CN103107777B - 功率放大电路及高频模块 - Google Patents
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Abstract
能实现即使进行反馈控制也能抑制输出功率下降的功率放大电路。具备功率放大电路的高频模块（10）包括高频功率放大元件（20）、匹配电路（30）、及驱动电源电路（40）。高频功率放大元件（20）包括高频放大电路（210）和定向耦合器（230）。定向耦合器（230）的主线路（231）的第一端与高频放大电路（210）的后级放大电路（212）的输出端子相连接。主线路（231）的第二端经由输出匹配电路（240）与高频功率放大元件（20）的高频信号输出端子（Pout）相连接。后级放大电路（212）的输出端子还与高频功率放大元件（20）的第二驱动电源电压施加端子（PV2）相连接。第二驱动电源电压施加端子与高频信号输出端子（Pout）由连接导体（50）进行连接。
Description
技术领域
本发明涉及对高频信号进行放大的功率放大电路及包括该功率放大电路的高频模块。
背景技术
以往，作为通信终端的前端模块，提出有各种包括对高频信号进行放大的功率放大电路的高频模块。
专利文献1中记载了利用定向耦合器进行反馈控制来控制输出功率的高频放大电路。该高频放大电路包括对高频信号进行放大的功率放大器。在功率放大器的输出端上连接有定向耦合器。定向耦合器包括彼此耦合的主线路和副线路。功率放大器的输出信号经由主线路输出到天线等负载。在主线路中传输的输出信号的一部分传送到副线路。对该副线路中传输的信号进行检波，并根据该检波结果来控制功率放大器的放大倍数。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2010―68078号公报
发明内容
然而，在上述结构中，来自功率放大器的所有输出信号经由定向耦合器，因此，对应于定向耦合器中的主线路与副线路的耦合度的功率在副线路中传输。由于副线路中传输的功率不从高频放大电路输出到天线等负载，因此，来自高频放大电路的输出功率会根据定向耦合器的耦合度而下降。
因此，本发明的目的在于提供即使进行反馈控制也能抑制输出功率下降的功率放大电路。
本发明的功率放大电路包括：高频放大电路，该高频放大电路将所输入的高频信号以规定放大倍数放大后进行输出；以及定向耦合器，该定向耦合器的主线路的第一端与高频放大电路的输出端子相连接，主线路的第二端与信号输出端子相连接，该功率放大电路具有以下特征。该功率放大电路包括连接导体，该连接导体不经由定向耦合器而连接高频放大电路的输出端子与主线路的第二端。
在该结构中，由高频放大电路放大后的高频信号被分流到经由设有定向耦合器的路径和经由未设有定向耦合器的路径来进行输出。由此，能抑制在定向耦合器发生损耗的信号，抑制输出功率的下降。
此外，优选为本发明的功率放大电路具有以下的结构。功率放大电路的高频放大电路的最后一级的放大元件中的驱动电源电压施加端子与高频放大电路的输出端子相连接。在驱动电源电压施加端子上连接有连接导体。
在该结构中，示出了将连接导体连接到高频放大电路上的具体的连接结构的一个示例。高频放大电路由多级放大元件所构成，例如，在最后一级的放大元件使用npn型晶体管的情况下，该晶体管的集电极端子成为输出端子，也成为电源电压（晶体管的驱动电源电压）施加端子。因此，通过将连接导体与该驱动电源电压施加端子进行连接，能实现无需经由定向耦合器就能将放大后的高频信号输出到外部的路径。由此，能以简单的结构实现连接导体。
此外，优选为本发明的功率放大电路将主线路的第二端与第一匹配电路相连接。
在该结构中，由于具备第一匹配电路，因而能进行功率放大电路与后级的电路之间的阻抗匹配。由此，能以低损耗的方式将高频信号从功率放大电路传输给后级的电路。
此外，优选为本发明的功率放大电路将第二匹配电路连接在主线路的第二端、与该第二端和连接导体的连接点之间。
在该结构中，能仅对经由定向耦合器的高频信号进行阻抗匹配。由此，能进行阻抗匹配，以使得来自经由设有定向耦合器的路径的高频信号、与来自经由未设有定向耦合器的路径的高频信号在连接点以不会相互抵消的方式进行合成。
此外，优选本发明的功率放大电路的第一匹配电路包括与信号传输线串联连接的第一电容器。
该结构中，施加到高频放大电路的直流电压被第一电容器断开，不会传输给后级的电路。
