CN109586674B - 功率放大电路 - Google Patents

功率放大电路 Download PDF

Info

Publication number
CN109586674B
CN109586674B CN201811104157.3A CN201811104157A CN109586674B CN 109586674 B CN109586674 B CN 109586674B CN 201811104157 A CN201811104157 A CN 201811104157A CN 109586674 B CN109586674 B CN 109586674B
Authority
CN
China
Prior art keywords
transistor
signal
circuit
base
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811104157.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109586674A (zh
Inventor
本多悠里
播磨史生
小串佳己
石原翔太
森泽文雅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN109586674A publication Critical patent/CN109586674A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109586674B publication Critical patent/CN109586674B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
    • H03G3/20Automatic control
    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3036Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers
    • H03G3/3042Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers in modulators, frequency-changers, transmitters or power amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/26Modifications of amplifiers to reduce influence of noise generated by amplifying elements
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0211Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0211Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
    • H03F1/0216Continuous control
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/195High frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/211Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H03F3/245Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G1/00Details of arrangements for controlling amplification
    • H03G1/0005Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
    • H03G1/0017Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal the device being at least one of the amplifying solid state elements of the amplifier
    • H03G1/0023Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal the device being at least one of the amplifying solid state elements of the amplifier in emitter-coupled or cascode amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/08Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements
    • H03F1/22Modifications of amplifiers to reduce detrimental influences of internal impedances of amplifying elements by use of cascode coupling, i.e. earthed cathode or emitter stage followed by earthed grid or base stage respectively
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/144Indexing scheme relating to amplifiers the feedback circuit of the amplifier stage comprising a passive resistor and passive capacitor
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/171A filter circuit coupled to the output of an amplifier
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/372Noise reduction and elimination in amplifier
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2203/00Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/20Indexing scheme relating to power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F2203/21Indexing scheme relating to power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F2203/211Indexing scheme relating to power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
    • H03F2203/21112A filter circuit being added at the input of a power amplifier stage

Abstract

本发明提供一种能够控制输出功率的电平并且能够抑制噪声的产生的功率放大电路。功率放大电路具备:第1晶体管,对被输入到基极或者栅极的第1信号进行放大;偏置电路,将与控制信号相应的偏置电流或者电压提供给第1晶体管的基极或者栅极;第2晶体管,基极或者栅极被提供与控制信号相应的控制电流,发射极或者源极连接于第1晶体管的集电极或者漏极,从集电极或者漏极输出对第1信号进行了放大的第2信号;和第1反馈电路,被设置于第2晶体管的集电极或者漏极与第2晶体管的基极或者栅极之间。

