CN108574461A - 功率放大模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够适当地限制放大器的输出的功率放大模块。功率放大模块(10)具备：放大器(21、22、23)，将输入信号放大并输出；射极跟随器晶体管(Tr31、Tr32、Tr33)，将对放大器(21、22、23)的偏置点进行控制的偏置信号供给到放大器(21、22、23)；以及电流源(50)，将追随控制电压的变化而变化的控制电流(Iec)供给到射极跟随器晶体管(Tr31、Tr32、Tr33)的集电极。电流源(50)将控制电流(Iec)限制在上限值以下。

Description

功率放大模块
技术领域
本发明涉及功率放大模块。
背景技术
在便携式电话等移动通信终端中，使用了对发送到基站的RF(RadioFrequency，射频)信号进行放大的功率放大器。功率放大器具备对RF信号进行放大的放大器和对放大器的偏置点进行控制的偏置电路。作为这种偏置电路，例如，像在专利文献1记载的那样，已知有如下的偏置电路，其具备：对放大器供给偏置信号的射极跟随器晶体管；以及用于生成供给到该射极跟随器晶体管的集电极的恒定电压的恒定电压生成电路。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-171170号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，若使构成放大器的双极晶体管的基极-发射极间的电压恒定地进行驱动，则伴随着温度上升，集电极电流会增加。若由于集电极电流的增加而使功耗增加，则双极晶体管的温度上升，由此产生集电极电流进一步增加的热失控。在对向放大器供给偏置信号的射极跟随器晶体管的集电极供给恒定电压的现有的电路结构中，并不能抑制与热失控相伴的集电极电流的增加，因此有时会导致放大器的破坏。
此外，若由于电池电压的变动、输出负载的变动、温度变动等主要原因而使RF信号的输出超过天线开关的耐压，则有时会产生功率下降。这是由来自构成天线开关的场效应晶体管的电流泄漏造成的。
鉴于这样的问题，本发明的课题在于，适当地限制放大器的输出。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述的课题，本发明涉及的功率放大模块具备：(i)放大器，将输入信号放大并输出；(ii)射极跟随器晶体管，将对放大器的偏置点进行控制的偏置信号供给到放大器；以及(iii)电流源，将追随控制电压的变化而变化的控制电流供给到射极跟随器晶体管的集电极，并将控制电流限制在上限值以下。
发明效果
根据本发明涉及的功率放大模块，能够适当地限制放大器的输出。
附图说明
图1是本发明的实施方式1涉及的功率放大模块的电路图。
图2是本发明的实施方式1涉及的电流源的电路图。
图3是本发明的实施方式1涉及的电压电流变换电路的电路图。
图4是本发明的实施方式1涉及的温度补偿电路的电路图。
图5是示出本发明的实施方式1涉及的温度补偿电路的代替例的电路图。
图6是本发明的实施方式1涉及的合成电路的电路图。
图7是示出本发明的实施方式1涉及的温度依赖性电流It的温度变化的曲线图。
图8是示出本发明的实施方式1涉及的温度依赖性电压Vt以及电压Vfix的温度变化的曲线图。
图9是示出本发明的实施方式1涉及的电流Ib1与电压差(Vt-Vfix)的关系的曲线图。
图10是示出本发明的实施方式1涉及的进行了缩放合成的电流Iin-s1的温度变化的曲线图。
图11是示出本发明的实施方式1涉及的进行了缩放合成的电流Iin-s1与温度无关性电流Iin的关系的曲线图。
图12是本发明的实施方式2涉及的电流源的电路图。
图13是本发明的实施方式2涉及的偏移合成电路的电路图。
图14是示出本发明的实施方式2涉及的温度依赖性电流It以及电流Ifix的温度变化的曲线图。
图15是示出本发明的实施方式2涉及的进行了偏移合成的电流Iin-o1的温度变化的曲线图。
图16是示出本发明的实施方式2涉及的进行了偏移合成的电流Iin-o1与温度无关性电流Iin的关系的曲线图。
图17是本发明的实施方式3涉及的电流源的电路图。
图18是本发明的实施方式3涉及的温度补偿电路的电路图。
图19是示出本发明的实施方式3涉及的电流Ipta1以及电流Ifix1的温度变化的曲线图。
图20是示出本发明的实施方式3涉及的温度依赖性电流It1的温度变化的曲线图。
图21是示出本发明的实施方式3涉及的电流Ipta2以及电流Ifix2的温度变化的曲线图。
图22是示出本发明的实施方式3涉及的温度依赖性电流It2的温度变化的曲线图。
图23是本发明的实施方式3涉及的缩放合成电路的电路图。
图24是示出本发明的实施方式3涉及的温度依赖性电压Vt1、Vt2的温度变化的曲线图。
图25是示出本发明的实施方式3涉及的电流Ib2与电压差(Vt1-Vt2)的关系的曲线图。
图26是示出本发明的实施方式3涉及的进行了缩放合成的电流Iin-s2的温度变化的曲线图。
图27是示出本发明的实施方式3涉及的进行了缩放合成的电流Iin-s2与温度无关性电流Iin的关系的曲线图。
图28是本发明的实施方式4涉及的电流源的电路图。
图29是本发明的实施方式4涉及的偏移合成电路的电路图。
