MRF255

　A通商でRF用パワーFET（MRF255）が販売されていることは、既に巷のうわさとなっているので皆さんもご存知のことと思う。小生もご多分に漏れず入手。

このFETは12V用でメーカー製無線機にも採用されていた。FT-920、FT100、TS-570、IC-706等である。12Vで使えるパワーFETは少ない。従ってFT-920を除きモービル対応機に使用されているのは当然のことである。FT-920は、FT-1000のコストダウン機としてこのFETを使用したものであろう。

　どのくらいのパフォーマンスがあるのかとデータシートを眺めてみる。

　VDSS：36V　ID：22A　Outoput Power：55WattsPEP

　Power Gain 13dBMin(54Mhz)　Two-ToneIMD -25dBc　Ciss：140pF

確かに馬力のあるFETである。54MHzで13dB以上　1W入力で50W以上出力できる。トランジスタでは無理。送信機を作る場合に1段ステージを減らすことが出来る。気になることはIMDである。-25dBはちょっと寂しい。MRF150あたりと比べると10dB以上悪い。トランジスタ並みかな。12V用であることから致し方ないのかもしれない。無理をしてパワーを搾り出すことは禁物。出力には十分なフィルタを使用する必要がある。

とはいえ手軽に使える電圧であるメリットは大きい。

　用途としては、1個で50Wリニア（HF,50MHz）2個で100W（HF,50Mhz）となる。尚VDSSが低いのでAM運用は1個の場合10W程度まで、2個の場合で20W以下が無難。

 

取りあえず1個でデータシートを参考に50MHz狭帯域アンプで実験を行った。基板及びヒートシンクは、CBリニアジャンクの基板を使用（何度も実験に使っているため汚い。ご容赦）　入力、出力ともにLC同調となってる。エキサイターは、大昔のFMトランシーバーでLow出力2Wで行った。

　VDD13.8Vで簡単に70W位出力された。しかし自己発振をおこした。基板が有り合わせであり、片面であり少々無理があるのかもしれない。一応基板は1点アースでヒートシンクに落としているのだが。また出力コイルが結構熱くなったのでデータシートのコイルではなく、銀メッキ線で大きなものに変更した。

　自己発振が収まらないので少々トリマで同調点ピークをずらしている。（2W入力で50W出力）出力には７次バンドパスフィルタを付けている。高調波は問題ないレベルとなっている。

　発振はあったものの簡単に13dB以上でることは感激である。また製作途中結構ミスマッチなどあったが、このFETは結構丈夫であると言える。

　製作で困ったことがあった。マイカトリマ200pFとデータシートにあるが、入手困難。今回はジャンク箱をあさってどうにか150PFと300PFの2個が見つかった。残りは70PFのトリマに固定コンデンサーを取り付け製作した。今後LC同調式を製作するのは難しそうである。500PF程度ならばまだ入手できるようであるが。やはり今時風に広帯域とするしかないかな。

　尚、三菱のﾊﾟﾜｰFET　RD100HHF1、RD70HHF1も12V用であるが、MR255に比べるとかなり高性能である。（最近のモービル対応機に使用）VDSSも50Vある。しかしながらお値段が高い。それからすればMRF255のコストパフォーマンスは高いといえる。

　時間を見て広帯域アンプを実験してみる予定。

IRF510 リニアアンプの実験

　海外の自作で時々使われており、国内でも時々話題にのぼっているスイッチング用IntersilのMOSFET　IRF510を実験してみた。

 高周波用が中々入手困難なことからこれらFETが使えれば大いに助かる。実験例などによるとHFのLOWバンドには十分なようである。中には50MHz500Wなどという製作例もあるようだ。

　回路はオーソドックスなプシュプル。IRF510の入力インピーダンスは数十Ωと思われるので、入力は1:1の伝送トランスで不平衡から平衡へ変換してゲートへ入力。出力は1:4の伝送線路的トランス（トロ活の読みすぎか）と1:1の伝送トランスで50Ω負荷へ接続。

　バイアスは、78L08の8Vを1KΩのVRで可変し470Ωを経由しゲートへ入力。ゲートは470Ωで接地。ケーと電圧は、1Vから4Vの可変範囲となる。

　実験は、電源電圧１２V　バイアス100mAと28V100mA,500mA　入力はSGの最大出力20dBmで行った。

　少々小さく申しわけないが、画像を見ていただきたい。 HF LOWバンドでは２８V時　増幅度20dBを裕に超える。12Vでも15-18dB以上確保できる。HF全体で見ても10dB以上出てくる。バイポラトランジスタの置き換えには十分使えそうである。50MHzでも28Vで使用すれば10dB以上稼げそうである。

　これ以上の入力ソースがないためリニアリティ、最大出力等は未チェックであるが、十分期待できそうである。使い方としてはけちけちせず高めの電圧、深めのバイアスとするほうが良い結果が出るようである。少々放熱が気になるが。3級２０W出力用リニアには余裕であろう。移動QRPには少々大食漢だと思う。

　国産でも探せばCissの少ないスイッチング用があるのだろうか？

 

広帯域増幅器６

　前回の実験からだいぶ時間が経ってしまった。FETによる増幅器の実験を再度行った。
「トロイダル・コア活用百科」を呼んでいたらNFBアンプのところでフェライトビーズを使用
する例が有ったので試してみた。

　NFBをかけると高域も落ちてしまう。そこで高域に対してNFBが掛からないようにするためにインダクターを使用する場合があるが、フェライトビーズで安直に出来れば楽チンである。結果は画像の通り1.9-145MHzまで11dB程度とかなりフラットな特性が得られた。

　これで何とかHF-VHFのパワーオシレータが出来そうである。もちろん多バンド送信部も可能となる。
もちろんこれに対応するデバイスが必要ではあるが。今回は、たまたま手持ちのMRF134というUHF用のFETがあったので使用してみた。この手のデバイスがなかなか入手できないのは困ったものだ。オークション期待となる。
三菱のFETを使用したリニアアンプが雑誌記事にあったと思う。このFETはRD15HVF1であったと思う。1個350円くらいで樫木総業で入手可能。これ以外に6Wタイプ、30Wタイプ　HF用であれば100Wクラスまである。今のうちに確保するべきかな。

今回の実験では、１W出力を目標としていることと、下実験なので、入出力のマッチングは特にとらず、コンデンサーで直結とした。もっとも周波数特性に影響が出るのは、RFCとなる。1.9MHzに対応できるようFT50-43に0.8mmECMを15回巻いた。あとは高域が落ちないように入出力の配線を短くする。NFBは抵抗値を300Ω位から徐々に少なくしてみた。150Ωで概ねOKとなった。高域のNFBを押さえるためにFBを入れたことは前に書いたとおり。

今後は前段から一体で構成し0dB入力で1W出力　HF-VHFまで1dB以内を目指してみる。

【クリックで画像拡大します】

広帯域増幅器５

　なかなか次に進んでいない。ＦＥＴを使ったもので実験してみたいと思い、部品箱を漁ってみたがMRF134という400MHz用のものくらいしかなかった。取敢えず実験をしてみたが50MHz以上は快調に出力したが、HF帯域は伸びない。簡単なはずのHF帯が難しい。やはり入力インピーダンスの変化が大きいのだろうか？機会があればUPします。
　最近オークションでVN66AFというFET（一時期CQなどに使用例があった。）が出ていたので取敢えずGET。これらでまた実験してみます。
　ちょっと前にオークションで正体不明広帯域アンプというのがあり、安かったのでGETした。
中をあけてびっくり２SK408,409が合計24個付いていた。オークションの説明には４０V電源で１５０W　２００MHｚとあったので取敢えず２４Vを供給してみた。びっくり　いきなり１５A流れた。あわてて電源OFF
テスターであちこちあたってみたが異常はなさそう。
バイアスはどうか。９Vの低電圧から可変抵抗経由で供給されている。取敢えずドレイン電源をはずしバイアス電圧を見て、規格表とにらめっこ。結構流れる設定であった。
　待てよ。ひょっとしてＡ級。なるほどと思い、再度電源投入。放熱器があっという間に熱くなる。ファンを回す。
　いよいよＳＧから信号を入力。　１４５ＭＨｚ、５０ＭＨｚ、ＨＦと0dB入力であっさり１００Wが出てきた。４０Vならば１５０Wは楽々いけると思う。
　業務用なのでしょうね。これは拾いものでした。
　バイアスをAB級とA級と切り替えられるようにして常用のリニアにしようかな。しかし良く出来ている。
回路はどうということの無いトロイダルコアの広帯域AMPの合成。さすが業務用。
　それにしても２SK408,409は使いやすそうだ。誰か入手できるところ知りませんか？


