CN108336971A - 功率放大模块 - Google Patents
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Abstract
提供一种功率放大模块,实现高输出功率及高线性。功率放大模块具备分配输入信号的分配电路、第一放大器、第二放大器、在合成部输出输入信号的放大信号的合成电路、连接第一放大器和第二放大器间的电阻元件及与电阻元件并联的第一电容器,合成电路具备串联在第一放大器的输出端子和合成部间的第一电感器、串联在第二放大器的输出端子和合成部间的第二电感器及一端与合成部连接且另一端被接地的第二电容器,从第一放大器的输出端子经由合成部到达第二放大器的第三信号的相位在第一电感器及第二电容器滞后大致45度,在第二电感器及第二电容器滞后大致45度,从第一放大器的输出端子经由第一电容器到达第二放大器的第三信号的相位超前大致90度。
Description
技术领域
本发明涉及功率放大模块。
背景技术
在便携式电话机等移动通信设备中,搭载有用于放大发送信号的功率放大器。例如,在专利文献1中,公开了一种高频放大器,为了满足高输出功率的要求,其具备:对被输入的信号进行分配的功率分配电路;将被分配的信号分别进行放大的一组放大元件;以及对放大后的信号进行合成的功率合成电路。该高频放大器具备:对一组放大元件的输出端子之间进行电连接的隔离电阻;以及与该隔离电阻并联连接以使得阻抗增大的无源元件。由此,即使是在不平衡模式下信号从一方的路径绕入到另一方的路径的情况,在隔离电阻中功率也会被所吸收,因此可确保放大元件间的隔离性。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-54874号公报
可是,在功率放大器中,根据所应用的通信标准的变更而要求性能的提高。例如,在LTE(Long Term Evolution,长期演进)-Advanced等通信标准中,应用同时发送不同的频带的多个发送信号的载波聚合。因此,关于功率放大器,不仅要求输出功率的提高,还要求输出的线性的提高。
在此,一般来说,从放大元件观察到的负载侧的阻抗在实数附近,放大元件的性能被最大化。关于这一点,在专利文献1所公开的结构中,因为通过单个无源元件来进行各放大元件与高频放大器的负载侧的阻抗匹配,所以各放大元件的负载侧的阻抗的虚部大致成为最大。因此,在专利文献1所公开的结构中,放大元件的性能的提高存在限制,难以使线性提高。
发明内容
发明要解决的课题
本发明正是鉴于这样的情形而完成的,其目的在于,提供一种实现高输出功率以及高线性的功率放大模块。
用于解决课题的技术方案
本发明的一个侧面涉及的功率放大模块具备:分配电路,将输入信号分配为第一信号和第二信号;第一放大器,将第一信号放大并输出第三信号;第二放大器,将第二信号放大并输出第四信号;合成电路,在合成部对第三信号以及第四信号进行合成,并输出输入信号的放大信号;电阻元件,对第一放大器的输出端子与第二放大器的输出端子之间进行电连接;以及第一电容器,与电阻元件并联连接,合成电路具备:第一电感器,串联连接在第一放大器的输出端子与合成部之间;第二电感器,串联连接在第二放大器的输出端子与合成部之间;以及第二电容器,一端与合成部连接,另一端被接地,从第一放大器的输出端子经由合成部到达第二放大器的输出端子的第三信号的相位在由第一电感器以及第二电容器构成的第一移相器滞后大致45度,且在由第二电感器以及第二电容器构成的第二移相器滞后大致45度,从第一放大器的输出端子经由第一电容器到达第二放大器的输出端子的第三信号的相位超前大致90度。
发明效果
根据本发明,能够提供一种实现高输出功率以及高线性的功率放大模块
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式涉及的功率放大模块的结构例的图。
图2是比较例的合成电路中的不平衡模式的等效电路图。
图3是比较例的合成电路中的平衡模式的等效电路图。