此外，本发明的功率放大电路中，作为第一匹配电路，也可以包括：电感器，该电感器与第一电容器串联连接；以及第二电容器，该第二电容器连接在该第一电容器和电感器的连接点、与接地电位之间。
该结构表示第一匹配电路的具体结构例。由此，通过具备串联连接的电感器及电容器、以及连接在它们的连接点上的电容器，从而与使用单一的电感器、电容器的情况相比，能扩大阻抗匹配范围。
此外，本发明的高频模块包括：高频功率放大元件，该高频功率放大元件内置有将所输入的高频信号以规定放大倍数放大后进行输出的高频放大电路；以及基板，该基板安装有该高频功率放大元件，该高频模块具有以下特征。该高频模块的高频功率放大元件内置有定向耦合器，该定向耦合器的主线路的第一端与高频放大电路的输出端子相连接，主线路的第二端与高频功率放大元件的信号输出端子相连接。高频功率放大元件包括：第一安装用端子，该第一安装用端子对高频放大电路施加驱动电源；以及第二安装用端子，该第二安装用端子是信号输出端子。基板包括连接第一安装用端子和第二安装用端子的连接导体。
在该结构中，示出了具备上述功率放大电路的高频模块的结构。由形成在基板上的连接导体将对高频放大电路施加驱动电源的第一安装用端子与对应于定向耦合器的第二端的第二安装用端子进行连接。由此，能容易地实现使经由定向耦合器的高频信号与未经由定向耦合器的高频信号进行合成后输出的结构。
此外，优选本发明的高频模块具有以下的结构。第一安装用端子和第二安装用端子是在高频功率放大元件中相邻的端子。连接第一安装用端子和第二安装用端子的连接导体呈近似直线状。
该结构中，使对高频放大电路施加驱动电源的驱动电源施加用的第一安装用端子接近对应于定向耦合器的第二端的第二安装用端子，将它们用呈近似直线状的连接导体进行连接。由此，能容易且节省空间地实现使经由定向耦合器的高频信号与未经由定向耦合器的高频信号进行合成后输出的结构。
根据本发明，即使进行反馈控制也能抑制输出功率的下降。由此，能高精度地控制输出功率，并提高功率附加效率。
附图说明
图1是本发明的实施方式1所涉及的包括功率放大电路的高频模块10的电路图。
图2是表示本发明的实施方式1所涉及的功率放大电路的高频放大电路210的最后一级的连接结构例的图。
图3是表示本实施方式的高频模块10与现有结构的高频模块的对比的曲线图。
图4是本发明的实施方式1所涉及的包括功率放大电路的高频模块10的安装状态图。
图5是本发明的实施方式2所涉及的包括功率放大电路的高频模块10A的电路图。
具体实施方式
参照附图说明本发明的实施方式1所涉及的功率放大电路及包括该功率放大电路作为电路结构的高频模块。图1是本发明的实施方式1所涉及的包括功率放大电路的高频模块10的电路图。
高频模块10包括高频功率放大元件20、匹配电路30、以及驱动电源电路40。高频功率放大元件20包括高频放大电路210、输入匹配电路220、定向耦合器230、相当于本发明的第二匹配电路的输出匹配电路240、偏置设定电路250、及检波电路260。
高频放大电路210具有前级放大电路211和后级放大电路212。
前级放大电路211的输入端子经由输入匹配电路220与高频功率放大元件20的高频信号输入端子Pin相连接。该高频信号输入端子Pin起到高频模块10的高频信号输入端子RFin的作用。
对输入匹配电路220设定元件值，以使高频放大电路210的输入阻抗（前级放大电路211的输入阻抗）与和高频信号输入端子Pin相连接的、对该高频模块10施加高频信号的外部前级电路的输出阻抗进行阻抗匹配。例如，输入匹配电路220由连接在前级放大电路211与高频信号输入端子Pin之间的电容器所构成。
定向耦合器230与高频放大电路210的输出端子、即后级放大电路212的输出端子相连接。定向耦合器230包括主线路231和副线路232。将主线路231与副线路232配置成在高频信号的频率下以规定耦合度进行电磁场耦合。主线路231的第一端与高频放大电路210的输出端子相连接。主线路231的第二端经由输出匹配电路240与高频功率放大元件20的高频信号输出端子Pout相连接。
对输出匹配电路240设定元件值，以将高频信号输出端子Pout的阻抗适当地设定成能获得所希望的输出特性。例如，输出匹配电路240由连接于主线路231的第二端与高频信号输出端子Pout之间的电容器所构成。
定向耦合器230的副线路232的第一端接地。换言之，副线路232的第一端与接地电位相连接（未图示）。副线路232的第二端与检波电路260相连接。检波电路260与高频功率放大元件20的检波信号输出端子PVDET相连接。
