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JP3636066B2 - Transistor power amplifier - Google Patents
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JP3636066B2 JP2000385520A JP2000385520A JP3636066B2 JP 3636066 B2 JP3636066 B2 JP 3636066B2 JP 2000385520 A JP2000385520 A JP 2000385520A JP 2000385520 A JP2000385520 A JP 2000385520A JP 3636066 B2 JP3636066 B2 JP 3636066B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はトランジスタ電力増幅器に関し、特に動作中のトランジスタのアイドル電流を測定するトランジスタ電力増幅器に関する。
【0002】
【従来の技術】
通常、テレビ放送機や無線送信機に使用される高周波の大電力増幅器では、増幅用素子としては、ABクラスで動作するトランジスタ(FETを含む)が使用される。図6は従来のトランジスタ電力増幅器の一例を示す回路図である。
【0003】
図6の従来例は、増幅用素子のトランジスタ3と、OFDM信号が入力されるRF1と、トランジスタ3からの出力電力のRF2と、電源(+VDD)8からトランジスタ3のコレクタに供給される平均電流を測定する平均電流センサー6と、トランジスタ3のベースに接続されるバイアス回路13とを有して構成される。
【0004】
次に従来例の動作について説明すると、OFDM信号の流れは、まずRF入力1からトランジスタ3へ入力され、増幅されたのちRF出力2から出力される。その際、トランジスタ3に供給の電流Idsを平均電流センサー6で計測することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のトランジスタ電力増幅器の課題(問題点)について以下に記述する。
【0006】
第一に従来例では、本放送開始後即ち電力の増幅中に、常温時のアイドル電流を測定することができない。その理由は、大電力増幅器のトランジスタはABクラス動作をしているので、Idsが出力電力に依存して変動するためである。
【0007】
第二に従来例では、本放送中に、アイドル電流を微調整・再設定することができない。その理由は、従来例の回路では電力増幅中に常温時のアイドル電流が測定できず、微調整・再設定する機能も持っていないためである。
【0008】
第三に従来例では、増幅器が動作中にパワーを低下させた場合、トランジスタの破損状況を確認することが困難であることである。その理由は、通常のABクラスの動作でトランジスタのIdsは出力電力を低下させた場合、それに従ってIdsも下がるので、「パワーを低下させた」のか「トランジスタが破損した」のか判定が困難であるためである。
【0009】
本発明の目的は、電力増幅器の動作状態でトランジスタの常温時におけるアイドル電流を測定することが出来るトランジスタ電力増幅器を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明のトランジスタ電力増幅器は、A級乃至AB級で動作する電力増幅用の半導体素子と、前記半導体素子に供給される電流であって、前記半導体素子に入力される無線周波数(RF)信号に従い高速に変動する電流(高速電流)を測定する手段と、前記半導体素子に供給される平均電流を測定する手段と、前記平均電流と前記半導体素子に供給される電源電圧を乗算し前記半導体素子の平均消費電力であるDC入力電力を算出する手段と、前記RF信号の入力平均電力であるRF入力電力を測定する手段と、前記半導体素子から出力されるRF信号の平均出力電力であるRF出力電力を測定する手段と、前記DC入力電力に前記RF入力電力を加算し前記RF出力電力を減算することにより前記半導体素子の消費電力を算出する手段と、前記半導体素子の温度を測定する手段と、前記温度並びに前記半導体素子の熱抵抗及び前記消費電力から動作中の前記半導体素子のジャンクション温度を算出する手段と、動作中の前記高速電流前記ジャンクション温度、並びに前記高速電流及び前記ジャンクション温度に対応させ前記半導体素子の常温時におけるアイドル電流値を予め設定した変換テーブルメモリーとから、動作中の前記半導体素子の前記常温時におけるアイドル電流を算出する手段とを有することを特徴とする。
【0011】
