C帯およびX帯で世界最高の電力付加率を達成したGaN(窒化ガリウム）HEMT増幅器

　三菱電機は、Ｃ（４ギガ―８ギガヘルツ）帯およびＸ（８ギガ―１２ギガヘルツ）帯で世界最高の電力付加効率を達成したＧａＮ（窒化ガリウム）ＨＥＭＴ増幅器を開発した。

　マイクロ波を使ったレーダーの探知距離拡大や、衛星通信の大容量化のためには、送信機の出力を大きくする必要がある。同社では、従来の送信機の増幅器に用いられているＧａＡｓ（ガリウム・ヒ素）より絶縁破壊耐圧が高く、高電圧で動作させることができ、高出力化に向いたＧａＮ　ＨＥＭＴを利用した基礎技術開発を行っている。しかし、広帯域にわたって高い効率を得るためには、整合回路の改善が必要であった。

　これまで高周波電力を増幅素子に分配する回路には、対称のレイアウトの整合回路が用いられていた。今回非対称レイアウトの整合回路を開発し、比帯域１０％の全周波数において効率を高めることに成功した。

　また、増幅器内部で発生する高調波が不適切に基本波に重畳されると効率が低下する。そこで、整合回路内に２倍の高調波を効率よくトランジスタに反射させ、効率を改善させる高調波反射回路を開発した。この二つの整合回路により、従来よりも電力付加効率を２ポイント改善し、世界最高の電力付加効率５２％を達成した。これにより、Ｃ帯においてＧａＡｓを利用した増幅器の３分の２程度に当たる約１１９Ｗの消費電力で６０Ｗの大きな出力が得られる。

　Ｘ帯においても、ＧａＮを用いて、非対称レイアウトの整合回路を採用することにより、４３％の世界最高の電力付加効率を達成している。

　同社では、この技術を高出力が必要な移動体通信の基地局用増幅器などの通信機器に広く適用していく予定である。