CN111917386B - 功率放大电路以及偏置控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够进行低电源电位下的动作的功率放大电路以及偏置控制电路。包含：多个功率放大器，被进行多级连接，将高频输入信号进行放大并输出放大后的高频输出信号；多个偏置电路，对多个功率放大器分别输出偏置电流；以及偏置控制电路，基于作为多个偏置电路中的一个偏置电路内的部位的电位并根据高频输出信号的功率而变化的第2参照电位，将用于使比一个偏置电路靠前级的一个或多个偏置电路所输出的偏置电流增加的偏置控制电流输出到比一个偏置电路靠前级的一个或多个偏置电路。

Description

功率放大电路以及偏置控制电路
技术领域
本发明涉及功率放大电路以及偏置控制电路。
背景技术
在功率放大电路中，存在多个功率放大器被进行多级连接的情况。最终级的功率放大器与比其靠前级的功率放大器相比较，晶体管的尺寸大，因此自发热也大。因此，若高频输出信号的功率变大，则最终级的功率放大器的自发热逐渐增加，增益逐渐减少，逐渐接近饱和状态。由此，功率放大电路整体的增益逐渐减少。
在下述的专利文献1中，记载了根据流过后级的偏置电路的电流使流过前级的偏置电路的电流增加的功率放大电路。在专利文献1的功率放大电路中，根据流过后级的偏置电路的电流的增加，流过前级的偏置电路的电流增加。由此，前级的功率放大器的增益增加。通过前级的功率放大器的增益的增加，能够弥补后级的功率放大器的增益的减少。因此，能够抑制功率放大电路整体的增益的减少。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2017/0141734号说明书
在专利文献1记载的功率放大电路中，在后级的偏置电路230与电源电位Vbatt之间，插入有用于检测偏置电路230的电流的晶体管246。因此，电源电位Vbatt需要提高与晶体管246中的电位下降相应的量。也就是说，专利文献1记载的功率放大电路不能进行低电源电位下的动作。
此外，近年来，为了抑制消耗功率，有时进行根据高频信号的包络线使功率放大器的集电极偏置(集电极电位)变化的控制(包络线跟踪控制)。如上所述，在专利文献1记载的功率放大电路中，在用于检测偏置电路230的电流的晶体管246被输入电源电位Vbatt。因此，专利文献1记载的功率放大电路不能根据功率放大器的集电极电位的变化使流过晶体管246的电流变化。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于，能够进行低电源电位下的动作。
用于解决课题的技术方案
本发明的一个方面的功率放大电路包含：多个功率放大器，被进行多级连接，将高频输入信号进行放大并输出放大后的高频输出信号；多个偏置电路，对多个功率放大器分别输出偏置电流；以及偏置控制电路，基于作为多个偏置电路中的一个偏置电路内的部位的电位并根据高频输出信号的功率而变化的第2参照电位，将用于使比一个偏置电路靠前级的一个或多个偏置电路所输出的偏置电流增加的偏置控制电流输出到比一个偏置电路靠前级的一个或多个偏置电路。
本发明的一个方面的偏置控制电路是对功率放大电路的偏置电流进行控制的偏置控制电路，所述功率放大电路包含：多个功率放大器，被进行多级连接，将高频输入信号进行放大并输出放大后的高频输出信号；以及多个偏置电路，对多个功率放大器分别输出偏置电流，其中，所述偏置控制电路基于作为多个偏置电路中的一个偏置电路内的部位的电位并根据高频输出信号的功率而变化的第2参照电位，将用于使比一个偏置电路靠前级的一个或多个偏置电路所输出的偏置电流增加的偏置控制电流输出到比一个偏置电路靠前级的一个或多个偏置电路。
发明效果
根据本发明，能够进行低电源电位下的动作。
附图说明
图1是示出第1实施方式的电流输出电路的电路结构的图。
图2是示出第1实施方式的电流输出电路的电路结构的图。
图3是示出第2实施方式的功率放大电路的电路结构的图。
图4是示出第3实施方式的功率放大电路的电路结构的图。
图5是示出第4实施方式的功率放大电路的电路结构的图。
图6是示出第5实施方式的功率放大电路的电路结构的图。
图7是示出第6实施方式的功率放大电路的电路结构的图。
图8是示出第7实施方式的功率放大电路的电路结构的图。
图9是示出第8实施方式的功率放大电路的电路结构的图。
图10是示出第9实施方式的功率放大电路的电路结构的图。
图11是示出第9实施方式的功率放大电路的电路结构的图。
图12是示出第10实施方式的功率放大电路的电路结构的图。
图13是示出第11实施方式的功率放大电路的电路结构的图。
图14是示出第11实施方式的功率放大电路的电路结构的图。
附图标记说明