Description

功率放大电路
技术领域
本发明涉及功率放大电路。
背景技术
在移动电话等移动体通信机中,搭载了将发送信号的功率放大到向基站发送所需的电平的功率放大电路。作为这样的功率放大电路的一个例子,例如已知通过使偏置电流可变从而对发送信号的输出功率的电平进行控制的结构。在这样的结构中,可能随着输入信号的功率电平的增大,输出功率无意地变动。为了抑制该变动,例如考虑在对发送信号的功率进行放大的晶体管级联其他晶体管的结构。通过该结构,由于被输入发送信号的下级的晶体管的集电极电流的变动被上级的晶体管限制,因此作为结果,能够对从上级的晶体管输出的输出功率的变动进行抑制。
但是,在这样的级联结构中,上级的晶体管的基极电流中包含的噪声与提供给下级的晶体管的发送信号混合,导致成为与发送信号的频带接近的频率的噪声,并能够出现于上级的晶体管的集电极。并且,若该噪声的频率与接收信号的频带重叠,则会使接收灵敏度劣化。
发明内容
本发明鉴于该情况而作出,其目的在于,提供一种能够控制输出功率的电平并且能够抑制噪声的产生的功率放大电路。
为了实现该目的,本发明的一侧面所涉及的功率放大电路具备:第1晶体管,对被输入到基极或者栅极的第1信号进行放大;偏置电路,将与控制信号相应的偏置电流或者电压提供给第1晶体管的基极或者栅极;第2晶体管,基极或者栅极被提供与控制信号相应的控制电流,发射极或者源极连接于第1晶体管的集电极或者漏极,从集电极或者漏极输出对第1信号进行了放大的第2信号;和第1反馈电路,被设置于第2晶体管的集电极或者漏极与第2晶体管的基极或者栅极之间。
根据本发明,能够提供一种能够控制输出功率的电平并且能够抑制噪声的产生的功率放大电路。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的功率放大电路的结构例的图。
图2是表示偏置电路120的结构例的图。
图3是表示上级的晶体管Tr2的集电极中出现的信号的频谱的图像的图。
图4是表示输出功率Pout与偏置电流Ibb以及控制电流Icas的关系的图表。
图5是表示反馈电路130、131的结构例的图。
图6是表示功率放大电路100A以及比较例所涉及的功率放大电路中的接收频带噪声的模拟结果的图表。
图7是表示本发明的第2实施方式所涉及的功率放大电路的结构例的图。
图8是表示本发明的第3实施方式所涉及的功率放大电路的结构例的图。
图9是表示本发明的第4实施方式所涉及的功率放大电路的结构例的图。
-符号说明-
100A~100D...功率放大电路,110~112...放大器,120~122...偏置电路,130~132...反馈电路,140...滤波器电路,150...基板,200、201...二极管,210...晶体管,220...电阻元件,Tr1~Tr6...晶体管,C1~C9...电容器,R1~R11...电阻元件,L1...电感器,T1...输入端子,T2...输出端子,T3~T10...端子。
具体实施方式
以下,参照附图来对本发明的实施方式详细地进行说明。另外,对同一要素赋予同一符号并省略重复的说明。
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的功率放大电路的结构例的图。该图所示的功率放大电路100A例如在移动电话等移动体通信机中,将无线频率(RF:RadioFrequency)信号的功率放大到为了发送到基站所必需的电平,并输出放大信号。被功率放大电路100A放大的RF信号的频率例如是几GHz左右。此外,功率放大电路100A具有通过基于控制信号来控制增益特性,从而控制发送信号的输出功率的电平的动作模式。另外,增益特性的控制可以是电流控制也可以是电压控制,但以下,以通过控制电压(以下,也称为“电平控制电压”。)来控制输出功率的电平的结构为例来进行说明。
具体来讲,功率放大电路100A例如具备:放大器110、111、偏置电路120~122、反馈电路130、131、电容器C1~C4以及电阻元件R1~R5。
功率放大电路100A包含2级的放大器。初级(驱动级)的放大器110包含晶体管Tr1、Tr2。后级(动力级)的放大器111包含晶体管Tr3、Tr4。初级的放大器110对从输入端子T1提供的RF信号RFin(第1信号)进行放大,输出放大信号RFout1(第2信号)。后级的放大器111对从初级的放大器110提供的放大信号RFout1进行放大,从输出端子T2输出放大信号RFout。
说明为晶体管Tr1~Tr4分别由异质结双极晶体管(HBT:Heterojunction BipolarTransistor)构成。另外,晶体管Tr1~Tr4的任意一个或者全部也可以取代双极晶体管而由MOSFET(MOSFET:Metal-oxide-semiconductorField-EffectTransistor)等场效应晶体管构成。在该情况下,将集电极、基极、发射极分别替换为漏极、栅极、源极即可。在后述的晶体管Tr5、Tr6中也是同样的。