图4是示出比较例的合成电路中的平衡模式的阻抗的轨迹的说明图。
图5是本发明的第一实施方式涉及的功率放大模块的合成电路中的不平衡模式的等效电路图。
图6是本发明的第一实施方式涉及的功率放大模块的合成电路中的平衡模式的等效电路图。
图7是示出本发明的第一实施方式涉及的功率放大模块的合成电路中的平衡模式的阻抗的轨迹的说明图。
图8是用于说明移相器124a中的阻抗变换的图。
图9是示出本发明的第一实施方式涉及的功率放大模块的另一个结构例的图。
图10是示出本发明的第一实施方式涉及的功率放大模块的另一个结构例的图。
图11是示出本发明的第二实施方式涉及的功率放大模块的结构例的图。
图12是示出本发明的第二实施方式涉及的功率放大模块的另一个结构例的图。
图13是示出本发明的第一实施方式涉及的功率放大模块的安装例的图。
图14是示出本发明的第二实施方式涉及的功率放大模块的安装例的图。
附图标记说明
100、100A、100B、200、200A:功率放大模块;
110:分配电路;
112:分配部;
120、210:合成电路;
122:合成部;
130:输出匹配电路;
140a、140b:高次谐波终端电路;
150、152:基板;
Q1a、Q1b:晶体管;
L1a、L1b、L2、L3、L4、L5a、L5b:电感器;
C1a、C1b、C2、C3、C4、C5a、C5b、C6a、C6b:电容器;
R1a、R1b、R2:电阻元件。
具体实施方式
以下,边参照附图边对本发明的实施方式进行详细说明。另外,对于同一要素标注同一附图标记,并省略重复的说明。
图1是示出本发明的第一实施方式涉及的功率放大模块的结构例的图。图1所示的功率放大模块100例如搭载于便携式电话机,用于放大向基站发送的信号的功率。功率放大模块100例如放大2G(第二代移动通信系统)、3G(第三代移动通信系统)、4G(第四代移动通信系统)、5G(第五代移动通信系统)、LTE(Long Term Evolution,长期演进)-FDD(Frequency Division Duplex,频分双工)、LTE-TDD(Time Division Duplex,时分双工)、LTE-Advanced、LTE-Advanced Pro等通信标准的信号的功率。另外,功率放大模块100放大的信号的通信标准不限于这些。
功率放大模块100具备分配电路110、晶体管Q1a、Q1b、合成电路120、电阻元件R1a、R1b、R2以及电容器C2。分配电路110、晶体管Q1a、Q1b以及合成电路120构成了闭环电路。以下,对各构成要素进行详细说明。
分配电路110在分配部112将从输入端子输入的无线频率(RF:Radio-Frequency,射频)信号RFin(输入信号)大致均等地分配为晶体管Q1a侧的信号(第一信号)和晶体管Q1b侧的信号(第二信号)。RF信号RFin的频率例如为几GHz程度。此外,分配电路110具备电容器C1a、C1b。电容器C1a、C1b分别一端与分配部112连接,另一端与晶体管Q1a、Q1b的基极连接。电容器C1a、C1b除去RF信号RFin的直流分量。另外,分配电路110的结构不限于此,例如也可以使用3dB耦合器、集总常数电路来构成。
晶体管Q1a(第一放大器)以及晶体管Q1b(第二放大器)是分别将从分配电路110输出的信号进行放大的放大器。放大器没有特别限定,但在图1中,示出使用了异质结双极性晶体管(HBT:Heterojunction Bipolar Transistor)的例子。具体地,晶体管Q1a基极与电容器C1a的另一端连接,发射极被接地,从集电极(输出端子)输出放大了RF信号的放大信号(第三信号)。同样地,晶体管Q1b基极与电容器C1b的另一端连接,发射极被接地,从集电极(输出端子)输出放大了RF信号的放大信号(第四信号)。此外,在晶体管Q1a的基极,经由电阻元件R1a被供给偏置电压或偏置电流Bias,在晶体管Q1b的基极,经由电阻元件R1b被供给偏置电压或偏置电流Bias。另外,放大器也可以是场效应晶体管(MOSFET:Metal-oxide-semiconductor Field Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)等其他晶体管。在使用MOSFET来代替双极性晶体管的情况下,只要将集电极、基极、发射极分别替换成漏极、栅极、源极即可。