在前级放大电路211和后级放大电路212上连接有偏置设定电路250，该偏置设定电路250与高频功率放大元件20的偏置输入端子PVCTL相连接。处于高频功率放大元件20之外的驱动电源电路40经由高频功率放大元件20的第一驱动电源电压施加端子PV1与前级放大电路211相连接。处于高频功率放大元件20之外的驱动电源电路40经由高频功率放大元件20的第二驱动电源电压施加端子PV2与后级放大电路212相连接。
驱动电源电路40包括提供高频放大电路210的驱动电源电压Vcc的电压源、电感器L1、及电容器C1、C2。电压源与第一驱动电源施加端子PV1相连接。此外，电压源经由电感器L1与第二驱动电源施加端子PV2相连接。电压源与第一驱动电源电压施加端子PV1的连接点通过电容器C1接地。电压源与电感器L1的连接点通过电容器C2接地。
与后级放大电路212相连接的第二驱动电源电压施加端子PV2通过连接导体50而与高频信号输出端子Pout短路。该连接导体50相当于本发明的“连接导体”。
更具体而言，如图2所示地配置连接导体50。图2是表示本发明的实施方式1所涉及的功率放大电路的高频放大电路210的最后一级的连接结构例的图。另外，为了容易理解本发明的特征，图2用最小的电路结构进行表示，例如，也能适用于进一步设置有缓冲晶体管的结构等。
构成后级放大电路212的最后一级晶体管221F（相当于本发明的“最后一级的放大元件”）是npn型晶体管，发射极接地。最后一级晶体管221F的基极与前级放大电路211的输出端子相连接。在最后一级晶体管221F的基极上连接有偏置设定电路250。
最后一级晶体管211F的集电极经由第二驱动电源电压施加端子PV2与驱动电源电路40相连接，且与定向耦合器230的主线路231的第一端相连接。主线路231的第二端经由输出匹配电路240与高频信号输出端子Pout相连接。连接导体50将驱动电源电路40和第二驱动电源电压施加端子PV2之间的连接点与高频信号输出端子Pout相连接。
在高频功率放大元件20的高频信号输出端子Pout上连接有匹配电路30。匹配电路30相当于本发明的“第一匹配电路”。匹配电路30的一端与高频功率放大元件20的高频信号输出端子Pout相连接，另一端起到高频模块10的高频信号输出端子RFout的作用。匹配电路30包括电感器L11与电容器C11的串联电路。电感器L11与高频信号输出端子Pout相连接，电容器C11与高频信号输出端子RFout相连接。电感器L11与电容器C11的连接点经由电容器C12接地。电容器C11相当于本发明的“第一电容器”，电容器C12相当于本发明的“第二电容器”。对匹配电路30设定各元件值，以使高频功率放大元件20的高频信号输出端子Pout与和高频模块10的高频信号输出端子RFout相连接的后级的电路进行阻抗匹配。
通过具备电容器C11，能压制经由后述的连接导体50而施加的直流的驱动电源电压Vcc。因此，能防止施加于高频模块10的直流的驱动电源电压Vcc经由连接导体50施加到与该高频模块10相连接的后级的电路上。
若对具有上述结构的高频模块10输入高频信号，则进行以下动作。
高频信号经由高频模块10的高频信号输入端子RFin、高频功率放大元件20的高频信号输入端子Pin而输入高频放大电路210的前级放大电路211。此时，通过具备输入匹配电路220，高频信号以低损耗输入前级放大电路211。
前级放大电路211以对应于来自驱动电源电路40的驱动电源电压Vcc和来自偏置设定电路250的偏置电压的放大倍数，来放大高频信号，并输出到后级放大电路212。
后级放大电路212以对应于来自驱动电源电路40的驱动电源电压Vcc和来自偏置设定电路250的偏置电压的放大倍数，来放大从前级放大电路211输入的高频信号，并从最后一级晶体管211F的集电极输出。以下，将从最后一级晶体管211F的集电极输出的、由高频放大电路210进行了放大的高频信号称为“放大后高频信号”。
将放大后高频信号传输给定向耦合器230的主线路231，还经由第二驱动电源电压输入端子PV2传输给连接导体50。以下，将流过定向耦合器230的主线路231的放大后高频信号称为“第一放大后高频信号”，将流过连接导体50的放大后高频信号称为“第二放大后高频信号”。