1、1F、1H：功率放大电路；
2、2F：控制电路；
11：第1匹配电路；
12：第1功率放大器；
13、17、24：电感器；
14、18、25：电阻；
15：第2匹配电路；
16：第2功率放大器；
19：第1偏置电路；
20：第2偏置电路；
21、21A、21B、21C、21D、21G：偏置控制电路；
22：第3匹配电路；
23：第3功率放大器；
26：第3偏置电路；
41：第1恒流源；
42：第2恒流源；
43：开关；
44：使能电路；
45：第3恒流源；
70、70D：电流输出电路；
71：第2电压电流变换电路；
72：电流调整电路；
73、73C：电位输出电路；
74、74G：第1电压电流变换电路；
75：电阻偏差补偿电路；
76：电位调整电路。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的功率放大电路以及偏置控制电路的实施方式进行详细地说明。另外，本发明并不被该实施方式所限定。各实施方式是例示，能够进行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。在第2实施方式以后，省略关于与第1实施方式共同的事项的记述，仅对不同点进行说明。特别是，关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。
＜第1实施方式>
图1是示出第1实施方式的功率放大电路的电路结构的图。功率放大电路1能够在由便携式电话装置所例示的移动通信装置中为了与基站收发声音、数据等各种信号而利用。
功率放大电路1将从前级的电路输入的无线频率的高频输入信号RFin进行放大。然后，功率放大电路1将放大后的高频输出信号RFout输出到后级的电路。前级的电路可例示对调制信号的功率进行调整的发送功率控制电路，但是并不限定于此。后级的电路可例示前端电路，该前端电路进行对高频输出信号RFout的滤波等并发送到天线，但是并不限定于此。
高频输入信号RFin以及高频输出信号RFout的频率可例示几百兆赫(MHz)至几十千兆赫(GHz)程度，但是并不限定于此。
功率放大电路1包含：第1匹配电路11、第1功率放大器12、电感器13以及17、电阻14以及18、第2匹配电路15、第2功率放大器16、第1偏置电路19、第2偏置电路20、和偏置控制电路21。
在第1实施方式中，功率放大电路1设为包含第1功率放大器12以及第2功率放大器16这两级的功率放大器，但是本公开并不限定于此。功率放大电路1也可以包含3级以上的功率放大器。
第1功率放大器12也可以称为初级或驱动级。第2功率放大器16也可以称为最终级或功率级。
第1功率放大器12、电阻14以及18、第2功率放大器16、第1偏置电路19、第2偏置电路20、和偏置控制电路21可以形成在半导体芯片(裸片)，但是本公开并不限定于此。第1匹配电路11、电感器13以及17、和第2匹配电路15可以形成在安装半导体芯片的基板，但是本公开并不限定于此。
控制电路2包含：第1恒流源41、第2恒流源42、开关43、以及使能电路44。
控制电路2可以形成在与功率放大电路1不同的半导体芯片，但是本公开并不限定于此。
使能电路44执行使功率放大电路1进行(使能)或停止(失能)功率放大的控制。在使功率放大电路1进行功率放大的情况下，使能电路44输出第1电平的使能信号，使第1恒流源41以及第2恒流源42动作，并且使开关43为接通状态。在使功率放大电路1停止功率放大的情况下，使能电路44输出第2电平的使能信号，使第1恒流源41以及第2恒流源42停止，并且使开关43为断开状态。
在使能信号为第1电平时(动作时)，第1恒流源41使用电源电位Vbatt的直流功率将第1恒流Ictrl_drv输出到第1偏置电路19。在使能信号为第2电平时(停止时)，第1恒流源41不将第1恒流Ictrl_drv输出到第1偏置电路19。
电源电位Vbatt对应于本公开的“第1电源电位”。
在使能信号为第1电平时(动作时)，第2恒流源42使用电源电位Vbatt的直流功率将第2恒流Ictrl_pwr输出到第2偏置电路20。在使能信号为第2电平时(停止时)，第2恒流源42不将第2恒流Ictrl_pwr输出到第2偏置电路20。
在使能信号为第1电平时(动作时)，开关43将电源电位Vcc与偏置控制电路21之间电连接。由此，电源电位Vcc_s被供给到偏置控制电路21。电源电位Vcc_s是与电源电位Vcc相同的电位。在使能信号为第2电平时(停止时)，开关43将电源电位Vcc与偏置控制电路21之间电阻断。由此，电源电位Vcc_s不被供给到偏置控制电路21。
