CN109951193A - 发送单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现高的功率效率并且使增益的线性提高的发送单元。发送单元具备：第一晶体管，将第一信号的功率放大并示出第二信号；电源电路，将根据第一信号的振幅电平变动的电源电压供给到第一晶体管；以及衰减器，在电源电压不足第一电平的情况下，使第一信号衰减，使得伴随着电源电压的下降，衰减量变大。

Description

发送单元

技术领域

本发明涉及发送单元。

背景技术

在便携式电话等移动体通信机中，为了将向基站发送的无线频率(RF：RadioFrequency)信号的功率放大，使用功率放大模块。近年来，在便携式电话中，开始采用作为高速的数据通信的标准的LTE(Long Term Evolution，长期演进)、LTE-Advanced等通信标准。在这样的通信标准中，为了使通信速度提高，多数情况下作为RF信号的峰值功率与平均功率之比的PAPR(Peak-to-Average Power Ratio，峰均功率比)变大。为了在像这样PAPR大的情况下也维持高的线性，需要高的电源电压，处于功率放大模块中的消耗功率变大的倾向。

另一方面，在便携式电话中，为了延长能够进行通话、通信的时间，要求使消耗功率降低。为了应对该问题，例如，在专利文献1以及非专利文献1公开了采用了根据调制信号的振幅电平对电源电压进行控制的包络跟踪(ET：Envelope Tracking)方式的发送装置。具体地，在ET方式中，通过生成追随调制信号的振幅电平的变动的电源电压，从而使功率效率提高。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2013/133170号

非专利文献

非专利文献1：STAUDINGER J，GILSDORF B，NEWMAN D，NORRIS G，SADOWNICZAK G，“High Efficiency CDMA RF Power Amplifier Using Dynamic Envelope TrackingTechnique.”IEEE MTT-S Digest，2000，vol.2 p873-876

在按照ET方式的发送装置中，一般来说，电源电压越高，增益越上升。因此，通过使电源电压变动，从而能够使放大器在功率效率好的条件下动作，并且能够将增益保持为大致恒定。然而，电源电压具有使电源装置适当地动作所需的下限值。因此，在低输出功率区域中，电源电压不能取本来应该取的值，低输出功率区域中的增益变得比其它区域高，存在线性劣化这样的问题。

发明内容

发明要解决的课题

本发明是鉴于这样的情形而完成的，其目的在于，提供一种实现高的功率效率并且使增益的线性提高的发送单元。

用于解决课题的技术方案

为了达到这样的目的，本发明的一个方面涉及的发送单元具备：第一晶体管，将第一信号的功率放大并输出第二信号；电源电路，将根据第一信号的振幅电平而变动的电源电压供给到第一晶体管；以及衰减器，在电源电压不足第一电平的情况下，使第一信号衰减，使得伴随着电源电压的下降，衰减量变大。

发明效果

根据本发明，能够提供一种实现高的功率效率并且使增益的线性提高的发送单元。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式涉及的发送单元的结构的概要的图。

图2是示出本发明的第一实施方式涉及的发送单元的结构例的图。

图3A是示出电源电压Vcc与控制电压Vctrl1的关系的图。

图3B是示出电源电压Vcc与RF信号的衰减量的关系的图。

图4A是示出比较例涉及的发送单元的输出功率与增益的关系的图。

图4B是示出发送单元100A的输出功率与增益的关系的图。

图5是示出本发明的第二实施方式涉及的发送单元的结构例的图。

图6A是示出电源电压Vcc与控制电压Vctrl2的关系的图。

图6B是示出电源电压Vcc与RF信号的衰减量的关系的图。

图6C是示出电源电压Vcc与RF信号的衰减量的关系的图。

图7是示出发送单元100B的输出功率与增益的关系的图。

图8是示出控制电路150的变形例的图。

图9是示出控制电路150的另一个变形例的图。

图10是示出本发明的第三实施方式涉及的发送单元的结构例的图。

图11是示出本发明的第四实施方式涉及的发送单元的结构例的图。

附图标记说明

100(100A～100D)：发送单元，110、111：放大器，120(120A)、121(121A)：偏置电路，130、131：匹配电路，140：电源电路，150(150A～150E)：控制电路，160(160A～160C)：衰减电路，170(170A～170D)：衰减器，200：第一电路部，201：第二电路部，C1、C2、C3a、C3b、C4、C5：电容器，Q1、Q2、Q3a～Q5a、Q3b～Q5b、Q6、Q7a、Q7b、Q8～Q15：晶体管，R1a～R3a、R1b～R3b、R4、R5、R6a、R6b、R7～R11：电阻元件，L1、L2：电感器。

具体实施方式

以下，参照附图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发送单元的结构的概要的图。图1所示的发送单元100例如搭载于便携式电话等移动体通信机，用于将无线频率(RF：RadioFrequency)信号的功率放大至发送到基站所需的电平。发送单元100例如将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、或LTE-Advanced Pro等通信标准的发送信号放大。RF信号的频率例如为几百MHz～几十GHz左右。另外，发送单元100放大的信号的通信标准以及频率并不限于此。

具体地，发送单元100例如具备放大器110、111、偏置电路120、121、匹配电路130、131、电源电路140、控制电路150、衰减电路160以及电容器C1、C2。