图30是示出本发明的实施方式4涉及的温度依赖性电流It1、It2的温度变化的曲线图。
图31是示出本发明的实施方式4涉及的进行了偏移合成的电流Iin-o2的温度变化的曲线图。
图32是示出本发明的实施方式4涉及的进行了偏移合成的电流Iin-o2与温度无关性电流Iin的关系的曲线图。
附图标记说明
10：功率放大模块，20：放大电路，21、22、23：放大器，30：偏置电路，40：控制IC，50：电流源，51：电压电流变换电路，52：温度补偿电路，53：合成电路，54：缩放合成电路，55：输出电路，56：偏移合成电路，57：温度补偿电路，58：缩放合成电路，59：偏移合成电路，60：电流源，70：基带IC，80：RFIC，90：天线开关，100：天线，Tr31、Tr32、Tr33、Tr34：射极跟随器晶体管。
具体实施方式
以下，参照各图对本发明的实施方式进行说明。在此，同一附图标记表示同一电路元件，省略重复的说明。
图1是本发明的实施方式1涉及的功率放大模块10的电路图。功率放大模块10在便携式电话等移动通信终端中，将输入信号RFin的功率放大至发送到基站所需的水平，并输出放大信号RFout。在此，输入信号RFin是根据给定的通信方式进行了调制的RF信号。功率放大模块10具备放大电路20和偏置电路30。放大电路20具备进行了多级连接的多个放大器21、22、23。
基带IC(Integrated Circuit)70根据预先确定的通信方式进行通信信息的编码以及调制，并通过数字信号处理生成基带信号。RFIC(Radio Frequency IntegratedCircuit，射频集成电路)80通过按照叠加在基带信号的信息对载波进行调制，从而生成输入信号RFin。
放大器21对输入信号RFin进行放大并输出放大信号。放大器22对从放大器21输出的放大信号进一步进行放大并输出放大信号。放大器23对从放大器22输出的放大信号进一步进行放大并输出放大信号RFout。在RFIC80的输出与放大器21的输入之间、放大器21的输出与放大器22的输入之间、放大器22的输出与放大器23的输入之间、以及放大器23的输出与天线开关90之间，分别配置有匹配电路MN1、MN2、MN3、MN4。匹配电路MN1、MN2、MN3、MN4分别使前级的电路与后级的电路之间的阻抗匹配。放大信号RFout通过天线开关90从天线100被发送。另外，虽然在图1所示的例子中，将放大器21、22、23的连接级数设为3，但是只要根据放大信号RFout的输出电平将连接级数确定为任意数即可。另外，在时分复用方式的情况下，天线开关90用于对发送和接收进行切换。此外，放大电路20也可以具备并联连接的多个放大器，在该情况下，天线开关90将来自从并联连接的多个放大器中选择的任一个放大器的放大信号引导至天线100。
放大器21例如具备发射极接地形式的晶体管Tr21。对晶体管Tr21的基极供给输入信号RFin，并从其集电极输出放大信号。此外，晶体管Tr21的集电极通过电感器元件L1与电源电压Vcc连接。放大器22与放大器21同样地，具备发射极接地形式的晶体管Tr22。对晶体管Tr22的基极供给来自晶体管Tr21的放大信号，并从其集电极输出进一步被放大的放大信号。此外，晶体管Tr22的集电极通过电感器元件L2与电源电压Vcc连接。放大器23与放大器21、22同样地，具备发射极接地形式的晶体管Tr23。对晶体管Tr23的基极供给来自晶体管Tr22的放大信号，并从其集电极输出进一步被放大的放大信号RFout。此外，晶体管Tr23的集电极通过电感器元件L3与电源电压Vcc连接。另外，晶体管Tr21、Tr22、Tr23例如是异质结双极晶体管。此外，放大器21、22、23也可以分别将晶体管Tr21、Tr22、Tr23作为指(单位晶体管)而具有并联连接多个指而成的多指构造。
偏置电路30具备多个射极跟随器晶体管Tr31、Tr32、Tr33和控制IC40。控制IC40具备电流源50、60。电流源50将追随控制电压的变化而变化的控制电流Iec供给到射极跟随器晶体管Tr31、Tr32、Tr33各自的集电极。该控制电压用于控制放大信号RFout的信号电平，也被称作电平控制电压。在本实施方式中，作为控制电压，例示恒定电压以及斜坡电压。电流源50生成以及输出追随从恒定电压以及斜坡电压之中例如根据通信方式选择的任一方的控制电压的变化而变化的控制电流Iec。在此，恒定电压具有如下的电压波形，即，相对于时间变化，其电压值不变化，是恒定的。此外，斜坡电压例如具有其电压值相对于时间变化而线性地增加的电压波形(例如，三角波或梯形波等)。电流源50将控制电流Iec限制在上限值以下。该上限值不是固定值，而是根据控制电压的电平而可变的。电流源60将恒定电流Ieb供给到射极跟随器晶体管Tr31、Tr32、Tr33各自的基极。从电流源50供给的控制电流Iec和从电流源60供给的恒定电流Ieb相互独立地被控制。在对电流源50、60进行区分的情况下，将前者称作第一电流源，将后者称作第二电流源。另外，控制IC40也可以代替电流源60而具备用于将恒定电压供给到射极跟随器晶体管Tr31、Tr32、Tr33各自的基极的恒压源(对于后述的实施方式2至4也是同样的)。