また、本発明のトランジスタ電力増幅器は、A級乃至AB級で動作する電力増幅用のトランジスタと、前記トランジスタに供給される前記高速電流を測定する高速電流センサーと、前記トランジスタに供給される前記平均電流を測定する平均電流センサーと、前記トランジスタに入力される前記RF入力電力を測定して出力する入力信号検波器と、前記トランジスタから出力されるRF信号の前記RF出力電力を測定して出力する出力信号検波器と、動作中の前記トランジスタの温度を測定して出力する温度センサーと、動作中の前記高速電流、前記ジャンクション温度及び前記変換テーブルメモリーを基に、動作中の前記トランジスタの前記常温時におけるアイドル電流値を算出して出力する演算装置とを有することを特徴とする。
【0012】
また本発明のトランジスタ電力増幅器は、前記変換テーブルメモリーには、トランジスタのジャンクション温度(Tj)と前記高速電流値との各組み合わせに対応させて、前記RF信号が入力されない状態での前記常温時のアイドル電流設定することを特徴とする。
【0013】
また、本発明のトランジスタ電力増幅器は、前記演算装置が出力する前記常温時のアイドル電流の数値を表示するモニターを有することを特徴とする。
【0014】
また、本発明のトランジスタ電力増幅器は、前記常温時のアイドル電流の数値に基づき前記トランジスタに供給するアイドル電流を調整する手段を備えることを特徴とする。また、本発明のトランジスタ電力増幅器は、前記演算装置からのアイドル電流値を入力し、前記トランジスタに供給する電圧を自動調整するバイアス回路を有することを特徴とする。
【0015】
また、本発明のトランジスタ電力増幅器は、前記温度センサーとして、温度変化に対して抵抗値が変化する熱電対を前記トランジスタのフランジに近接して装着することを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例のブロック図である。
【0017】
本実施例は、A級(クラス)乃至AB級(クラス)で動作する電力増幅用のトランジスタ3と、このトランジスタ3が増幅した信号電流の高速な変動(以下高速電流と記す)を測定する高速電流センサー7と、トランジスタ3に流入される平均電流を測定する平均電流センサー6と、デジタル放送に使用されているOFDM(直交周波数分割多重)信号のRF入力1の平均電力を測定して出力する入力信号検波器4と、トランジスタ3から出力される信号のRF出力2の平均電力を測定して出力する出力信号検波器5と、トランジスタ3が動作中に放出される温度を測定して出力する温度センサー9と、上記測定の高速電流、平均電流、RF入出力信号の平均電力、および温度の情報とメモリー11に予め設定された変換テーブルとにより演算したトランジスタ3の常温時のアイドル電流値を出力する演算装置10と、測定結果及びアイドル電流値を表示するモニター12と、測定結果がフィードバックされトランジスタ3のアイドル電流を調整するバイアス電流回路13と、トランジスタ3及びバイアス回路13に供給する+VDD(電源)8とを有して構成される。
【0018】
次に本実施例の動作について説明する。通常、テレビ放送に使用される大電力増幅器においての増幅用素子としては、ABクラスで動作するトランジスタ3が使用される。図2はトランジスタの出力電力と電流(Ids)との相関図であり、トランジスタ3に供給される電流(以降Idsと記載)mAは出力電力(Power)dBmが増加するに従い増えていく傾向にある。また出力電力が0となる時のIdsは特にアイドル電流と呼ばれる。まずデジタル放送に使用されているOFDM信号は、RF入力1からトランジスタ3へ入力され、増幅されたのちRF出力2から出力される。その際、平均入力電力を入力信号検波器4、平均出力電力を出力信号検波器5、またトランジスタ3の平均電流を平均電流センサー6で測定する。通常、トランジスタ3が電力増幅する際に消費する電力は、式(1)、(2)により算出される。
消費電力=DC入力電力+RF入力電力−RF出力電力 (1)
DC入力電力=(+VDD8)×(平均電流センサー6の値:Ids) (2)
図3は本実施のRF信号とトランジスタに流れる電流(Ids)との対比を示す波形図であり、トランジスタ3において、(A)は平均電力が一定時のRF(OFDM信号)出力2を時間軸(t)で計測した場合の包絡線の例である。この時同時にIds(mA)を測定すると、平均電流センサー6ではIdsの平均値が測定され(C)に示す様になる。しかし高速電流センサー7を使用して測定すると、図2に従って(B)に示す様な電力の高速な振幅変動に伴うIdsの波形を測定することができる。従って(A)のRFのレベルが0になった瞬間の高速電流センサーの値が、アイドル電流値となり、このアイドル電流値を演算装置10に転送される。
【0019】
図4は本実施例のトランジスタのIdsとTjとの相関図であり、一般的なトランジスタのIdsとそのケース内の温度(ジャンクション温度:Tj)の関係は、図4よりわかるように、Ids(mA)はTj(℃)の上昇に比例して増加する。従ってトランジスタが発熱する場合に、上記の様にRF信号の包絡線が0の時の瞬間的なIdsを測定した電流値は、常温の測定状態でのアイドル電流と異なっている。
【0020】