晶体管Tr1与晶体管Tr2被级联。具体来讲,下级的晶体管Tr1(第1晶体管)的集电极与晶体管Tr2(第2晶体管)的发射极连接,基极被提供RF信号RFin,发射极与接地连接。从偏置电路120经由电阻元件R1来向晶体管Tr1的基极提供偏置电流或者电压。晶体管Tr1根据从偏置电路120提供的偏置电流或者电压的电平而被控制增益特性。
对于上级的晶体管Tr2(第2晶体管)来说,从端子T3向集电极提供电源电压Vcc,从端子T4向基极提供控制电流Icas,发射极与晶体管Tr1的集电极连接。控制电流Icas例如是根据电平控制电压而变动的电流。具体来讲,控制电流Icas例如也可以是相对于电平控制电压以大致平方的关系而变化的电流。此外,晶体管Tr2的基极经由电容器C4而与接地连接。
通过这样的结构,在初级的放大器110中,被输入到下级的晶体管Tr1的RF信号RFin被晶体管Tr1以及晶体管Tr2放大,从上级的晶体管Tr2的集电极输出。此外,通过基极电流被控制电流Icas控制的晶体管Tr2与晶体管Tr1级联,起到以下的效果。
即,在电平控制电压恒定时,输出功率最好恒定。但是,若假设放大器110不具备上级的晶体管Tr2,则随着RF信号RFin的功率的增大,晶体管Tr1的基极偏置变动,从晶体管Tr1的集电极输出的放大信号的功率也会变动。在这方面,在本实施方式中,具备与晶体管Tr1级联的晶体管Tr2。并且,晶体管Tr2根据提供给基极的控制电流Icas来控制集电极电流。因此,通过对控制电流Icas进行控制来抑制下级的晶体管Tr1的集电极中的功率的变动,从而能够抑制放大信号RFout1的功率的变动。
另一方面,晶体管Tr3与晶体管Tr4相互并联连接。具体来讲,晶体管Tr3、Tr4分别向集电极提供电源电压Vcc,经由电容器C2、C3来向基极提供放大信号RFout1,发射极与接地连接。此外,从偏置电路121、122经由电阻元件R2、R3来分别向晶体管Tr3、Tr4的基极提供偏置电流或者电压。由此,晶体管Tr3、Tr4分别从集电极输出对放大信号RFout1进行了放大的放大信号RFout。另外,晶体管Tr3、Tr4例如根据从偏置电路121、122提供的偏置电流或者电压的电平而被控制增益特性。
此外,晶体管Tr3和晶体管Tr4也可以根据功率放大电路100A的动作模式而被控制接通以及断开。具体而言,例如,在作为发送信号所需要的功率为规定电平以上、功率放大电路100A以高功率模式进行动作的情况下,从偏置电路121、122的双方提供偏置电流或者电压,以使得晶体管Tr3、Tr4的双方为接通。另一方面,在作为发送信号所需要的功率小于规定电平、功率放大电路100A以低功率模式进行动作的情况下,从偏置电路121、122的任意一方提供偏置电流或者电压,以使得晶体管Tr3、Tr4的任意一方为接通。
偏置电路120生成与从端子T5提供的偏置控制电压Vb相应的偏置电流或者电压,提供给晶体管Tr1的基极。同样地,偏置电路121、122分别生成与从端子T6、T7提供的偏置控制电压Vb相应的偏置电流或者电压,提供给晶体管Tr3、Tr4的基极。这里,偏置控制电压Vb例如与控制电流Icas同样地,是根据电平控制电压而变动的电压。由此,偏置电路120~122生成的偏置电流或者电压的电平被控制,作为结果,放大器110、111的增益特性被控制。具体来讲,偏置控制电压Vb例如也可以是相对于电平控制电压以大致平方的关系进行变化的电压。在控制电流Icas和偏置控制电压Vb这两者相对于电平控制电压以大致平方的关系进行变化的情况下,控制电流Icas与偏置控制电压Vb为正比的关系。
图2是表示偏置电路120的结构例的图。另外,偏置电路121、122的结构与偏置电路120相同,因此省略详细的说明。如图2所示,偏置电路120具备:二极管200、201、晶体管210以及电阻元件220。
二极管200与二极管201串联连接。经由电阻元件220来向二极管200的阳极提供电流Ib,二极管201的阴极与接地连接。由此,在二极管200的阳极生成规定电平的电压(例如,2.6V左右)。另外,也可以取代二极管200、201,使用集电极与基极被连接起来的晶体管。
晶体管210,集电极被提供偏置控制电压Vb,基极与二极管200的阳极连接,发射极与电阻元件R1的一端连接。偏置控制电压Vb是如上述那样根据电平控制电压而变动的电压,因此晶体管210从发射极输出与电平控制电压相应的偏置电流Ibb。
回到图1,反馈电路130(第1反馈电路)被设置于上级的晶体管Tr2的集电极与基极之间,对晶体管Tr2的增益进行调整。反馈电路130的结构的详细后面进行叙述。
反馈电路131(第2反馈电路)被设置于上级的晶体管Tr2的集电极与下级的晶体管Tr1的基极之间,抑制放大器110的振荡。反馈电路131的结构的详细后面进行叙述。
电容器C1~C3分别与晶体管Tr1、Tr3、Tr4的基极串联连接,去除RF信号的直流分量。电容器C4被设置于晶体管Tr2的基极与接地之间,将晶体管Tr2的基极交流地接地连接。即,晶体管Tr2被基极接地。