合成电路120具备电感器L1a(第一电感器)、L1b(第二电感器)、电容器C3(第二电容器)以及合成部122。合成部122将从晶体管Q1a的集电极输出的放大信号(第三信号)和从晶体管Q1b的集电极输出的放大信号(第四信号)进行合成,并输出放大信号RFout1。电感器L1a、L1b分别串联连接在晶体管Q1a、Q1b的集电极与合成部122之间。电容器C3一端与合成部122连接,另一端被接地。另外,电容器C3的电容例如为电容器C2的电容的大致两倍。关于电感器L1a、L1b以及电容器C3的功能,将后述。
电阻元件R2对晶体管Q1a的集电极与晶体管Q1b的集电极之间进行电连接。
电容器C2(第一电容器)与电阻元件R2并联连接。具体地,电容器C2一端与晶体管Q1a的集电极连接,另一端与晶体管Q1b的集电极连接。
接着,边参照图2~图8边对功率放大模块100的不平衡模式以及平衡模式下的动作进行说明。平衡模式是指从晶体管Q1a、Q1b输出的放大信号的功率等级以及相位成为大致相同的值的情况,不平衡模式是指该放大信号的功率等级或相位的任一方或双方不是相同的值的情况。不平衡模式例如由于晶体管、传输线路的制造偏差而产生。
图2是比较例的合成电路中的不平衡模式的等效电路图。在本说明书中,比较例(比较例10)设为如下结构(合成电路12):不具备图1所示的合成电路120具备的电容器C3,具备传输线路Lx、Ly来代替电感器L1a、L1b。传输线路Lx、Ly是将RF信号的波长设为λ的情况下的λ/8线路,在传输线路Lx、Ly的两端,RF信号的相位偏移45度。另外,为方便说明,对于比较例10具备的构成要素,使用与功率放大模块100的对应的构成要素同样的附图标记。
在比较例10中,考虑从一方的晶体管输出的放大信号绕入到另一方的晶体管侧的路径的情况。在此,以从晶体管Q1a输出的放大信号RFa绕入到晶体管Q1b侧的路径的情况为例来进行说明,对于从晶体管Q1b输出的放大信号RFb绕入到晶体管Q1a侧的路径的情况,则省略说明。图2所示的通过连接点A点的放大信号RFa由于经由传输线路Lx而相位滞后大致45度,由于经由合成部122并经由传输线路Ly而相位进一步滞后大致45度(参照图2)。因此,从连接点A点经由传输线路Lx、合成部122以及传输线路Ly而到达连接点B点的信号的相位,与连接点A点处的放大信号RFa的相位相比滞后大致90度。另一方面,从连接点A点经由电容器C2而到达连接点B点的信号的相位,与连接点A点处的放大信号RFa的相位相比超前大致90度。由此,在不平衡模式下,连接点B点处的信号相对于连接点A点处的信号成为大致相反相位。也就是说,即使是一方的放大信号绕入到另一方的放大路径的情况,信号的振幅也会被抵消,可确保放大器间的隔离性。
图3是比较例的合成电路中的平衡模式的等效电路图。在平衡模式下,输入信号通过分配电路以相同振幅、相同相位进行分配,因此电阻元件R2以及电容器C2的两端处的信号成为相同振幅、相同相位。因此,在图3所示的等效电路中,省略了电阻元件R2以及电容器C2。
如图3所示,将从晶体管的输出观察到的合成电路侧的阻抗设为ZQ,将传输线路Lx、Ly的特性阻抗设为Z0,将从合成部122观察到的负载侧的阻抗设为ZL。因为传输线路Lx与传输线路Ly被并联连接,所以从传输线路Lx、Ly的输出观察到的负载侧的阻抗分别成为2ZL。