放大器110、111分别将输入的RF信号放大并输出。即，发送单元100经两个阶段将功率放大。具体地，初级(驱动级)的放大器110将从输入端子经由匹配电路130输入的RF信号RF1(第一信号)放大，并输出RF信号RF2(第二信号)。后级(功率级)的放大器111将从放大器110供给的RF信号RF2(第二信号)放大，并输出RF信号RF3(第三信号)。放大器110、111分别由例如由GaAs等构成的化合物半导体的异质结双极晶体管(HBT：Hetero junctionBipolar Transistor)等双极晶体管构成。另外，放大器110、111也可以代替HBT而由场效应晶体管(MOSFET：Metal-oxide-semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)构成。在该情况下，只要将集电极、基极、发射极分别读成漏极、栅极、源极即可。另外，以下只要没有特别记载，就以晶体管由HBT构成的情况为例进行说明。

偏置电路120、121分别对放大器110、111供给偏置电流或电压。另外，偏置电路120、121也可以通过对偏置电流或电压进行调整，从而对放大器110、111的增益进行控制。

匹配电路(MN：Matching Network，匹配网络)130使设置在前级的电路(未图示)和放大器110的阻抗匹配。匹配电路131使放大器111和设置在后级的电路(未图示)的阻抗匹配。另外，虽然在图1中进行了省略，但是在发送单元100中，也可以在放大器110与放大器111之间设置有级间匹配电路。

电源电路140按照根据RF信号的振幅电平对电源电压进行控制的包络跟踪(ET：Envelope Tracking)方式生成电源电压Vcc。具体地，电源电路140从RF部(未图示)被供给示出RF信号的包络的信号，根据该包络信号生成追随RF信号的振幅电平的变动的电源电压Vcc，并供给到放大器110、111。此外，电源电路140将电源电压Vcc供给到控制电路150。通过发送单元100服从ET方式，从而与例如服从平均功率跟踪(APT：Average Power Tracking)方式的情况相比，功率效率提高。

控制电路150以及衰减电路160构成衰减器170。在电源电压Vcc比较低的情况下，衰减器170通过对RF信号RF1进行衰减，从而使发送单元100的输出功率比较小的情况下的发送单元100的增益降低。

具体地，控制电路150基于从电源电路140供给的电源电压Vcc生成对衰减电路160中的衰减量进行控制的控制电压Vctrl1，并供给到衰减电路160。衰减电路160基于从控制电路150供给的控制电压Vctrl1对RF信号RF1进行衰减。关于RF信号的衰减的控制方法，将后述。

电容器C1、C2分别设置在放大器110、111的输入。电容器C1、C2是隔断RF信号包含的直流分量并使交流分量通过的耦合电容器。

接着，参照图2、图3A以及图3B对发送单元100的具体的结构进行说明。

图2是示出本发明的第一实施方式涉及的发送单元的结构例的图。图2所示的发送单元100A特别示出图1所示的发送单元100中的放大器110、111、偏置电路120、121以及衰减器170(控制电路150以及衰减电路160)的具体的结构。

放大器110、111分别包括晶体管Q1、Q2。在晶体管Q1(第一晶体管)中，在集电极经由电感器L1被供给电源电压Vcc，在基极被供给RF信号RF1以及偏置电流或电压，发射极与接地连接。由此，晶体管Q1从集电极输出将RF信号RF1放大的RF信号RF2。在晶体管Q2(第六晶体管)中，在集电极经由电感器L2被供给电源电压Vcc，在基极被供给RF信号RF2以及偏置电流或电压，发射极与接地连接。由此，晶体管Q2从集电极输出将RF信号RF2放大的RF信号RF3。

电感器L1、L2分别在一端被供给电源电压Vcc，另一端与晶体管Q1、Q2的集电极连接。电感器L1、L2分别是用于抑制交流分量泄漏到电源电压Vcc侧的扼流电感器。

偏置电路120A例如包括晶体管Q3a～Q5a以及电阻元件R1a～R3a。偏置电路121A例如包括晶体管Q3b～Q5b以及电阻元件R1b～R3b。另外，后级的偏置电路121A的结构与前级的偏置电路120A的结构是同样的，因此标注同样的附图标记并省略详细的说明。

在晶体管Q3a中，在集电极被供给电池电压Vbatt，基极与晶体管Q4a的基极连接，发射极经由电阻元件R1a与晶体管Q1的基极连接。

在晶体管Q4a中，集电极与基极连接(以后，也称为“二极管连接”。)，在集电极经由电阻元件R2a被供给偏置控制电压VB，发射极与晶体管Q5a的集电极连接。晶体管Q5a进行二极管连接，集电极与晶体管Q4a的发射极连接，发射极经由电阻元件R3a与接地连接。由此，在晶体管Q4a的集电极生成给定电平的电压(例如，2.6V左右)。另外，晶体管Q4a、Q5a也可以代替晶体管而由二极管构成。在该情况下，只要将集电极(或基极)以及发射极分别读成阳极以及阴极即可。在以下说明的进行了二极管连接的晶体管中也是同样的。

电阻元件R1a的一端与晶体管Q3a的发射极连接，另一端与晶体管Q1的基极连接。电阻元件R1a抑制与晶体管的温度上升相伴的偏置电流的增加。电阻元件R2a在一端被供给偏置控制电压VB，另一端与晶体管Q4a的集电极连接。电阻元件R3a的一端与晶体管Q5a的发射极连接，另一端与接地连接。

通过上述的结构，晶体管Q3a从发射极对晶体管Q1的基极供给偏置电流。另外，也可以通过供给到晶体管Q4a的集电极的偏置控制电压VB或偏置控制电流对偏置电流的电流量进行控制。此外，偏置电路120A也可以不具备电阻元件R1a～R3a。