电阻元件R1~R3分别被设置于偏置电路120~122与晶体管Tr1、Tr3、Tr4的基极之间。电阻元件R4与晶体管Tr1的基极串联连接。电阻元件R5与晶体管Tr2的基极串联连接。电阻元件R5是为了防止例如在由于功率放大电路100A的异常动作等导致电源电压Vcc为0V左右的情况下,晶体管Tr2的基极/集电极间流过大电流而设置的。另外,电阻元件R5和电容器C4对于控制电流Icas而言构成低通滤波器电路。
此外,虽然图1中省略图示,但也可以在输入端子T1与初级的放大器110之间、初级的放大器110与后级的放大器111之间、以及后级的放大器111与输出端子T2之间分别设置使电路间的阻抗匹配的匹配电路。
在对反馈电路130、131的结构的详细进行说明之前,对不具备反馈电路130的情况下的问题点进行说明。在功率放大电路100A中,初级的放大器110为了抑制放大信号RFout1的功率的变动而包含级联结构。但是,若采用级联结构来作为放大器,则输入到下级的晶体管Tr1的基极的RF信号RFin与从偏置电路120以及电阻元件R1混入的噪声被混合,出现于晶体管Tr1的集电极。该噪声被基极接地的上级的晶体管Tr2进一步放大,出现于晶体管Tr2的集电极。其结果,与不采用级联结构的情况相比,噪声被更加放大。
图3是表示在上级的晶体管Tr2的集电极出现的信号的频谱的图像的图。在图3所示的图中,横轴表示频率,纵轴表示功率。
首先,将向下级的晶体管Tr1的基极提供的RF信号RFin的频率设为fRF,将混入到上级的晶体管Tr2的基极的噪声的频率设为fAC。若这些信号在级联的晶体管Tr1以及晶体管Tr2中混合,则在晶体管Tr2的集电极,出现频率fRF的信号(期望的发送信号)、频率fAC的信号(噪声)、频率fRF+fAC的信号(噪声)、频率fRF-fAC的信号(噪声)。一般地,接收频带的频率比发送频带高的情况居多。因此,这些噪声之中,特别是频率fRF+fAC的信号容易与接收频带重叠,作为接收频带噪声,可能使接收灵敏度劣化。
这样,在晶体管Tr2的集电极出现的频率fRF+fAc的噪声的功率PN2相对于混入到晶体管Tr2的基极的频率fAc的噪声的功率PN1的增益(所谓的变频增益)在输出功率包含于某个区域的情况下特别成为问题。参照图4来对此进行说明。
图4是表示输出功率Pout与偏置电流Ibb以及控制电流Icas的关系的图表。在图4所示的图表中,横轴表示输出功率Pout,纵轴表示偏置电流Ibb以及控制电流Icas。此外,实线表示通过电平控制电压来对输出功率进行可变控制的动作模式的情况的特性,虚线表示不对输出功率进行可变控制(即,输出功率恒定)的动作模式的情况的特性。
如图4所示,偏置电流Ibb以及控制电流Icas都随着输出功率Pout的增加,电流量增加。并且,在输出功率包含于小于第1电平P1的区域的情况下,控制电流Icas(即,晶体管Tr2的基极电流)的电流量较少,因此晶体管Tr2的增益较低。因此,变频增益较低,接收频带噪声也被抑制。
另一方面,在输出功率包含于第1电平P1以上并且小于第2电平P2的区域的情况下,其中第2电平比第1电平P1大(P1<P2),偏置电流Ibb以及控制电流Icas的电流量较多,晶体管Tr1、Tr2的增益变得较高。由此,混入到晶体管Tr2的基极的噪声在增益较高的状态下被放大,因此变频增益也变高。因此,接收频带噪声变大。
另外,在输出功率包含于第2电平P2以上的区域的情况下,偏置电流Ibb以及控制电流Icas的电流量进一步多,接近于不对输出功率进行可变控制的动作模式的情况的电平。因此,变频增益以及与其相应的接收频带噪声与不对输出功率进行可变控制的情况为相同程度。
根据以上,在放大器110的输出功率包含于第1电平P1至第2电平P2的区域的情况下,变频增益的上升特别成为问题。这方面,功率放大电路100A通过具备反馈电路130,来抑制接收频带噪声。接下来,参照图5来对反馈电路130、131的结构的详细以及功能进行说明。
图5是表示反馈电路130、131的结构例的图。另外,在图5中,图示了反馈电路130、131所涉及的结构,省略了其他结构的图示。
反馈电路130具备电容器C5以及电阻元件R6。电容器C5(第1电容器)以及电阻元件R6(第1电阻元件)相互串联连接,将晶体管Tr2的集电极/基极间电连接。电容器C5将从晶体管Tr2的集电极输出的信号反馈到作为输入的基极。电阻元件R6根据电阻值来调整反馈量。通过这样的结构,反馈电路130能够有意地降低晶体管Tr2的增益。
反馈电路131具备电容器C6以及电阻元件R7。电容器C6(第2电容器)以及电阻元件R7(第2电阻元件)被相互串联连接,将晶体管Tr2的集电极与晶体管Tr1的基极之间电连接。电容器C6将从晶体管Tr2的集电极输出的信号反馈到作为输入的晶体管Tr1的基极。电阻元件R7根据电阻值来调整反馈量。通过这样的结构,反馈电路131能够抑制放大器110的振荡,提高稳定性。
