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2015年11月

2015年11月26日 (木)

MWE2015に行ってきました

 協力会社の RAD と一緒に「マイクロウェーブ展 2015」に行ってきました。
今年もパシフィコ横浜です。昨日 25日〜27日まで開催しています。
 今年からは一般展示の RAD社ですがけっこう出入り口から近い場所で、パワーアンプ4台を展示しています。
Img_1685
 今年はこれといった目玉がないのか、お客さんは少なめでした。初日だからかも知れませんが、落ち着いていろいろ話を聞くことが出来ました。
 いちばんの情報は Hittite 社が、アナログデバイスに吸収された?ことでしょうか?アナデバのカタログに HMC XXX の良く知ったヒッタイトの型番がありました。他にも CREE 社がLED部門の営業不振から分社して高周波素子部門が名前が変わるようです。
 午後は「マイクロ波増幅器設計の基礎」のセミナーに出席しました。
小信号増幅器ですが、安定係数 k を1以上にする手法で ADS などのシミュレーターを用いて設計するのですが、FETのソース-GND間のビアがインダクタンスになって、負帰還と成り、安定する様子や、さらに高い周波数ではビアのパッドと GND間のコンデンサーが効いて並列共振したりして正帰還になったりするなど、実務でのノウハウも話して頂けました。
 高い CADなのでちょっと中小企業が導入するわけにはいかないですが、シミュレーションのノウハウは大変参考になるかと思います。
今日は参加者は多かったのかな?

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2015年11月10日 (火)

FETのバイアス変遷のはなし

FETのバイアス変遷のはなしとは

 昔はFETって高級品で、接合型のFETがオーディオなどに用いられて、低ノイズで高インピーダンスなので、「FET MCヘッドアンプ」なんてキャッチフレーズでオーディオアンプが売られた時代でした。Unknown
 高周波への応用は少し遅くて、アルミケースのデュアルゲート FETの 3SK22が発売された頃は、色々なアマチュアセットに使われました。トリオでは JR-310という受信機で RF段に採用され、2つのゲートをRFミュートとAGCそれぞれに使っており、私の設計したCBトランシーバーも同じように、RFゲインとRFAGCをかけるように、2つのゲートを使っていました。当時はまだ高価で、一番のSNの勘所のRFセクションにしか使えませんでした。
 その後、R-599シリーズなどの VCOにも使われるようになりましたが、VCO用途では2つ目のゲートは使われませんでした。
 下図のDualGate FETを使ったミキサーは2つめのゲートを有効に使った好例で、ローカル信号と入力信号をミキシングするのに最適な構造でした。
通常のトランジスタでミキサーを作ろうとすると、入力に対するダイナミックレンジを稼ごうとすると、電流を流さなくてはならなくなり、そのため逆に入力信号が歪まず、ミキサーとしての効率が悪くなったりするので、その点が悩ましいところでした。電流を減らせばミキサー効率は上がりますが、逆に強入力時に飽和して受信できなくなったりします。
Fet_mixerbias_2
それを改善したのが中央の PushPull 方式で、2つの FETをPushPullで動作させるので、ダイナミックレンジはほぼ2倍、ローカル注入をソースにするので、若干ローカルレベルが必要になりますが、高価なデュアルゲートFETを使うこと無く通常の接合型 FETで構成できるので、コストダウンにも貢献しました。
(デュアルゲートFETのプッシュプルミキサーもありましたが、あまりみかけられなくなりました)、後に一番下のようなゲート接地タイプの構成でゲートにローカルを注入する機種も見られました。接合型ではソースに抵抗を入れて、ゲートは接地スルなどして、自己バイアスで使われることが多く、回路の簡素化に貢献しました。
 このようなプッシュプル化は3次の高調波歪みや強入力など、あとすこしマージンがほしい時に大変助かりますが、時代はやがて、DBM などパッシブなミキサーに高レベルのローカル入力で機器を構成するほうが安定になってきました。
  マイクロ波を扱う最近のエンジニアではミキサーというと DBM を指すようで、ディスクリートのデバイスでミキサーを作れるなんて夢にも思っていないようです。
 NFの良い LNAにDBMを付ければどんな周波数でも受信できちゃう現代がなにか怖い感じがします。昔SF映画で「宇宙船が不時着して通信機を修理する」なんてシーンがあり、将来そんなエンジニアになりたいなと思ったけど、今のケータイやスマホなんか、壊れたら絶対修理できないよな〜

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