衰减器170A包括控制电路150A以及衰减电路160A。

控制电路150A(第一控制电路)包括晶体管Q6以及电阻元件R4、R5。

在晶体管Q6(第三晶体管)中，在集电极经由电阻元件R4(第一负载)被供给给定的电压V1，在基极从电源电路140被供给电源电压Vcc，发射极经由电阻元件R5与接地连接。电阻元件R4在一端被供给给定的电压V1，另一端与晶体管Q6的集电极连接。电阻元件R5的一端与晶体管Q6的发射极连接，另一端与接地连接。

由此，晶体管Q6从集电极输出与电源电压Vcc的变动相应的控制电压Vctrl1(第一控制电压)。具体地，在电源电压Vcc低的情况下，在晶体管Q6的集电极-发射极间流过的电流少，或者不流过电流，因此电阻元件R4中的电压降小，控制电压Vctrl1高。伴随着电源电压Vcc的上升，在晶体管Q6的集电极-发射极间流过的电流增加，因此由于电阻元件R4中的电压降，控制电压Vctrl1下降。

图3A是示出电源电压Vcc与控制电压Vctrl1的关系的图。在图3A中，横轴示出电源电压Vcc(V)，纵轴示出控制电压Vctrl1(V)。如图3A所示，控制电压Vctrl1具有至少在电源电压Vcc不足给定电平(第一电平)的情况下伴随着电源电压Vcc的下降而上升的特性。特别是，在电源电压Vcc比较低的区域中，控制电压Vctrl1的变化显著。像这样，控制电路150A具有使电源电压Vcc的变动反转而输出的功能。

返回到图2，衰减电路160A包括晶体管Q7a、电阻元件R6a以及电容器C3a。

在晶体管Q7a(第二晶体管)中，集电极经由电容器C3a与RF信号RF1的去往晶体管Q1的供给路径连接，基极经由电阻元件R6a与晶体管Q6的集电极连接，发射极与接地侧连接。另外，在本说明书中，所谓的“与供给路径连接”，并不限于与供给路径直接连接的方式，还包括经由其它元件等构成要素进行连接的方式。晶体管Q7a的动作状态通过从控制电路150A供给的控制电压Vctrl1进行控制。即，晶体管Q7a在控制电压Vctrl1高的情况下导通，在控制电压Vctrl1低的情况下截止。而且，晶体管Q7a在导通的情况下通过使RF信号RF1的一部分从集电极流到发射极，从而使通过去往晶体管Q1的供给路径的RF信号RF1衰减。

电容器C3a连接在RF信号RF1的供给路径与晶体管Q7a的集电极之间。电容器C3a防止晶体管Q7a的集电极的直流分量供给到RF信号RF1的供给路径。

另外，衰减电路160A也可以代替电容器C3a而具备电阻元件，或者也可以具备与电容器C3a串联连接的电阻元件。在衰减电路具备该电阻元件的情况下，通过晶体管Q7a的集电极-发射极间的电阻值和该电阻元件的电阻值的合成，RF信号RF1被衰减。即，通过对该电阻元件的电阻值进行调整，从而能够调整控制电压Vctrl1与RF信号的衰减量的关系，由此能够控制RF信号的衰减量。

电阻元件R6a的一端与晶体管Q6的集电极连接，另一端与晶体管Q7a的基极连接。电阻元件R6a根据控制电压Vctrl1对供给到晶体管Q7a的基极的电压进行调整。

图3B是示出电源电压Vcc与RF信号的衰减量的关系的图。在图3B中，横轴示出电源电压Vcc(V)，纵轴示出RF信号RF1的衰减量(dB)。如上所述，在电源电压Vcc不足给定电平(例如，1.5V左右)的情况下，控制电压Vctrl1变得高于使晶体管Q7a导通的电压(例如，1.7V左右)，因此RF信号RF1被衰减。此外，该衰减量伴随着电源电压Vcc的下降而变大。另一方面，在电源电压Vcc为给定电平以上的情况下，控制电压Vctrl1低，因此晶体管Q7a截止。由此，RF信号RF1变得几乎不被衰减。

接着，参照图4A以及图4B对发送单元100A的效果进行说明。在此，图4A是示出比较例涉及的发送单元的输出功率与增益的关系的图，图4B是示出发送单元100A的输出功率与增益的关系的图。

在图4A以及图4B中，横轴示出发送单元的输出功率(dBm)，纵轴示出增益(dB)。此外，在图4A以及图4B中，实线示出电源电压Vcc为1V、1.5V、2V、2.5V、3V、3.5V、4V、4.5V的情况下的各自的增益，虚线示出在各电源电压中功率附加效率(PAE：Power AddedEfficiency)变得最大的轨迹(以下，也称为“PAE最大轨迹线”。)，单点划线示出增益动作线。另外，所谓图4A中的比较例，是不具备发送单元100A中的控制电路150A以及衰减电路160A的结构。

如图4A所示，电源电压Vcc越高，增益越上升，且增益开始降低的输出功率越增大。因此，如果对RF信号的包络值与电源电压Vcc的关系进行调整，使电源电压Vcc变动，使得在图4A的增益动作线(单点划线)上推移，则能够不依赖于输出功率而将增益保持为大致恒定。