図5は本実施例のトランジスタのTjと常温時のアイドル電流との関係を示す図であり、トランジスタのジャンクション温度Tjとその温度の時のIds値から、RF信号がない状態(常温時)でのアイドル電流を予め測定し変換テーブルを作成しておけば、変換テーブルから常温時のアイドル電流を導出することができる。ここで、ジャンクション温度Tjは、以下の式(3)に従う。
Tj=(消費電力×熱抵抗)+ベースプレート温度 (3)
但し、トランジスタが取付けられたベースプレート(放熱板)温度は、トランジスタが装着されたベースプレートに取付けられた温度センサー9によって測定された値、また、熱抵抗はトランジスタによって決まる値である。
【0021】
なお、温度センサーとしては、温度変動に対応して電気的な出力値が変化する熱電対タイプのセンサーをトランジスタ(FET)のフランジ(金属の台座部分=ベースプレート)にネジで密着するように取付ける。また、温度センサーをFETのケース内に設ける。そして図5の例の様な関係データの変換テーブルをメモリ11に格納し、演算装置10では、測定された各種情報を演算処理すれば、常温時でのアイドル電流を等価的に測定することができる。
【0022】
また、演算装置10から出力のアイドル電流の情報をバイアス電流回路13にフィードバックすることにより、トランジスタ3のアイドル電流値を最適値に自動補正することができる。
【0023】
また、モニター12において常温時のアイドル電流を表示することができるので、操作入力により、アイドル電流値を設定する場合に、メモリ11の情報を測定時とは逆に使用すればバイアス電流回路13からトランジスタ3のベースに与えるべき電圧を変更できるので、アイドル電流値を微調整若しくは再設定することができる。
【0024】
また、本実施例では、入力のRF信号をOFDM信号として説明したが、CDMA(符号分割多元接続)またはQAM(直角位相振幅変調)方式の信号であっても、高速電流のエンベロープが“0”レベルを示す瞬間がある信号ならば同様に実施することが出来る。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、A級ないしB級で動作する電力増幅用の半導体素子と、この半導体素子に供給される高速電流を測定する手段と、前記高速電流と同時に前記半導体素子に供給される平均電流を測定する手段と、前記半導体素子が動作中に放出される温度を測定する手段と、測定された前記高速電流と前記平均電流と前記温度とにより前記半導体素子が動作中に、常温時のアイドル電流を測定する手段とを有することにより、以下に記述する効果がある。
【0026】
第一の効果は、本放送中にデジタル放送を中断することなくアイドル電流の測定ができることがある。その理由は、トランジスタの電力消費量とRF信号の包絡線が0レベルになった瞬間の電流Idsを測定し、変換テーブルを使用することにより常温状態のアイドル電流値を算出できるからである。
【0027】
第二の効果は、本放送中にデジタル放送を中断することなくアイドル電流の微調整、再設定ができることである、その理由は、メモリ上の変換テーブルのデータを測定するときと逆に利用し、トランジスタのベースにかける電圧を変更することにより、アイドル電流値を微調整、再設定ができるからである。
【0028】
第三の効果は、電力増幅器の動作中にトランジスタの破損状況を確認できるということである。その理由は、通常のABクラスのトランジスタのIdsは出力電力に依存する為、「パワーを低下させた」のか「トランジスタが破損した」のかの判定が動作電流を測定するだけでは困難であるが、常温状態のアイドル電流値を測定すればそれを簡単に判断できるからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図である。
【図2】本実施例のトランジスタのABクラスで動作の出力電力と電流(Ids)との相関図である。
【図3】本実施例のRF信号とトランジスタに流れる電流(Ids)との対比を示す波形図である。
【図4】本実施例の温度によるトランジスタの電流の変化を示す相関図である。
【図5】本実施例のジャンクション温度と常温時のアイドル電流の関係を示す図である。
【図6】従来のトランジスタ電力増幅器の一例の回路図である。
【符号の説明】
1 RF入力
2 RF出力
3 トランジスタ
4 入力信号検波器
5 出力信号検波器
6 平均電流センサー
7 高速電流センサー
8 +VDD(電源)
9 温度センサー
10 演算装置
11 メモリ
12 モニター
13 バイアス電流回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transistor power amplifier, and more particularly to a transistor power amplifier that measures the idle current of a transistor in operation.