（2007.09.01）

広帯域増幅器４

前回の続きの段を実験してみた。
回路は以下の通り。2SC1971は175MHzで10dBであることから、HFから145MHzまでで10dB確保できるかなと思ったが、やはり広帯域で伝送線路トランス等のミスマッチなどの影響からか145MHzでは利得が十分取れない。NFBの加減もようわからん。TEST１では、コレクタからベースに0.01と270ΩでNFBをかけた状態。TEST2ではさらにエミッタに4.7Ωを追加し電流負帰還をかけたもの。全体的にはTEST2のほうが落ち着いた感じであるが、１４５MHｚでは6dB程度しか稼げない。トランジスタの基本能力からして致し方ないのかもしれない。UHF用辺りを使い十分にNFBをかけてみるか、FETを使ったほうがいいのかもしれない。取敢えず50MHzまでは何とかなりそうなのでTEST２の回路で構成してみる。これでHF帯では30dB程度の広帯域アンプとしてまとめてみる。FETアンプは次回の宿題とする。
【回路】

【TEST1】

【TEST2】

広帯域増幅器３

　前回　帯域については一定のレベルとなったので出力について調整を試みた。
ベース抵抗470Ωの場合リニアリティは16.5ｄBm（44.6ｍW）程度であったので、もう少しIcを流すべく820Ωにしてみた。この場合のリニアリティは23dBm(199.5ｍW)と大幅に増加。目的は達成できました。２SC1426は結構熱くなりますので、ヒートシンクを付けました。
【試験周波数：50MHz】
次段は１Wが目標
　ファイナルは１W用であれば２SC1970程度であるが、広帯域を目指すため余裕を持って１クラス上の２SC1971を予定
　実験が完了したらまたUPします。

広帯域増幅器２

　やっと広帯域アンプの実験を行ってみた。（回路は前出）
　物まね回路でどうかなと思ったが、1.9MHz～145MHzにおいて3dB以内とそこそこの性能が出ている。これでOKでは面白くないので高域を少し持ち上げるべくエミッタの負帰還抵抗にバイパスコンデンサー(100pF)をつけてみた。（TEST2）目標の15dBは確保できたが、スペクトラムが美しくない。最終的に付けるかは、次段の出来次第とします。メーカー製と比べるとやはり見劣りするなーー。
　次回はこの部分の出力特性を調べてみる予定。目標20dBm（100mW）
【TEST1】

【TEST2】　エミッタ帰還抵抗にバイパス（100PF）取り付け

広帯域増幅器１

リニアアンプを作るときに、入力装置として連続可変できる広帯域増幅器がほしくなりました。プロ用にはパワーシグナルソースなどがありますが、アマチュアでは手が出ません。そんなわけで自作です。
【希望仕様】
周波数範囲　：　１．９Mhz～１４６Mhz
入力：０ｄBm（SGから入力）
出力：１００ｍW,1W,10W

【構想】
連続可変ATT　PINダイオード　東芝１SV２７１　5V可変で30dBはいけそう
取りあえず広帯域AMP2段で0ｄBmを30dBm（１W）を目指す。1段当たり15ｄBとなる。トロイダル・コア活用百科、CQ、NET検索などでNFBアンプを調べてみると概ね同じような回路となってるので、参考にする。QRPクラブの「fujiyama」なども同じような回路を採用していた。
使用トランジスタは手持ちのCATV用２SC1426（ｆｔ：２GHｚ）及び2SC1970,1971が候補
取りあえず1段目2SC1426で予備実験を開始