CN103546108B - 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
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 (1)
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,
在所述放大器变为截止后,所述二极管变为截止。
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