JPH09289421A - High frequency power amplifier - Google Patents
High frequency power amplifierInfo
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- JPH09289421A JPH09289421A JP10243596A JP10243596A JPH09289421A JP H09289421 A JPH09289421 A JP H09289421A JP 10243596 A JP10243596 A JP 10243596A JP 10243596 A JP10243596 A JP 10243596A JP H09289421 A JPH09289421 A JP H09289421A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は携帯電話を始めとす
る移動体通信機等に使用する準マイクロ波帯用等の高周
波電力増幅器における電界効果トランジスタのドレイン
バイアス回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drain bias circuit for a field effect transistor in a high frequency power amplifier for the quasi-microwave band used in mobile communication devices such as mobile phones.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、携帯電話や携帯無線機を始めとす
る移動体通信機器等に使用される半導体デバイスや電子
部品に対する小型化・軽量化の要望が強くなっており、
これらの送信部に用いられる高周波用電力増幅器につい
ても小型化が要求されている。2. Description of the Related Art In recent years, there has been a strong demand for miniaturization and weight reduction of semiconductor devices and electronic components used in mobile communication equipment such as mobile phones and portable radios.
High-frequency power amplifiers used in these transmitters are also required to be downsized.
【0003】このような高周波用電力増幅器には電力増
幅用の電界効果トランジスタ(以下、FETと略記す
る)が用いられ、その出力回路には、FETのドレイン
電極側からドレイン電圧供給側Vddを見たときに高周波
領域で十分に高いインピーダンスを得るために、通常は
λ/4(λ:基本波の波長)の長さのマイクロストリッ
プ線路によるドレインバイアス回路が構成される。A field effect transistor (hereinafter abbreviated as FET) for power amplification is used in such a high frequency power amplifier, and its output circuit has a drain voltage supply side Vdd from the drain electrode side of the FET. In order to obtain a sufficiently high impedance in the high frequency region, a drain bias circuit is usually formed by a microstrip line having a length of λ / 4 (λ: wavelength of the fundamental wave).
【0004】そのようなドレインバイアス回路の例を図
4の回路図に示す。図4において1は電力増幅用のFE
Tであり、そのドレイン側にはλ/4の長さのマイクロ
ストリップ線路2とバイパスコンデンサ3とから成るド
レインバイアス回路が構成されている。これにより、F
ET1のドレイン電極側のA点からドレイン電圧供給側
Vddを見たとき直流的には結合しているが高周波的には
電力の漏れがないように高インピーダンスとして、FE
T1により増幅された高周波電力が出力端子4に出力さ
れる。An example of such a drain bias circuit is shown in the circuit diagram of FIG. In FIG. 4, 1 is an FE for power amplification
A drain bias circuit composed of a microstrip line 2 having a length of λ / 4 and a bypass capacitor 3 is formed on the drain side thereof. Thereby, F
When the drain voltage supply side Vdd is seen from the point A on the drain electrode side of ET1, it is coupled in terms of direct current but has a high impedance so that there is no leakage of power in terms of high frequency.
The high frequency power amplified by T1 is output to the output terminal 4.
【0005】また、このようなドレインバイアス回路に
おいては出力端子4側からFET1側を見た反射係数が
できるだけ小さくなるように、かつ負荷抵抗(図示せ
ず)に最大の電力が供給されるように、バイパスコンデ
ンサ3の容量値(通常1000pF程度)とマイクロストリ
ップ線路2の長さとが調整される。そのため、マイクロ
ストリップ線路2はその要求に応じて最も広くかつ長く
引けるように、高周波用電力増幅器の回路基板において
基板表面に配設されるだけでなく、回路基板の裏面にマ
イクロストリップ線路2を配設して基板表面の回路とビ
アホール等で接続する、あるいは回路基板を多層化して
マイクロストリップ線路2を内層するなどの構成が採用
されている。Further, in such a drain bias circuit, the reflection coefficient of the FET 1 side viewed from the output terminal 4 side is made as small as possible, and the maximum electric power is supplied to the load resistor (not shown). The capacitance value of the bypass capacitor 3 (usually about 1000 pF) and the length of the microstrip line 2 are adjusted. Therefore, the microstrip line 2 is arranged not only on the substrate surface of the circuit board of the high-frequency power amplifier, but also on the back surface of the circuit board so that the microstrip line 2 can be drawn in the widest and longest manner. A structure is employed in which the circuit is provided and connected to the circuit on the surface of the substrate through a via hole or the like, or the circuit substrate is multilayered and the microstrip line 2 is inner layered.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成の従来のドレインバイアス回路においては、
λ/4の長さのマイクロストリップ線路2により構成さ
れていることから以下のような問題点があった。However, in the conventional drain bias circuit configured as described above,
Since the microstrip line 2 having a length of λ / 4 is used, there are the following problems.
【0007】マイクロストリップ線路2の寸法が、例
えば周波数 1.5GHzに対して30mm程度と非常に大き
くなるため、高周波用電力増幅器の小型化が困難であ
る。Since the size of the microstrip line 2 becomes very large, for example, about 30 mm for a frequency of 1.5 GHz, it is difficult to downsize the high frequency power amplifier.
