2400MHzGaAsパワーアンプの製作(FLL120)

ずいぶん前に実験をして、そのままになっていた富士通の GaAs デバイス「FLL120」を用いた 2400MHz 帯パワーアンプについて、改めて実験と測定を行いました。

FLL120 2400MHz パワーアンプ基板 外観

主なスペックは下記の通りです。

FLL120(富士通)
VDS:10V
周波数:2.3GHz
出力:40dBm(P1dB)
ゲイン:10dB(G1dB)

この GaAs デバイスは 2.4GHz 帯でも高出力が期待できます。
ゲート電圧はマイナスバイアスで ?0.5??0.3V 程度、ドレイン電流は 3A 以上流れます。
2.4GHz でもおよそ 9dB のゲインが得られ、アイドリング電流は VDS=12V で約 3.6A に設定しました。
非常に発熱が大きいため、放熱には十分な注意が必要です。

FLL120 実装例と放熱構造

ミーリングケースに基板を組み込み、基板上には 3 端子レギュレーター(78L05)と 7550 を用いて マイナス電圧を生成しています。入出力コネクタには SMAJ 端子を使用しました。

実験に使用した機材は以下の通りです。
SG:Anritsu MG3681A
パワー計:HP437B + HP8481B

FLL120 パワーアンプ 測定構成 FLL120 パワーアンプ 測定風景1 FLL120 パワーアンプ 測定風景2

測定条件(2427MHz):
入力:1.5W
VDS:12V
VG:?0.3V
出力:12.1W(ピーク)

FLL120 パワーアンプ 出力測定1 FLL120 パワーアンプ 出力測定2

スタブ、トリマー、ゲートバイアスを何度も追い込み、最終的に 12W の出力を得ることができました。
入力を 2W まで上げても出力はほとんど変化せず、1.5W 付近で飽和している様子が分かります。

動作中は電流値がアイドリング時より下がり、およそ 2.5A 程度になりましたが、それでもかなりの 発熱があります。温度が上昇すると出力も少しずつ低下していくため、運用時には大型ヒートシンクや 強制空冷など、十分な放熱対策が必須になります。

FLL120 パワーアンプ 回路図

FLL120 はジャンクで見かけることも多いデバイスですが、きちんとバイアスと放熱を行えば 2400MHz 帯でも実用的なハイパワーアンプとして活用できることが分かりました。

2007.04.13(更新)