[0002]
[Prior art]
Usually, in a high-frequency high-power amplifier used for a television broadcaster or a wireless transmitter, a transistor (including an FET) operating in the AB class is used as an amplifying element. FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a conventional transistor power amplifier.
[0003]
In the conventional example of FIG. 6, the transistor 3 of the amplifying element, RF1 to which the OFDM signal is input, RF2 of the output power from the transistor 3, and the average current supplied from the power source (+ VDD) 8 to the collector of the transistor 3 And an average current sensor 6 for measuring the current and a bias circuit 13 connected to the base of the transistor 3.
[0004]
Next, the operation of the conventional example will be described. First, the flow of the OFDM signal is input from the RF input 1 to the transistor 3, amplified, and then output from the RF output 2. At that time, the current Ids supplied to the transistor 3 can be measured by the average current sensor 6.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The problems (problems) of the conventional transistor power amplifier described above will be described below.
[0006]
First, in the conventional example, the idle current at normal temperature cannot be measured after the start of the main broadcast, that is, during power amplification. The reason is that the Ids varies depending on the output power because the transistor of the large power amplifier performs AB class operation.
[0007]
Secondly, in the conventional example, the idle current cannot be finely adjusted / reset during the main broadcast. The reason is that the conventional circuit cannot measure the idle current at room temperature during power amplification and does not have the function of fine adjustment and resetting.
[0008]
Thirdly, in the conventional example, when the power is reduced during the operation of the amplifier, it is difficult to confirm the damage state of the transistor. The reason for this is that when the output power of the transistor is reduced in the normal AB class operation, the Ids also decreases accordingly. Therefore, it is difficult to determine whether the power is reduced or the transistor is damaged. Because.
[0009]
An object of the present invention is to provide a transistor power amplifier capable of measuring an idle current of a transistor at normal temperature in an operating state of the power amplifier.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The transistor power amplifier of the present invention includes a semiconductor element for power amplification that operates in class A to class AB, a current supplied to the semiconductor element, and a radio frequency (RF) signal input to the semiconductor element. Means for measuring a current that fluctuates at high speed (fast current), means for measuring an average current supplied to the semiconductor element, and multiplying the average current by a power supply voltage supplied to the semiconductor element, Means for calculating DC input power that is average power consumption, means for measuring RF input power that is input average power of the RF signal, and RF output power that is average output power of the RF signal output from the semiconductor element means for measuring, means for calculating the power consumption of the semiconductor device by adding the RF input power to the DC input power subtracting the RF output power, Means for measuring the temperature of the serial semiconductor device, the temperature and the means for calculating a junction temperature of the semiconductor device during operation from the heat resistance and the power consumption of the semiconductor device, the high-speed current during operation, the junction temperature , and from said high-speed current and the conversion table memory in advance set the idle current value at normal temperature of the junction temperature of the semiconductor device in correspondence, and means for calculating the idle current at the normal temperature of the semiconductor device during operation It is characterized by having.
[0011]
Further, the average transistor power amplifier of the present invention, a transistor for power amplification operating in class A to class AB, and fast current sensor for measuring the high-speed current supplied to the transistor, which is supplied to the transistor the average current sensor for measuring current, an input signal detector for outputting measuring the RF input power which is input to the transistor, and outputs the measuring the RF output power of the RF signal outputted from the transistor Based on the output signal detector, the temperature sensor that measures and outputs the temperature of the transistor in operation, the high-speed current in operation, the junction temperature, and the conversion table memory, the room temperature of the transistor in operation and having an arithmetic unit for calculating and outputting an idle current value at.
[0012]
In the transistor power amplifier according to the present invention, the conversion table memory corresponds to each combination of the transistor junction temperature (Tj) and the high-speed current value, and the RF signal is not input, at the room temperature. An idle current is set.
[0013]
The transistor power amplifier according to the present invention further includes a monitor that displays a numerical value of the idle current at normal temperature output from the arithmetic unit.
[0014]
The transistor power amplifier of the present invention is characterized by comprising means for adjusting the idle current supplied to the transistor based on the numerical value of the idle current at normal temperature . The transistor power amplifier according to the present invention includes a bias circuit that inputs an idle current value from the arithmetic unit and automatically adjusts a voltage supplied to the transistor.