通过主线路231与副线路232的耦合，定向耦合器230使主线路231中传输的第一放大后高频信号的一部分传输给副线路232。因此，第一放大后高频信号以在定向耦合器230中损耗一部分后的状态传输到输出匹配电路240。第一放大后高频信号在输出匹配电路240得到相位调节，并输出到高频功率放大元件20的高频信号输出端子Pout。
从高频信号输出端子Pout输出的第一放大后高频信号、与经过了连接导体50的第二放大后高频信号，会在高频信号输出端子Pout和连接导体50之间的连接点进行合成。以下，将该合成后的高频信号称为“合成高频信号”。此时，通过适当调节匹配电路30或输出匹配电路240的元件值，能使第一放大后高频信号的相位与第二放大后高频信号的相位完全一致。
合成高频信号经由匹配电路30输出到高频模块10的高频信号输出端子RFout。通过使合成高频信号经由匹配电路30，从而使合成高频信号低损耗地传输到与高频信号输出端子RFout相连接的后级的电路。
副线路232中传输的耦合信号被输入检波电路260。检波电路260对耦合信号进行检波，并从检波信号输出端子PVDET输出检波信号。未图示的外部控制部根据检波信号输出设定偏置电压的控制信号，从而以预先设定的功率输出高频信号。此处，控制部能根据基于检波信号即第一放大后高频信号获得的信号来判断合成高频信号的功率，并预先设定用于将该合成高频信号的功率控制为规定功率的偏置电压的调节量。控制部根据该设定内容输出用于设定偏置电压的控制信号。
控制信号经由偏置输入端子PVCTL而提供给偏置设定电路250。偏置设定电路250根据控制信号来确定偏置电压，并施加到前级放大电路211及后级放大电路212。
通过进行这样的反馈控制，能进行使得从高频模块10输出的高频信号（合成高频信号）成为所希望的功率的控制。
在这样的结构中，从最后一级晶体管211F的集电极进行观察时，主线路231一侧的负载看上去比连接导体50一侧的负载要大。因此，与第一放大后高频信号相比，第二放大后高频信号的功率更大。
第二放大后高频信号仅经过连接导体50，基本没有损耗。第一放大后高频信号经过定向耦合器230，因此，存在对应于耦合度的损耗。因此，与现有结构那样的、仅经由定向耦合器230进行输出的情况即全部为第一放大后高频信号的情况相比，使用本实施方式的结构的情况更能提高作为高频模块输出的信号功率。
图3是表示本实施方式的高频模块10与现有结构的高频模块的对比的曲线图。图3（A）是表示输出功率相对于输入功率的特性的曲线图，图3（B）是表示功率附加效率（PAE）相对于输出功率的特性的曲线图。另外，图3中，实线是使用本实施方式的结构的情况的特性，虚线是使用现有结构、即未设有连接导体50的结构的情况的特性。
如图3（A）所示，通过使用本实施方式的结构，对于相同的输入功率，能获得比现有结构要高的输出功率。即使改变输入功率结论也是一样的。此外，如图3（B）所示，通过使用本实施方式的结构，能使功率附加效率（PAE）比现有结构要高。
图4所示的结构能实现这样的高频模块10。图4是本发明的实施方式1所涉及的包括功率放大电路的高频模块10的安装状态图。
高频模块10包括基板100和由封装IC构成的高频功率放大元件20。基板100由绝缘性基材所构成。在绝缘性基材表面上形成有后述的各种电极图案。在高频功率放大元件20上分别形成有成为高频信号输入端子Pin、高频信号输出端子Pout（相当于本发明的“第二安装用端子”）、检波信号输出端子PVDET、偏置输入端子PVCTL、第一驱动电源电压施加端子PV1、第二驱动电源电压施加端子PV2（相当于本发明的“第一安装用端子”）的外部连接焊盘。此时，高频信号输入端子Pin、检波信号输出端子PVDET、偏置输入端子PVCTL位于形成高频功率放大元件20的封装IC的第一侧面附近，并沿着该第一侧面形成。高频信号输出端子Pout、第一驱动电源电压施加端子PV1、第二驱动电源电压施加端子Pv2位于形成高频功率放大元件20的封装IC的第二侧面（与第一侧面相对的侧面）附近，并沿着该第二侧面形成。而且，配置成高频信号输出端子Pout的外部连接焊盘与第二驱动电源电压施加端子PV2的外部连接焊盘相邻。
在构成基板100的绝缘性基材的表面上形成有由规定的电极宽度构成的线状电极641、642、643、644、645、646、647、648、649、及接地电极631、632、633。