图4是示出比较例的合成电路中的平衡模式的阻抗的轨迹的说明图。在图4中,在史密斯圆图上示出了从中心(2ZL)经由传输线路Lx或传输线路Ly的情况下的阻抗的轨迹。在比较例中,仅通过一个无源元件(在此,是指传输线路Lx或传输线路Ly)来进行相位变换以及阻抗变换。因此,从晶体管的输出观察到的合成电路侧的阻抗ZQ离开实轴,成为虚数(参照图4)。在此,关于晶体管,一般来说,从晶体管的输出观察到的合成电路侧的阻抗ZQ在实数附近,晶体管的性能被最大化。关于这一点,在比较例10的结构中,阻抗ZQ的虚部大致成为最大,对晶体管的线性的提高施加限制。
图5是本发明的第一实施方式涉及的功率放大模块的合成电路中的不平衡模式的等效电路图。合成电路120能够等效地表示为如下结构(合成电路120′)(参照图5),即,具备:由与信号路径串联连接的电感器L1a以及与信号路径并联的电容器C3a构成的移相器124a(第一移相器);以及由与信号路径串联连接的电感器L1b以及与信号路径并联的电容器C3b构成的移相器124b(第二移相器)。即,移相器124a、124b具有与L型的LPF(Low PassFilter,低通滤波器)同样的结构。此外,移相器124a、124b将各元件的常数设计为,像后述的那样,输出信号的相位与输入信号的相位相比分别滞后大致45度。另一方面,与图2所示的比较例10同样地,从连接点A点经由电容器C2而到达连接点B点的信号的相位,与连接点A点处的放大信号RFa的相位相比超前大致90度。由此,从连接点A点经由移相器124a、合成部122以及移相器124b而到达连接点B点的信号,相对于从连接点A点经由电容器C2而到达连接点B点的信号成为大致相反相位。也就是说,即使是一方的放大信号绕入到另一方的放大路径的情况,信号的振幅也会被抵消,可确保放大器间的隔离性。
图6是本发明的第一实施方式涉及的功率放大模块的合成电路中的平衡模式的等效电路图。在平衡模式下,与图3同样地,省略了电阻元件R2以及电容器C2。
移相器124a使信号的相位滞后大致45度,并且进行从移相器124a的输出观察到的负载侧的阻抗2ZL与从晶体管Q1a(未图示)的输出观察到的负载侧的阻抗ZQ之间的阻抗变换。同样地,移相器124b使信号的相位滞后大致45度,并且进行从移相器124b的输出观察到的负载侧的阻抗2ZL与从晶体管Q1b(未图示)的输出观察到的负载侧的阻抗ZQ之间的阻抗变换。
图7是示出本发明的第一实施方式涉及的功率放大模块的合成电路中的平衡模式的阻抗的轨迹的说明图。在图7中,在史密斯圆图上示出了从中心(2ZL)经由移相器124a或移相器124b的情况下的阻抗的轨迹。在功率放大模块100中,通过两个无源元件(电感器L1a以及电容器C3a、或电感器L1b以及电容器C3b)进行相位变换以及阻抗变换。因此,在功率放大模块100中,能够使从晶体管的输出观察到的合成电路侧的阻抗ZQ靠近实轴(参照图7)。
图8是用于说明移相器124a中的阻抗变换的图。如图6所示,移相器124a具备与信号路径串联连接的电感器L1a以及与信号路径并联的电容器C3a。此外,将输入电压设为V1,将输出电压设为V2,将输入电流设为I1,将输出电流设为I2,将从输入端子观察到的移相器侧的阻抗设为Z1,将从输出端子观察到的移相器侧的阻抗设为Z2,将电感器L1a的电感设为L,将电容器C3a的电容设为C,将与信号的中心频率对应的角频率设为ω。
移相器124a的基本矩阵通过以下的式1来表示。
[数学式1]
因此,移相器124a的增益特性满足以下的式2。
[数学式2]
此外,移相器124a的增益特性满足以下的式3。
[数学式3]
在此,若将移相器124a的相位差设为π/4,则根据上述式2,以下的式4成立。
[数学式4]
同样地,根据上述式3,以下的式5成立。
[数学式5]
进而,根据上述式4以及式5,以下的式6成立。
[数学式6]
因此,在移相器124a的相位差为π/4的情况下,电感器L1a的电感为L=Z2/2ω,电容器C3a的电容为C=1/ωZ2。此外,此时,如以下的式7所示,阻抗Z1(即,相当于图6所示的阻抗ZQ)成为实数。
[数学式7]
如上所述,功率放大模块100能够设计为,在确保不平衡模式的放大器间的隔离性的同时阻抗ZQ成为实数。即,功率放大模块100与比较例10相比,能够使晶体管以高的性能来动作,能够提高晶体管的线性。
另外,在功率放大模块100中,虽然示出了在合成电路120侧设置电阻元件R2以及电容器C2的结构,但是电阻元件R2以及电容器C2也可以设置在分配电路110侧。此外,电阻元件R2以及电容器C2的配置顺序不限于此,也可以电阻元件R2配置在比电容器C2更靠合成电路120侧。
此外,虽然在图1中示出了放大器由一级构成的结构,但是放大器的级数不限于一级,也可以是两级以上。在功率放大模块包括两级以上的放大器的情况下,与其他级相比,在最终级(功率级)的放大器中输出功率变得最大,因此优选在该最终级的放大器应用本结构。
此外,在功率放大模块100中,虽然示出了放大路径为两个的例子,但是放大路径的数目不限于此,也可以是三个以上。
图9是示出本发明的第一实施方式涉及的功率放大模块的另一个结构例的图。另外,对于与图1所示的功率放大模块100相同的结构,标注相同的附图标记,并省略说明。此外,在本实施方式以后,省略关于与第一实施方式共同的事项的记述,仅对不同点进行说明。特别是,对于同样的结构所带来的同样的作用效果,不在每个实施方式中逐次提及。功率放大模块100A除了功率放大模块100的结构以外还具备电感器L2、电容器C4以及输出匹配电路130。
电感器L2以及电容器C4是对晶体管Q1a以及晶体管Q1b的集电极供给电压或电流的偏置电路。具体地,电感器L2在一端被供给电源电压Vcc,另一端与合成电路120的输出端子电连接。电感器L2抑制从信号线向电源的RF信号的串扰。电容器C4在一端被供给电源电压Vcc,另一端被接地。电容器C4是使电源电压Vcc稳定的去耦合电容器。
输出匹配电路(MN:Matching Network,匹配网络)130在一端被供给放大信号RFout1,从另一端进行输出信号RFout2的输出。输出匹配电路130是使前级的合成电路120与后级的负载(例如,50Ω)之间的阻抗进行匹配的电路。输出匹配电路130例如使用电容器、电感器来构成。
通过这样的结构,功率放大模块100A也能够得到与功率放大模块100同样的效果。此外,在功率放大模块100A中,能够通过一个偏置电路对晶体管Q1a以及晶体管Q1b双方的集电极供给电压或电流。因此,与分别需要用于对晶体管的集电极供给电压或电流的偏置电路的结构相比,能够谋求电路规模的削减。
图10是示出本发明的第一实施方式涉及的功率放大模块的另一个结构例的图。另外,对于与图9所示的功率放大模块100A相同的结构,标注相同的附图标记,并省略说明。功率放大模块100B与功率放大模块100A的结构相比,还具备高次谐波终端电路140a、140b。
高次谐波终端电路140a(第一高次谐波终端电路)与晶体管Q1a的集电极(输出端子)连接,将晶体管Q1a输出的放大信号的高次谐波(例如,二次谐波或三次谐波等)短路。同样地,高次谐波终端电路140b(第二高次谐波终端电路)与晶体管Q1b的集电极(输出端子)连接,将晶体管Q1b输出的放大信号的高次谐波(例如,二次谐波或三次谐波等)短路。高次谐波终端电路140a、140b的结构没有特别限定,但例如也可以是将放大信号的高次谐波的频率作为谐振频率的LC串联谐振电路。
通过这样的结构,功率放大模块100B也能够得到与功率放大模块100同样的效果。此外,功率放大模块100B通过高次谐波终端电路140a、140b来衰减高次谐波,因此与功率放大模块100、100A相比,能够改善功率效率。
图11是示出本发明的第二实施方式涉及的功率放大模块的结构例的图。另外,对于与图1所示的功率放大模块100相同的结构,标注相同的附图标记,并省略说明。功率放大模块200与功率放大模块100的结构相比,具备合成电路210来代替合成电路120,具备电感器L3来代替电容器C2。
合成电路210具备电容器C5a(第三电容器)、C5b(第四电容器)、电感器L4(第四电感器)以及合成部122。电容器C5a、C5b分别串联连接在晶体管Q1a、Q1b的集电极与合成部122之间。电感器L4一端与合成部122连接,另一端被接地。另外,电感器L4的电感例如为电感器L3的电感的大致二分之一。
电感器L3(第三电感器)与电阻元件R2并联连接。具体地,电感器L3一端与晶体管Q1a的集电极连接,另一端与晶体管Q1b的集电极连接。
功率放大模块200是如下结构:更换了功率放大模块100中的电容器以及电感器的结构。也就是说,功率放大模块200中的合成电路210是如下结构,即,具备:由与信号路径串联连接的电容器C5a以及与信号路径并联的电感器L4构成的移相器(第三移相器);以及由与信号路径串联连接的电容器C5b以及与信号路径并联的电感器L4构成的移相器(第四移相器)。该移相器分别具有与L型的HPF(High Pass Filter,高通滤波器)同样的结构,各元件的常数设计为,输出信号的相位与输入信号的相位相比超前大致45度。
在合成电路210中,也与图1所示的合成电路120同样地,在不平衡模式下,从晶体管Q1a的输出端子经由电容器C5a、电感器L4以及电容器C5b而到达晶体管Q1b的输出端子的信号的相位超前大致90度,从晶体管Q1a的输出端子经由电感器L3而到达晶体管Q1b的输出端子的信号的相位滞后大致90度。由此,在不平衡模式下,可确保放大器间的隔离性。此外,在平衡模式下,能够使从放大器的输出观察到的负载侧的阻抗ZQ为实数。因此,功率放大模块200能够得到与功率放大模块100同样的效果。
图12是示出本发明的第二实施方式涉及的功率放大模块的另一个结构例的图。另外,对于与图11所示的功率放大模块200相同的结构,标注相同的附图标记,并省略说明。功率放大模块200A除了功率放大模块200的结构以外,还具备电感器L5a、L5b、电容器C6a、C6b以及输出匹配电路130。
电感器L5a以及电容器C6a、或电感器L5b以及电容器C6b分别是对晶体管Q1a或晶体管Q1b的集电极供给电压或电流的偏置电路。具体地,电感器L5a在一端被供给电源电压Vcc,另一端与晶体管Q1a的集电极和电容器C5a的连接点电连接。电感器L5b在一端被供给电源电压Vcc,另一端与晶体管Q1b的集电极和电容器C5b的连接点电连接。电容器C6a、C6b分别在一端被供给电源电压Vcc,另一端被接地。另外,关于电感器L5a、L5b以及电容器C6a、C6b的功能,因为与功率放大模块100A中的电感器L2以及电容器C4相同,所以省略详细的说明。
输出匹配电路130在一端被供给放大信号RFout1,并从另一端进行输出信号RFout2的输出。
通过这样的结构,功率放大模块200A也能够得到与功率放大模块100同样的效果。此外,在功率放大模块200A中,并联连接了对集电极供给电压或电流的偏置电路。由此,与未并联连接对集电极供给电压或电流的偏置电路的结构相比,电感器L5a、L5b以及电容器C6a、C6b的寄生电阻成为大致二分之一,能够谋求输出信号的线性等性能的提高。
另外,功率放大模块200、200A也可以与图10所示的功率放大模块100B同样地,具备高次谐波终端电路140a、140b。
图13是示出本发明的第一实施方式涉及的功率放大模块的安装例的图。另外,关于功率放大模块的构成要素,因为与图9所示的功率放大模块100A相同,所以省略说明。
如图13所示,关于功率放大模块100A,分配电路110、晶体管Q1a、Q1b、电阻元件R1a、R1b、R2以及电容器C2、C3集成化在同一基板150上。基板150例如可以是单片微波集成电路(MMIC:Monolithic Microwave Integrated Circuit)。由此,能够谋求电路规模的削减。此外,电感器L1a、L1b也可以通过表面安装部件(SMD:Surface Mount Device)或布线等而安装在构成功率放大模块100A的模块。
另外,在基板150上,电阻元件R2以及电容器C2、C3也可以安装在晶体管Q1a与晶体管Q1b之间。进而,在基板150上俯视基板150的主面的情况下,一组成对的元件(例如,晶体管Q1a与晶体管Q1b、或电容器C1a与电容器C1b等)也可以将一组不成对的元件(例如,电阻元件R2或电容器C2、C3等)作为中心而配置为线对称。通过将一组成对的元件配置为线对称,从而可抑制两个放大路径间的信号的不均衡。
此外,在功率放大模块具备图10所示的高次谐波终端电路140a、140b的情况下,高次谐波终端电路140a、140b也可以在基板150上安装为线对称。对于后述的第二实施方式涉及的功率放大模块也是同样的。
图14是示出本发明的第二实施方式涉及的功率放大模块的安装例的图。另外,关于功率放大模块的构成要素,因为与图12所示的功率放大模块200A相同,所以省略说明。
如图14所示,关于功率放大模块200A,分配电路110、晶体管Q1a、Q1b、电阻元件R1a、R1b、R2、电感器L3以及电容器C5a、C5b集成化在同一基板152上。基板152例如可以是MMIC。由此,能够谋求电路规模的削减。此外,电感器L4也可以通过SMD或布线等而安装在构成功率放大模块200A的模块。
另外,在基板152上,电阻元件R2以及电感器L3也可以安装在晶体管Q1a与晶体管Q1b之间。进而,在基板152上俯视基板152的主面的情况下,一组成对的元件(例如,晶体管Q1a与晶体管Q1b、或电容器C1a与电容器C1b等)也可以将一组不成对的元件(例如,电阻元件R2或电感器L3等)作为中心而配置为线对称。
以上,对本发明的例示性的实施方式进行了说明。功率放大模块100、100A、100B具备对晶体管Q1a、Q1b的集电极间进行电连接的电容器C2,合成电路120具备与信号路径串联连接的电感器L1a、L1b和与信号路径并联的电容器C3。由此,从晶体管Q1a的集电极输出的放大信号的相位由于经由包括电感器L1a以及电容器C3的移相器124a而滞后大致45度,且由于经由包括电感器L1b以及电容器C3的移相器124b而滞后大致45度。此外,从晶体管Q1a的集电极输出的放大信号的相位由于经由电容器C2而超前大致90度。因此,即使是一方的放大信号绕入到另一方的放大路径的情况,信号的振幅也会被抵消,可确保放大器间的隔离性。此外,因为能够设计为,从晶体管Q1a、Q1b观察到的合成电路侧的阻抗ZQ成为实数,所以与比较例相比,能够使晶体管的线性提高。
此外,在功率放大模块100、100A、100B中,电容器C3的电容也可以是电容器C2的电容的大致两倍。
此外,关于功率放大模块100、100A、100B,分配电路110、晶体管Q1a、Q1b、电阻元件R2以及电容器C2、C3也可以构成在同一基板上。由此,能够谋求电路规模的削减。
此外,功率放大模块200、200A具备对晶体管Q1a、Q1b的集电极间进行电连接的电感器L3,合成电路210具备与信号路径串联连接的电容器C5a、C5b和与信号路径并联的电感器L4。由此,从晶体管Q1a的集电极输出的放大信号的相位由于经由包括电容器C5a以及电感器L4的移相器而超前大致45度,且由于经由包括电容器C5b以及电感器L4的移相器而超前大致45度。此外,从晶体管Q1a的集电极输出的放大信号的相位由于经由电感器L3而滞后大致90度。因此,即使是一方的放大信号绕入到另一方的放大路径的情况,信号的振幅也会被抵消,可确保放大器间的隔离性。此外,因为能够设计为,从晶体管Q1a、Q1b观察到的合成电路侧的阻抗ZQ成为实数,所以与比较例相比,能够使晶体管的线性提高。
此外,在功率放大模块200、200A中,电感器L4的电感也可以是电感器L3的电感的大致二分之一。
此外,关于功率放大模块200,分配电路110、晶体管Q1a、Q1b、电阻元件R2、电感器L3以及电容器C5a、C5b也可以构成在同一基板上。由此,能够谋求电路规模的削减。
此外,功率放大模块100B具备与晶体管Q1a、Q1b的集电极连接的高次谐波终端电路140a、140b。由此,高次谐波从由晶体管Q1a、Q1b放大后的放大信号中被衰减。因此,功率放大模块100B与功率放大模块100、100A相比,可改善功率效率。
另外,以上说明过的各实施方式用于使本发明容易理解,而不是用于对本发明进行限定解释。本发明能够在不脱离其主旨的情况下进行变更/改良,并且本发明还包括其等价物。即,只要具备本发明的特征,本领域技术人员对各实施方式适当地施加了设计变更的实施方式也包含于本发明的范围。例如,各实施方式具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并非限定于例示的内容,能够适当地进行变更。此外,各实施方式是例示,能够实现在不同的实施方式中示出的结构的部分置换或组合,这是不言而喻的,只要包含本发明的特征,这些也包含于本发明的范围。
Claims (7)
1.一种功率放大模块,具备:
分配电路,将输入信号分配为第一信号和第二信号;
第一放大器,将所述第一信号放大并输出第三信号;
第二放大器,将所述第二信号放大并输出第四信号;
合成电路,在合成部将所述第三信号以及所述第四信号进行合成,并输出所述输入信号的放大信号;
电阻元件,对所述第一放大器的输出端子与所述第二放大器的输出端子之间进行电连接;以及
第一电容器,与所述电阻元件并联连接,
所述合成电路具备:
第一电感器,串联连接在所述第一放大器的输出端子与所述合成部之间;
第二电感器,串联连接在所述第二放大器的输出端子与所述合成部之间;以及
第二电容器,一端与所述合成部连接,另一端被接地,
从所述第一放大器的输出端子经由所述合成部到达所述第二放大器的输出端子的所述第三信号的相位,在由所述第一电感器以及所述第二电容器构成的第一移相器滞后大致45度,且在由所述第二电感器以及所述第二电容器构成的第二移相器滞后大致45度,
从所述第一放大器的输出端子经由所述第一电容器到达所述第二放大器的输出端子的所述第三信号的相位超前大致90度。
2.根据权利要求1所述的功率放大模块,其中,
所述第二电容器的电容是所述第一电容器的电容的大致两倍。
3.根据权利要求1或2所述的功率放大模块,其中,
所述分配电路、所述第一放大器、所述第二放大器、所述电阻元件、所述第一电容器以及所述第二电容器构成在同一基板上。
4.一种功率放大模块,具备:
分配电路,将输入信号分配为第一信号和第二信号;
第一放大器,将所述第一信号放大并输出第三信号;
第二放大器,将所述第二信号放大并输出第四信号;
合成电路,在合成部将所述第三信号以及所述第四信号进行合成,并输出所述输入信号的放大信号;
电阻元件,对所述第一放大器的输出端子与所述第二放大器的输出端子之间进行电连接;以及
第三电感器,与所述电阻元件并联连接,
所述合成电路具备:
第三电容器,串联连接在所述第一放大器的输出端子与所述合成部之间;
第四电容器,串联连接在所述第二放大器的输出端子与所述合成部之间;以及
第四电感器,一端与所述合成部连接,另一端被接地,
从所述第一放大器的输出端子经由所述合成部到达所述第二放大器的输出端子的所述第三信号的相位,在由所述第三电容器以及所述第四电感器构成的第三移相器超前大致45度,且在由所述第四电容器以及所述第四电感器构成的第四移相器超前大致45度,
从所述第一放大器的输出端子经由所述第三电感器到达所述第二放大器的输出端子的所述第三信号的相位滞后大致90度。
5.根据权利要求4所述的功率放大模块,其中,
所述第四电感器的电感是所述第三电感器的电感的大致二分之一。
6.根据权利要求4或5所述的功率放大模块,其中,
所述分配电路、所述第一放大器、所述第二放大器、所述电阻元件、所述第三电感器、所述第三电容器以及所述第四电容器构成在同一基板上。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的功率放大模块,其中,
所述功率放大模块还具备:
第一高次谐波终端电路,与所述第一放大器的输出端子连接,且将所述第三信号的高次谐波短路;以及
第二高次谐波终端电路,与所述第二放大器的输出端子连接,且将所述第四信号的高次谐波短路。
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