつ、上記2個の分布型半導体回路の半
導体素子の出力電極を接続するリアクタンス回路
の互いに対向する所定の箇所を所定の少なくとも
抵抗成分を含む受動素子で接続したものである。
[作用] この発明における電力合成分布型半導体回路で
は、リアクタンス回路の互いに対向する所定の箇
所を接続する受動素子が、出力側に至つた2つの
分布型半導体回路のそれぞれの出力電力のアンバ
ランス分を広帯域にわたり吸収し、2つの分布型
半導体回路の間をアイソレートする。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例について説明する。
第1図において20は所定の抵抗値を有する抵抗
である。
入力端子1から入力されたマイクロ波電力はT
分岐11で2つに分割され、一方のマイクロ波電
力は、各インダクタ7aを終端器9aの方向に伝
搬していくが、その途中、上記マイクロ波電力の
一部が各FET3aに供給される。各FET3aに
供給されたマイクロ波電力はそこで増幅され、各
インダクタ8aを伝搬し、T分岐12に至る。ま
た、T分岐11で分割された他の一方のマイクロ
波電力は各インダクタ7bを終端器9bの方向に
伝搬していくが、その途中、上記マイクロ波電力
の一部が各FET3bに供給される。各FET3b
に供給されたマイクロ波電力はそこで増幅され、
各インダクタ8aを伝搬し、T分岐12に至る。
T分岐12に至つた2つのマイクロ波電力はそこ
で合成された出力端子2に至る。FET3a,3
b性能バラツキ等により、T分岐12に至つた2
つのマイクロ波にアンバランスが生じた場合に
は、アンバランス分のマイクロ波電力は以下の説
明に示すように周波数に応じて各抵抗20で吸収
され、広帯域にわたり2つの進行波形FET増幅
器間のアイソレーシヨンが得られる。
次に、各抵抗20を装荷した効果についてさら
に詳細に説明する。
第2図は第8図bに対応させて表わした第1図
のドレイン側等価回路図である。第2図は、損失
のある2本の分布定数線路の対向する所定の位置
を抵抗20で互いに接続した回路と同等の等価回
路となつている。第2図において電流源のインピ
ーダンスを無限大とし、かつ、ソースドレイン間
抵抗Rdsが十分大きくこれによる損失効果を無視
できるとすると、第2図は第3図の等価回路で近
似的にあらわせる。すなわち2本の特性インピー
ダンスZ、伝搬速度Vの分布定数線路21a,2
1bとT分岐12と、上記2本の分布定数線路の
対向する所定の位置を互いに接続した抵抗とから
成る等価回路となる。なお上記近似のもとでは となつている。
第3図においてT分岐12と各抵抗までの距離
をl1,l2,l3,…loとし、これらはそれぞれf1,f2
f3,…foの周波数で1/4波長の長さであるとする。
第3図において2本の分布定数線路21a,2
1bを伝搬するマイクロ波の位相および振幅が等
しい場合は、各抵抗で消費される電力は無くT分
岐12で合成され出力2に至る。
次に、T分岐12に至つたマイクロ波にアンバ
ランスがある場合について述べる。周波数fnのマ
イクロ波は、通常のWilKinson形分配器の動作原
理から、アンバランス分の電力は抵抗Rnで消費、
吸収される。また、例えば周波数f1のマイクロ波
の場合にはアンバランス分の電力は抵抗R1,R2
R3,…Rnで大部分が消費される。ここで抵抗を
装荷する位置および抵抗値R1,R2,R3,…Rnを
適当に選ぶことにより、広帯域にわたりアンバラ
ンス分の電力を吸収でき、結果として、広帯域に
わたり、2つの分布定数線路21a,21b間の
アイソレーシヨンが得られる。
なお第3図の形から、これは理想的な
WilKinson形分配器とは構造を異にしているた
め、各周波数で理想的なアイソレーシヨンを得る
ことはできない。第1図の電力合成進行波形
FET増幅器では、本来、分岐12に至つた2つ
のマイクロ波はほぼ同等の位相、振幅特性を有し
ていることから、かならずしも各周波数で理想的
なアイソレーシヨンが得られないとしても問題に
はならない。
第4図は、抵抗20を装荷させる位置を変えた
場合のこの発明の他に実施例の等価回路図であ
る。このように抵抗20を装荷する位置を変化さ
せてもかまわない。
なお以上では、リアクタンス回路として集中定
数回路素子のインダクタを用いた場合について説
明したが、この発明は、これに限らず第5図のよ
うにリアクタンス回路としてマイクロストリツプ
線路22を用いたものであつてよい。また、アン
バランス分の電力を吸収する素子として抵抗20
を用いた場合について説明したが、終端器10
a,10b等からなるインピーダンスがリアクタ
ンス成分を含む場合は、純抵抗でなく、抵抗成分
を含む受動素子であつてもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、2個の分布
型半導体回路の出力側リアクタンス回路の互いに
対向する所定の位置を所定の受動素子で接続する
ことにより、上記2個の分布型半導体回路の間で
広帯域にわたるアイソレーシヨンが得られるの
で、半導体素子のばつき等により合成される電力
にアンバランスが生じた場合でも、利得、出力の
低下や発振等の問題が軽減できる電力合成分布型
半導体回路が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による電力合成進
行波形FET増幅器の等価回路図、第2図は第1
図のドレイン側等価回路図、第3図は、第2図の
近似的な等価回路図、第4図はこの発明の他の実
施例の等価回路図、第5図はこの発明のさらに他
の実施例の等価回路図、第6図は従来の電力合成
進行波形FET増幅器の等価回路図、第7図は
FETの等価回路図、第8図a、第8図bはそれ
ぞれ第6図のゲート側およびドレイン側等価回路
図である。 3a,3bはFET、4,4a,4bはゲート
端子、5,5a,5bはドレイン端子、7a,7
b,8a,8bはインダクタ、11,12はT分
岐、20は抵抗、22はマイクロストリツプ線路
である。なお図中、同一符号は同一、又は相当部
分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 隣接した半導体素子の制御電極どおし、およ
    び上記隣接した半導体素子の出力電極どおしをリ
    アクタンス回路で接続して成る分布型半導体回路
    2個を備え、かつ、上記2個の分布型半導体回路
    の出力を合成するT分岐を備える電力合成分布型
    半導体回路において、 上記2個の分布型半導体回路の出力電極を接続
    しているリアクタンス回路の互いに対向する箇所
    であつて、上記分布型半導体回路において処理さ
    れる帯域内の処理対象となる複数の信号の波長の
    略1/4の長さに対応する分、上記T分岐から隔た
    つた、処理対象となる信号の数に応じた箇所を、 上記2個の分布型半導体回路の出力のアンバラ
    ンス成分を吸収する少なくとも抵抗成分を含む受
    動素子で接続したことを特徴とする電力合成分布
    型半導体回路。 2 半導体素子にFETを使用したことを特徴と
    する特許請求の範囲1項記載の電力合成分布型半
    導体回路。 3 分布形半導体回路を進行波増幅回路としたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲1項記載の電力合
    成分布型半導体回路。
JP60249191A 1985-11-07 1985-11-07 電力合成分布型半導体回路 Granted JPS62109411A (ja)

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