【0008】図5の回路図に示すように、実際のドレ
インバイアス回路におけるバイパスコンデンサ3は、そ
のコンデンサ成分5と共にそのバイパスコンデンサ3ま
たはバイパスコンデンサ3とグランドとを電気的に接続
するためのビアホールの寄生インダクタ成分6とを有す
るため、直列共振器を構成することになる。従って、実
際のマイクロストリップ線路2の長さの関係上、その直
列共振器の共振周波数と直流(0Hz)の間で特に数十
MHz程度の低周波の交流信号を阻止できずに漏らして
しまい、その交流信号の周波数においてドレイン経由の
発振を起こしてしまう可能性がある。As shown in the circuit diagram of FIG. 5, the bypass capacitor 3 in an actual drain bias circuit has a capacitor component 5 and a via hole for electrically connecting the bypass capacitor 3 or the bypass capacitor 3 and the ground. Since it has the parasitic inductor component 6, it constitutes a series resonator. Therefore, due to the actual length of the microstrip line 2, a low frequency AC signal of about several tens of MHz cannot be blocked and leaks between the resonance frequency of the series resonator and the DC (0 Hz), Oscillation via the drain may occur at the frequency of the AC signal.
【0009】マイクロストリップ線路2の寸法がλ/
4と大きくて電気長が長いことにより周波数に対するS
11(順方向の反射係数)の位相回転が大きくなることが
あるため、S11が整合ポイントを2度通ることがあり、
そのために送信帯域とは異なる予期しない周波数帯域で
たまたま整合がとれてしまったり、ゲインS21(順方向
の透過係数)が得られる周波数帯域にある程度の広さ
(20〜30MHz程度)が必要であるのに対してそのゲイ
ンS21が整合のとれた周波数の前後で急峻に変化してし
まうことがあるので、それを防ぐために所定の周波数付
近のみで高周波電力を増幅させる様に整合回路を調整す
る必要があり、そのために回路設計が困難になる。The size of the microstrip line 2 is λ /
4 and large electric length make S
Since the phase rotation of 11 (forward reflection coefficient) may be large, S 11 may pass the matching point twice,
Or worse take a chance matched in the frequency band that does not differ from expected transmission band for the gain S 21 (forward transmission coefficient) certain size to a frequency band is obtained (about 20~30MHz) is required On the other hand, the gain S 21 may change sharply before and after the matched frequency. Therefore, in order to prevent this, the matching circuit is adjusted so that the high frequency power is amplified only near the predetermined frequency. Necessary, which makes circuit design difficult.
【0010】本発明は上記問題点を解決すべく本発明者
が鋭意研究に努めた結果完成されたものであり、その目
的は、λ/4線路のような大きな電気長を持つ素子を不
要として高周波用電力増幅器を小型化することができる
とともに、位相回転を抑制して予期しない周波数帯域で
の整合や整合がとれた周波数付近でのゲインの急峻な変
化を防止し、さらにドレイン経由の発振を防止できるF
ETのドレインバイアス回路を備えた高周波用電力増幅
器を提供することにある。The present invention has been completed as a result of intensive research conducted by the present inventor in order to solve the above problems, and an object thereof is to eliminate the need for an element having a large electric length such as a λ / 4 line. The high-frequency power amplifier can be downsized, while suppressing phase rotation to prevent unexpected gain matching in the frequency band and steep changes in the gain near the matched frequency, as well as oscillation via the drain. F that can be prevented
An object of the present invention is to provide a high frequency power amplifier including an ET drain bias circuit.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の高周波用電力増
幅器は、電界効果トランジスタを用いて成る高周波用電
力増幅器において、前記電界効果トランジスタのドレイ
ンバイアス回路をマイクロストリップ線路とコンデンサ
とから成る並列共振回路を用いて構成したことを特徴と
するものである。A high frequency power amplifier according to the present invention is a high frequency power amplifier using field effect transistors, wherein the drain bias circuit of the field effect transistors is a parallel resonance circuit including a microstrip line and a capacitor. It is characterized by being configured using a circuit.
【0012】本発明の高周波用電力増幅器によれば、従
来のドレインバイアス回路を構成するλ/4長さのマイ
クロストリップ線路に代えてマイクロストリップ線路と
コンデンサとから成る並列共振回路を用いてFETのド
レインバイアス回路を構成したことから、マイクロスト
リップ線路の長さを大幅に短縮できてドレインバイアス
回路を非常に小型化することができると共に回路構成を
簡素化することができ、それにより高周波用電力増幅器
をより一層小型化することが可能となる。According to the high frequency power amplifier of the present invention, a parallel resonance circuit composed of a microstrip line and a capacitor is used in place of the λ / 4 length microstrip line which constitutes the conventional drain bias circuit. Since the drain bias circuit is configured, the length of the microstrip line can be significantly shortened, the drain bias circuit can be extremely miniaturized, and the circuit configuration can be simplified, thereby, the high frequency power amplifier. Can be further miniaturized.
【0013】また、本発明の高周波用電力増幅器によれ
ば、λ/4長さのような電気長の大きな素子がドレイン
バイアス回路回路からなくなることから位相回転を抑制
することができ、それにより予期しない周波数帯域での
整合や整合がとれた周波数付近でのゲインの急峻な変化
を防止することができるものとなる。Further, according to the high frequency power amplifier of the present invention, since a device having a large electrical length such as λ / 4 length is eliminated from the drain bias circuit circuit, it is possible to suppress the phase rotation. This makes it possible to prevent matching in a frequency band that does not exist and sharp changes in the gain near the matched frequency.
