JPS62182679A - トランジスタ増幅器の高周波電力利得の温度係数測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トランジスタ高周波増幅器の電力利得の温度
係数の測定方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の測定方法としては、被測定物となる試料
を用い【高周波増幅器を構成し、当該増幅器全体をヒー
タ又は恒温槽を用いて加熱または冷却することによシ試
料の温度を変化させ、これと同時に高周波電力利得特性
を測定することによシ、試料の温度に対する高周波電力
利得の変化を求め温度係数の測定を行っていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の方法では熱容量の大きい増幅器の温度を変化させ
る為に１加熱または冷却に長時間を要し、また、測定設
備もヒータまたは恒温槽と温度コントローラーが必要で
あり、大がかりな設備となる。すなわち、測定作業能率
が悪く、また高価な設備を長時間稼動せざるを得ない欠
点があった。

本発明の目的は、トランジスタ高周波増幅器の全体を加
熱することによυ高周波電力利得の温度係数を測定する
のでなく、実効的にトランジスタの接合温度（バイポー
ラトランジスタの場合）あるいはチャネル温度（電界効
果トランジスタの場合）を変化させることにより温度係
数を求める測定方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では、過渡熱抵抗が既知であるトランジスタを組
込んだ高周波増幅器のバイアス端子に一定幅の矩形パル
ス波を印加し、矩形波状の消費電力を与えるとともにパ
ルス動作時の高周波電力出力の時間変化量を測定する。

そして前記過渡熱抵抗と消費電力とよシ求まるトランジ
スタの接合温度またはチャネル温度の時間変化量に対す
る前記高周波電力出力の時間変化量の比から温度係数を
定めるようにしたものである。

〔作用〕

トランジスタにバイアスを印加すると、トランジスタの
接合温度あるいはチャネル温度が上昇するので、高周波
電力利得が減少して、定常値に漸近して行く。

トランジスタの接合温度あるいはチャネル温度を知るこ
とができれば、高周波電力利得の温度係数を上記過渡状
態における変化から求めることができる。上記温度はト
ランジスタの過渡熱抵抗が既知であｎば、消費電力より
計算して求まる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、本発明の一実施例につき説明す
る。第１図は電界効果トランジスタを組込んだ高周波増
幅器３について本発明を適用した場合である。

パルス発生器７の出力により、高周波信号源１の出力が
ＡＭ変調器２によって変調をうけて、高周波増幅器３に
入力し、増幅された出力は検波器４により検波され、オ
シロスコープ５に表示される。パルス発生器７の出力は
同時にバイアス電源６に制御信号として入力し、さらに
オシロスコープ５へのトリガパルスとなっている。

いｔ、ｔ１＝０からｔ２″１でかパルス発生器７のパル
ス幅とすると、高周波増幅器３の直流バイアス電力ＰＤ
Ｃは第３図（ａ）に示すようにこの間一定である。厳密
にいえばトランジスタの実際上の電力消費と直流バイア
ス電力ＰＤＣとは異なるが、高周波電力出力が大きい場
合をのぞき、同一とみなす。高周波増幅器３への入力電
力Ｐｉｎも第３図（ｂ）に示すように一定である。また
、このときの高周波電力出力は第３図（ｄ）のようＫ。

ｔ１＝０でＰｏｕｔ２であるがｔｚでＰ　ｏｕｔ　１に
低下することが観測さｎる。

次にチャネル温度は、この電界効果トランジスタにつき
、あらかじめ判っている第２図の過渡熱抵抗ＲｔＦｔｔ
ｌの特性を利用して、消費電力ＰＤＣから求められ第３
図（ｅｌに示すように、ＴｌからＴａｔで変化する。

単一パルスの場合について、温度上昇量、高周波電力利
得の低下量が以下のように求められる。

Δ””Ｔ２−Ｔｔ＝Ｐｐｃｘ（Ｒｔｈ（ｔｚｌ−Ｒｔｈ
（ｔｔ））：　ＰＤｃＸ　Ｒｔｈ（ｔｚ）　　　　　　
　　　　　　（１１こ〜で１１＝０のときＲｔｈ（ｏ）
　＝Ｏである。

ΔＧ　＝　（ｐｏｕｔ（ｔｚ）　−Ｐｏｕｔ（ｔｔ）１
＝　Ｐｏｕｔ２−　Ｐｏｕｔｌ　　　　　　　　　　（
２１これよシ温度係数Ｋか に＝ΔＧ／ΔＴ＝　（Ｐｏｕｔ２−Ｐｏｕｔｌ）／（Ｐ
ＤＣＸ　Ｒｔｈ　（ｔｚ）　）　（３）として求められ
る。

過渡熱抵抗Ｒｔｆｔ）　ｆ：あらかじめ知っておく必要
があるが、Ｒｔｈ（ｈ）はｔｚが１００ｍ５以下であれ
ば、試料構造で決定される。したがって同種のトランジ
スタであｎば、試料の電力利得の温度係数の大小を判別
するＫは、出力検波波形よりｐｏｕｔ２とｐｏｕｔｌ　
との差の大小を観測するだけでよい。

ナオ、上記の計算式（３）の誘導は単一パルスの場合で
あるが、測定にあたシパルスの間隔を充分広くとったパ
ルス列をパルス発生器７より出力し、′オシロスコープ
５上に静止画像を得て測定する。また、直流バイアス電
力ＰＤＣを消費電力と同一にとって計算したが、必要な
場合にはトランジスタの実際上の消費電力はＰＤｃ−Ｐ
ｏｕｔ＋　Ｐｉｎとして補正する。

〔発明の効果〕

以上、詳しく説明したように、本発明は従来の恒温槽を
用いて熱容量の大きい増幅器の温度を変化させて高周波
電力利得の温度係数を測定する方法に代り、試料に規定
のパルスバイアスと高周波信号を入力し、素子の温度上
昇を起すことにより上記温度係数を求めるものであるか
ら、測定時間は大幅に短縮できる。これによって作業能
率が格段と、改善されるほか、必要設備として恒温槽・
温度コントローラなど高価な設備を常時必要としない利
点が大きい。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施例に係シ、第１図は測定回路ブロ
ック図、第２図は、トランジスタの過渡熱抵抗の一例を
示す図、第３図はトランジスタの各部の電力および素子
チャネル温度の波形図である。 ｌ・・・高周波信号源、　　２・・・ＡＭ変調器、３・
・・高周波増幅器、　　４・・・検波器、５・・・オシ
ロスコープ、６・・・バイアス電源、７・・・パルス発
生器。 牙２図 を１藺（ｍ　ｓｅｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 過渡熱抵抗が既知であるトランジスタを組込んだ高周波
   増幅器において、該高周波増幅器のバイアス端子に一定
   幅の矩形パルス波を印加し、矩形波状の消費電力を与え
   るとともに、パルス動作時の高周波電力出力の時間変化
   量を測定し、前記過渡熱抵抗と消費電力とより求まるト
   ランジスタの接合温度またはチャネル温度の時間変化量
   に対する前記高周波電力出力の時間変化量の比から温度
   係数を定めることを特徴とする高周波電力利得の温度係
   数測定方法。