然而，电源电压Vcc具有使电源电路140适当地动作所需的下限值(例如，1V左右)。因此，例如，如图4A所示，不能使电源电压Vcc低于1V，在输出功率为15dBm左右以下的低输出功率区域中，增益变得比其它区域高(图4A中圆圈包围的部分)。由此，存在增益的线性劣化、相邻信道泄漏功率比(ACLR：Adjacent Channel Leakage Ratio)特性变差等问题。

为了改善该线性的劣化，例如可考虑使作为目标的增益动作线向图4A所示的箭头的方向上升的方法(参照图4A的双点划线)。另一方面，为了使PAE提高，需要使增益动作线与PAE最大轨迹线接近。特别是，输出功率为25dBm左右以上的区域的使用频度高，对于整体的PAE是支配性的，因此增益动作线与PAE最大轨迹线最好尽可能靠近。然而，如图4A所示，若使作为目标的增益动作线上升，则增益动作线与PAE最大轨迹线会远离，虽然增益的线性提高，但是存在PAE下降这样的问题。

关于这一点，在发送单元100A中，进行控制，使得在电源电压Vcc低的情况下，RF信号的衰减量变大，在电源电压Vcc高的情况下，该衰减量变小。由此，如图4B所示，在电源电压Vcc为1V的情况下，可抑制增益的上升，使得沿着增益动作线(单点划线)，能够作为整体使增益的线性提高。此外，与使作为目标的增益动作线上升的情况相比，能够抑制PAE变差。

像这样，在发送单元100A中，根据按照ET方式的电源电压Vcc的变动，在电源电压Vcc低的情况下使RF信号衰减，由此与在专利文献1公开的结构相比，能够使增益的线性提高，能够改善ACLR特性。

另外，虽然在图2中示出了衰减电路160A仅设置在初级的放大器的输入的结构，但是衰减电路160A也可以代替初级而设置在后级的放大器的输入，或者也可以设置在双方的放大器的输入。

此外，发送单元具备的放大器的级数也可以为三级以上。例如，在放大器的级数为三级的情况下，衰减电路160A可以设置在第一级以及第二级放大器的输入，也可以设置在第一级至第三级的全部的放大器的输入。

此外，虽然在图2中示出了按照ET方式的电源电压Vcc被供给到初级以及后级的双方的放大器的例子，但是被供给该电源电压Vcc的也可以仅为任一方的放大器(例如，后级)。在该情况下，在另一方的放大器可以被供给按照APT方式的电源电压。

图5是示出本发明的第二实施方式涉及的发送单元的结构例的图。另外，在第二实施方式以后，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，对于基于同样的结构的同样的作用效果，将不在每个实施方式中逐次提及。

图5所示的发送单元100B与图2所示的发送单元100A相比，代替衰减器170A而具备衰减器170B。衰减器170B除了控制电路150A以及衰减电路160A以外，还具备控制电路150B以及衰减电路160B。

控制电路150B(第二控制电路)包括晶体管Q8、Q9以及电阻元件R7、R8。

晶体管Q8进行二极管连接(第二二极管)，在集电极被供给电源电压Vcc，发射极经由电阻元件R7与晶体管Q9的集电极连接。晶体管Q9进行二极管连接，发射极经由电阻元件R8与接地连接。电阻元件R7(第二负载)的一端与晶体管Q8的发射极连接，另一端与晶体管Q9的集电极连接。电阻元件R8(第三负载)的一端与晶体管Q9的发射极连接，另一端与接地连接。

由此，晶体管Q9从集电极输出与电源电压Vcc的变动相应的控制电压Vctrl2(第二控制电压)。具体地，晶体管Q9的集电极电压成为用晶体管Q8以及电阻元件R7的电阻值和晶体管Q9以及电阻元件R8的电阻值对晶体管Q8的集电极电压进行了分压的值。因此，伴随着电源电压Vcc的上升，控制电压Vctrl2也上升，伴随着电源电压Vcc的下降，控制电压Vctrl2也下降。

图6A是示出电源电压Vcc与控制电压Vctrl2的关系的图。在图6A中，横轴示出电源电压Vcc(V)，纵轴示出控制电压Vctrl2(V)。如图6A所示，控制电压Vctrl2具有伴随着电源电压Vcc的上升而上升的特性。即，控制电路150B具有根据电源电压Vcc的变动而对电源电压Vcc的电平进行变换并输出的功能。

返回到图5，衰减电路160B包括晶体管Q7b(第四晶体管)、电阻元件R6b以及电容器C3b。另外，衰减电路160B的结构与衰减电路160A的结构是同样的，因此标注同样的附图标记并省略详细的说明。

图6B以及图6C是示出电源电压Vcc与RF信号的衰减量的关系的图。在图6B以及图6C中，横轴示出电源电压Vcc(V)，纵轴示出RF信号RF1的衰减量(dB)。另外，在图6B中，未包括基于衰减电路160A的衰减量，仅示出基于衰减电路160B的衰减量，在图6C中，示出将衰减电路160A以及衰减电路160B相加的衰减量。

如图6B所示，在电源电压Vcc低的情况下，控制电压Vctrl2也低，因此晶体管Q7b截止。另一方面，伴随着电源电压Vcc的上升，控制电压Vctrl2逐渐上升，若电源电压Vcc成为给定电平(例如，2.5V左右)以上，则晶体管Q7b导通。因此，伴随着电源电压Vcc的上升，RF信号RF1的衰减量增大。

若将基于衰减电路160A的衰减量(参照图3B)和基于衰减电路160B的衰减量(参照图6B)相加，则成为图6C所示的特性。即，在电源电压Vcc变得不足1.5V左右(第一电平)的区域中，伴随着电源电压Vcc的下降，RF信号的衰减量增大。另一方面，在电源电压Vcc变为2.5V左右(比第一电平高的第二电平)以上的区域中，伴随着电源电压Vcc的上升，衰减量增大。

接着，参照图7对发送单元100B的效果进行说明。在此，图7是示出发送单元100B的输出功率与增益的关系的图。在图7中，横轴示出发送单元的输出功率(dBm)，纵轴示出增益(dB)。此外，在图7中，与图4B同样地，实线示出电源电压Vcc为1V、1.5V、2V、2.5V、3V、3.5V、4V、4.5V的情况下的各自的增益，虚线示出各电源电压下的PAE最大轨迹线，单点划线示出增益动作线。

如图7所示，首先，在电源电压Vcc低的区域中，与上述的发送单元100A同样地，通过衰减电路160A抑制增益的上升。进而，在发送单元100B中，在电源电压Vcc高的区域中，RF信号也被衰减。由此，例如，在电源电压Vcc为2.5V、3V、3.5V、4V、4.5V的情况下，与图4B所示的发送单元100A的结果相比，可抑制增益的上升。因此，与图4B相比，PAE最大轨迹线的上升变得平缓。故此，在图7中，特别是在输出功率为25dBm左右以上的区域中，PAE最大轨迹线和增益动作线靠近。据此，可以说，发送单元100B具有抑制PAE的下降并且使增益的线性提高的效果。

像这样，根据发送单元100B，除了电源电压Vcc低的情况以外，在电源电压Vcc高的情况下，也使RF信号衰减，由此，与发送单元100A相比，能够使功率附加效率提高。

另外，图5所示的控制电路150B例如也可以不具备晶体管Q9。在不具备晶体管Q9的情况下，与具备晶体管Q9的结构相比，高速地动作。因此，即使在电源电压Vcc的变动快(即，RF信号的包络频率高)的情况下，也能够抑制控制电压Vctrl2的变动相对于电源电压Vcc的变动的延迟。

此外，发送单元100B也可以不具备控制电路150A以及衰减电路160A。

图8是示出控制电路150的变形例的图。图8所示的控制电路150C(第一控制电路)具有与图2所示的控制电路150A同样的功能，但是除了控制电路150A的构成要素以外，还具备晶体管Q10以及电阻元件R9。

晶体管Q10进行二极管连接(第一二极管)，在集电极被供给电源电压Vcc，发射极经由电阻元件R9与接地连接。此外，晶体管Q10的基极与晶体管Q6的基极连接。即，晶体管Q10与晶体管Q6进行电流镜连接。电阻元件R9的一端与晶体管Q10的发射极连接，另一端与接地连接。

晶体管Q10以及电阻元件R9构成将电源电路140作为电源的恒定电流电路。即，与电源电压Vcc的变动无关地，从晶体管Q10的集电极向发射极流过恒定的电流。由此，在控制电路150C中，与控制电路150A相比，例如可抑制起因于温度变化、制造偏差的特性变动。此外，因为与电源电压Vcc直接被供给到晶体管Q6的基极的控制电路150A相比高速地动作，所以能够抑制控制电压Vctrl1的变动相对于电源电压Vcc的变动的延迟。

图9是示出控制电路150的另一个变形例的图。图9所示的控制电路150D(第二控制电路)具有与图5所示的控制电路150B同样的功能，但是与控制电路150B相比，代替晶体管Q8而包括晶体管Q11，还包括晶体管Q12、Q13以及电阻元件R10。

在晶体管Q11(第五晶体管)中，在集电极被供给给定的电压V2，基极与晶体管Q12的基极连接，发射极经由电阻元件R7与晶体管Q9的集电极连接。

晶体管Q12进行二极管连接(第二二极管)，在集电极被供给电源电压Vcc，发射极与晶体管Q13的集电极连接。晶体管Q12与晶体管Q11进行电流镜连接。晶体管Q13进行二极管连接，发射极经由电阻元件R10与接地连接。电阻元件R10的一端与晶体管Q13的发射极连接，另一端与接地连接。

晶体管Q12、Q13以及电阻元件R10构成将电源电路140作为电源的恒定电流电路。即，与电源电压Vcc的电压的变动无关地，从晶体管Q12、Q13的集电极向发射极流过恒定的电流。由此，在控制电路150D中，与控制电路150B相比，例如可抑制起因于温度变化、制造偏差的特性变动。此外，因为与电源电压Vcc直接被供给到晶体管Q8的集电极的控制电路150B相比高速地动作，所以能够抑制控制电压Vctrl2的变动相对于电源电压Vcc的变动的延迟。

另外，图9所示的控制电路150D例如也可以不具备晶体管Q13，或者也可以不具备晶体管Q9。在不具备晶体管Q13、Q9的情况下，与具备晶体管Q13、Q9的结构相比，高速地动作，因此能够抑制控制电压Vctrl2的变动相对于电源电压Vcc的变动的延迟。此外，控制电路150D例如也可以不具备电阻元件R10。

图10是示出本发明的第三实施方式涉及的发送单元的结构例的图。图10所示的发送单元100C与图5所示的发送单元100B相比，代替衰减器170B而具备衰减器170C。衰减器170C代替具备控制电路150A、150B而具备兼具控制电路150A、150B的双方的功能的控制电路150E。

控制电路150E(第一控制电路)包括与图8所示的控制电路150C类似的第一电路部200和与图9所示的控制电路150D类似的第二电路部201。第一电路部200和第二电路部201并联地连接。