电阻元件R8的一端被提供控制电流Icas,电阻元件R8的另一端与电容器C5的一端连接。电阻元件R8通过减弱基于电容器C4的晶体管Tr2的基极接地的程度,能够有意地降低晶体管Tr2的增益。
这样,在功率放大电路100A中,在被级联的上级的晶体管Tr2连接反馈电路130以及电阻元件R8。由此,即使在输出功率包含于图4所示的从第1电平P1到第2电平P2之间的区域的情况下,由于晶体管Tr2的增益减小,因此放大器110的变频增益也减小。因此,通过功率放大电路100A,能够控制输出功率的电平并且抑制接收频带噪声的产生。
此外,在功率放大电路100A中,通过根据上级的晶体管Tr2的增益的抑制,例如减小电容器C6的电容值,也可以抑制反馈电路131的反馈量。由此,下级的晶体管Tr1的增益上升,能够防止作为放大器110整体的增益的降低。具体而言,例如,也可以设定为反馈电路131中包含的电容器C6的电容值比反馈电路130中包含的电容器C5的电容值小。由此,能够防止放大器110的增益的降低,并且减小电阻元件R7的电阻值,能够抑制电阻元件R7中的热噪声。
另外,图5所示的反馈电路130、131的结构均为一个例子,并不限定于此。例如,反馈电路130也可以不具备电阻元件R6,反馈电路131也可以不具备电阻元件R7。此外,功率放大电路100A也可以不具备电阻元件R8。
此外,反馈电路130也可以与上级的晶体管Tr2同样地设置于下级的晶体管Tr1。
此外,功率放大电路100A也可以构成为能够切换通过电平控制电压来对输出功率进行可变控制的动作模式、和使功率放大率恒定的动作模式。
图6是表示功率放大电路100A以及比较例所涉及的功率放大电路中的接收频带噪声的模拟结果的图表。具体而言,是表示某个发送信号的放大时生成的3种接收频带噪声(925MHz、935MHz、960MHz)的功率的图。另外,所谓比较例所涉及的功率放大电路,是指不具备功率放大电路100A的结构之中反馈电路130的结构。在图6所示的图表中,横轴表示输出功率Pout(dBm),纵轴表示接收频带噪声(dBm/100kHz)。
如图6所示,通过本实施方式所涉及的功率放大电路100A,与比较例所涉及的功率放大电路相比,在全部3种频带中,接收频带噪声减少。这里可以说示出反馈电路130的效果。
图7是表示本发明的第2实施方式所涉及的功率放大电路的结构例的图。另外,对与图1所示的功率放大电路100A同一要素赋予同一符号并省略说明。此外,在第2实施方式以后,省略针对与第1实施方式共用的情况的记述,仅对不同点进行说明。特别地,不在每个实施方式中依次提及基于相同结构的相同的作用效果。
图7所示的功率放大电路100B与图1所示的功率放大电路100A相比,在包含3级的放大器这方面不同。具体来讲,功率放大电路100B在功率放大电路100A的结构的基础上,还具备:第三级放大器112、偏置电路123、124、电容器C7、C8、电阻元件R9、R10以及反馈电路132。
第三级放大器112包含晶体管Tr5、Tr6。放大器112对从第二级放大器111提供的放大信号RFout2进行放大,将放大信号RFout从输出端子T2输出。
另外,同第三级放大器112相关的晶体管Tr5、Tr6、偏置电路123、124、电容器C7、C8、电阻元件R9、R10以及端子T8、T9的结构分别与同第二级放大器111相关的晶体管Tr3、Tr4、偏置电路121、122、电容器C2、C3、电阻元件R2、R3以及端子T6、T7的结构相同,因此省略详细的说明。
反馈电路132在第二级放大器111中,被设置于晶体管Tr3的集电极与基极之间。反馈电路132能够由与图3所示的反馈电路131相同的要素构成,具有与反馈电路131同样地抑制振荡的功能。另外,从端子T10向晶体管Tr3、Tr4的集电极提供电源电压Vcc。
通过这样的结构,功率放大电路100B也能够得到与功率放大电路100A相同的效果。此外,在功率放大电路100B中,由于RF信号的功率通过3阶段而被放大,因此能够输出比功率放大电路100A大的功率的放大信号RFout。
另外,在第三级放大器中,也可以与第一级以及第二级放大器同样地,设置与反馈电路131、132同样的反馈电路。
图8是表示本发明的第3实施方式所涉及的功率放大电路的结构例的图。图8所示的功率放大电路100C与图7所示的功率放大电路100B相比,还具备电阻元件R11以及滤波器电路140。
电阻元件R11在第一级放大器110中,被设置于晶体管Tr1的发射极与接地(基准电位的一具体例)之间。
滤波器电路140被设置于输入端子T1与晶体管Tr1的基极之间。具体来讲,滤波器电路140具备电容器C9以及电感器L1。电容器C9与RF信号RFin的信号路径串联连接。电感器L1连接于该信号路径与接地之间。由此,滤波器电路140构成具有使RF信号RFin的频带通过并使比其低的频率的信号衰减的频率特性的L型的高通滤波器电路。通过功率放大电路100C具备滤波器电路140,能够使RF信号RFin的信号路径中包含的频率fAC的噪声衰减。
