前回と同じように、NEC から発売された MOS-FET を使ってパワーアンプの実験をしてみました。
今回のデバイスは NE552R479A（NEC）を使用しています。このデバイスは 2.4GHz 用の Mos-FET ですが、
今回は 1.2GHz で使用してみました。
結果は、思ったよりパワーが出ました。
- 電源電圧：6V（VDS）
- 入力：100mW
- 出力：1.5W
- ID（セット値）：450mA
- 動作時電流：約700mA（ID）
効率は約 50％ 以上あり、発熱も少なくなりました。
今回は 1.2GHz 専用に考えて、可変電圧レギュレーター（LM317）と LPF を実装した一体型の基板を作成しました。
特に LPF は楕円関数を使ったもので、スプリアスは 60dB 以上の減衰がありました。スペアナではスプリアスを観測できないほどです。
FET の電圧は 6V ですので、電源電圧は 8V～15V 入力で使用できますし、電圧が可変できますのでパワーコントロールも可能です。
基板のサイズは 45mm × 27mm ですので、組込み用としては最適です。
自作のケースに入れてみました。ケースはヒートシンクも兼ねていますので、連続運転でも大丈夫そうです。
入出力のコネクターは SMA としました。電源は貫通コンデンサーで供給します。
完成したケースの寸法は 54mm（W）× 45mm（D）× 16mm（H） です（突起物を含まず）。
調整方法
- バイアス調整用の VR を中間位置にセットしておく。
- 電圧調整用の VR で 6V～6.5V に設定する。
- 100mW 程度入力して、バイアス調整の VR で最大パワーになるように調整する。
- トリマーコンデンサーを調整し最大出力になるようにし、(3)(4) の調整を繰り返す。
- バイアス電圧が 3V 前後であることを確認する。
- パワーが少ないときは、図面の位置にジャンパー線を入れ、フィルターの調整を行う。
※ 電圧（Vds）を変更した時は、必ずバイアス電圧を再調整してください。
※ バイアス電圧（Vgs）は 5V を超えないようにしてください。
測定結果
FET の電源電圧を 6.5V に調整して、入出力の測定を行いました。
- 電源電圧：12V
- 入力周波数：1280MHz
- FET 電圧（Vds）：6.5V
- ドレイン電流（ID）：670mA
- バイアス電圧（Vgs）：3.2V
入力電力と出力電力（mW）の関係：
- 10mW → 380mW
- 20mW → 690mW
- 50mW → 1290mW
- 100mW → 1630mW
測定の結果、ゲインは約 15.5dB で、最大電力（IP3）は 1.6W（100mW 入力時）になりました。