第一电路部200除了控制电路150C的结构以外，还包括晶体管Q14以及电容器C4。晶体管Q14进行二极管连接(第四二极管)，集电极与晶体管Q6的集电极连接，发射极经由电阻元件R6a与晶体管Q7a的基极连接。电容器C4与晶体管Q14并联地连接。电容器C4是为了在电源电压Vcc的变动快的情况下也使控制电压Vctrl3(第一控制电压)的追随性能提高而设置的。

第二电路部201与控制电路150D相比，除了不包括晶体管Q9这一点以外是同样的，因此省略详细的说明。

通过上述的结构，控制电路150E基于晶体管Q14的发射极电压(第一电压)和电阻元件R7与电阻元件R8的连接点处的电压(第二电压)，输出控制电压Vctrl3。通过以下说明的作用，控制电压Vctrl3变动，使得衰减电路160A进行与图6C所示的特性同样的衰减。

将晶体管Q6的集电极电压设为电压V3，将晶体管Q11的基极电压设为电压V4。如上所述，晶体管Q6的集电极电压(电压V3)是将电源电压Vcc的变动反转的电压，晶体管Q11的基极电压(电压V4)是与电源电压Vcc的变动同样地变动的电压。

首先，在电源电压Vcc不足例如1.5V左右(第一电平)的情况下，电压V3高，因此晶体管Q14导通，电压V4低，因此晶体管Q11截止。由此，作为控制电压Vctrl3，电压V3成为支配性的，因此伴随着电源电压Vcc的上升，衰减量减少。接着，在电源电压Vcc为例如1.5V左右(第一电平)以上且不足2.5V左右(第二电平)的情况下，电压V3低，因此晶体管Q14截止，电压V4也低，因此晶体管Q11也截止。由此，RF信号几乎不被衰减。而且，在电源电压Vcc为例如2.5V左右(第二电平)以上的情况下，电压V3低，因此晶体管Q14截止，电压V4高，因此晶体管Q11导通。由此，作为控制电压Vctrl3，电压V4成为支配性的，因此伴随着电源电压Vcc的上升，衰减量增大。

像这样，发送单元100C能够得到与发送单元100B同样的效果。此外，因为在发送单元100C中，控制电路150E兼具控制电路150C以及控制电路150D的功能，所以无需具备多个衰减电路160A、160B，能够缩小电路规模。进而，能够抑制多余的损耗，能够改善发送单元的效率。

图11是示出本发明的第四实施方式涉及的发送单元的结构例的图。图11所示的发送单元100D与图5所示的发送单元100B相比，代替衰减器170B而具备衰减器170D。衰减器170D代替控制电路150B以及衰减电路160B而具备衰减电路160C。

衰减电路160C设置在后级的放大器111的输入侧。具体地，衰减电路160C包括晶体管Q15、电阻元件R11以及电容器C5。

晶体管Q15进行二极管连接(第三二极管)，代替在基极被供给控制电压Vctrl1，基极与晶体管Q15的集电极连接。电阻元件R11的一端与晶体管Q15的发射极连接，另一端与接地连接。电容器C5的一端与RF信号RF2的去往晶体管Q2的供给路径连接，另一端与晶体管Q15的集电极连接。

在衰减电路160C中，若RF信号RF2经由电容器C5被供给到晶体管Q15的集电极，则晶体管Q15的集电极电压振动，与该集电极连接的基极电压也振动。若RF信号RF2的功率电平增大，则产生晶体管Q15从截止变为导通的状态。由此，晶体管Q15通过使RF信号RF2的一部分从集电极流到发射极，从而使RF信号RF2衰减。另外，RF信号RF2的功率电平越大、电压振幅越大，晶体管Q15导通的比率变得越高，因此衰减量变得越多。因此，与图6B所示的特性同样地，作为RF信号的衰减量伴随着电源电压Vcc的上升而增大的衰减电路发挥功能。

通过上述的结构，发送单元100D也能够得到与发送单元100B同样的效果。此外，在发送单元100D中，无需具备控制电路150B，能够缩小电路规模。

另外，虽然在图11中示出了在后级的放大器的输入设置有衰减电路160C的例子，但是并无意将衰减电路160C设置在初级的放大器的输入的结构排除在外。若衰减电路160C设置在后级的放大器的输入，则与设置在前级的放大器的结构相比，晶体管Q15的集电极处的电压振幅变大，因此使RF信号衰减的效果变得更显著。

以上，对本发明的例示性的实施方式进行了说明。发送单元100A具备：晶体管Q1，将RF信号RF1的功率放大并输出RF信号RF2；电源电路140，将根据RF信号RF1的振幅电平而变动的电源电压Vcc供给到晶体管Q1；以及衰减器，在电源电压Vcc不足第一电平的情况下，使RF信号RF1衰减，使得伴随着电源电压Vcc的下降，衰减量变大。由此，在发送单元100A中，可抑制输出功率小的区域中的增益的上升，与在专利文献1公开的结构相比，增益的线性提高。

此外，在发送单元100A中，衰减器包括：晶体管Q7a，基于控制电压Vctrl1，使RF信号RF1衰减；以及控制电路150A，在电源电压Vcc不足第一电平的情况下，基于电源电压Vcc输出控制电压Vctrl1，使得伴随着电源电压Vcc的下降，衰减量变大。此外，在电源电压Vcc不足第一电平的情况下，该控制电压Vctrl1伴随着电源电压Vcc的下降而上升，在晶体管Q7a中，集电极与RF信号RF1的去往晶体管Q1的供给路径连接，发射极与接地侧连接，在基极被供给控制电压Vctrl1，根据控制电压Vctrl1，使RF信号RF1的一部分从晶体管Q7a的集电极流到发射极。由此，在输出功率小的区域中，能够使RF信号衰减。