【0014】さらに、本発明の高周波用電力増幅器によ
れば、ドレインバイアス回路において上記並列共振回路
のインダクタンス成分またはコンデンサ成分を所望の値
に調整することにより任意の周波数を自由に通過阻止で
きるものとなることから、バイパスコンデンサによるド
レイン経由の発振が起こる可能性のある周波数が予め分
かっている場合は、その周波数を通過阻止するように並
列共振回路を調整しておくことにより、ドレイン経由の
発振を抑止することができる。Further, according to the high frequency power amplifier of the present invention, it is possible to freely block any frequency by adjusting the inductance component or the capacitor component of the parallel resonant circuit in the drain bias circuit to a desired value. Therefore, if the frequency at which oscillation via the drain due to the bypass capacitor may occur is known in advance, the parallel resonant circuit should be adjusted to block that frequency to prevent oscillation via the drain. Can be deterred.
【0015】さらにまた、本発明の高周波用電力増幅器
によれば、ドレイン経由の発振を複数の周波数に対して
阻止するために通過阻止帯域を設定したい場合について
も、上記並列共振回路を複数個直列に接続することによ
り、従来のドレインバイアス回路よりも小さな占有面積
でもって任意の複数の周波数を所望通りに通過阻止でき
ることから、所望の通過阻止帯域を自由に設定すること
ができ、それによりドレイン経由の発振を効果的にかつ
効率良く抑止することができるものとなる。Furthermore, according to the high frequency power amplifier of the present invention, even when it is desired to set a pass stop band in order to prevent oscillation via the drain for a plurality of frequencies, a plurality of the parallel resonant circuits are connected in series. By connecting to, the desired pass-stop band can be set freely because a desired pass-through frequency can be blocked with a smaller occupied area than the conventional drain bias circuit. Oscillation can be effectively and efficiently suppressed.
【0016】以上により、本発明によれば、高周波用電
力増幅器を小型化することができるとともに、予期しな
い周波数帯域での整合や整合がとれた周波数付近でのゲ
インの急峻な変化、あるいはバイアス経由の発振を防止
できるFETのドレインバイアス回路を備えた高周波用
電力増幅器を提供することができた。As described above, according to the present invention, the high-frequency power amplifier can be miniaturized, and at the same time, matching in an unexpected frequency band, a steep change in the gain in the vicinity of the matched frequency, or via a bias is performed. It was possible to provide a high-frequency power amplifier including a FET drain bias circuit capable of preventing the above oscillation.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明を詳
細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0018】図1は本発明の高周波用電力増幅器の一実
施形態を示す、FETのドレインバイアス回路の回路図
である。同図において11は電力増幅用のFETであり、
そのドレイン側にはマイクロストリップ線路12とコンデ
ンサ13とから成る並列共振回路14が構成されている。ま
た15はバイパスコンデンサであり、これら並列共振回路
14とバイパスコンデンサ15とによってドレインバイアス
回路が構成されている。これにより、FET11のドレイ
ン電極側からドレイン電圧供給側Vddを見たとき直流的
には結合しているが高周波的には電力の漏れがないよう
に高インピーダンスとして、FET11により増幅された
高周波電力が出力端子16に出力される。FIG. 1 is a circuit diagram of a drain bias circuit of an FET showing an embodiment of a high frequency power amplifier of the present invention. In the figure, 11 is a FET for power amplification,
A parallel resonance circuit 14 including a microstrip line 12 and a capacitor 13 is formed on the drain side. 15 is a bypass capacitor, and these parallel resonance circuits
A drain bias circuit is constituted by 14 and the bypass capacitor 15. As a result, when the drain voltage supply side Vdd is seen from the drain electrode side of the FET 11, the high frequency power amplified by the FET 11 has a high impedance so that the power is not leaked in terms of high frequency although it is coupled in terms of direct current. Output to output terminal 16.
【0019】本発明の高周波用電力増幅器におけるFE
Tのドレインバイアス回路においては出力端子16側から
FET11側を見た反射係数ができるだけ小さくなるよう
に、かつ負荷抵抗(図示せず)に最大の電力が供給され
るように、バイパスコンデンサ15の容量値と、並列共振
回路14のマイクロストリップ線路12の長さ・幅ならびに
コンデンサ13の容量値を調整する。ここで、マイクロス
トリップ線路12は従来のλ/4長さのものとは異なり、
その長さは短く、幅は広い線路として形成することがで
きる。従って、電気長の大きな素子をなくして位相回転
を抑制することができ、予期しない周波数帯域での整合
や整合がとれた周波数付近でのゲインの急峻な変化を防
止することができるものとなる。なお、マイクロストリ
ップ線路12の幅は従来のλ/4長さのものと同じであっ
てもよく、仕様によっては狭くなってもよい。FE in the high frequency power amplifier of the present invention
In the drain bias circuit of T, the capacitance of the bypass capacitor 15 is set so that the reflection coefficient when the FET 11 side is viewed from the output terminal 16 side becomes as small as possible and the maximum electric power is supplied to the load resistor (not shown). The value, the length / width of the microstrip line 12 of the parallel resonant circuit 14, and the capacitance value of the capacitor 13 are adjusted. Here, the microstrip line 12 is different from the conventional λ / 4 length,
It can be formed as a line having a short length and a wide width. Therefore, it is possible to suppress the phase rotation by eliminating the element having a large electric length, and it is possible to prevent the matching in an unexpected frequency band and the steep change of the gain in the vicinity of the matched frequency. The width of the microstrip line 12 may be the same as that of the conventional λ / 4 length, or may be narrower depending on the specifications.