射极跟随器晶体管Tr31的发射极将对放大器21的偏置点(工作点)进行控制的偏置信号通过基极镇流电阻元件R1供给到放大器21。该偏置信号被供给到晶体管Tr21的基极。同样地，射极跟随器晶体管Tr32的发射极将对放大器22的偏置点进行控制的偏置信号通过基极镇流电阻元件R2供给到放大器22。该偏置信号被供给到晶体管Tr22的基极。此外，同样地，射极跟随器晶体管Tr33的发射极将对放大器23的偏置点进行控制的偏置信号通过基极镇流电阻元件R3供给到放大器23。该偏置信号被供给到晶体管Tr23的基极。另外，所谓偏置信号，是指偏置电流或偏置电压。
在晶体管Tr21中，若使其基极-发射极间的电压恒定地进行驱动，则伴随着温度上升，集电极电流增加。若由于集电极电流的增加而使功耗增加，则双极晶体管Tr21的温度上升，由此产生集电极电流进一步增加这样的正反馈(热失控)。另一方面，在射极跟随器晶体管Tr31的基极与接地之间，串联连接有二极管D311、D312。二极管D311、D312的正向电压具有伴随着温度上升而下降的温度特性，因此射极跟随器晶体管Tr31的基极电位伴随着温度上升而下降。由此，能够抑制晶体管Tr21的热失控。同样地，由于串联连接在射极跟随器晶体管Tr32的基极与接地之间的二极管D321、D322的温度特性，射极跟随器晶体管Tr32的基极电位伴随着温度上升而下降。由此，能够抑制晶体管Tr22的热失控。此外，同样地，由于串联连接在射极跟随器晶体管Tr33的基极与接地之间的二极管D331、D332的温度特性，射极跟随器晶体管Tr33的基极电位伴随着温度上升而下降。由此，能够抑制晶体管Tr23的热失控。
图2是实施方式1涉及的电流源50的电路图。电流源50具有抑制控制电流Iec的温度变化的温度补偿功能。电流源50具备电压电流变换电路51、温度补偿电路52以及合成电路53。电压电流变换电路51将从恒定电压Vconst以及斜坡电压Vramp中选择的任一方的控制电压变换为温度无关性电流Iin。温度补偿电路52生成对控制电流Iec的温度变化进行补偿的温度依赖性电流It。合成电路53从温度无关性电流Iin以及温度依赖性电流It生成以及输出控制电流Iec。合成电路53具备缩放合成电路54以及输出电路55。缩放合成电路54从温度无关性电流Iin以及温度依赖性电流It生成进行了缩放合成的电流Iin-s1。输出电路55从电流Iin-s1生成以及输出控制电流Iec。
图3是实施方式1涉及的电压电流变换电路51的电路图。电压电流变换电路51具备运算放大器OP1、N沟道场效应晶体管NM1、P沟道场效应晶体管PM1、PM2、以及电阻元件R4。对运算放大器OP1的同相输入端子输入从恒定电压Vconst以及斜坡电压Vramp中选择的任一方的控制电压。运算放大器OP1的输出端子与N沟道场效应晶体管NM1的栅极连接。运算放大器OP1的反相输入端子与N沟道场效应晶体管NM1的源极连接。此外，在N沟道场效应晶体管NM1的源极和运算放大器OP1的反相输入端子的连接点与接地之间，连接有电阻元件R4。P沟道场效应晶体管PM1的源极与电源电压Vcc连接，P沟道场效应晶体管PM1的漏极与N沟道场效应晶体管NM1的漏极连接。P沟道场效应晶体管PM1的漏极与P沟道场效应晶体管PM1的栅极连接。P沟道场效应晶体管PM2的源极与电源电压Vcc连接，P沟道场效应晶体管PM2的栅极与P沟道场效应晶体管PM1的栅极连接。若将流过P沟道场效应晶体管PM1、N沟道场效应晶体管NM1、以及电阻元件R4的电流设为I1，则电流I1等于将控制电压除以电阻元件R4的电阻值的值。在P沟道场效应晶体管PM2的漏极-源极间，流过与电流I1成比例的温度无关性电流Iin。该温度无关性电流Iin是不具有温度特性的温度无关性电流，与控制电压成比例。因此，在作为控制电压而选择了恒定电压Vconst的情况下，不会有控制电压的变动，对运算放大器OP1的同相输入端子输入恒定的电压(上限值)。由此，可设定温度无关性电流Iin的上限值，因此能够将电流源50供给的控制电流Iec限制在上限值以下。
图4是实施方式1涉及的温度补偿电路52的电路图。温度补偿电路52具备运算放大器OP2、N沟道场效应晶体管NM2、P沟道场效应晶体管PM3、PM4、电阻元件R5、以及二极管D1。对运算放大器OP2的同相输入端供给恒定的电压Vref。运算放大器OP2的输出端子与N沟道场效应晶体管NM2的栅极连接。运算放大器OP2的反相输入端子与N沟道场效应晶体管NM2的源极连接。此外，在N沟道场效应晶体管NM2的源极和运算放大器OP2的反相输入端子的连接点与接地之间，串联地连接有电阻元件R5以及二极管D1。P沟道场效应晶体管PM3的源极与电源电压Vcc连接，P沟道场效应晶体管PM3的漏极与N沟道场效应晶体管NM2的漏极连接。P沟道场效应晶体管PM3的漏极与P沟道场效应晶体管PM3的栅极连接。P沟道场效应晶体管PM4的源极与电源电压Vcc连接，P沟道场效应晶体管PM4的栅极与P沟道场效应晶体管PM3的栅极连接。若将流过P沟道场效应晶体管PM3、N沟道场效应晶体管NM2、电阻元件R5、以及二极管D1的电流设为I2，则电流I2具有根据二极管D1的温度特性而变化的正的温度特性。期望对P沟道场效应晶体管PM3、PM4的栅极宽度以及电阻R5的电阻值进行调整，使得二极管D1的温度特性例如与图1所示的二极管D311、312、321、322、331、332的温度特性相同。在P沟道场效应晶体管PM4的漏极-源极间，流过与电流I2成比例的温度依赖性电流It。该温度依赖性电流It是对控制电流Iec的温度变化进行补偿的具有温度依赖性的电流。
图5是示出实施方式1涉及的温度补偿电路52的代替例的电路图。温度补偿电路52也可以代替图4所示的电路结构而具有例如图5所示的电路结构。温度补偿电路52具备恒流源J1、运算放大器OP3、N沟道场效应晶体管NM3、P沟道场效应晶体管PM5、PM6、PM7、PM8、电阻元件R6、R7、R8、以及二极管D2、D3。P沟道场效应晶体管PM5、PM6进行电流反射镜连接。P沟道场效应晶体管PM5的源极与电源电压Vcc连接。在P沟道场效应晶体管PM5的漏极-源极间，流过从恒流源J1供给的恒定电流。P沟道场效应晶体管PM6的源极与电源电压Vcc连接，P沟道场效应晶体管PM6的漏极与N沟道场效应晶体管NM3的漏极连接。N沟道场效应晶体管NM3的栅极与运算放大器OP3的输出端子连接，N沟道场效应晶体管NM3的源极与接地连接。
P沟道场效应晶体管PM7的源极与电源电压Vcc连接，P沟道场效应晶体管PM7的栅极与P沟道场效应晶体管PM6的漏极连接。同样地，P沟道场效应晶体管PM8的源极与电源电压Vcc连接，P沟道场效应晶体管PM8的栅极与P沟道场效应晶体管PM6的漏极连接。
在运算放大器OP3的同相输入端子与接地之间，连接有二极管D2，在运算放大器OP3的同相输入端子与P沟道场效应晶体管PM7的漏极之间，连接有电阻元件R6。在运算放大器OP3的反相输入端子与接地之间，串联地连接有电阻元件R8和被并联连接的多个二极管D3。在运算放大器OP3的反相输入端子与P沟道场效应晶体管PM7的漏极之间，连接有电阻元件R7。
对运算放大器OP3的同相输入端子输入反映了二极管D2的温度特性的电压，对运算放大器OP3的反相输入端子输入反映了多个二极管D3的温度特性的电压。通过调整电阻R6、R7、R8的各电阻值，能够使从P沟道场效应晶体管PM8的漏极输出的温度依赖性电流It具有正的温度特性。该温度依赖性电流It是对控制电流Iec的温度变化进行补偿的具有温度依赖性的电流。
图6是实施方式1涉及的合成电路53的电路图。合成电路53具备缩放合成电路54以及输出电路55。缩放合成电路54具备N沟道场效应晶体管NM4、NM5、NM6、P沟道场效应晶体管PM9、PM10、以及电阻元件R9。P沟道场效应晶体管PM9、PM10各自的源极被连接，对其连接点供给温度无关性电流Iin。对P沟道场效应晶体管PM9的栅极供给电压Vt。该电压Vt是与流过温度依赖性电流It的电阻元件R9的电压相等的温度依赖性电压。P沟道场效应晶体管PM9的漏极与N沟道场效应晶体管NM4的漏极连接。N沟道场效应晶体管NM4的栅极与N沟道场效应晶体管NM4的漏极连接，N沟道场效应晶体管NM4的源极与接地连接。对P沟道场效应晶体管PM10的栅极供给电压Vfix。P沟道场效应晶体管PM10的漏极与N沟道场效应晶体管NM5的漏极连接。N沟道场效应晶体管NM5的栅极与N沟道场效应晶体管NM5的漏极连接，N沟道场效应晶体管NM5的源极与接地连接。此外，N沟道场效应晶体管NM5、NM6进行电流反射镜连接。
流过电阻元件R9的温度依赖性电流It具有其电流值伴随着温度增加而增加的正的温度特性(参照图7)。因为温度依赖性电流It相对于温度变化的变化量是恒定的，所以温度依赖性电流It具有一次(直线)的变化特性。因此，对P沟道场效应晶体管PM9的栅极供给的电压Vt具有其电压值伴随着温度增加而增加的正的温度特性(参照图8)。另一方面，对P沟道场效应晶体管PM10的栅极供给的电压Vfix是不具有温度依赖性的恒定电压(参照图8)。电压Vt以及电压Vfix在常温(例如，25℃)一致。若与常温相比成为高温，则电压Vt变得大于电压Vfix，若与常温相比成为低温，则电压V变得小于电压Vfix。将流过P沟道场效应晶体管PM9以及N沟道场效应晶体管NM4各自的沟道的电流设为Ia1。此外，将流过P沟道场效应晶体管PM10以及N沟道场效应晶体管NM5各自的沟道的电流设为Ib1。此时，Iin＝(Ia1+Ib1)的关系成立。电流Ib1和电压Vt与电压Vfix之差(Vt-Vfix)成比例(参照图9)。流过N沟道场效应晶体管NM6的漏极-源极间的电流Iin-s1与电流Ib1成比例。这样，能够从温度无关性电流Iin以及温度依赖性电流It生成进行了缩放合成的电流Iin-s1。电流Iin-s1具有其电流值伴随着温度增加而增加的正的温度特性(参照图10)。若在横轴取温度无关性电流Iin的值，在纵轴取电流Iin-s1的值，则可得到图11所示的曲线图。若与常温相比成为低温，则曲线图的斜率变缓，若与常温相比成为高温，则曲线图的斜率变陡。在缩放合成中，任一曲线图均通过原点，根据温度对曲线图的斜率进行控制。在此，图11所示的曲线图的斜率是电流Iin-s1相对于温度无关性电流Iin的比。像这样，在缩放合成中，根据温度来调整电流Iin-s1相对于温度无关性电流Iin的比。若将该比称作修正系数，则缩放合成电路54具有对温度无关性电流Iin乘以与温度相应的修正系数而生成电流Iin-s1的功能。
在此，返回到图6的说明。输出电路55具备恒流源J2、运算放大器OP4、N沟道场效应晶体管NM6、NM7、NM8、NM9、NM10、以及P沟道场效应晶体管PM11、PM12、PM13、PM14。对运算放大器OP4的反相输入端子供给电压Vset。运算放大器OP4的同相输入端子与P沟道场效应晶体管PM13的漏极连接，运算放大器OP4的输出端子与P沟道场效应晶体管PM11的栅极连接。P沟道场效应晶体管PM11的源极与电源电压Vcc连接，P沟道场效应晶体管PM11的漏极与P沟道场效应晶体管PM13的源极连接。P沟道场效应晶体管PM12的源极与电源电压Vcc连接，P沟道场效应晶体管PM12的漏极与P沟道场效应晶体管PM14的源极连接。P沟道场效应晶体管PM11的栅极与P沟道场效应晶体管PM12的栅极连接。P沟道场效应晶体管PM13的栅极与P沟道场效应晶体管PM14的栅极连接。P沟道场效应晶体管PM14的栅极与P沟道场效应晶体管PM14的漏极连接。
N沟道场效应晶体管NM6、NM7各自的栅极与N沟道场效应晶体管NM5的栅极连接。N沟道场效应晶体管NM6的漏极与P沟道场效应晶体管PM13的漏极连接。N沟道场效应晶体管NM7的漏极与P沟道场效应晶体管PM14的漏极连接。N沟道场效应晶体管NM6、NM7各自的源极与接地连接。
从与电源电压Vcc连接的恒流源J2对N沟道场效应晶体管NM8的漏极供给恒定电流。N沟道场效应晶体管NM8的栅极与N沟道场效应晶体管NM8的漏极连接。N沟道场效应晶体管NM8的源极与接地连接。N沟道场效应晶体管NM9的漏极与P沟道场效应晶体管PM13的源极连接。N沟道场效应晶体管NM9的栅极与N沟道场效应晶体管NM8的栅极连接。N沟道场效应晶体管NM9的源极与接地连接。N沟道场效应晶体管NM10的漏极与P沟道场效应晶体管PM12的漏极连接。N沟道场效应晶体管NM10的栅极与N沟道场效应晶体管NM8的漏极连接。N沟道场效应晶体管NM10的源极与接地连接。通过从对N沟道场效应晶体管NM10的漏极和P沟道场效应晶体管PM12的漏极进行连接的电流路径分支的电流路径输出控制电流Iec。
若将流过N沟道场效应晶体管NM9、NM10各自的电流设为I9、I10，则电流I9、I10与从恒流源J2供给的电流成比例。若将流过N沟道场效应晶体管NM7的电流设为I7，则电流I7与电流Iin-s1成比例。若将流过P沟道场效应晶体管PM11、PM12各自的电流设为I11、I12，则电流I12与电流I11成比例。此外，电流I11成为电流I9与电流Iin-s1之和。电流I12成为电流I7、电流I10以及控制电流Iec之和。像这样，输出电路55具有基于电流Iin-s1生成以及输出控制电流Iec的功能。
根据实施方式1，电流源50能够将供给到射极跟随器晶体管Tr31、Tr32、Tr33的集电极的控制电流Iec限制在上限值以下。由此，能够抑制伴随着晶体管Tr21、Tr22、Tr23的热失控的集电极电流的增加。此外，控制IC40还具备将恒定电流Ieb供给到射极跟随器晶体管Tr31、Tr32、Tr33的基极的电流源60，因此能够有效地抑制伴随着晶体管Tr21、Tr22、Tr23的热失控的集电极电流的增加。此外，通过对具有一次的变化特性的温度依赖性电流It以及温度无关性电流Iin进行缩放合成，从而能够对控制电流Iec的温度变化进行补偿。此外，通过控制电流Iec的限制对来自放大器21、22、23的输出适当地进行限制，由此能够避免由来自构成天线开关90的场效应晶体管的电流泄漏造成的功率下降。
图12是实施方式2涉及的电流源50的电路图。实施方式2涉及的电流源50的合成电路53与实施方式1涉及的电流源50的合成电路53的不同点在于，代替实施方式1的缩放合成电路54而具备偏移合成电路56。偏移合成电路56从温度无关性电流Iin以及温度依赖性电流It生成进行了偏移合成的电流Iin-o1。输出电路55基于电流Iin-o1生成以及输出控制电流Iec。另外，温度依赖性电流It具有一次的变化特性。
图13是实施方式2涉及的偏移合成电路56的电路图。实施方式2涉及的输出电路55的电路结构与实施方式1涉及的输出电路55的电路结构相同，因此对偏移合成电路56的电路结构进行说明。偏移合成电路56具备恒流源J3以及N沟道场效应晶体管NM11、NM12、NM13、NM14。从与电源电压Vcc连接的恒流源J3对N沟道场效应晶体管NM11的漏极供给恒定电流。N沟道场效应晶体管NM11的源极与接地连接。N沟道场效应晶体管NM11的栅极与N沟道场效应晶体管NM12的栅极连接。N沟道场效应晶体管NM11的漏极与N沟道场效应晶体管NM11的栅极连接。N沟道场效应晶体管NM12、NM13的漏极被相互连接，对其连接点供给温度依赖性电流It以及温度无关性电流Iin。N沟道场效应晶体管NM12、NM13各自的源极与接地连接。N沟道场效应晶体管NM13的栅极与N沟道场效应晶体管NM13的漏极连接。N沟道场效应晶体管NM14的栅极与N沟道场效应晶体管NM13的栅极连接。N沟道场效应晶体管NM14的源极与接地连接。
