JPH0964651A - 電子回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電池の電圧が高い時に高出力増幅器の効率が低
下する欠点を解消する。 【構成】高出力増幅器のドレインと電池との間に定電圧
回路を設け、この定電圧回路は電池の充電時の電圧の７
０％以上かつ８５％以下の一定の電圧を高出力増幅器の
ドレインに印加する。 【効果】高出力増幅器のドレインに印加する電圧を一定
に保つことができ、効率低下を防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、送信用の高出力増幅
器，アンテナ及びこれを含む電池駆動の電子回路などに
係わり、特に特性の安定性を向上するのに好適な電子回
路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は移動体通信に用いられるマイクロ
波送受信装置を示したものである。なお、この装置につ
いては、橋本，「マイクロ波デバイスの概要」，三菱電
機技報，vol.64, No.9, pp706−711, 1990、において述
べられている。この装置は、衛星からの電波を受信する
受信部と衛星に向かって電波を放射する送信部から成っ
ている。アンテナで受信した電波は低雑音増幅器で増幅
された後、移相器で電波の受信方向に合わせた移相調整
が行われる。次にミクサ部で局部発信器からの信号と混
合され、取り扱いが容易な中間周波数に変換された後、
復調される。一方、送信側では、変調された中間周波数
の波はミクサ部で高い周波数に変換，増幅された後、ア
ンテナから衛星に向かって放射される。

【０００３】図３は高出力増幅器の簡単な構成図を示し
たものである。高出力増幅器は、高出力用電界効果トラ
ンジスタ（ＦＥＴ）と入力側及び出力側に設けられたイ
ンピーダンス整合回路から成っている。高出力増幅器は
ある一定の規格で決められた出力電力を出す必要があ
る。ドレインに印加する電圧が高いほど高出力で高効率
な増幅器が実現できるため、例えば携帯電話機のような
電池駆動のマイクロ波送受信装置では、高出力用ＦＥＴ
のドレインに印加する電圧を電源電圧（電池の電圧即ち
最大電圧）としている。

【０００４】例えば図４に示すように電池の電圧は放電
と共に低下するという問題があるため、電池放電時の最
低電圧で最も性能がでるように設計が行われていた。こ
こで放電時の電池の最低電圧とは、例えば電池の全容量
（１０５０ｍＡｈとする）近くまで利用する場合の電池
の最低電圧は２.８Ｖ(この電圧は充電時の電圧の７０％
に相当する）、また電池の全容量の７０％（７３５ｍＡ
ｈ）まで利用する場合の電池の最低電圧は３.４Ｖ(この
電圧は充電時の電圧の８５％に相当する）、となる。と
ころが、このような設計を行った場合、逆に電池の電圧
が高い時に効率が低下してしまうという問題があった。
具体例として、電池の最低電圧を３Ｖと考え、ドレイン
電圧＝３Ｖで最も性能がでるように設計を行った場合の
データを図５に示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では例えば
図５に示すように電池の電圧が高い時に効率が低下して
しまうという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、この効率の低下を防ぐた
めに、高出力増幅器のドレイン電圧を一定に保てる電子
回路を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかわる電池駆
動の電子回路は、送信用の高出力増幅器，アンテナ及び
定電圧回路を有し、上記定電圧回路は上記電池の充電時
の電圧の７０％以上かつ８５％以下の一定の電圧を上記
高出力増幅器のドレインに印加することを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明では高出力増幅器のドレインに一定の電
圧を印加できるため、効率の低下を防ぐことができる。

【０００９】

【実施例】図６は本発明の一実施例の高出力増幅器の構
成図を示したものである。図３に示す従来例と異なると
ころは、電源と高出力用ＦＥＴのドレインとの間に定電
圧回路を設けたところにある。この定電圧回路は電源電
圧よりも低い一定の電圧に高出力用ＦＥＴのドレイン電
圧を保つ働きをする装置で、例えばこの電圧を電池の使
用最低電圧（例えば３Ｖ）一定に設定することにより、
図５に示すような効率の低下を防ぐことができる。な
お、従来例のところで述べたように、この一定となる高
出力用ＦＥＴのドレイン電圧は充電時の電池の電圧の７
０〜８５％程度であることが望ましいと考える。またこ
こでは簡単のために高出力用ＦＥＴは１段の場合を示し
たが多段構成であっても構わない。この場合高出力増幅
器の特性は最終段のＦＥＴで決まるので、少なくとも最
終段のＦＥＴのドレイン電圧だけ上述のように一定に保
てばよい。

