仮想ショートスタブを用いてバックオフ量を拡大した高効率GaNドハティ増幅器

摘要

仮想ショートスタブを用いてバックオフ量を拡大したドハティ増幅器について報告する。本技術では低出力時において、ピーク増幅器側の線路を出力電力合成点に装荷される仮想的な誘導性のショートスタブとして利用している。本技術を用いることで従来のドハティ増幅器と比較して、低出力時のキャリア増幅器から見た負荷インピーダンスをより高いインピーダンスに変成することが出来る。これにより従来のドハティ増幅器と比べ、回路設計によって効率ピークが得られるバックオフ量を6dB以上に拡大することが可能になった。本稿では、バックオフの拡大量と仮想ショートスタブを用いたドハティ増幅器の回路トポロジーとの関係を解析的に導出する。さらに、本提案技術をGaNHEMTを用いた3.5GHz、40Watt出力ドハティ増幅器により実験的に検証した。検証の結果、ピーク対平均電力比8.5dBの10MHz帯域LTE信号を用いた評価において、隣接チャネル漏洩電力比が-50dBc以下となる領域で平均ドレイン効率51%を達成した。