若将流过N沟道场效应晶体管NM12的漏极-源极间的电流设为Ifix，则电流Ifix是与从恒流源J3供给的恒定电流成比例且不具有温度依赖性的固定电流(参照图14)。温度依赖性电流It以及电流Ifix在常温一致。若与常温相比成为高温，则温度依赖性电流It变得大于电流Ifix，若与常温相比成为低温，则温度依赖性电流It变得小于电流Ifix。流过N沟道场效应晶体管NM13的漏极-源极间的电流成为(Iin+It-Ifix)。流过N沟道场效应晶体管NM14的漏极-源极间的电流Iin-o1与(Iin+It-Ifix)成比例。这样，能够从温度无关性电流Iin以及温度依赖性电流It生成进行了偏移合成的电流Iin-o1。电流Iin-o1具有其电流值伴随着温度增加而增加的正的温度特性(参照图15)。若在横轴取温度无关性电流Iin的值，在纵轴取电流Iin-o1的值，则可得到图16所示的曲线图。虽然常温、低温、以及高温各自时的曲线图的斜率相同，但是在偏移合成中，越是高温，与温度无关性电流Iin的值相加的修正值越大。若将该修正值称作电流修正值，则偏移合成电路56具有将与温度相应的电流修正值与温度无关性电流Iin相加而生成电流Iin-o1的功能。在此，图16的曲线图的斜率是电流Iin-o1相对于温度无关性电流Iin的比。
根据实施方式2，通过对具有一次的变化特性的温度依赖性电流It以及温度无关性电流Iin进行偏移合成，从而能够对控制电流Iec的温度变化进行补偿。
图17是实施方式3涉及的电流源50的电路图。实施方式3涉及的电流源50与实施方式1涉及的电流源50的不同点在于，代替实施方式1的温度补偿电路52而具备温度补偿电路57。此外，实施方式3涉及的电流源50的合成电路53与实施方式1涉及的电流源50的合成电路53的不同点在于，代替实施方式1的缩放合成电路54而具备缩放合成电路58。温度补偿电路57生成对控制电流Iec的温度变化进行补偿的温度依赖性电流It1、It2。缩放合成电路58从温度无关性电流Iin以及温度依赖性电流It1、It2生成进行了缩放合成的电流Iin-s2。输出电路55基于电流Iin-s2生成以及输出控制电流Iec。
图18是实施方式3涉及的温度补偿电路57的电路图。温度补偿电路57具备恒流源J4、运算放大器OP5、N沟道场效应晶体管NM15、NM16、NM17、NM18、NM19、P沟道场效应晶体管PM15、PM16、PM17、PM18、PM19、PM20、PM21、PM22、PM23、PM24、电阻元件Ri0、以及二极管D4。对运算放大器OP5的同相输入端供给恒定的电压Vref。运算放大器OP5的输出端子与N沟道场效应晶体管NM15的栅极连接。运算放大器OP5的反相输入端子与N沟道场效应晶体管NM15的源极连接。此外，在N沟道场效应晶体管NM15的源极和运算放大器OP5的反相输入端子的连接点与接地之间，串联地连接有电阻元件R10以及二极管D4。P沟道场效应晶体管PM15的源极与电源电压Vcc连接，P沟道场效应晶体管PM15的漏极与N沟道场效应晶体管NM15的漏极连接。P沟道场效应晶体管PM15的栅极与P沟道场效应晶体管PM15的漏极连接。
P沟道场效应晶体管PM17的源极与电源电压Vcc连接。在P沟道场效应晶体管PM17的漏极-源极间，流过从恒流源J4供给的恒定电流。P沟道场效应晶体管PM16的源极与电源电压Vcc连接。P沟道场效应晶体管PM16的栅极与P沟道场效应晶体管PM15的栅极连接。P沟道场效应晶体管PM16的漏极与N沟道场效应晶体管NM16的漏极连接。P沟道场效应晶体管PM18的源极与电源电压Vcc连接。P沟道场效应晶体管PM18的栅极与P沟道场效应晶体管PM17的栅极连接。P沟道场效应晶体管PM18的漏极与N沟道场效应晶体管NM17的漏极连接。N沟道场效应晶体管NM16的漏极与N沟道场效应晶体管NM16的源极连接。N沟道场效应晶体管NM16的栅极与N沟道场效应晶体管NM17的栅极连接。N沟道场效应晶体管NM16、NM17各自的源极与接地连接。
P沟道场效应晶体管PM19的源极与电源电压Vcc连接。P沟道场效应晶体管PM19的栅极与P沟道场效应晶体管PM19的漏极连接。P沟道场效应晶体管PM19的漏极与N沟道场效应晶体管NM17的漏极连接。P沟道场效应晶体管PM20的源极与电源电压Vcc连接。P沟道场效应晶体管PM20的栅极与P沟道场效应晶体管PM19的栅极连接。
P沟道场效应晶体管PM21的源极与电源电压Vcc连接。P沟道场效应晶体管PM21的栅极与P沟道场效应晶体管PM17的栅极连接。P沟道场效应晶体管PM21的漏极与N沟道场效应晶体管NM18的漏极连接。P沟道场效应晶体管PM22的源极与电源电压Vcc连接。P沟道场效应晶体管PM22的栅极与P沟道场效应晶体管PM16的栅极连接。P沟道场效应晶体管PM22的漏极与N沟道场效应晶体管NM19的漏极连接。N沟道场效应晶体管NM18的漏极与N沟道场效应晶体管NM18的栅极连接。N沟道场效应晶体管NM18的栅极与N沟道场效应晶体管NM19的栅极连接。N沟道场效应晶体管NM18、NM19各自的源极与接地连接。
P沟道场效应晶体管PM23的源极与电源电压Vcc连接。P沟道场效应晶体管PM23的栅极与P沟道场效应晶体管PM24的栅极连接。P沟道场效应晶体管PM23的漏极与N沟道场效应晶体管NM19的漏极连接。P沟道场效应晶体管PM23的栅极与P沟道场效应晶体管PM23的漏极连接。P沟道场效应晶体管PM24的源极与电源电压Vcc连接。
将流过P沟道场效应晶体管PM15、N沟道场效应晶体管NM15、电阻元件R10、以及二极管D4的电流设为I15。电流I15具有根据二极管D4的温度特性而变化的正的温度特性。二极管D4的温度特性例如期望与图1所示的二极管D311、312、321、322、331、332的温度特性相同。