开关43可例示如下的晶体管，即，在集电极被输入电源电位Vcc，在基极被输入使能信号，并从发射极输出电源电位Vcc_s，但是本公开并不限定于此。另外，虽然在本公开中，以双极晶体管的结构记载了开关43，但是也可以是场效应晶体管(Field EffectTransistor：FET)。在该情况下，只要将集电极置换为漏极，将基极置换为栅极，将发射极置换为源极即可。
电源电位Vcc以及Vcc_s对应于本公开的“第2电源电位”。
设第1匹配电路11包含电容器11a，但是本公开并不限定于此。第1匹配电路11能够适当地组合电容器、电感器等而构成。电容器11a发挥将高频输入信号RFin的直流分量阻断并使交流分量通过的、DC截止电容器的作用。
第1功率放大器12包含晶体管12a。
在本公开中，各晶体管设为双极晶体管，但是本公开并不限定于此。双极晶体管可例示异质结双极晶体管(Heterojunction Bipolar Transistor：HBT)，但是本公开并不限定于此。各晶体管例如可以是场效应晶体管(FET)。各晶体管也可以是将多个单位晶体管(也称为“指”)并联地电连接的多指晶体管。所谓单位晶体管，是指构成晶体管的最小限度的结构。
晶体管12a的发射极与第1参照电位电连接。第1参照电位可例示接地电位，但是本公开并不限定于此。
晶体管12a的集电极与电感器13的一端电连接。电感器13的另一端与电源电位Vcc电连接。电感器13将电源电位Vcc的直流功率供给到晶体管12a的集电极。在晶体管12a的集电极，经由电感器13从电源电位Vcc流过集电极电流。
设电感器13对于高频输入信号RFin的频带具有充分高的阻抗。也就是说，在考虑高频输入信号RFin的频带时，设电感器13的阻抗能够忽略。此外，电感器13抑制高频输入信号RFin向电源电路的耦合。也就是说，电感器13发挥扼流电感器的作用。
在晶体管12a的基极，经由电容器11a被输入高频输入信号RFin。
晶体管12a的基极与电阻14的一端电连接。电阻14的另一端与第1偏置电路19电连接。
第1偏置电路19将与第1恒流Ictrl_drv相应的第1偏置电流Ibb_drv输出到电阻14的另一端。第1偏置电流Ibb_drv经由电阻14被输入到晶体管12a的基极。
晶体管12a通过第1偏置电流Ibb_drv来设定电偏置状态。晶体管12a从集电极向第2匹配电路15输出将高频输入信号RFin进行了功率放大的高频信号RFm。
设第2匹配电路15包含电容器15a，但是本公开并不限定于此。第2匹配电路15能够适当地组合电容器、电感器等而构成。电容器15a发挥将高频信号RFm的直流分量阻断并使交流分量通过的DC截止电容器的作用。
第2功率放大器16包含晶体管16a。晶体管16a的发射极与第1参照电位电连接。
晶体管16a的集电极与电感器17的一端电连接。电感器17的另一端与电源电位Vcc电连接。电感器17将电源电位Vcc的直流功率供给到晶体管16a的集电极。在晶体管16a的集电极，经由电感器17从电源电位Vcc流过集电极电流。
设电感器17对于高频信号RFm的频带具有充分高的阻抗。也就是说，在考虑高频信号RFm的频带时，设电感器17的阻抗能够忽略。此外，电感器17抑制高频信号RFm向电源电路的耦合。也就是说，电感器17发挥扼流电感器的作用。
在晶体管16a的基极，经由电容器15a被输入高频信号RFm。
晶体管16a的基极与电阻18的一端电连接。电阻18的另一端与第2偏置电路20电连接。
第2偏置电路20将与第2恒流Ictrl_pwr相应的第2偏置电流Ibb_pwr输出到电阻18的另一端。第2偏置电流Ibb_pwr经由电阻18被输入到晶体管16a的基极。
晶体管16a通过第2偏置电流Ibb_pwr来设定电偏置状态。晶体管16a从集电极输出将高频信号RFm进行了功率放大的高频输出信号RFout。
在偏置控制电路21被输入作为第2偏置电路20内的部位的电位并根据高频输出信号RFout的功率而变化的第2参照电位Vref。而且，偏置控制电路21基于第2参照电位Vref将用于使第1偏置电流Ibb_drv增加的偏置控制电流Ibst输出到第1偏置电路19。
图2是示出第1实施方式的功率放大电路的电路结构的图。详细地，图2是示出第1偏置电路19、第2偏置电路20、以及偏置控制电路21的电路结构的图。
第1偏置电路19包含：电阻51、晶体管52、53以及55、和电容器54。
在电阻51的一端，从第1恒流源41(参照图1)被输入第1恒流Ictrl_drv。
晶体管52的集电极以及基极与电阻51的另一端电连接。晶体管52由于集电极和基极被电连接，因此与二极管等效。以后，将对晶体管的集电极和基极进行电连接的结构称为二极管连接。
晶体管52对应于本公开的“第9晶体管”。
晶体管53的集电极以及基极与晶体管52的发射极电连接。也就是说，晶体管53被进行二极管连接。晶体管53的发射极与第1参照电位连接。