[0015]
The transistor power amplifier according to the present invention is characterized in that a thermocouple whose resistance value changes with temperature change is attached as the temperature sensor close to the flange of the transistor.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
[0017]
In this embodiment, a power amplification transistor 3 operating in class A to class AB and a high-speed fluctuation (hereinafter referred to as a high-speed current) for measuring a signal current amplified by the transistor 3 is measured at high speed. The current sensor 7, the average current sensor 6 for measuring the average current flowing into the transistor 3, and the average power of the RF input 1 of the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal used for digital broadcasting are measured and output. An input signal detector 4, an output signal detector 5 that measures and outputs the average power of the RF output 2 of the signal output from the transistor 3, and measures and outputs the temperature at which the transistor 3 is released during operation. It is represented by the temperature sensor 9, the high-speed current of the above measurement, the average current, the average power of the RF input / output signal, and the temperature information and the conversion table preset in the memory 11. An arithmetic unit 10 for outputting the idle current value of the transistor 3 at normal temperature, a monitor 12 for displaying the measurement result and the idle current value, a bias current circuit 13 for adjusting the idle current of the transistor 3 by feeding back the measurement result, It is configured to have + VDD (power supply) 8 supplied to the transistor 3 and the bias circuit 13.
[0018]
Next, the operation of this embodiment will be described. Normally, a transistor 3 operating in the AB class is used as an amplifying element in a high power amplifier used for television broadcasting. FIG. 2 is a correlation diagram between the output power of the transistor and the current (Ids). The current (hereinafter referred to as Ids) mA supplied to the transistor 3 tends to increase as the output power (Power) dBm increases. . The Ids when the output power becomes 0 is particularly called an idle current. First, an OFDM signal used for digital broadcasting is input from the RF input 1 to the transistor 3, amplified, and then output from the RF output 2. At that time, the average input power is measured by the input signal detector 4, the average output power is measured by the output signal detector 5, and the average current of the transistor 3 is measured by the average current sensor 6. Usually, the power consumed when the transistor 3 amplifies the power is calculated by the equations (1) and (2).
Power consumption = DC input power + RF input power-RF output power (1)
DC input power = (+ VDD8) × (value of average current sensor 6: Ids) (2)
FIG. 3 is a waveform diagram showing a comparison between the RF signal of this embodiment and the current (Ids) flowing through the transistor. In the transistor 3, (A) shows the RF (OFDM signal) output 2 when the average power is constant on the time axis. It is an example of the envelope at the time of measuring by (t). When Ids (mA) is measured simultaneously at this time, the average current sensor 6 measures the average value of Ids, as shown in (C). However, when the measurement is performed using the high-speed current sensor 7, the waveform of Ids accompanying the high-speed amplitude fluctuation of the power as shown in FIG. 2B can be measured according to FIG. Therefore, the value of the high-speed current sensor at the moment when the RF level in (A) becomes 0 becomes the idle current value, and this idle current value is transferred to the arithmetic unit 10.
[0019]
FIG. 4 is a correlation diagram between Ids and Tj of the transistor of this embodiment. As can be seen from FIG. 4, the relationship between Ids of a general transistor and the temperature (junction temperature: Tj) in the case is Ids ( mA) increases in proportion to the increase in Tj (° C.). Therefore, when the transistor generates heat, the current value obtained by measuring the instantaneous Ids when the envelope of the RF signal is 0 as described above is different from the idle current in the measurement state at room temperature.
[0020]
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the Tj of the transistor of this embodiment and the idle current at room temperature. From the junction temperature Tj of the transistor and the Ids value at that temperature, there is no RF signal (at room temperature). If the idle current is measured in advance and a conversion table is created, the idle current at normal temperature can be derived from the conversion table. Here, the junction temperature Tj follows the following equation (3).
Tj = ( power consumption × thermal resistance) + base plate temperature (3)
However, the temperature of the base plate (heat radiating plate) to which the transistor is attached is a value measured by the temperature sensor 9 attached to the base plate to which the transistor is attached, and the thermal resistance is a value determined by the transistor.