线状电极641、642、643、644、645、646各自的一端形成在成为高频功率放大元件20的外部连接焊盘的连接盘的位置上。线状电极641将高频信号输入端子Pin的安装位置作为一端，形成为从高频功率放大元件20朝外部引出的形状。利用该结构，将高频信号从线状电极641施加到高频信号输入端子Pin。
线状电极642将偏置输入端子PVCTL的安装位置作为一端，形成为从高频功率放大元件20朝外部引出的形状。利用该结构，将偏置电压设定用的控制信号从线状电极642输入到偏置输入端子PVCTL。
线状电极643将检波信号输出端子PVDET的安装位置作为一端，形成为从高频功率放大元件20朝外部引出的形状。利用该结构，将来自检波信号输出端子PVDET的检波信号从线状电极643输出到外部电路（控制部）。
线状电极644将第一驱动电源电压输入端子PV1的安装位置作为一端，形成为从高频功率放大元件20朝外部引出的形状。
线状电极645将第二驱动电源电压输入端子PV2的安装位置作为一端，形成为从高频功率放大元件20朝外部引出的形状。线状电极646将高频信号输出端子Pout的安装位置作为一端，形成为从高频功率放大元件20朝外部引出的形状。
线状电极644、645、646从高频功率放大元件20朝外部引出后立即与其他电路元件（分别为电容元件612、电感元件611、电感元件622）相连接，从而电极到其他电路元件的距离较短。
线状电极647的一端位于离开线状电极645的另一端规定距离的位置。线状电极647在规定位置与线状电极644相连接。利用该结构，驱动电源电压Vcc经由线状电极647、644施加到第一驱动电源电压输入端子PV1。此外，线状电极645的另一端与线状电极647的一端由电感元件611（L1）连接。利用该结构，驱动电源电压Vcc经由线状电极647、电感元件611（L1）、线状电极645施加到第二驱动电源电压输入端子PV2。
接地电极631形成为相对于线状电极647隔开规定间隔。接地电极631与线状电极647经由电容元件613（C2）相连接。
接地电极632形成为相对于线状电极644隔开规定间隔。接地电极632与线状电极644经由电容元件612（C1）相连接。
线状电极648的一端处于离开线状电极646的另一端规定间隔的位置。线状电极648的长度为能安装与该线状电极648相连接的必要个数（本实施方式中为三个）的元件的长度。线状电极646的另一端与线状电极648的一端经由电感元件622（L11）相连接。
线状电极649的一端处于离开线状电极648的另一端规定间隔的位置。线状电极648的另一端与线状电极649的一端经由电容元件621（C11）相连接。
接地电极633相对于线状电极646、648、649隔开规定间隔地形成。接地电极633与线状电极648经由电容元件623（C12）相连接。接地电极633以包含高频功率放大元件20的底面的形状形成为规定形状。
线状电极645与线状电极646通过线状电极500相连接。线状电极500相当于本发明的“连接导体”。形成线状电极500，使得其相对于线状电极645的连接位置、与其相对于线状电极646的连接位置是以直线连接的形状。由此，以最短距离连接线状电极645与线状电极646。
利用这样的结构，将从高频信号输出端子Pout输出的第一放大后高频信号与从第二驱动电源电压施加端子PV2输出的第二放大后高频信号进行合成，合成高频信号从高频模块10的高频信号输出端子RFout经由电感元件622（L11）、线状电极648、电容元件621、线状电极649输出到后级的电路。
由此，通过采用图4所示的安装结构及电极结构，能实现上述电路图所示的改善了功率附加效率的高频模块10。
而且，如上所述，高频功率放大元件20的高频信号输出端子Pout与第二驱动电源电压输入端子PV2接近，且与它们连接的线状电极645和线状电极646通过线状电极500以最短距离进行连接，从而缩短第二放大后高频信号的传输路径，抑制传输损耗。由此，能进一步提高功率附加效率。此外，线状电极500的长度与第一放大后高频信号及第二放大后高频信号的波长相比足够短，因此，基本上不需要对基于合成第一放大后高频信号及第二放大后高频信号时的路径长度之差而产生的相位差进行调节，因而，设计变得容易。
接下来，参照附图说明本发明的实施方式2所涉及的包括功率放大电路的高频模块。图5是本发明的实施方式2所涉及的包括功率放大电路的高频模块10A的电路图。本实施方式的高频模块10A与实施方式1所示的高频模块10的不同之处在于匹配电路30A。其他结构与实施方式1所示的高频模块10相同，因此省略说明。