【0020】マイクロストリップ線路12の寸法はFET
11により増幅する周波数や並列接続するコンデンサ13の
容量値から通過阻止する周波数に応じて適宜設定され
る。例えば、1.5 GHzの周波数に対してコンデンサ13
の容量値が3〜10pF程度の場合、マイクロストリップ
線路12の長さは約3〜5mm程度、幅は約 0.2〜0.4 m
m程度とすればよく、従来のλ/4長さのマイクロスト
リップ線路が長さ30mm程度、幅 0.2mm程度の大きさ
で形成されていたのに対して極めて小さな占有面積で形
成することが可能である。なお、マイクロストリップ線
路12の厚みや材質・形成方法などは、従来周知のものお
よび方法によればよい。The size of the microstrip line 12 is FET
It is appropriately set according to the frequency to be amplified by 11 and the frequency at which passage is blocked from the capacitance value of the capacitor 13 connected in parallel. For example, a capacitor 13 for a frequency of 1.5 GHz
When the capacitance value is about 3 to 10 pF, the microstrip line 12 has a length of about 3 to 5 mm and a width of about 0.2 to 0.4 m.
It is sufficient to set the length to about m, and it is possible to form a microstrip line with a length of about λ / 4 and a width of about 0.2 mm. Is. Note that the thickness, material, forming method, etc. of the microstrip line 12 may be those conventionally known.
【0021】また、このマイクロストリップ線路12に対
しても、その要求に応じて最も効率良く配設できるよう
に、高周波用電力増幅器の回路基板の表面に配設される
だけでなく、回路基板の裏面にマイクロストリップ線路
12を配設して基板表面の回路とビアホール等で接続す
る、あるいは回路基板を多層化してマイクロストリップ
線路12を内層するなどの構成を採用してもよい。Further, the microstrip line 12 is not only arranged on the surface of the circuit board of the high frequency power amplifier, but also on the surface of the circuit board so that it can be arranged most efficiently according to the demand. Microstrip line on the back
A configuration may be adopted in which 12 is provided and connected to the circuit on the surface of the substrate through a via hole or the like, or the circuit substrate is multilayered and the microstrip line 12 is provided inside.
【0022】コンデンサ13には、積層セラミックチップ
コンデンサや薄膜チップコンデンサ等を用いればよく、
チップコンデンサを用いて表面実装することにより、回
路基板上の占有面積を小さくできてドレインバイアス回
路を小型化するのに有利となる。またその容量値は、通
過阻止する周波数により、並列接続するマイクロストリ
ップ線路12の寸法に応じて任意に設定すればよい。A multilayer ceramic chip capacitor, a thin film chip capacitor, or the like may be used for the capacitor 13,
Surface mounting using a chip capacitor can reduce the area occupied on the circuit board, which is advantageous for downsizing the drain bias circuit. The capacitance value may be arbitrarily set according to the frequency at which passage is blocked and according to the size of the microstrip line 12 connected in parallel.
【0023】そしてこれらにより並列共振回路はドレイ
ン電源Vdd方向への交流信号の漏れ電力ができるだけ小
さくなるように設定すればよい。そして、これらの並列
共振回路を複数個直列接続することによって、その共振
周波数をバイパスコンデンサ15のコンデンサ成分と寄生
インダクタンス成分とによる直列共振器のためにドレイ
ン経由の発振が起こる可能性のある共振周波数に設定す
ることにより、その共振周波数の通過を阻止することが
所望通りに可能となり、ドレイン経由の発振を抑止する
ことができる。With these, the parallel resonant circuit may be set so that the leakage power of the AC signal toward the drain power source Vdd is as small as possible. Then, by connecting a plurality of these parallel resonance circuits in series, the resonance frequency is a resonance frequency at which oscillation via the drain may occur due to the series resonator due to the capacitor component of the bypass capacitor 15 and the parasitic inductance component. By setting to, it becomes possible to prevent passage of the resonance frequency as desired, and it is possible to suppress oscillation via the drain.
【0024】図2は本発明の他の実施形態を示す回路図
である。図2においてはドレインバイアス回路を構成す
るための並列共振回路を複数個(この例では3個)直列
に接続した例を示しており、21は電力増幅用のFETで
あり、22a・22b・22cはマイクロストリップ線路、23
a・23b・23cはコンデンサ、24a・24b・24cはそれ
らより成る並列共振回路である。また25a・25b・25c
はバイパスコンデンサであり、これらによりドレインバ
イアス回路が構成されて、FET21により増幅された高
周波電力が出力端子26に出力される。FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention. FIG. 2 shows an example in which a plurality of parallel resonance circuits (three in this example) for forming a drain bias circuit are connected in series. Reference numeral 21 denotes a power amplification FET, and 22a, 22b, 22c. Is a microstrip line, 23
a. 23b. 23c are capacitors, and 24a. 24b. 24c are parallel resonant circuits composed of them. Also 25a ・ 25b ・ 25c
Is a bypass capacitor, which constitutes a drain bias circuit, and the high frequency power amplified by the FET 21 is output to the output terminal 26.
