スミスチャート(4)

実際のデバイスにマッチングを取る回路を考えてみる。
デバイスはアマチュア無線家にも使われるNE3210S01（GaAs FET)をサンプルにしてみる。

このデバイスは2GHzでNFが0.25dBと非常に低雑音だ。
8GHz辺りだとΓopt(NF最良マッチングインピーダンス)が50Ωに近づくのでマッチングも楽になる。
ちなみに8GHzのΓoptは42Ω +j52Ωである。

2.4GHz帯以上のアマチュアバンドに使う場合はデータが推測しやすいが、1.2GHz帯以下はデータが無い。
データシートには2GHzから18GHzまでのデータがあるのみだ。
そこでこれら既知のデータをプロットしてより低い周波数のパラメタを予測する。
もちろんΓoptの話なのでネットワークアナライザで測った所で分かるわけではない。

430MHz帯におけるΓoptのインピーダンスを180Ω +j600Ωと予測した。
回路のQを上げて周波数選択性を持たせる事も考えたのだが、マッチング回路とフィルタは別の方が良いかなとも思った。
フィルタは必要な帯域幅と必要な減衰量を持ったものをマッチング回路、すなわち4.8pFのコンデンサの先に50Ωのものを付ければいい。

FETのゲートに接続される0.8pFは比較的クリチカルだ。
コンデンサは0.1pF単位のものが入手できるが、少数で買えるかどうかは確かめていない。
これを0.8pFではなく1pFとすると、コイルは46nHとなり入力コネクタ側のコンデンサは5pFになる。
32nHのチップコイルはあるが46nHは中途半端になる。
但しこの方が周波数を振った時には有利になる。

2素子でも整合できない事はない。
0.8pFを無くしてしまってコイルを150nHに、4.8pFのコンデンサを1.5pF辺りにすればQは上がるが整合はする。
直列コイルはロスが多いので余りお勧めではないが、FETのゲートとGND間に2.4pF、ゲートと入力端子の間を80nHのコイルで接続しても整合する。

色々いじって分かったのだが、このアプリは色々と不具合がある。
数値入力時に小数点が入らないとか微調整が出来ないなど、かなり荒削りだ。