晶体管53对应于本公开的“第10晶体管”。
晶体管52的集电极以及基极的电位相当于晶体管52的集电极-发射极路径以及晶体管53的集电极-发射极路径的电位下降量。也就是说，相当于两个二极管份的电压下降量。
电容器54的一端与晶体管52的集电极以及基极电连接。电容器54的另一端与第1参照电位电连接。电容器54使晶体管52的集电极以及基极的电位稳定，并使晶体管55的基极电位在AC上接地。
在晶体管55的集电极被输入电源电位Vbatt。晶体管55的基极与晶体管52的集电极以及基极、和电容器54的一端电连接。
输入到电阻51的第1恒流Ictrl_drv中的大多数的部分经由晶体管52以及53流到第1参照电位。第1恒流Ictrl_drv中的剩余的部分成为晶体管55的基极电流。
晶体管55的发射极与电阻14(参照图1)的另一端电连接。也就是说，晶体管55被进行发射极追随连接。由此，晶体管12a(参照图1)的基极电位稳定。晶体管55将与基极电流相应的发射极电流作为第1偏置电流Ibb_drv输出到电阻14(参照图1)的另一端。
晶体管55对应于本公开的“第8晶体管”。
第2偏置电路20包含：电阻61、晶体管62、63以及65、和电容器64。
在电阻61的一端，从第2恒流源42(参照图1)被输入第2恒流Ictrl_pwr。
晶体管62的集电极以及基极与电阻61的另一端电连接。也就是说，晶体管62被进行二极管连接。
晶体管62对应于本公开的“第5晶体管”。
晶体管63的集电极以及基极与晶体管62的发射极电连接。也就是说，晶体管63被进行二极管连接。晶体管63的发射极与第1参照电位连接。
晶体管63对应于本公开的“第6晶体管”。
晶体管62的集电极以及基极的电位相当于晶体管62的集电极-发射极路径以及晶体管63的集电极-发射极路径的电位下降量。也就是说，相当于两个二极管份的电位下降量。
电容器64的一端与晶体管62的集电极以及基极电连接。电容器64的另一端与第1参照电位电连接。电容器64使晶体管62的集电极以及基极的电位稳定，并在AC上使晶体管65的基极电位接地。
在晶体管65的集电极，被输入电源电位Vbatt。晶体管65的基极与晶体管62的集电极以及基极、和电容器64的一端电连接。
晶体管65对应于本公开的“第4晶体管”。
输入到电阻61的第2恒流Ictrl_pwr中的大多数的部分经由晶体管62以及63流到第1参照电位。第2恒流Ictrl_pwr中的剩余的部分成为晶体管65的基极电流。
晶体管65的发射极与电阻18(参照图1)的另一端电连接。也就是说，晶体管65被进行发射极追随连接。由此，晶体管16a(参照图1)的基极电位稳定。晶体管65将与流过基极的电流相应的发射极电流作为第2偏置电流Ibb_pwr输出到电阻18(参照图1)的另一端。
(偏置控制电路的结构)
偏置控制电路21包含：电流输出电路70、电位输出电路73、以及第1电压电流变换电路74。
电流输出电路70输出与第2偏置电路20内的第2参照电位Vref相应的控制电流Ictrl。第2参照电位Vref设为晶体管65的基极电位，但是本公开并不限定于此。
电流输出电路70对应于本公开的“第1电路”。
电流输出电路70包含第2电压电流变换电路71和电流调整电路72。
第2电压电流变换电路71输出与第2偏置电路20内的第2参照电位Vref相应的参照电流Iref。
设第2电压电流变换电路71包含晶体管71a，但是本公开并不限定于此。第2电压电流变换电路71只要是输出与电压(电位)相应的电流的电路即可。
在晶体管71a的集电极，被输入电源电位Vbatt。晶体管71a的基极与晶体管65的基极电连接。由此，在晶体管71a的基极，被输入第2参照电位Vref。晶体管71a将与电源电位Vbatt和第2参照电位Vref之间的电压相应的发射极电流作为参照电流Iref进行输出。
晶体管71a对应于本公开的“第1晶体管”。
电流调整电路72输出与参照电流Iref相应的控制电流Ictrl。电流调整电路72包含晶体管72a以及72b。
晶体管72a的集电极以及基极与晶体管71a的发射极电连接。也就是说，晶体管72a被进行二极管连接。晶体管72a的发射极与第1参照电位电连接。因此，在晶体管72a的集电极-发射极路径流过参照电流Iref。
晶体管72a对应于本公开的“第2晶体管”。
晶体管72b的基极与晶体管72a的基极以及集电极电连接。也就是说，晶体管72a以及72b构成了电流镜电路。
在晶体管72b的集电极-发射极路径，流过与参照电流Iref相应的控制电流Ictrl。例如，在晶体管72b的尺寸(指数)与晶体管72a的尺寸(指数)相同的情况下，控制电流Ictrl变得与参照电流Iref相同。此外，例如在晶体管72b的尺寸(指数)大于晶体管72a的尺寸(指数)的情况下，控制电流Ictrl变得比参照电流Iref大。此外，例如在晶体管72b的尺寸(指数)小于晶体管72a的尺寸(指数)的情况下，控制电流Ictrl变得小于参照电流Iref。
晶体管72b对应于本公开的“第3晶体管”。
电位输出电路73基于电源电位Vcc_s输出与控制电流Ictrl相应的控制电位Vctrl。设电位输出电路73包含电阻73a，但是本公开并不限定于此。电位输出电路73只要是输出与电流相应的电位的电路即可。
在电阻73a的一端，经由开关43(参照图1)被输入电源电位Vcc_s。电阻73a的另一端与晶体管72b的集电极电连接。
电阻73a产生与控制电流Ictrl相应的电位下降，并输出控制电位Vctrl。控制电位Vctrl是从电源电位Vcc_s减去电阻73a中的电位下降(电阻73a的电阻值与控制电流Ictrl之积)而得到的电位。
另外，通过调整电阻73a的电阻值，从而能够调整控制电位Vctrl。
电位输出电路73对应于本公开的“第2电路”。电阻73a对应于本公开的“第1电阻”。
第1电压电流变换电路74输出与电源电位Vcc_s以及控制电位Vctrl相应的偏置控制电流Ibst。设第1电压电流变换电路74包含晶体管74a，但是本公开并不限定于此。第1电压电流变换电路74只要是输出与电压(电位)相应的电流的电路即可。
在晶体管74a的集电极，经由开关43(参照图1)被输入电源电位Vcc_s。晶体管74a的基极与电阻73a的另一端以及晶体管72b的集电极电连接。由此，在晶体管74a的基极被输入控制电位Vctrl。作为晶体管74a的输出端子的发射极与晶体管52的集电极以及基极、和晶体管55的基极电连接。晶体管74a将与集电极电位(电源电位Vcc_s)以及基极电位(控制电位Vctrl)相应的发射极电流作为偏置控制电流Ibst输出到晶体管52的集电极以及基极、和晶体管55的基极。
偏置控制电流Ibst的电流值能够通过调整晶体管74a的尺寸(指数)来进行调整。
第1电压电流变换电路74对应于本公开的“第3电路”。晶体管74a对应于本公开的“第14晶体管”。
(偏置控制电路的动作)
[第2电压电流变换电路的动作]
若晶体管16a(参照图1)所输出的高频输出信号RFout的功率变大，则晶体管16a的集电极电流增加。若晶体管16a的集电极电流增加，则作为晶体管16a的基极电流的第2偏置电流Ibb_pwr也增加。这样，第2恒流Ictrl_pwr中的、晶体管65的基极电流的比例增加。换言之，第2恒流Ictrl_pwr中的、流到晶体管62以及63的电流的比例减少。也就是说，流过晶体管62以及63的电流减少，并且晶体管65的基极电流增加。若流过晶体管62以及63的电流减少，则晶体管62以及63中的电压下降减少。因此，晶体管65的基极电位下降。
与上述相反，若晶体管16a所输出的高频输出信号RFout的功率变小，则晶体管65的基极电位上升。
也就是说，作为晶体管65的基极电位的第2参照电位Vref是根据高频输出信号RFout的功率而变化的电位。
另外，若高频输出信号RFout的功率变大，则晶体管16a的自发热逐渐增加，晶体管16a的增益逐渐减少，晶体管16a逐渐接近饱和状态。也就是说，作为晶体管65的基极电位的第2参照电位Vref还是根据晶体管16a的增益而变化的电位。
若第2参照电位Vref下降，则晶体管71a的基极电位下降，因此作为晶体管71a的发射极电流的参照电流Iref减少。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变大，晶体管16a的增益减少，第2参照电位Vref下降，则参照电流Iref减少。
与上述相反，若第2参照电位Vref上升，则晶体管71a的基极电位上升，因此作为晶体管71a的发射极电流的参照电流Iref增加。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变小，晶体管16a的增益增加，第2参照电位Vref上升，则参照电流Iref增加。
[电流调整电路的动作]
晶体管72a以及72b构成了电流镜电路。因此，若参照电流Iref减少，则控制电流Ictrl减少。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变大，晶体管16a的增益减少，参照电流Iref减少，则控制电流Ictrl减少。
与上述相反，若参照电流Iref增加，则控制电流Ictrl增加。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变小，晶体管16a的增益增加，参照电流Iref增加，则控制电流Ictrl增加。
[电位输出电路的动作]
若控制电流Ictrl减少，则电位输出电路73中的电位下降变小。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变大，晶体管16a的增益减少，控制电流Ictrl减少，则控制电位Vctrl上升。
与上述相反，若控制电流Ictrl增加，则电位输出电路73中的电位下降变大。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变小，晶体管16a的增益增加，控制电流Ictrl增加，则控制电位Vctrl下降。
[第1电压电流变换电路的动作]
若控制电位Vctrl上升，则晶体管74a的基极电位上升，因此作为晶体管74a的发射极电流的偏置控制电流Ibst增加。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变大，晶体管16a的增益减少，控制电位Vctrl上升，则偏置控制电流Ibst增加。
与上述相反，若控制电位Vctrl下降，则晶体管74a的基极电位下降，因此作为晶体管74a的发射极电流的偏置控制电流Ibst减少。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变小，晶体管16a的增益增加，控制电位Vctrl下降，则偏置控制电流Ibst减少。
[偏置控制电流对第1偏置控制电路的作用]
偏置控制电流Ibst中的大多数的部分经由晶体管52以及53流到第1参照电位。偏置控制电流Ibst中的剩余的部分与晶体管55的基极电流相加。
若偏置控制电流Ibst增加，则晶体管55的基极电位(即，晶体管52以及53中的电位下降量)上升，并且晶体管55的基极电流增加。由此，作为晶体管55的发射极电流的第1偏置电流Ibb_drv增加。若第1偏置电流Ibb_drv增加，则晶体管12a的增益增加。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变大，晶体管16a的增益减少，偏置控制电流Ibst增加，则晶体管12a的增益增加。
与上述相反，若偏置控制电流Ibst减少，则晶体管55的基极电位(即，晶体管52以及53中的电位下降量)下降，并且晶体管55的基极电流减少。由此，作为晶体管55的发射极电流的第1偏置电流Ibb_drv减少。若第1偏置电流Ibb_drv减少，则晶体管12a的增益减少。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变小，晶体管16a的增益增加，偏置控制电流Ibst减少，则晶体管12a的增益减少。
[总结]
像以上说明的那样，若高频输出信号RFout的功率变大，晶体管16a的增益减少，则第2参照电位Vref下降。若第2参照电位Vref下降，则偏置控制电路21使偏置控制电流Ibst增加。若偏置控制电流Ibst增加，则晶体管12a的增益增加。另外，第1功率放大器12(驱动级)与第2功率放大器16(功率级)相比较，尺寸以及消耗功率小，因此自发热的影响小。
像这样，功率放大电路1能够通过第1功率放大器12的增益的增加来弥补第2功率放大器16的增益的减少。由此，功率放大电路1能够抑制功率放大电路1整体的增益的减少。
此外，第2电压电流变换电路71内的晶体管71a和电流调整电路72内的晶体管72a串联地连接在电源电位Vbatt与第1参照电位之间。因此，偏置控制电路21与专利文献1记载的功率放大电路相比较，能够将电源电位Vbatt降低与晶体管246(参照专利文献1)相应的量。由此，偏置控制电路21能够进行低电源电位下的动作。
此外，在电位输出电路73内的电阻73a的一端以及第1电压电流变换电路74内的晶体管74a的集电极，被输入电源电位Vcc_s。电源电位Vcc_s是与作为第1功率放大器12内的晶体管12a的集电极偏置(集电极电位)以及第2功率放大器16内的晶体管16a的集电极偏置的电源电位Vcc相同的电位。因此，通过包络线跟踪控制，若电源电位Vcc可变，则电源电位Vcc_s也可变。由此，晶体管74a的集电极电位以及基极电位也可变，因此偏置控制电流Ibst也可变。因此，偏置控制电路21能够输出与包络线跟踪控制相应的偏置控制电流Ibst。也就是说，偏置控制电路21能够进行包络线跟踪控制。
此外，在从使能电路44输入的使能信号为第2电平时，开关43阻断电源电位Vcc_s。
假如不存在开关43，设电源电位Vcc始终输入到电位输出电路73以及第1电压电流变换电路74，则第1电压电流变换电路74对第1偏置电路19始终输出偏置控制电流Ibst。这样，即使第1恒流Ictrl_drv为零安培，晶体管55也会根据偏置控制电流Ibst而动作。也就是说，第1偏置电流Ibb_drv会始终流到晶体管12a的基极，第1功率放大器12会始终动作。
然而，在本实施方式中，在使能信号为第2电平时，开关43阻断电源电位Vcc_s。由此，第1电压电流变换电路74不对第1偏置电路19输出偏置控制电流Ibst，因此晶体管55不动作。因此，第1偏置电流Ibb_drv不流到晶体管12a的基极。由此，在使能信号为第2电平时(失能时)，偏置控制电路21能够使第1功率放大器12不动作。
(第2实施方式)
图3是示出第2实施方式的功率放大电路的电路结构的图。详细地，图3是示出第1偏置电路19、第2偏置电路20、以及偏置控制电路21A的电路结构的图。
对于偏置控制电路21A的构成要素中的与其它实施方式相同的构成要素，标注相同的参照附图标记，并省略说明。
偏置控制电路21A与偏置控制电路21(参照图2)相比较，还包含电阻偏差补偿电路75。
电阻偏差补偿电路75对应于本公开的“第4电路”。
设电阻偏差补偿电路75包含电阻75a，但是本公开并不限定于此。电阻偏差补偿电路75只要是产生与电流相应的电位下降的电路即可。
电阻75a的一端与晶体管72b的发射极电连接。电阻75a的另一端与第1参照电位电连接。因此，在电阻75a流过控制电流Ictrl，电阻75a产生电位下降。也就是说，电阻偏差补偿电路75根据控制电流Ictrl对控制电位Vctrl进行调整。
在偏置控制电路21(参照图2)中，在电源电位Vcc_s与第1参照电位之间串联连接有电阻73a以及晶体管72b的集电极-发射极路径。因此，电阻73a的电阻值的偏差(个体差)相对于电源电位Vcc_s与第1参照电位之间的总电阻值(电阻73a的电阻值和晶体管72b的集电极-发射极路径的电阻值之和)所占的比例相对大。也就是说，起因于电阻73a的电阻值的偏差的控制电位Vctrl的偏差(与所希望的电位的误差)相对大。
另一方面，在偏置控制电路21A中，控制电位Vctrl根据晶体管72b的集电极-发射极间电压和电阻75a的电位下降的总和以及电阻73a的电位下降来决定。在将电阻73a以及电阻75a形成于同一半导体晶片(芯片)上的情况下，各自的电阻值的制造偏差、温度变动包含极性而变得相同。若将晶体管72b的集电极-发射极间电压设为恒定，则控制电位Vctrl的电位由电阻73a与电阻75a的电阻值之比来决定。因此，控制电位Vctrl相对于电阻值的制造偏差、温度变动变得独立，能够相对于制造偏差以及温度变动进行稳定的动作。
像这样，电阻偏差补偿电路75能够抑制起因于电阻73a的偏差的控制电位Vctrl的偏差。也就是说，电阻偏差补偿电路75能够抑制控制电位Vctrl与所希望的电位的误差。像这样，电阻偏差补偿电路75能够补偿电阻73a的偏差。由此，偏置控制电路21A能够以更高的精度输出偏置控制电流Ibst。
(第3实施方式)
图4是示出第3实施方式的功率放大电路的电路结构的图。详细地，图4是示出第1偏置电路19、第2偏置电路20、以及偏置控制电路21B的电路结构的图。
对于偏置控制电路21B的构成要素中的与其它实施方式相同的构成要素，标注相同的参照附图标记，并省略说明。
偏置控制电路21B与偏置控制电路21A(参照图3)相比较，还包含电位调整电路76。
电位调整电路76对应于本公开的“第5电路”。
设电位调整电路76包含晶体管76a，但是本公开并不限定于此。电位调整电路76只要是产生与电流相应的电位下降的电路即可。
晶体管76a的发射极与晶体管72b的集电极电连接。晶体管76a的集电极以及基极与电阻73a的另一端以及晶体管74a的基极电连接。也就是说，晶体管76a被进行二极管连接。在晶体管76a的集电极-发射极路径流过控制电流Ictrl。由此，晶体管76a产生与控制电流Ictrl相应的电位下降。也就是说，电位调整电路76根据控制电流Ictrl对控制电位Vctrl进行调整。
偏置控制电路21B内的各元件具有温度依赖性。由于各元件的温度依赖性，控制电位Vctrl有可能变动，偏置控制电流Ibst有可能变动。例如，若温度上升，则各晶体管的电流驱动能力上升，因此控制电流Ictrl增加。其结果是，电阻73a中的电位下降变大，控制电位Vctrl下降。然而，若温度上升，则晶体管76a的电阻值变大，作用在使控制电位Vctrl上升的方向上。由此，可抑制由温度造成的控制电位Vctrl的变动。像这样，电位调整电路76能够抑制偏置控制电路21B的温度依赖性。由此，偏置控制电路21B能够以更高的精度输出偏置控制电流Ibst。
(第4实施方式)
图5是示出第4实施方式的功率放大电路的电路结构的图。详细地，图5是示出第1偏置电路19、第2偏置电路20、以及偏置控制电路21C的电路结构的图。