匹配电路30A相当于本发明的“第一匹配电路”。匹配电路30A包括电感器L21、L22和电容器C21、C22、C23。电感器L21、L22及电容器C21串联连接在高频功率放大元件20的高频信号输出端子Pout与高频模块10A的高频信号输出端子RFout之间。电感器L21与电感器L22的连接点通过电容器C22接地。电感器L22与电容器C21的连接点通过电容器C23接地。
在这样的结构中，进行阻抗匹配的元件数多于实施方式1的匹配电路30。因此，能扩大能进行匹配的阻抗范围。由此，即使高频功率放大元件20是能在较宽的频率范围内放大高频信号的多频带PA（功率放大器），也能高精度地进行与后级的电路之间的阻抗匹配。
另外，上述说明中，示出了用封装IC来实现高频功率放大元件20的示例，但也可以用GaAs裸芯片MMIC、SiGe裸芯片MMIC来实现高频功率放大元件20。在此情况下，为了将由裸芯片构成的高频功率放大元件20与基板进行连接，只要形成焊料凸点并面朝下地进行安装，或用引线接合进行安装即可。
此外，构成高频功率放大元件20的高频放大电路210、输入匹配电路220、定向耦合器230、输出匹配电路240、偏置设定电路250、及检波电路260既可以用单一的芯片形成，也可以用各自不同的芯片形成。而且，还可以使用分别由不同的工艺制造的芯片。例如，也可以是将GaAs工艺、SiGe工艺、Si工艺等进行组合而制造出的芯片。
此外，上述说明中，示出了由线状电极和安装元器件构成匹配电路30、30A的示例，但也可以由通过GaAs工艺、SiGe工艺、Si工艺等制造出的IPD（Integrated Passive Device：集成无源器件）构成。
此外，基板100也可以是低温烧成陶瓷（LTCC）基板。而且，也可以将匹配电路30、30A的结构要素的一部分或全部形成在基板内。
标号说明
10：高频模块
20：高频功率放大元件
210：高频放大电路
211：前级放大电路
212：后级放大电路
220：输入匹配电路
230：定向耦合器
231：主线路
232：副线路
240：输出匹配电路
250：偏置设定电路
260：检波电路
30、30A：匹配电路
40：驱动电源电路
50：连接导体
100：基板
500、641、642、643、644、645、646、647、648、649：线状电极
611、622：电感元件
612、613、621、623：电容元件
631、632、633：接地电极
Claims (8)
1.一种功率放大电路，该功率放大电路包括：高频放大电路，该高频放大电路将所输入的高频信号以规定放大倍数放大后进行输出；以及
定向耦合器，该定向耦合器的主线路的第一端与所述高频放大电路的输出端子相连接，所述主线路的第二端与信号输出端子相连接，其特征在于，
所述功率放大电路包括线状电极，该线状电极不经由所述定向耦合器而直接连接所述高频放大电路的输出端子与所述信号输出端子。
2.如权利要求1所述的功率放大电路，其特征在于，所述高频放大电路的最后一级的放大元件中的驱动电源施加端子与所述高频放大电路的输出端子相连接，所述驱动电源施加端子与所述线状电极相连接。
3.如权利要求1或2所述的功率放大电路，其特征在于，所述主线路的第二端与第一匹配电路相连接。
4.如权利要求3所述的功率放大电路，其特征在于，第二匹配电路连接在所述主线路的第二端、与该第二端和所述线状电极的连接点之间。
5.如权利要求3所述的功率放大电路，其特征在于，所述第一匹配电路包括与信号传输线串联连接的第一电容器。
6.如权利要求5所述的功率放大电路，其特征在于，所述第一匹配电路包括：电感器，该电感器与所述第一电容器串联连接；以及第二电容器，该第二电容器连接在该第一电容器和所述电感器的连接点、与接地电位之间。
7.一种高频模块，该高频模块包括：高频功率放大元件，该高频功率放大元件内置有将所输入的高频信号以规定放大倍数放大后进行输出的高频放大电路；以及基板，该基板上安装有该高频功率放大元件，其特征在于，
所述高频功率放大元件中内置有定向耦合器，该定向耦合器的主线路的第一端与所述高频放大电路的输出端子相连接，所述主线路的第二端与所述高频功率放大元件的信号输出端子相连接，
所述高频功率放大元件包括：
第一安装用端子，该第一安装用端子对所述高频放大电路施加驱动电源电压；以及
第二安装用端子，该第二安装用端子是所述信号输出端子，
所述基板包括直接连接所述第一安装用端子和所述第二安装用端子的线状电极。