通过这样的结构,功率放大电路100C也能够得到与功率放大电路100B同样的效果。此外,功率放大电路100C通过具备电阻元件R11、滤波器电路140,与功率放大电路100B相比,能够进一步抑制接收频带噪声。
此外,在功率放大电路100C中,在第二级晶体管Tr3、Tr4以及第三级晶体管Tr5、Tr6的发射极与接地之间未设置电阻元件。由此,与在全部晶体管的发射极与接地之间设置电阻元件的结构相比,能够抑制电路规模的增大。
另外,功率放大电路100C不需要具备电阻元件R11以及滤波器电路140的全部,也可以具备任意一方。此外,滤波器电路140的结构并不限定于此,例如也可以是包含电容器以及电阻元件的L型的高通滤波器电路。
图9是表示本发明的第4实施方式所涉及的功率放大电路的结构例的图。图9所示的功率放大电路100D具备2个图7所示的功率放大电路100B的结构。
具体来讲,功率放大电路100D在1个基板150上形成2个信号路径。各信号路径对相互不同的RF信号RFinA、RFinB进行放大,输出放大信号RFoutA、RFoutB。RF信号RFinA、RFinB例如可以是相同的通信标准中的不同的频带的组合,或者也可以是不同的通信标准的组合。不同的通信标准例如也可以是2G(第2代移动通信系统)、3G(第3代移动通信系统)、4G(第4代移动通信系统)、5G(第5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、Wi-Fi、Bluetooth(注册商标)以及LAA(License-Assisted Access using LTE)等之中任意2个的组合。另外,由于各信号路径中包含的要素与功率放大电路100B相同,因此赋予同样的符号并省略说明。
即使是这样的结构,功率放大电路100D也能够得到与功率放大电路100B相同的效果。此外,由于2个信号路径形成于1个基板150,因此与形成于不同的基板的结构相比,能够抑制电路面积的增大。
另外,在图9中,作为形成于基板150的各信号路径的例子,表示了功率放大电路100B的结构,但各信号路径也可以由其他功率放大电路100A、100C构成。
此外,在图9中,表示了在基板150形成2个信号路径的例子,但也可以在基板150形成3个以上的信号路径。
以上,对本发明的示例性的实施方式进行了说明。功率放大电路100A~100D具备:第1晶体管Tr1,对输入到基极或者栅极的第1信号进行放大;偏置电路120,将与控制信号相应的偏置电流或者电压提供给第1晶体管的基极或者栅极;第2晶体管Tr2,基极或者栅极被提供与控制信号相应的控制电流Icas,发射极或者源极连接于第1晶体管Tr1的集电极或者漏极,从集电极或者漏极输出对第1信号进行了放大的第2信号;和第1反馈电路130,被设置于第2晶体管Tr2的集电极或者漏极与第2晶体管Tr2的基极或者栅极之间。由此,由于晶体管Tr2的增益减小,因此包含晶体管Tr1、Tr2的放大器的变频增益也减小。因此,通过功率放大电路100A~100D,能够控制输出功率的电平并且抑制接收频带噪声的产生。
此外,第1反馈电路130例如包含相互串联连接的第1电容器C5以及第1电阻元件R6。由此,能够对晶体管Tr2的输出进行反馈,并且根据第1电阻元件R6的电阻值来调整反馈量。
此外,功率放大电路100A~100D还具备被设置于第2晶体管Tr2的集电极或者漏极与第1晶体管Tr1的基极或者栅极之间的第2反馈电路131。由此,可抑制包含晶体管Tr1、Tr2的放大器的振荡,稳定性提高。
此外,第2反馈电路131例如包含相互串联连接的第2电容器C6以及第2电阻元件R7。由此,能够确保放大器的稳定性,并且根据第2电阻元件R7的电阻值来调整晶体管Tr1的增益。
此外,第2电容器C6的电容值也可以比第1电容器C5的电容值小。由此,第1晶体管Tr1的增益上升,能够防止作为放大器整体的增益的降低。此外,能够减小第2电阻元件R7的电阻值,能够抑制该电阻元件中的热噪声。
此外,功率放大电路100C还具备滤波器电路140,该滤波器电路140被设置于第1晶体管Tr1的基极或者栅极与输入端子之间,使第1信号通过,使比该第1信号的频带低的频率的信号衰减。由此,能够使第1信号中包含的较低频率的噪声衰减,作为结果,能够抑制接收频带噪声。
以上说明的各实施方式是为了容易理解本发明,并不用于限定并解释本发明。本发明能够在不脱离其主旨的情况下被变更或者改进,并且本发明中也包含其等效物。即,本领域技术人员对各实施方式适当地加入设计变更而得到的实施方式只要具备本发明的特征,也包含于本发明的范围。例如,各实施方式所具备的各要素以及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并不限定于示例性的,能够适当地进行变更。此外,各实施方式所具备的各要素只要技术上可能就能够进行组合,将这些组合得到的实施方式只要包含本发明的特征,也包含于本发明的范围。