将流过N沟道场效应晶体管NM17的漏极-源极间的电流设为Iptat1。因为P沟道场效应晶体管PM15、PM16、以及N沟道场效应晶体管NM16、NM17进行电流反射镜连接，所以电流Iptat1与电流I15成比例。将流过P沟道场效应晶体管PM18的漏极-源极间的电流设为Ifix1。因为P沟道场效应晶体管PM17、PM18进行电流反射镜连接，所以电流Ifix1是与从恒流源J4供给的恒定电流成比例且不具有温度依赖性的固定电流(参照图19)。电流Iptat1以及电流Ifix1在常温一致。若与常温相比成为高温，则电流Iptat1变得大于电流Ifix1，若与常温相比成为低温，则电流Iptat1变得小于电流Ifix1。在P沟道场效应晶体管PM19的漏极-源极间，在常温以上的温度，流过从电流Iptat1减去了电流Ifix1的电流。在P沟道场效应晶体管PM20的漏极-源极间，流过与在P沟道场效应晶体管PM19的漏极-源极间流过的电流成比例的温度依赖性电流It1。该温度依赖性电流It1是对常温以上的温度时的控制电流Iec的温度变化进行补偿的具有温度依赖性的电流(参照图20)。
将流过P沟道场效应晶体管PM22的漏极-源极间的电流设为Iptat2。因为P沟道场效应晶体管PM15、PM16、PM22进行电流反射镜连接，所以电流Iptat2与电流I15成比例。将流过P沟道场效应晶体管PM21的漏极-源极间的电流设为Ifix2。因为P沟道场效应晶体管PM17、PM21进行电流反射镜连接，所以电流Ifix2是与从恒流源J4供给的恒定电流成比例且不具有温度依赖性的固定电流(参照图21)。电流Iptat2以及电流Ifix2在常温一致。若与常温相比成为高温，则电流Iptat2变得大于电流Ifix2，若与常温相比成为低温，则电流Iptat2变得小于电流Ifix2。在P沟道场效应晶体管PM23的漏极-源极间，在低于常温的温度，流过从电流Ifix2减去了电流Iptat2的电流。在P沟道场效应晶体管PM24的漏极-源极间，流过与在P沟道场效应晶体管PM23的漏极-源极间流过的电流成比例的温度依赖性电流It2。该温度依赖性电流It2是对低于常温的温度时的控制电流Iec的温度变化进行补偿的具有温度依赖性的电流(参照图22)。
常温以上的温度时的温度依赖性电流It1相对于温度变化的变化量与低于常温的温度时的温度依赖性电流It2相对于温度变化的变化量相互不同，因此温度依赖性电流It1、It2具有二次的变化特性。
图23是实施方式3涉及的缩放合成电路58的电路图。实施方式3涉及的输出电路55的电路结构与实施方式1涉及的输出电路55的电路结构相同，因此对缩放合成电路58的电路结构进行说明。缩放合成电路58具备N沟道场效应晶体管NM20、NM21、NM22、P沟道场效应晶体管PM25、PM26、以及电阻元件R11、R12。P沟道场效应晶体管PM25、PM26各自的源极被连接，对其连接点供给温度无关性电流Iin。对P沟道场效应晶体管PM25的栅极供给电压Vt1。该电压Vt1是与流过温度依赖性电流It1的电阻元件R11的电压相等的温度依赖性电压。P沟道场效应晶体管PM25的漏极与N沟道场效应晶体管NM20的漏极连接。N沟道场效应晶体管NM20的栅极与N沟道场效应晶体管NM20的漏极连接，N沟道场效应晶体管NM20的源极与接地连接。对P沟道场效应晶体管PM26的栅极供给电压Vt2。该电压Vt2是与流过温度依赖性电流It2的电阻元件R12的电压相等的温度依赖性电压。P沟道场效应晶体管PM26的漏极与N沟道场效应晶体管NM21的漏极连接。N沟道场效应晶体管NM21的栅极与N沟道场效应晶体管NM21的漏极连接，N沟道场效应晶体管NM21的源极与接地连接。此外，N沟道场效应晶体管NM21、NM22进行电流反射镜连接。
电压Vt1在常温以上具有其电压值伴随着温度增加而增加的正的温度特性，电压Vt2在低于常温时具有其电压值伴随着温度增加而减少的负的温度特性(参照图24)。电压Vt1以及电压Vt2在常温一致。在与常温相比为高温时，电压Vt2的值为零，在与常温相比为低温时，电压Vt1的值为零。将流过P沟道场效应晶体管PM25以及N沟道场效应晶体管NM20各自的沟道的电流设为Ia2。此外，将流过P沟道场效应晶体管PM26以及N沟道场效应晶体管NM21各自的沟道的电流设为Ib2。此时，Iin＝(Ia2+Ib2)的关系成立。电流Ib2和电压Vt1与电压Vt2之差(Vt1-Vt2)成比例(参照图25)。流过N沟道场效应晶体管NM22的漏极-源极间的电流Iin-s2与电流Ib2成比例。这样，能够从温度无关性电流Iin以及温度依赖性电流It1、It2生成进行了缩放合成的电流Iin-s2。电流Iin-s2具有其电流值伴随着温度增加而增加的正的温度特性，且常温以上的温度时的温度修正值与低于常温的温度时的温度修正值不同(参照图26)。若在横轴取温度无关性电流Iin的值，在纵轴取电流Iin-s2的值，则可得到如图27所示的曲线图。若与常温相比成为低温，则曲线图的斜率变缓，若与常温相比成为高温，则曲线图的斜率变陡。在缩放合成中，任一曲线图均通过原点，且根据温度对曲线图的斜率进行控制。在此，图27所示的曲线图的斜率是电流Iin-s2相对于温度无关性电流Iin的比。像这样，在缩放合成中，根据温度来调整电流Iin-s2相对于温度无关性电流Iin的比。若将该比称作修正系数，则缩放合成电路58具有对温度无关性电流Iin乘以与温度相应的修正系数而生成电流Iin-s2的功能。