8.如权利要求7所述的高频模块，其特征在于，所述第一安装用端子和所述第二安装用端子是在所述高频功率放大元件中相邻的端子，连接所述第一安装用端子和所述第二安装用端子的线状电极呈直线状。
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| WO2020012922A1 (ja) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | 住友電気工業株式会社 | 給電回路及び増幅回路 |
| JP2020141237A (ja) * | 2019-02-27 | 2020-09-03 | 株式会社村田製作所 | 高周波フロントエンド回路 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1862952A (zh) * | 2005-05-11 | 2006-11-15 | 株式会社瑞萨科技 | 高频功率放大器以及使用了它的发送器和移动体通信终端 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3852669A (en) * | 1973-06-26 | 1974-12-03 | Us Army | Circuit to protect rf output amplifier against mismatch damage |
| US4042887A (en) * | 1974-11-18 | 1977-08-16 | Q-Bit Corporation | Broad band amplifier |
| JP3289643B2 (ja) | 1997-04-11 | 2002-06-10 | 株式会社村田製作所 | 方向性結合器 |
| US6262636B1 (en) * | 1998-07-20 | 2001-07-17 | Antec Corporation | Apparatus for reversing direction of signal flow in a broadband signal tap |
| JP4062816B2 (ja) * | 1999-05-13 | 2008-03-19 | 株式会社デンソー | 送信電力制御回路 |
| JP2002043813A (ja) * | 2000-05-19 | 2002-02-08 | Hitachi Ltd | 方向性結合器及び高周波回路モジュール並びに無線通信機 |
| JP2002223135A (ja) * | 2001-01-29 | 2002-08-09 | Tdk Corp | 高周波増幅装置及びこれを用いた高周波出力回路 |
| JP4273098B2 (ja) * | 2004-09-07 | 2009-06-03 | キヤノン株式会社 | 多層プリント回路板 |
| US7546089B2 (en) * | 2004-12-23 | 2009-06-09 | Triquint Semiconductor, Inc. | Switchable directional coupler for use with RF devices |
| JP2010068078A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Renesas Technology Corp | Ｒｆ電力増幅器およびその動作方法 |
| US8022688B2 (en) | 2009-02-06 | 2011-09-20 | Black Sand Technologies, Inc. | RF power detector |
-
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1862952A (zh) * | 2005-05-11 | 2006-11-15 | 株式会社瑞萨科技 | 高频功率放大器以及使用了它的发送器和移动体通信终端 |
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| EP2592749B1 (en) | 2014-06-25 |
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