Claims (2)

1.一种功率放大电路,具备:
第1晶体管,对被输入到基极或者栅极的第1信号进行放大;
偏置电路,将与控制信号相应的偏置电流或者电压提供给所述第1晶体管的基极或者栅极;
第2晶体管,基极或者栅极被提供与所述控制信号相应的控制电流,发射极或者源极连接于所述第1晶体管的集电极或者漏极,从集电极或者漏极输出对所述第1信号进行了放大的第2信号;和
第1反馈电路,被设置于所述第2晶体管的集电极或者漏极与所述第2晶体管的基极或者栅极之间,
所述第1反馈电路包含相互串联连接的第1电容器以及第1电阻元件,
所述功率放大电路还具备:
第2反馈电路,被设置于所述第2晶体管的集电极或者漏极与所述第1晶体管的基极或者栅极之间,
所述第2反馈电路包含相互串联连接的第2电容器以及第2电阻元件,
所述第2电容器的电容值比所述第1电容器的电容值小。
2.根据权利要求1所述的功率放大电路,其中,
所述功率放大电路还具备:
滤波器电路,被设置于所述第1晶体管的基极或者栅极与输入端子之间,使所述第1信号通过,使比该第1信号的频带低的频率的信号衰减。
CN201811104157.3A 2017-09-29 2018-09-20 功率放大电路 Active CN109586674B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762565412P 2017-09-29 2017-09-29
US62/565,412 2017-09-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109586674A CN109586674A (zh) 2019-04-05
CN109586674B true CN109586674B (zh) 2023-09-22