另外，控制电路150A的结构没有特别限定，例如可以包括晶体管Q6，在晶体管Q6中，在集电极经由电阻元件R4被供给给定的电压V1，在基极被供给电源电压Vcc，发射极与接地侧连接，可以将晶体管Q6的集电极电压作为控制电压Vctrl1进行输出。由此，控制电路150A能够输出使电源电压Vcc的变动反转了的控制电压Vctrl1。

此外，控制电路150C还包括与晶体管Q6进行电流镜连接的二极管(晶体管Q10)。由此，与电源电压Vcc的变动无关地，从晶体管Q6的集电极向发射极流过恒定的电流。因此，在控制电路150C中，与控制电路150A相比，例如可抑制起因于温度变化、制造偏差的特性变动。此外，能够抑制控制电压Vctrl1的变动相对于电源电压Vcc的变动的延迟。

此外，在发送单元100B中，衰减器还包括：晶体管Q7b，基于控制电压Vctrl2，使RF信号RF1衰减；以及控制电路150B，在电源电压Vcc为比第一电平高的第二电平以上的情况下，基于电源电压Vcc输出控制电压Vctrl2，使得伴随着电源电压Vcc的上升，衰减量变大。由此，除了电源电压Vcc低的情况以外，在电源电压Vcc高的情况下，RF信号RF1也被衰减。因此，根据发送单元100B，与发送单元100A相比，在输出功率大的区域中可抑制增益的上升，因此能够使功率附加效率提高。

此外，在电源电压Vcc为第二电平以上的情况下，控制电压Vctrl2伴随着电源电压Vcc的上升而上升，在晶体管Q7b中，集电极与RF信号RF1的去往晶体管Q1的供给路径连接，发射极与接地侧连接，在基极被供给控制电压Vctrl2，根据控制电压Vctrl2，使RF信号RF1的一部分从晶体管Q7b的集电极流到发射极。由此，在输出功率大的区域中，能够使RF信号衰减。

另外，控制电路150B的结构没有特别限定，例如可以包括：二极管(晶体管Q8)，在阳极被供给电源电压Vcc，阴极与接地侧连接；以及电阻元件R7、R8，串联连接在该二极管的阴极与接地之间，可以将被电阻元件R7、R8分压的电压作为控制电压Vctrl2进行输出。由此，能够输出伴随着电源电压Vcc的上升而上升的控制电压Vctrl2。

此外，控制电路150D包括：二极管(晶体管Q12)，在阳极被供给电源电压Vcc，阴极与接地侧连接；晶体管Q11，与该二极管进行电流镜连接；以及电阻元件R7、R8，串联连接在晶体管Q11的发射极与接地之间，将被电阻元件R7、R8分压的电压作为控制电压Vctrl2进行输出。由此，与电源电压Vcc的变动无关地，从晶体管Q11的集电极向发射极流过恒定的电流。因此，在控制电路150D中，与控制电路150B相比，例如可抑制起因于温度变化、制造偏差的特性变动。此外，能够抑制控制电压Vctrl2的变动相对于电源电压Vcc的变动的延迟。

此外，发送单元100D还具备将RF信号RF2的功率放大并输出RF信号RF3的晶体管Q2，衰减器还具备二极管(晶体管Q15)，二极管(晶体管Q15)的阳极与RF信号RF2的去往晶体管Q2的供给路径连接，阴极与接地侧连接。由此，在发送单元100D中，RF信号RF2的功率电平越大，晶体管Q15导通的比率变得越高，衰减量变得越多。因此，发送单元100D能够得到与发送单元100B同样的效果，进而，不需要具备控制电路150B，因此能够缩小电路规模。

此外，在发送单元100C中，在电源电压Vcc为比第一电平高的第二电平以上的情况下，控制电压Vctrl3伴随着电源电压Vcc的上升而上升。由此，发送单元100C能够得到与发送单元100B同样的效果，进而，不需要具备衰减电路160B，因此能够缩小电路规模，并且能够抑制多余的损耗，能够改善发送单元的效率。另外，控制电路150E的结构没有特别限定，例如可以是如下结构，即，包括并联地连接的第一电路部200和第二电路部201，第一电路部200在电源电压Vcc不足第一电平的情况下输出伴随着电源电压Vcc的下降而上升的第一电压，第二电路部201在电源电压Vcc为第二电平以上的情况下输出伴随着电源电压Vcc的上升而上升的第二电压，控制电路150E基于第一电压以及第二电压输出控制电压Vctrl3。

此外，在发送单元100C中，第一电路部200包括：晶体管Q6，在集电极经由电阻元件R4被供给给定的电压V1，在基极被供给电源电压Vcc，发射极与接地侧连接；以及二极管(晶体管Q14)，连接在晶体管Q6的集电极与晶体管Q7a的基极之间，第二电路部201包括：晶体管Q11，在集电极被供给给定的电压V2，在基极被供给电源电压Vcc，发射极与接地侧连接；以及电阻元件R7、R8，串联连接在晶体管Q11的发射极与接地之间，第一电压是二极管(晶体管Q14)的阴极电压，第二电压是被电阻元件R7、R8分压的电压。由此，能够生成控制电压Vctrl3，在电源电压Vcc不足第一电平的情况下，控制电压Vctrl3伴随着电源电压Vcc的上升而下降，在电源电压Vcc为比第一电平高的第二电平以上的情况下，控制电压Vctrl3伴随着电源电压Vcc的上升而上升。

