5.6GHzパワーアンプの製作(東芝 TMD0507-2A)

念願のパワーMMIC「TMD0507-2A」が入荷しましたので、早速実験をしてみました。
(発注から約7日で届きました)

このモジュールは東芝のパワーMMICで、5GHz~7GHzまで広帯域で使用できます。

スペックは下記の通りです。

TMD0507-2A
VDD:10V
VGG:?5V
Pin:20dBm MAX
FREQ:5.1GHz~7.2GHz
MAX-POW:2W

このMMICは入出力が整合されており、とても使いやすいデバイスになっています。
ドレイン電圧は4か所に与える必要がありますが、すべて10Vで問題ありません。
ゲートバイアス電圧は ?5V で、特に調整箇所はありません。
ゲインは20dB以上もあり、低入力時には25dB程度のゲインが得られます。
10mW程度の入力で、5.6GHz帯では2W以上のハイパワーが得られます。
ドレイン電流は VDD 10V、VGG ?5V の時に ID は 1.7A 以上流れます。

TMD0507-2A 5.6GHzパワーアンプ外観

今回は適当に基板を作成してから実験を行いました。基板は 0.6mm 厚の PPO 基板で製作しています。
実験にあたっては、アルミミーリングケースに回路を組み込み、内部のレギュレーター(LM338T)で VDD 電圧を得ています。
また VGG 電圧は LM2662 を使用して ?5V を生成しています。
入出力コネクタには SMAJ 端子を使用し、電源端子は 1000pF の貫通コンデンサとしています。

SG から 5760MHz を CW モードで入力し、パワーを測定しました。
パワー計は HP437B + HP8481B を使用しています。

TMD0507-2A 5.6GHzパワーアンプ測定の様子

測定条件:
周波数:5760MHz
入力:10mW
電圧:13.8V(VDD 10V)
VGG:?5V
出力:2W以上(ピーク)

TMD0507-2A パワーアンプ測定中の様子

ほぼ無調整で 2W 以上のパワーが得られました。
電流値は 13.8V 入力で 2A 流れるため、かなりの発熱があります。
このMMICも温度が上昇すると当然パワーは低下しますので、十分な放熱が必要です。

TMD0507-2A 5.6GHzパワーアンプ内部構造

広帯域アンプですので、5GHz~7GHzまで測定したところ、約 2dB 程度のゲイン変動があるようです。
調整がほとんど必要ないため、自作には比較的簡単に応用できそうです。
これからも実験を続け、近いうちに各種特性の詳細な測定を行う予定です。


製作したアンプの特性をネットワークアナライザで測定しました。
5.0GHz~7.5GHz の範囲で GAIN 測定を行い、入力電力は 0dBm としています。

5.0~7.5GHzにおけるゲイン特性

また、5760MHz での特性は下図の通りです。

5760MHzでの特性グラフ

結果的には 10mW(10dBm)の入力で 3W 以上の出力が得られました。
アマチュア無線のみならず、各種高周波実験にも十分使用できるレベルと思われます。

5.6GHzパワーアンプ回路図
回路図

★ 簡単なパワーポイントの説明を作りました。

    最新デバイスを使用した5.7GHzパワーアンプ

2008.05.26(更新)