根据实施方式3，通过对具有二次的变化特性的温度依赖性电流It1、It2以及温度无关性电流Iin进行缩放合成，从而能够对控制电流Iec的温度变化进行补偿。
图28是实施方式4涉及的电流源50的电路图。实施方式4涉及的电流源50的合成电路53与实施方式3涉及的电流源50的合成电路53的不同点在于，代替实施方式3的缩放合成电路58而具备偏移合成电路59。偏移合成电路59从温度无关性电流Iin以及温度依赖性电流It1、It2生成进行了偏移合成的电流Iin-o2。输出电路55从电流Iin-o2生成以及输出控制电流Iec。另外，温度依赖性电流It1、It2具有二次的变化特性。
图29是实施方式4涉及的偏移合成电路59的电路图。实施方式4涉及的输出电路55的电路结构与实施方式1涉及的输出电路55的电路结构相同，因此对偏移合成电路59的电路结构进行说明。偏移合成电路59具备N沟道场效应晶体管NM23、NM24、NM25、NM26。对N沟道场效应晶体管NM23的漏极供给温度依赖性电流It2。N沟道场效应晶体管NM23的漏极与N沟道场效应晶体管NM23的栅极连接。N沟道场效应晶体管NM23的栅极与N沟道场效应晶体管NM24的栅极连接。N沟道场效应晶体管NM23的源极与接地连接。N沟道场效应晶体管NM24、NM25的漏极被相互连接，对其连接点供给温度依赖性电流It1以及电流Iin。
温度依赖性电流It1在常温以上具有其电流值伴随着温度增加而增加的正的温度特性，温度依赖性电流It2在低于常温时具有其电压值伴随着温度增加而减少的负的温度特性(参照图30)。温度依赖性电流It1以及温度依赖性电流It2在常温一致。在与常温相比为高温时，温度依赖性电流It2的值为零，在与常温相比为低温时，温度依赖性电流It1的值为零。若将进行了电流反射镜连接的N沟道场效应晶体管NM23、NM24的电流反射镜比设为1，则流过N沟道场效应晶体管NM24的漏极-源极间的电流为It2。流过N沟道场效应晶体管NM25的漏极-源极间的电流成为(Iin+It1-It2)。流过N沟道场效应晶体管NM26的漏极-源极间的电流Iin-o2与(Iin+It1-It2)成比例。这样，能够从温度无关性电流Iin以及温度依赖性电流It1、It2生成进行了偏移合成的电流Iin-o2。电流Iin-o2具有其电流值伴随着温度增加而增加的正的温度特性(参照图31)。若在横轴取温度无关性电流Iin的值，在纵轴取电流Iin-o2的值，则可得到如图32所示的曲线图。虽然常温、低温、以及高温各自时的曲线图的斜率相同，但是在偏移合成中，越是高温，与温度无关性电流Iin的值相加的修正值越大。若将该修正值称作电流修正值，则偏移合成电路59具有将与温度相应的电流修正值与温度无关性电流Iin相加而生成电流Iin-o2的功能。在此，图32的曲线图的斜率是电流Iin-o2相对于温度无关性电流Iin的比。
根据实施方式4，通过对具有二次的变化特性的温度依赖性电流It1、It2以及温度无关性电流Iin进行偏移合成，从而能够对控制电流Iec的温度变化进行补偿。
以上说明的各实施方式用于使本发明容易理解，并非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或改良，并且本发明还包含其等价物。即，只要具备本发明的特征，则本领域技术人员对实施方式适当施加了设计变更的实施方式也包含于本发明的范围。实施方式具备的各电路元件及其配置等并不限定于例示的各电路元件及其配置等，能够适当地进行变更。只要在技术上可行，则各实施方式具备的电路元件就能够进行组合，对它们进行组合的实施方式，只要包含本发明的特征，则也包含于本发明的范围。

Claims (8)

1.一种功率放大模块，具备：
放大器，将输入信号放大并输出；
射极跟随器晶体管，将对所述放大器的偏置点进行控制的偏置信号供给到所述放大器；以及
第一电流源，将追随控制电压的变化而变化的控制电流供给到所述射极跟随器晶体管的集电极，并将所述控制电流限制在上限值以下。
2.根据权利要求1所述的功率放大模块，其中，
还具备：第二电流源，将恒定电流供给到所述射极跟随器晶体管的基极。
3.根据权利要求2所述的功率放大模块，其中，
所述控制电流和所述恒定电流相互独立地被控制。
4.根据权利要求1所述的功率放大模块，其中，
所述控制电压是从恒定电压以及斜坡电压中选择的任一方。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的功率放大模块，其中，
所述第一电流源具备：
电压电流变换电路，将所述控制电压变换为温度无关性电流；
温度补偿电路，生成对所述控制电流的温度变化进行补偿的温度依赖性电流；以及
合成电路，从所述温度无关性电流和所述温度依赖性电流生成所述控制电流。
6.根据权利要求5所述的功率放大模块，其中，
所述温度依赖性电流具有一次或二次的变化特性。
7.根据权利要求5或6所述的功率放大模块，其中，
所述合成电路基于对所述温度无关性电流乘以与温度相应的修正系数而得到的电流生成所述控制电流。
8.根据权利要求5或6所述的功率放大模块，其中，
所述合成电路基于将与温度相应的电流修正值和所述温度无关性电流相加而得到的电流生成所述控制电流。
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