[0021]
As the temperature sensor, a thermocouple type sensor whose electrical output value changes in response to temperature fluctuations is attached so as to be in close contact with a flange (metal base portion = base plate) of a transistor (FET) with a screw. A temperature sensor is provided in the FET case. Then, a conversion table of relational data as in the example of FIG. 5 is stored in the memory 11, and the arithmetic device 10 can equivalently measure the idle current at normal temperature by performing arithmetic processing on various measured information. it can.
[0022]
Further, by feeding back the idle current information output from the arithmetic unit 10 to the bias current circuit 13, the idle current value of the transistor 3 can be automatically corrected to the optimum value.
[0023]
Further, since the idle current at normal temperature can be displayed on the monitor 12, when the idle current value is set by an operation input, if the information in the memory 11 is used contrary to the measurement, the bias current circuit 13 Since the voltage to be applied to the base of the transistor 3 can be changed, the idle current value can be finely adjusted or reset.
[0024]
In this embodiment, the input RF signal is described as an OFDM signal. However, even in a CDMA (Code Division Multiple Access) or QAM (Quadrature Amplitude Modulation) signal, the envelope of the high-speed current is “0”. If the signal has a moment indicating the level, it can be similarly implemented.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a semiconductor element for power amplification operating in class A or class B, means for measuring a high-speed current supplied to the semiconductor element, and the semiconductor element simultaneously with the high-speed current Means for measuring an average current supplied to the semiconductor element; means for measuring a temperature at which the semiconductor element is released during operation; and the semiconductor element is in operation by the measured high-speed current, the average current, and the temperature. In addition, there is an effect described below by having a means for measuring the idle current at normal temperature.
[0026]
The first effect is that the idle current can be measured without interrupting the digital broadcast during the main broadcast. The reason is that the idle current value in the normal temperature state can be calculated by measuring the current Ids at the moment when the power consumption of the transistor and the envelope of the RF signal become 0 level and using the conversion table.
[0027]
The second effect is that the idle current can be finely adjusted and reset without interrupting the digital broadcast during the main broadcast. The reason is that it is used contrary to the case of measuring the conversion table data in the memory. This is because the idle current value can be finely adjusted and reset by changing the voltage applied to the base of the transistor.
[0028]
A third effect is that a transistor breakage state can be confirmed during operation of the power amplifier. The reason is that the Ids of a normal AB class transistor depends on the output power, so it is difficult to determine whether the power has been reduced or the transistor has been damaged by simply measuring the operating current. This is because it can be easily determined by measuring the idle current value at room temperature.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a correlation diagram between output power and current (Ids) of operation in the AB class of the transistor of this example.
FIG. 3 is a waveform diagram showing a comparison between an RF signal of this example and a current (Ids) flowing through a transistor.
FIG. 4 is a correlation diagram showing changes in transistor current with temperature in the present example.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the junction temperature and the idle current at normal temperature in the present embodiment.
FIG. 6 is a circuit diagram of an example of a conventional transistor power amplifier.
[Explanation of symbols]
1 RF input 2 RF output 3 Transistor 4 Input signal detector 5 Output signal detector 6 Average current sensor 7 High-speed current sensor 8 + VDD (power supply)
9 Temperature Sensor 10 Computing Device 11 Memory 12 Monitor 13 Bias Current Circuit

Claims (7)

