CN103546108A - 功率放大器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种功率放大器，能够降低功耗并且使开关速度变快。晶体管（Trb1）根据导通/截止信号对放大器（Tr1）的基极供给偏压。电容（Cb1）连接在放大器（Tr1）的基极与接地点之间。电阻（Rb2）在放大器（Tr1）的基极与接地点之间与电容（Cb1）并联连接。二极管（Db1）与电阻（Rb2）串联连接。二极管（Db1）的开启电压比放大器（Tr1）的导通电压低。

Description

功率放大器
技术领域
本发明涉及在便携电话终端等中所使用的功率放大器。
背景技术
功率放大器的偏置电路具有根据导通/截止信号对放大器的基极供给偏压的晶体管。此外，为了减少低频噪声，设置有连接在放大器的基极与接地点之间的电容（例如，参照专利文献1）。在导通/截止信号从导通信号变为截止信号的瞬间，由于贮存在电容中的电荷，放大器保持导通的状态不变。然后，若电容的电荷经由电阻进行放电，则放大器变为截止。
现有技术文献
专利文献
专利文献1  日本特开2004-134826号公报。
在以往的偏置电路中，由于晶体管的截止时的漏电流，在放大器的截止时在电阻中也流过一定的电流，功耗增加。但是，为了使便携电话的待机时间变长，需要在待机时使在功率放大器中流过的电流为10μA以下。
此外，若为了减少功耗而使电阻的电阻值变大，则放电所需要的时间变长，开关速度变慢。但是，在便携电话用的功率放大器中，需要以数μs以下进行截止。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而提出的，其目的在于得到一种功率放大器，能够减少功耗并且使开关速度变快。
本发明提供一种功率放大器，其特征在于，具备：放大器，具有输入端子；晶体管，根据导通/截止信号，向所述放大器的所述输入端子供给偏压；电容，连接在所述放大器的所述输入端子与接地点之间；电阻，在所述放大器的所述输入端子与接地点之间，与所述电容并联连接；二极管，与所述电阻串联连接，所述二极管的开启电压比所述放大器的导通电压低。
根据本发明，能够减少功耗并且使开关速度变快。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的功率放大器的图。
图2是示出本发明的实施方式1的偏置电路的图。
图3是示出比较例的偏置电路的图。
图4是示出本发明的实施方式2的偏置电路的图。
图5是示出本发明的实施方式2中的控制信号的时序图。
图6是示出本发明的实施方式3的偏置电路的图。
图7是示出本发明的实施方式3中的控制信号的时序图。
图8是示出本发明的实施方式4的偏置电路的图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式的功率放大器进行说明。对相同或对应的结构要素标注相同的附图标记，存在省略重复说明的情况。
实施方式1
图1是示出本发明的实施方式1的功率放大器的图。该功率放大器安装于便携电话终端等。输入到输入端子IN的RF信号被初级晶体管Tr1以及后级晶体管Tr2放大而从输出端子OUT输出。此处为两级放大器，但是并不限于此，只要是两级以上的多级放大器即可。Tr1以及Tr2由GaAs-HBT构成。
利用偏置电路向Tr1以及Tr2的基极供给基极电流。在Tr1的输入侧设置有输入匹配电路，在Tr1与Tr2之间设置有级间匹配电路，在Tr2的输出侧设置有输出匹配电路。对Tr1以及Tr2的集电极施加3.4V左右的集电极电压，发射极被接地。
图2是示出本发明的实施方式1的偏置电路的图。此处，对初级晶体管Tr1用的偏置电路的结构进行说明，但是，后级晶体管Tr2的偏置电路的结构也是同样的。
偏置电路具有作为GaAs-HBT的晶体管Trb1、Trb2、Trb3、场效应晶体管FETb1、电感器Lb1、电容Cb1、电阻Rb1、Rb2、GaAs肖特基二极管Db1。
FETb1与Rb1串联连接在Trb1的基极与基准电压端子VRef之间。连接成二极管的Trb2、Trb3串联连接在Trb1的基极与接地点之间。Trb1的集电极连接于电源端子VCB，Trb1的发射极与Tr1的基极连接。
Lb1与Cb1串联连接在Tr1的基极与接地点之间。Cb1是用于减少低频噪声的电容，其电容值通常为100pF以上（例如，1000pF）。Rb2在Tr1的基极与接地点之间与Cb1并联连接。该Rb2是用于在Tr1截止时使Cb1的电荷放电的电阻。
Db1与Rb2串联连接。Db1的开启电压（阈值电压）设定得比Tr1的导通电压（阈值电压）低。例如，作为HBT的Tr1的导通电压约为1.2V，相对于此，Db1的阈值电压为0.6V。
接着，对动作进行说明。在导通/截止信号是导通信号（High）的情况下，FETb1与Trb1导通，所希望的基极电压被提供给Tr1，Tr1导通。另一方面，在导通/截止信号是截止信号（Low）的情况下，FETb1与Trb1变为截止，Tr1的基极电压降低，Tr1变为截止。这样，FETb1与Trb1根据导通/截止信号向Tr1的基极供给偏压。
在将导通/截止信号从导通信号切换为截止信号的瞬间（High→Low），由于贮存在Cb1中的电荷，Tr1保持导通状态不变。然后，若Cb1的电荷经由Rb2以及Db1进行放电，则Tr1变为截止。
由于Db1的开启电压比Tr1的导通电压低，所以，在Tr1变为截止之后，在Db1中也流过电流。并且，若经过一定时间进行Cb1的放电，则在Db1中不流过电流。由于在Tr1的截止时Db1变为截止，所以，在Rb1中几乎不流过电流。
接着，与比较例比较，对本实施方式的效果进行说明。图3是示出比较例的偏置电路的图。在比较例中没有设置Db1。因此，由于Trb1的截止时的漏电流，在Tr1的截止时，在Rb2中也流过一定的电流，功耗增加。若为了降低功耗而使Rb2的电阻值变大，则放电所需要的时间变长，开关速度变慢。
另一方面，在本实施方式中设置有Db1，从而在Tr1的截止时在Rb2中不流过电流，所以，能够降低功耗。此外，由于不需要为了降低功耗而使Rb2的电阻值变大，所以，能够快速地将Cb1的电荷放电，能够使开关速度变快。
此外，Db1不限于GaAs肖特基二极管，只要是阈值电压比Tr1的导通电压低的二极管，可以是任意的二极管。例如，可以是由HBT的基极与发射极层构成的二极管。
实施方式2
图4是示出本发明的实施方式2的偏置电路的图。代替实施方式1中的Db1，作为GaAs-HBT的开关Trb4与Rb2串联连接。在偏置电路的外侧设置有脉冲发生电路1。
图5是示出本发明的实施方式2中的控制信号的时序图。该脉冲发生电路1在导通/截止信号从导通信号变为截止信号时（High→Low）输出脉冲信号（High）。开关Trb4由于该脉冲信号而导通一定时间。在此期间，贮存在Cb1中的电荷被放电。在电荷被放电之后，Trb4再次变为截止，不流过电流，所以，能够降低功耗。此外，由于不需要为了降低功耗而使Rb2的电阻值变大，所以，能够快速地将Cb1的电荷放电，能够使开关速度变快。
实施方式3
图6是示出本发明的实施方式3的偏置电路的图。代替实施方式1中的Db1，作为GaAs-HBT的开关Trb4、Trb5与Rb2串联连接。在偏置电路的外侧设置有延迟电路2和反相器3。
图7是示出本发明的实施方式3中的控制信号的时序图。延迟电路2利用使导通/截止信号延迟一定时间的信号对Trb4的导通/截止进行控制。反相器3利用使导通/截止信号反转的信号对Trb5的导通/截止进行控制。由此，在导通/截止信号从导通信号变为截止信号时，开关Trb4、Trb5这二者导通一定时间。在此期间，贮存在Cb1中的电荷被放电。在电荷被放电之后，Trb4再次变为截止，不流过电流，所以，能够降低功耗。此外，由于不需要为了降低功耗而使Rb2的电阻值变大，所以，能够快速地将Cb1的电荷放电，能够使开关速度变快。
实施方式4
图8是示出本发明的实施方式4的偏置电路的图。代替实施方式1中的Rb2以及Db1，在Tr1的基极与电容Cb1之间连接有场效应晶体管FETb2。
该开关FETb2根据导通/截止信号进行导通/截止。因此，若导通/截止信号变为截止信号，则FETb2变为截止，将Tr1与偏置电路切断。由此，Cb1的电荷不被放电，但是，由于偏置电路和Tr1被切断，所以，Tr1瞬时变为截止状态。因此，能够使开关速度变快。此外，由于能够省略实施方式1那样的电阻Rb2，所以，在放大器Tr1的截止时不流过电流，能够降低功耗。
附图标记说明：
1  脉冲发生电路（控制电路）
2  延迟电路（控制电路）
3  反相器（控制电路）
Cb1  电容
Db1  二极管
FETb2  开关
Rb2  电阻
Tr1  初级晶体管（放大器）
FETb1、Trb1  晶体管
Trb4  开关（第一开关）
Trb5  第二开关。