【0025】このように並列共振回路24a・24b・24c
を複数個直列に接続してドレインバイアス回路を構成す
れば、それぞれの並列共振回路24a・24b・24cにおい
てマイクロストリップ線路22a・22b・22cの長さや
幅、あるいはコンデンサ23a・23b・23cの容量値をそ
れぞれ所定の値に設定することにより各並列共振回路24
a・24b・24c毎に別々の周波数で共振させることがで
き、それにより任意の複数の周波数の通過を阻止するこ
とができ、所望の通過阻止帯域を設定することが可能と
なる。しかも、各並列共振回路24a・24b・24cの占有
面積が小さくて済むことから、このようなドレインバイ
アス回路とした場合でも高周波用電力増幅器の十分な小
型化を図ることができるものとなる。In this way, the parallel resonance circuits 24a, 24b, 24c
If multiple drains are connected in series to form a drain bias circuit, the length and width of the microstrip lines 22a, 22b, 22c, or the capacitance value of the capacitors 23a, 23b, 23c in each parallel resonant circuit 24a, 24b, 24c. Of the parallel resonant circuit 24 by setting
Resonance can be achieved at different frequencies for each of a, 24b, and 24c, whereby passage of arbitrary plural frequencies can be blocked, and a desired pass stop band can be set. Moreover, since the area occupied by each of the parallel resonant circuits 24a, 24b, and 24c is small, the high-frequency power amplifier can be sufficiently miniaturized even with such a drain bias circuit.
【0026】図3は本発明のさらに他の実施形態を示す
回路図である。図3においては増幅用のFETを2個用
いてそれぞれに本発明のドレインバイアス回路を構成し
た例を示しており、31a・31bは電力増幅用のFETで
あり、32a・32bはマイクロストリップ線路、33a・33
bはコンデンサ、34a・34bはそれらより成る並列共振
回路である。また35a・35bはバイパスコンデンサであ
り、これらによりドレインバイアス回路が構成されてい
る。また、36a・36b・36cは整合回路であり、36aは
FET31aの入力整合回路として、36bはFET31aの
出力整合回路およびFET31bの入力整合回路として、
36cはFET31bの出力整合回路として構成されてお
り、これらにより、FET31a・31bにより増幅された
高周波電力が出力端子37に出力される。FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention. FIG. 3 shows an example in which two amplifying FETs are used to configure the drain bias circuit of the present invention, 31a and 31b are power amplifying FETs, 32a and 32b are microstrip lines, and 33a / 33
Reference numeral b is a capacitor, and 34a and 34b are parallel resonant circuits including them. Further, 35a and 35b are bypass capacitors, which form a drain bias circuit. Further, 36a, 36b and 36c are matching circuits, 36a is an input matching circuit of the FET 31a, 36b is an output matching circuit of the FET 31a and an input matching circuit of the FET 31b,
36c is configured as an output matching circuit of the FET 31b, and by these, the high frequency power amplified by the FETs 31a and 31b is output to the output terminal 37.
【0027】このようにFETを2個用いた高周波用電
力増幅器は十分なゲイン(利得)を得るために通常採用
される回路構成である。従来のλ/4長さのマイクロス
トリップ線路によるドレインバイアス回路においてはバ
イパスコンデンサで除去しきれなかった信号(特に低周
波の信号)がドレインバイアス回路において共通の電源
線Vddを通じて帰還され、そのために発振を起こす可能
性があるが、本例のように並列共振回路34a・34bを用
いてドレインバイアス回路を構成することにより、マイ
クロストリップ線路32a・32bの長さ・幅ならびにコン
デンサ33a・33bの容量値を調整することによってバ
イパスコンデンサ35a・35bで除去しきれない信号
(特に低周波の信号)の通過を阻止することができ、そ
れによりドレイン経由の発振を抑止することが可能とな
る。また本例においても、各並列共振回路34a・34bの
占有面積が小さくて済むことから、このようなドレイン
バイアス回路とした場合でも高周波用電力増幅器の十分
な小型化を図ることができるものとなる。As described above, the high frequency power amplifier using two FETs has a circuit configuration that is usually adopted in order to obtain a sufficient gain. In the conventional drain bias circuit using the λ / 4 length microstrip line, a signal (especially a low frequency signal) that cannot be removed by the bypass capacitor is fed back through the common power supply line Vdd in the drain bias circuit, which causes oscillation. However, by configuring the drain bias circuit by using the parallel resonant circuits 34a and 34b as in this example, the length and width of the microstrip lines 32a and 32b and the capacitance value of the capacitors 33a and 33b can be generated. By adjusting, it is possible to prevent passage of signals (especially low-frequency signals) that cannot be removed by the bypass capacitors 35a and 35b, thereby suppressing oscillation via the drain. Also in this example, since the area occupied by each of the parallel resonant circuits 34a and 34b is small, the high frequency power amplifier can be sufficiently miniaturized even when such a drain bias circuit is used. .
【0028】[0028]
【実施例】以下、具体例を詳述する。 〔例1〕まず比較例として、図4に回路図で示した従来
のドレインバイアス回路を構成した高周波用電力増幅器
を作製した。ここで、マイクロストリップ線路2の寸法
は長さ30mm×幅 0.4mmとし、バイパスコンデンサ3
には静電容量が1000pFのものを用いた。なお、バイパ
スコンデンサ3のビアホールによる寄生インダクタンス
成分6は 0.8nHであった。EXAMPLES Specific examples will be described in detail below. Example 1 First, as a comparative example, a high frequency power amplifier including the conventional drain bias circuit shown in the circuit diagram of FIG. 4 was manufactured. Here, the dimensions of the microstrip line 2 are 30 mm in length and 0.4 mm in width, and the bypass capacitor 3
The electrostatic capacitance used was 1000 pF. The parasitic inductance component 6 due to the via hole of the bypass capacitor 3 was 0.8 nH.
【0029】次に、図1に回路図で示した本発明に係る
ドレインバイアス回路を構成した高周波用電力増幅器を
作製した。ここで、マイクロストリップ線路12の寸法は
長さ5.0mm×幅 0.4mmとし、コンデンサ13の静電容
量は 6.0pFとして、並列共振回路14を構成した。ま
た、バイパスコンデンサ15には上記と同様に静電容量が
1000pFのものを用いた。なお、バイパスコンデンサ15
のビアホールによる寄生インダクタンス成分は 0.8nH
であった。Next, a high frequency power amplifier having the drain bias circuit according to the present invention shown in the circuit diagram of FIG. 1 was produced. The dimensions of the microstrip line 12 are 5.0 mm long and 0.4 mm wide, and the capacitance of the capacitor 13 is 6.0 pF to form the parallel resonant circuit 14. The capacitance of the bypass capacitor 15 is the same as above.
The one with 1000 pF was used. Bypass capacitor 15
The parasitic inductance component due to the via hole is 0.8 nH
Met.
【0030】これらの高周波用電力増幅器について、ド
レインバイアス回路の伝送特性としてS21(FET1・
11側から出力端子4・16側への透過係数)ならびにS31
(FET1・11側からVdd側への透過係数)を測定し、
それぞれ従来の高周波用電力増幅器におけるドレインバ
イアス回路については図6に、本発明の高周波用電力増
幅器におけるドレインバイアス回路については図7にそ
れぞれ線図で示した図6および図7において横軸は周波
数fを表わしており、縦軸はS21およびS31の大きさを
表わしている。また、各図中の点線はS21の特性曲線で
あり、実線はS31の特性曲線である。With respect to these high frequency power amplifiers, S 21 (FET1.
Transmission coefficient from 11 side to output terminal 4/16 side) and S 31
(Transmission coefficient from FET1 / 11 side to Vdd side) is measured,
The drain bias circuit in the conventional high-frequency power amplifier is shown in FIG. 6, and the drain bias circuit in the high-frequency power amplifier of the present invention is shown in FIG. 7 in FIG. 6 and FIG. And the vertical axis represents the magnitude of S 21 and S 31 . The dotted line in each figure is the characteristic curve of S 21 , and the solid line is the characteristic curve of S 31 .
【0031】これらの結果によって、バイアス回路の役
目である交流信号の遮断能力(FET1・11側からVdd
側への透過係数S31)を比較すると、図6に示した従来
のドレインバイアス回路についての測定結果では周波数
が約 1.5GHz付近でS31が約−20dBであるのに対
し、図7に示した本発明のドレインバイアス回路につい
ての測定結果では約 1.5GHz付近で−30dB以上もの
減衰が得られていることから、本発明によれば、より優
れた特性のドレインバイアス回路が得られることが確認
できた。From these results, the ability of the bias circuit to cut off the AC signal (from FET 1 · 11 side to Vdd
A comparison of the transmission coefficient to the side S 31 ) shows that the measurement result of the conventional drain bias circuit shown in FIG. 6 shows that S 31 is about −20 dB at a frequency of about 1.5 GHz, while FIG. In addition, the measurement result of the drain bias circuit of the present invention shows that the attenuation of about −30 dB or more is obtained in the vicinity of about 1.5 GHz. Therefore, it is confirmed that the present invention can obtain the drain bias circuit having more excellent characteristics. did it.
【0032】また、本発明の高周波用電力増幅器のドレ
インバイアス回路におけるマイクロストリップ線路12の
大きさは長さ 5.0mm×幅 0.4mmであり、従来のドレ
インバイアス回路におけるマイクロストリップ線路2よ
りも非常に小さなものであることから、ドレインバイア
ス回路を大幅に小型化でき、それにより高周波用電力増
幅器を大幅に小型化できることも確認できた。The size of the microstrip line 12 in the drain bias circuit of the high-frequency power amplifier of the present invention is 5.0 mm in length × 0.4 mm in width, which is much larger than that of the microstrip line 2 in the conventional drain bias circuit. Since it is small, it was confirmed that the drain bias circuit could be significantly downsized, and the high frequency power amplifier could be downsized accordingly.
【0033】〔例2〕複数個の並列共振回路を直列接続
して構成した、本発明の高周波用電力増幅器におけるド
レインバイアス回路として、図8に回路図で示すドレイ
ンバイアス回路を構成した高周波用電力増幅器を作製し
た。図8において、41はFETであり、42a・42b・42
cはマイクロストリップ線路、43a・43b・43cはコン
デンサ、44a・44b・44cは並列共振回路、45はバイパ
スコンデンサ、46および47はそれぞれバイパスコンデン
サ45のコンデンサ成分および寄生インダクタンス成分、
48は出力端子である。[Example 2] As a drain bias circuit in a high frequency power amplifier of the present invention constituted by connecting a plurality of parallel resonance circuits in series, a high frequency power having a drain bias circuit shown in the circuit diagram of Fig. 8 is constructed. An amplifier was made. In FIG. 8, 41 is a FET, and 42a, 42b, 42
c is a microstrip line, 43a, 43b, 43c are capacitors, 44a, 44b, 44c are parallel resonant circuits, 45 is a bypass capacitor, and 46 and 47 are the capacitor component and parasitic inductance component of the bypass capacitor 45, respectively.
48 is an output terminal.
【0034】ここで、マイクロストリップ線路42a・42
b・42cの寸法はいずれも長さ 5.0mm×幅 0.4mmと
し、コンデンサ43aの静電容量は6pF、コンデンサ43
bは32pF、コンデンサ43cは12pFとした。また、バ
イパスコンデンサ45のコンデンサ成分46は1000pF、ビ
アホールによる寄生インダクタンス成分47は 0.8nHで
あった。Here, the microstrip lines 42a and 42a
The dimensions of b and 42c are 5.0 mm long and 0.4 mm wide, and the capacitance of the capacitor 43a is 6 pF.
b was 32 pF and the capacitor 43c was 12 pF. Further, the capacitor component 46 of the bypass capacitor 45 was 1000 pF, and the parasitic inductance component 47 due to the via hole was 0.8 nH.
【0035】この高周波用電力増幅器について、〔例
1〕と同様にドレインバイアス回路の伝送特性としてS
21ならびにS31を測定し、その結果を図9に線図で示し
た図9においても、図6および図7と同様に、横軸は周
波数fを、縦軸はS21およびS31の大きさを表わしてお
り、点線はS21の特性曲線であり、実線はS31の特性曲
線である。Regarding this high frequency power amplifier, as in the case of [Example 1], the transmission characteristic of the drain bias circuit is S.
21 and S 31 were measured, and in FIG. 9 showing the results in a diagram in FIG. 9, the horizontal axis represents the frequency f and the vertical axis represents the magnitudes of S 21 and S 31 , as in FIGS. 6 and 7. The dotted line is the characteristic curve of S 21 , and the solid line is the characteristic curve of S 31 .
【0036】図9の結果より、並列共振回路を複数個接
続したドレインバイアス回路の場合、同図中にR1 ・R
2 ・R3 で示す並列共振点により低周波の阻止域を増や
すことができることが分かる。このように阻止域を増や
すことは、従来のλ/4長さのマイクロストリップ線路
を用いたドレインバイアス回路では不可能であり、本発
明の高周波用電力増幅器におけるドレインバイアス回路
は、所望の任意の周波数に対して通過阻止域を自由に設
定できる、極めて有用なものであることが確認できた。From the results of FIG. 9, in the case of the drain bias circuit in which a plurality of parallel resonance circuits are connected, R 1 · R in the figure is shown.
It can be seen that the parallel resonance point indicated by 2 · R 3 can increase the low-frequency stopband. Increasing the stop band in this way is impossible with a conventional drain bias circuit using a λ / 4 length microstrip line, and the drain bias circuit in the high-frequency power amplifier of the present invention can be any desired It was confirmed to be extremely useful because the passband can be set freely with respect to the frequency.
【0037】なお、本発明は以上の例に限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での種々の変
更や改良は何ら差し支えない。The present invention is not limited to the above examples, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、マイク
ロストリップ線路とコンデンサとから成る並列共振回路
を用いてFETのドレインバイアス回路を構成したこと
から、マイクロストリップ線路の長さを大幅に短縮で
き、λ/4線路のような大きな電気長を持つ素子を不要
としてドレインバイアス回路を非常に小型化することが
できると共に回路構成を簡素化することができ、それに
よりより一層の小型化が可能となる高周波用電力増幅器
を提供することができた。As described above, according to the present invention, since the drain bias circuit of the FET is configured by using the parallel resonance circuit including the microstrip line and the capacitor, the length of the microstrip line is significantly increased. It is possible to shorten the size of the drain bias circuit without using an element having a large electric length such as a λ / 4 line, and to simplify the circuit configuration. It has been possible to provide a possible high frequency power amplifier.
【0039】また、本発明によれば、λ/4長さのよう
な電気長の大きな素子がドレインバイアス回路からなく
なることから位相回転を抑制することができ、それによ
り予期しない周波数帯域での整合や整合がとれた周波数
付近でのゲインの急峻な変化を防止することができるF
ETのドレインバイアス回路を備えた高周波用電力増幅
器を提供することができた。Further, according to the present invention, since a device having a large electric length such as λ / 4 length is eliminated from the drain bias circuit, the phase rotation can be suppressed, thereby matching in an unexpected frequency band. It is possible to prevent a sharp change in the gain near the frequency where
It has been possible to provide a high frequency power amplifier including the ET drain bias circuit.