A級乃至AB級で動作する電力増幅用の半導体素子と、前記半導体素子に供給される電流であって、前記半導体素子に入力される無線周波数(RF)信号に従い高速に変動する電流(高速電流)を測定する手段と、前記半導体素子に供給される平均電流を測定する手段と、前記平均電流と前記半導体素子に供給される電源電圧を乗算し前記半導体素子の平均消費電力であるDC入力電力を算出する手段と、前記RF信号の入力平均電力であるRF入力電力を測定する手段と、前記半導体素子から出力されるRF信号の平均出力電力であるRF出力電力を測定する手段と、前記DC入力電力に前記RF入力電力を加算し前記RF出力電力を減算することにより前記半導体素子の消費電力を算出する手段と、前記半導体素子の温度を測定する手段と、前記温度並びに前記半導体素子の熱抵抗及び前記消費電力から動作中の前記半導体素子のジャンクション温度を算出する手段と、動作中の前記高速電流前記ジャンクション温度、並びに前記高速電流及び前記ジャンクション温度に対応させ前記半導体素子の常温時におけるアイドル電流値を予め設定した変換テーブルメモリーとから、動作中の前記半導体素子の前記常温時におけるアイドル電流を算出する手段とを有することを特徴とするトランジスタ電力増幅器。A power amplifying semiconductor element operating in class A to class AB and a current supplied to the semiconductor element, which varies at high speed in accordance with a radio frequency (RF) signal input to the semiconductor element (high-speed current) ), A means for measuring an average current supplied to the semiconductor element, and a DC input power which is an average power consumption of the semiconductor element by multiplying the average current by a power supply voltage supplied to the semiconductor element. Means for calculating RF input power, which is the average input power of the RF signal, means for measuring RF output power, which is the average output power of the RF signal output from the semiconductor element, and the DC means for calculating the power consumption of the semiconductor device by adding the RF input power to the input power subtracting the RF output power, means for measuring the temperature of the semiconductor element Means for calculating a junction temperature of the semiconductor element in operation from the temperature and thermal resistance and the power consumption of the semiconductor device, the high-speed current during operation, the junction temperature, and the high speed current and the junction temperature and a conversion table memory in correspondence to preset idle current value at normal temperature of the semiconductor element, a transistor power amplifier, characterized in that it comprises a means for calculating the idle current at the normal temperature of the semiconductor device during operation . A級乃至AB級で動作する電力増幅用のトランジスタと、前記トランジスタに供給される前記高速電流を測定する高速電流センサーと、前記トランジスタに供給される前記平均電流を測定する平均電流センサーと、前記トランジスタに入力される前記RF入力電力を測定して出力する入力信号検波器と、前記トランジスタから出力されるRF信号の前記RF出力電力を測定して出力する出力信号検波器と、動作中の前記トランジスタの温度を測定して出力する温度センサーと、動作中の前記高速電流、前記ジャンクション温度及び前記変換テーブルメモリーを基に、動作中の前記トランジスタの前記常温時におけるアイドル電流値を算出して出力する演算装置とを有することを特徴とする請求項1記載のトランジスタ電力増幅器。A transistor for power amplification operating in class A to class AB, and fast current sensor for measuring the high-speed current supplied to the transistor, and the average current sensor for measuring the average current supplied to the transistor, wherein An input signal detector for measuring and outputting the RF input power input to the transistor; an output signal detector for measuring and outputting the RF output power of the RF signal output from the transistor; Based on the temperature sensor that measures and outputs the temperature of the transistor, the high-speed current during operation, the junction temperature, and the conversion table memory, calculates and outputs the idle current value of the transistor during operation at normal temperature 2. The transistor power amplifier according to claim 1, further comprising an arithmetic unit that performs the operation. 前記変換テーブルメモリーには、トランジスタのジャンクション温度(Tj)と前記高速電流値との各組み合わせに対応させて、前記RF信号が入力されない状態での前記常温時のアイドル電流を設定することを特徴とする請求項2記載のトランジスタ電力増幅器。  In the conversion table memory, the idle current at normal temperature in a state where the RF signal is not input is set corresponding to each combination of a transistor junction temperature (Tj) and the high-speed current value. The transistor power amplifier according to claim 2. 前記演算装置が出力する前記常温時のアイドル電流の数値を表示するモニターを有することを特徴とする請求項2または3記載のトランジスタ電力増幅器。  4. The transistor power amplifier according to claim 2, further comprising a monitor for displaying a numerical value of the idle current at normal temperature output from the arithmetic unit. 前記常温時のアイドル電流の数値に基づき前記トランジスタに供給するアイドル電流を調整する手段を備えることを特徴とする請求項4記載のトランジスタ電力増幅器。5. The transistor power amplifier according to claim 4, further comprising means for adjusting an idle current supplied to the transistor based on a numerical value of the idle current at normal temperature . 前記演算装置からの前記常温時のアイドル電流値を入力し、前記トランジスタに供給する電圧を自動調整するバイアス回路を有することを特徴とする請求項2または3記載のトランジスタ電力増幅器。  4. The transistor power amplifier according to claim 2, further comprising a bias circuit for inputting an idle current value at normal temperature from the arithmetic unit and automatically adjusting a voltage supplied to the transistor. 前記温度センサーとして、温度変化に対して抵抗値が変化する熱電対を前記トランジスタのフランジに近接して装着することを特徴とする請求項2記載のトランジスタ電力増幅器。  3. The transistor power amplifier according to claim 2, wherein a thermocouple whose resistance value changes with temperature change is attached as the temperature sensor close to the flange of the transistor.
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