Claims (5)

1.一种功率放大器，其特征在于，具备：
放大器，具有输入端子；
晶体管，根据导通/截止信号，向所述放大器的所述输入端子供给偏压；
电容，连接在所述放大器的所述输入端子与接地点之间；
电阻，在所述放大器的所述输入端子与接地点之间，与所述电容并联连接；以及
二极管，与所述电阻串联连接，
所述二极管的开启电压比所述放大器的导通电压低。
2.一种功率放大器，其特征在于，具备：
放大器，具有输入端子；
晶体管，根据导通/截止信号，向所述放大器的所述输入端子供给偏压；
电容，连接在所述放大器的所述输入端子与接地点之间；
电阻，在所述放大器的所述输入端子与接地点之间，与所述电容并联连接；
开关，与所述电阻串联连接；以及
控制电路，在所述导通/截止信号从导通信号变为截止信号时，使所述开关导通一定时间。
3.如权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，
所述控制电路具有：脉冲发生电路，在所述导通/截止信号从导通信号变为截止信号时，输出脉冲信号。
4.如权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，
所述开关具有串联连接的第一以及第二开关，
所述控制电路具有：延迟电路，利用使所述导通/截止信号延迟一定时间的信号，对所述第一开关的导通/截止进行控制；反相器，利用使所述导通/截止信号反转的信号，对所述第二开关的导通/截止进行控制。
5.一种功率放大器，其特征在于，具备：
放大器，具有输入端子；
晶体管，根据导通/截止信号，向所述放大器的所述输入端子供给偏压；
电容，连接在所述放大器的所述输入端子与接地点之间；以及
开关，连接在所述放大器的所述输入端子与所述电容之间，根据所述导通/截止信号进行导通/截止。
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