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，并且本发明包含其等价物。即，本领域技术人员对各实施方式施加了适当的设计变更的实施方式，只要具备本发明的特征，也包含于本发明的范围。例如，各实施方式具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并不限定于例示的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等，能够适当地进行变更。此外，只要技术上可行，各实施方式具备的各要素就能够进行组合，将它们进行了组合的实施方式，只要包含本发明的特征，也包含于本发明的范围。

Claims (13)

1.一种发送单元，具备：

第一晶体管，将第一信号的功率放大并输出第二信号；

电源电路，将根据所述第一信号的振幅电平变动的电源电压供给到所述第一晶体管；以及

衰减器，在所述电源电压不足第一电平的情况下，使所述第一信号衰减，使得伴随着所述电源电压的下降，衰减量变大。

2.根据权利要求1所述的发送单元，其中，

所述衰减器包括：

第二晶体管，基于第一控制电压，使所述第一信号衰减；以及

第一控制电路，在所述电源电压不足所述第一电平的情况下，基于所述电源电压输出所述第一控制电压，使得伴随着所述电源电压的下降，衰减量变大。

3.根据权利要求2所述的发送单元，其中，

在所述电源电压不足所述第一电平的情况下，所述第一控制电压伴随着所述电源电压的下降而上升，

在所述第二晶体管中，集电极与所述第一信号的去往所述第一晶体管的供给路径连接，发射极与接地侧连接，在基极被供给所述第一控制电压，根据所述第一控制电压，使所述第一信号的一部分从所述第二晶体管的集电极流到发射极。

4.根据权利要求3所述的发送单元，其中，

所述第一控制电路包括：

第三晶体管，在集电极经由第一负载被供给给定的电压，在基极被供给所述电源电压，发射极与接地侧连接，

将所述第三晶体管的集电极电压作为所述第一控制电压进行输出。

5.根据权利要求4所述的发送单元，其中，

所述第一控制电路还包括：

第一二极管，与所述第三晶体管进行电流镜连接。

6.根据权利要求2所述的发送单元，其中，

所述衰减器还包括：

第四晶体管，基于第二控制电压，使所述第一信号衰减；以及

第二控制电路，在所述电源电压为比所述第一电平高的第二电平以上的情况下，基于所述电源电压输出所述第二控制电压，使得伴随着所述电源电压的上升，衰减量变大。

7.根据权利要求6所述的发送单元，其中，

在所述电源电压为所述第二电平以上的情况下，所述第二控制电压伴随着所述电源电压的上升而上升，

在所述第四晶体管中，集电极与所述第一信号的去往所述第一晶体管的供给路径连接，发射极与接地侧连接，在基极被供给所述第二控制电压，根据所述第二控制电压，使所述第一信号的一部分从所述第四晶体管的集电极流到发射极。

8.根据权利要求7所述的发送单元，其中，

所述第二控制电路包括：

第二二极管，在阳极被供给所述电源电压，阴极与接地侧连接；以及

第二负载和第三负载，串联连接在所述第二二极管的阴极与接地之间，

将被所述第二负载和所述第三负载分压的电压作为所述第二控制电压进行输出。

9.根据权利要求7所述的发送单元，其中，

所述第二控制电路包括：

第二二极管，在阳极被供给所述电源电压，阴极与接地侧连接；

第五晶体管，与所述第二二极管进行电流镜连接；以及

第二负载和第三负载，串联连接在所述第五晶体管的发射极与接地之间，

将被所述第二负载和所述第三负载分压的电压作为所述第二控制电压进行输出。

10.根据权利要求1至5中的任一项所述的发送单元，其中，

所述发送单元还具备：第六晶体管，将所述第二信号的功率放大并输出第三信号，

所述衰减器还包括：第三二极管，阳极与所述第二信号的去往所述第六晶体管的供给路径连接，阴极与接地侧连接。

11.根据权利要求3所述的发送单元，其中，

在所述电源电压为比所述第一电平高的第二电平以上的情况下，所述第一控制电压伴随着所述电源电压的上升而上升。

12.根据权利要求11所述的发送单元，其中，

所述第一控制电路包括并联地连接的第一电路部和第二电路部，

在所述电源电压不足所述第一电平的情况下，所述第一电路部输出伴随着所述电源电压的下降而上升的第一电压，

在所述电源电压为所述第二电平以上的情况下，所述第二电路部输出伴随着所述电源电压的上升而上升的第二电压，

所述第一控制电路输出基于所述第一电压以及所述第二电压的所述第一控制电压。

13.根据权利要求12所述的发送单元，其中，

所述第一电路部包括：

第三晶体管，在集电极经由第一负载被供给给定的电压，在基极被供给所述电源电压，发射极与接地侧连接；以及

第四二极管，连接在所述第三晶体管的集电极与所述第二晶体管的基极之间，

所述第二电路部包括：

第五晶体管，在集电极被供给给定的电压，在基极被供给所述电源电压，发射极与接地侧连接；以及

第二负载和第三负载，串联连接在所述第五晶体管的发射极与接地之间，

所述第一电压是所述第四二极管的阴极电压，所述第二电压是被所述第二负载和所述第三负载分压的电压。