【００１０】次に定電圧回路の詳細構造を含む本発明の
一実施例の高出力増幅器の構成図を図１に示す。なお、
この図中の定電圧回路については、清水，「安定化電源
回路の設計」，ＣＱ出版社，pp24−25、において述べら
れている。以下にこの定電圧回路の安定化原理について
説明する。まず非安定な電池電圧Ｅｉは制御用トランジ
スタＴｒ１を通して負荷ＲＬに送られる。次に抵抗Ｒ１
とＲ２によって出力電圧を分圧し、この電圧は定電圧ダ
イオードＤＺによって与えられる基準電圧と比較され
る。そして、出力電圧の変動分はトランジスタＴｒ２と
その負荷抵抗Ｒからなる誤差増幅器によって増幅され、
制御用トランジスタの入力、つまりベースに送られる。

【００１１】かりにいま電源側、または負荷側の変動に
よって出力電圧が低下したとすると、この出力電力の変
化は、分圧回路を通して誤差増幅器であるトランジスタ
Tr2のベースに送られ、基準電圧が一定であることか
ら、Ｔｒ２のベース−エミッタ間電圧が低下して、その
コレクタ電流が減少する。この結果、Ｔｒ２のコレクタ
電圧、つまり制御用トランジスタＴｒ１のベース電圧が
上昇し、従ってＴｒ２のエミッタ電位も上昇するので、
先の出力電圧の低下を打ち消すことになる。以上から電
池の電圧及び負荷が変動しても、出力電圧は常に一定の
値に保たれることになる。なお、この定電圧回路の出力
電圧Ｅｏは、数１で与えられる。

【００１２】

【数１】Ｅｏ＝(Ｒ１＋Ｒ２)／Ｒ２＊(Ｖｚ＋Ｖｂｅ)〜
(Ｒ１＋Ｒ２)／Ｒ２＊Ｖｚ Ｖｚ：基準電圧 Ｖｂｅ：誤差増幅器Ｔｒ２のベース−エミッタ間電圧 ところで図１に示す定電圧回路は一例であり、同様の機
能を持つものであれば他の構成であっても構わない。

【００１３】低雑音増幅器は、図１に示す高出力増幅器
と同様に低雑音用ＦＥＴと入力側及び出力側に設けられ
たインピーダンス整合回路から成っている。低雑音用Ｆ
ＥＴは特性向上のために高出力用ＦＥＴよりも短いゲー
ト長を採用しており、そのため高出力用ＦＥＴに比べて
低いドレイン電圧で十分である。従って、高出力用ＦＥ
Ｔと低雑音用ＦＥＴのドレインに印加する電圧を同じ一
定電圧としても構わない。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、高出力増幅器のドレイ
ンに印加する電圧を一定に保つことができるので、効率
の低下を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】定電圧回路の詳細構造を含む本発明の実施例の
高出力増幅器の回路図。

【図２】従来例のマイクロ波送受信装置のブロック図。

【図３】従来例の高出力増幅器のブロック図。

【図４】リチウム電池の放電特性を示す特性図。

【図５】高出力増幅器の効率の電圧依存性を示す特性
図。

【図６】本発明の一実施例の高出力増幅器のブロック
図。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電池駆動の電子回路において、前記電子回
   路は送信用の高出力増幅器，アンテナ及び定電圧回路を
   有し、上記定電圧回路は上記電池の充電時の電圧の７０
   ％以上かつ８５％以下の一定の電圧を上記高出力増幅器
   のドレインに印加することを特徴とする電子回路。
2. 【請求項２】請求項１記載の電子回路において、上記高
   出力増幅器は複数の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を
   有することを特徴とする電子回路。
3. 【請求項３】請求項２記載の電子回路において、上記Ｆ
   ＥＴは化合物半導体からなることを特徴とする電子回
   路。
4. 【請求項４】請求項１記載の電子回路において、前記電
   子回路は受信用の低雑音増幅器を有し、上記低雑音増幅
   器のドレインに印加する電圧を上記高出力増幅器のドレ
   インに印加する電圧と等しい一定の電圧とし、かつ上記
   アンテナを受信用に共用することを特徴とする電子回
   路。
5. 【請求項５】上記請求項１乃至４のいずれか記載の電子
   回路を用いた通信機。