Family

ID=65896319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811104157.3A Active CN109586674B (zh) 2017-09-29 2018-09-20 功率放大电路

Country Status (3)

Country Link
US (2) US10826453B2 (zh)
KR (1) KR102075951B1 (zh)
CN (1) CN109586674B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022159093A (ja) * 2021-03-31 2022-10-17 スカイワークス ソリューションズ,インコーポレイテッド 利得変動が低減される電力増幅

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106656064A (zh) * 2015-11-02 2017-05-10 株式会社村田制作所 功率放大电路

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2500969B1 (fr) 1981-02-27 1985-12-27 Thomson Csf Amplificateur lineaire et circuit amplificateur a commande de gain comportant au moins un tel amplificateur
US6819179B2 (en) * 2003-04-16 2004-11-16 Agency For Science, Technology And Research Variable gain low noise amplifier
DE102005007876B4 (de) * 2005-02-21 2013-07-04 Infineon Technologies Ag Verstärkerschaltung mit reduzierter Temperaturabhängingkeit der Verstärkung
US7646252B2 (en) 2006-12-21 2010-01-12 Sanyo Electric Co., Ltd. Amplifier for use in radio-frequency band
EP2329594A4 (en) 2008-09-11 2014-02-19 Thomas Rogoff Audio Pty Ltd LOW DISTORTION CASCODE AMPLIFIER CIRCUIT
JP5245887B2 (ja) * 2009-02-09 2013-07-24 富士通セミコンダクター株式会社 増幅器
JP5854289B2 (ja) 2013-11-11 2016-02-09 株式会社村田製作所 電力増幅モジュール
JP6410007B2 (ja) 2013-12-16 2018-10-24 株式会社村田製作所 カスコード増幅器
CN108781058B (zh) * 2015-12-17 2021-12-14 摩托罗拉解决方案公司 双反馈放大器限幅器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106656064A (zh) * 2015-11-02 2017-05-10 株式会社村田制作所 功率放大电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN109586674A (zh) 2019-04-05
US11463060B2 (en) 2022-10-04
KR102075951B1 (ko) 2020-02-11
US10826453B2 (en) 2020-11-03
US20210013855A1 (en) 2021-01-14
US20190103846A1 (en) 2019-04-04
KR20190038288A (ko) 2019-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10547276B2 (en) Power amplifier circuit
US11664768B2 (en) Amplification circuit
US20170163223A1 (en) Power amplification circuit
US11290060B2 (en) Bias circuit
US10910999B2 (en) Bias circuit
JP2018198355A (ja) 電力増幅回路
US10749482B2 (en) Power amplification circuit
CN111106805B (zh) 功率放大模块
CN110034737B (zh) 功率放大电路
US11646704B2 (en) Power amplifier circuit
US11444582B2 (en) Power amplifier circuit
CN109586674B (zh) 功率放大电路
CN112152570A (zh) 功率放大电路
CN112214061B (zh) 偏置电路
US11469715B2 (en) Power amplifier circuit
US10998871B2 (en) Power amplifier circuit
CN109951193B (zh) 发送单元
KR102029558B1 (ko) 광대역 선형화가 개선된 파워 증폭 장치
US20230141220A1 (en) Power amplifier circuit

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant