144MHz帯用 プリアンプの検討 (1)

144MHz は TS-2000 を使っていますが、前から耳の悪さを感じています。
ちょっとでも耳を良くしたいので、プリアンプを作ってみようと思い立ちました。

自宅 (アパマン) での使用を想定しているので、アンテナ直下型ではなく、
卓上型を作る予定です。

今回、プリアンプの素子は Panasonic 製の GaAs MESFET の 3SK129 を
使ってみようと思います。
広島の松本無線で売っていましたので、通販で入手しました (10個で1,080円)。

ただ、この 3SK129 ですが、データシートがネット上でも中々見つかりません。
　Pd = 0.35 W
　Vds = 13 V
　Vgs = 3.5 V
　Id = 50 mA
ぐらいのデータしか、情報が得られませんでした。

ネットで色々調べてみたところ、同じPanasonic 製の GaAs MESFET 3SK241
(2SK241 ではない) を見つけ、ドレイン損失 Pd の違いはあるものの、
3SK129 と似通った特性ではないかと考えました。あくまでも推測ですが...。
Pd の違いは、パッケージの相違によるものと勝手に理解しました。

この 3SK241 の方は、データシートがネット上でまだ入手できます。
3SK241 のデータシートを参考にすれば、3SK129 でもある程度設計できるのでは
ないかと思います。最悪 FET を3SK241 に変更すれば動作すると思いますので、
念のためこの 3SK241 も入手することにしました (秋月の通販にて購入 5個で200円)。

後から気がついたのですが、この 3SK241 は TS-2000 のフロントエンドに
使われており、「な〜んや」という感じになりました。
ネットで見る限り、プリアンプとしての作例も少なそうなので、あまり人気の無い
石なのかもしれませんね。

プリアンプの回路は、ネットの情報やトロイダル・コア活用百科を参考に
しようとしています。
ただ、丸写しでは面白くないので、できるだけ自分でも計算をして、
検証しながら作っていきたいと考えています。

まずバイアス点の設計ですが、これは 3SK241 のデータシートを参考に
考えてみました。
VGS1 が -0.8〜-1 V ぐらいのときに利得が最も高く、NF が最も低くなります。
とりあえず、VGS1 を -1 V としてみました。そのときの Id は、約 8 mA です。

電源電圧は 8 V の作例があったので、これに手習い以下のようにしました。
　Vd = 8 V
　Vs = 1 V
　Vg1 = 0 V
　Vg2 = 2 V
これで、Vds = 7 V、Id = 8 mA ぐらいのバイアス点になるはずです。
Vgs1 = -1 V, Vgs2 = 1 V となります。
ソース抵抗は、120 Ωです。
Id を 10 mA にしたいときは、ソース抵抗を 100 Ωに変えたら良いはずです。

上記のバイアス点において、最大振幅が得られそうな交流負荷線を引くと、
負荷インピーダンスは 約 625 Ωになりました。

ここから先、この三連休悶々としました。
出力回路の設計ですが、トロイダル・コア活用百科を参考に Excel を用いて
色々と計算してみました。
ただ、その回路を検証するため、Qucs というシミュレータでシミュレーションを
してみたのですが、なかなか結果が一致しません。
どこか勘違いしているのではないかと、色々考えているうちに、あっという間に
三日間が過ぎてしまいました。

高周波回路の設計に慣れていないので、まだまだ苦労しそうです。
今日のところは、ここまでです。