【0040】さらに、本発明によれば、マイクロストリ
ップ線路とコンデンサとから成る並列共振回路のインダ
クタンス成分またはコンデンサ成分を所望の値に調整す
ることにより任意の周波数を自由に通過阻止できるドレ
インバイアス回路となることから、ドレイン経由の発振
が起こる可能性のある周波数が予め分かっている場合
は、その周波数を通過阻止するように並列共振回路を調
整しておくことにより、ドレイン経由の発振を抑止する
ことができるFETのドレインバイアス回路を備えた高
周波用電力増幅器を提供することができた。Further, according to the present invention, by adjusting the inductance component or the capacitor component of the parallel resonance circuit composed of the microstrip line and the capacitor to a desired value, a drain bias circuit capable of freely blocking passage of any frequency is provided. Therefore, if the frequency at which oscillation via the drain is likely to occur is known in advance, the oscillation via the drain should be suppressed by adjusting the parallel resonant circuit to block that frequency. It was possible to provide a high frequency power amplifier provided with a drain bias circuit of a FET capable of performing the above.
【0041】さらにまた、本発明によれば、ドレイン経
由の発振を複数の周波数に対して阻止するために通過阻
止帯域を設定したい場合についても、マイクロストリッ
プ線路とコンデンサとから成る並列共振回路を複数個直
列に接続することにより、従来のドレインバイアス回路
よりも小さな占有面積でもって任意の複数の周波数を所
望通りに通過阻止できることから、所望の通過阻止帯域
を自由に設定することができ、それによりドレイン経由
の発振を効果的にかつ効率良く抑止することができるF
ETのドレインバイアス回路を備えた高周波用電力増幅
器を提供することができた。Furthermore, according to the present invention, even when it is desired to set a pass stop band in order to prevent oscillation via the drain for a plurality of frequencies, a plurality of parallel resonant circuits each including a microstrip line and a capacitor are provided. By connecting in series, arbitrary multiple frequencies can be blocked as desired with a smaller occupied area than the conventional drain bias circuit, so that the desired pass stop band can be freely set, and F capable of effectively and efficiently suppressing oscillation via the drain
It has been possible to provide a high frequency power amplifier including the ET drain bias circuit.
【図1】本発明の高周波用電力増幅器の一実施形態を示
す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a high frequency power amplifier of the present invention.
【図2】本発明の高周波用電力増幅器の他の実施形態を
示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment of the high frequency power amplifier of the present invention.
【図3】本発明の高周波用電力増幅器の他の実施形態を
示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the high frequency power amplifier of the present invention.
【図4】従来の高周波用電力増幅器を示す回路図であ
る。FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional high frequency power amplifier.
【図5】従来の高周波用電力増幅器を示す回路図であ
る。FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional high frequency power amplifier.
【図6】従来の高周波用電力増幅器の伝送特性を示す線
図である。FIG. 6 is a diagram showing a transmission characteristic of a conventional high frequency power amplifier.
【図7】本発明の高周波用電力増幅器の伝送特性を示す
線図である。FIG. 7 is a diagram showing the transmission characteristics of the high frequency power amplifier of the present invention.
【図8】本発明の高周波用電力増幅器の他の実施例を示
す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing another embodiment of the high frequency power amplifier of the present invention.
【図9】本発明の高周波用電力増幅器の伝送特性を示す
線図である。FIG. 9 is a diagram showing the transmission characteristics of the high frequency power amplifier of the present invention.
11、21、31a,b、41・・・・・・・・・・電界効果ト
ランジスタ 12、22a〜c、32a,b、42a〜c・・・マイクロスト
リップ線路 13、23a〜c、33a,b、43a〜c・・・コンデンサ 14、24a〜c、34a,b、44a〜c・・・並列共振回路 15、25a〜c、35a,b、45・・・バイパスコンデンサField effect transistors 12, 22a-c, 32a, b, 42a-c ... Microstrip lines 13, 23a-c, 33a, b , 43a-c ... Capacitors 14, 24a-c, 34a, b, 44a-c ... Parallel resonant circuit 15, 25a-c, 35a, b, 45 ... Bypass capacitors
Claims (1)
波用電力増幅器において、前記電界効果トランジスタの
ドレインバイアス回路をマイクロストリップ線路とコン
デンサとから成る並列共振回路を用いて構成したことを
特徴とする高周波用電力増幅器。1. A high frequency power amplifier using field effect transistors, characterized in that the drain bias circuit of said field effect transistors is configured using a parallel resonance circuit composed of a microstrip line and a capacitor. Power amplifier.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10243596A JPH09289421A (en) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | High frequency power amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10243596A JPH09289421A (en) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | High frequency power amplifier |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09289421A true JPH09289421A (en) | 1997-11-04 |
Family
ID=14327397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10243596A Pending JPH09289421A (en) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | High frequency power amplifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09289421A (en) |
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- 1996-04-24 JP JP10243596A patent/JPH09289421A/en active Pending
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