对于偏置控制电路21C的构成要素中的与其它实施方式相同的构成要素，标注相同的参照附图标记，并省略说明。
偏置控制电路21C与偏置控制电路21B(参照图4)相比较，代替电位输出电路73而包含电位输出电路73C。
电位输出电路73C与电位输出电路73相比较，还包含电阻73b以及73c、和晶体管73d。
电阻73b的一端与电阻73a的另一端电连接。电阻73c的一端与电阻73b的另一端电连接。电阻73c的另一端与晶体管76a的集电极以及基极、和晶体管74a的基极电连接。也就是说，电阻73a、73b以及73c串联地连接在电源电位Vcc_s与晶体管74a的集电极以及基极之间。
电阻73b对应于本公开的“第2电阻”。电阻73c对应于本公开的“第3电阻”。
晶体管73d的集电极与电阻73a的另一端以及电阻73b的一端电连接。晶体管73d的基极与电阻73b的另一端以及电阻73c的一端电连接。晶体管73d的发射极与电阻73c的另一端电连接。
晶体管73d对应于本公开的“第7晶体管”。
在晶体管73d的集电极、基极以及发射极，分别被输入由电阻73a、73b以及73c的电阻分压产生的3个电位。晶体管73d根据3个电位而成为导通状态或截止状态。
在晶体管73d为截止状态的情况下，控制电位Vctrl成为从电源电位Vcc_s减去了由电阻73a、73b以及73c造成的电位下降而得到的电位。
在晶体管73d为导通状态的情况下，控制电位Vctrl成为从电源电位Vcc_s减去了由电阻73a、以及晶体管73d的集电极-发射极路径的导通电阻造成的电位下降而得到的电位。
因此，电位输出电路73C能够根据晶体管73d的导通状态或截止状态对控制电位Vctrl进行切换。也就是说，电位输出电路73C能够根据晶体管73d的导通状态或截止状态对偏置控制电流Ibst进行切换。
例如，通过包络线跟踪控制，若电源电位Vcc可变，则电源电位Vcc_s也可变。由此，上述的3个电位也可变，因此可切换晶体管73d的导通状态或截止状态。因此，电位输出电路73C能够根据电源电位Vcc_s对偏置控制电流Ibst进行切换。
像这样，偏置控制电路21C能够根据电源电位Vcc_s对输入(第2参照电位Vref)与输出(偏置控制电流Ibst)之间的传递特性进行切换。
(第5实施方式)
图6是示出第5实施方式的功率放大电路的电路结构的图。详细地，图6是示出第1偏置电路19、第2偏置电路20、以及偏置控制电路21D的电路结构的图。
对于偏置控制电路21D的构成要素中的与其它实施方式相同的构成要素，标注相同的参照附图标记，并省略说明。
偏置控制电路21D与偏置控制电路21(参照图2)相比较，代替电流输出电路70而包含电流输出电路70D。电流输出电路70D包含晶体管72b。
晶体管72b的基极与晶体管63的集电极以及基极电连接。晶体管63和晶体管72b构成了电流镜电路。通过变更晶体管72b的尺寸，从而能够调整控制电流Ictrl。
在第1实施方式中，将晶体管65的基极电位作为第2参照电位Vref。另一方面，在第5实施方式中，将晶体管63的集电极以及基极电位作为第2参照电位Vref。
像前面说明的那样，若晶体管16a(参照图1)所输出的高频输出信号RFout的功率变大，则晶体管65的基极电位下降。也就是说，晶体管63的集电极以及基极电位也下降。相反，若晶体管16a所输出的高频输出信号RFout的功率变小，则晶体管65的基极电位上升。也就是说，晶体管63的集电极以及基极电位也上升。
也就是说，作为晶体管63的集电极以及基极电位的第2参照电位Vref是根据高频输出信号RFout的功率而变化的电位。
若第2参照电位Vref下降，则晶体管72b的基极电位下降，因此作为晶体管72b的发射极电流的控制电流Ictrl减少。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变大，晶体管16a的增益减少，第2参照电位Vref下降，则控制电流Ictrl减少。
与上述相反，若第2参照电位Vref上升，则晶体管72b的基极电位上升，因此作为晶体管72b的发射极电流的控制电流Ictrl增加。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变小，晶体管16a的增益增加，第2参照电位Vref上升，则控制电流Ictrl增加。
由此，偏置控制电路21D达到与偏置控制电路21同样的效果。此外，偏置控制电路21D能够谋求基于电路规模的缩小的小型化、低消耗功率化。
此外，电流输出电路70D与电流输出电路70相比较，不包含晶体管71a以及72a。
由此，电流输出电路70D与电流输出电路70相比较，能够抑制元件数，因此能够谋求省空间化，能够谋求低消耗功率化。此外，电流输出电路70D能够谋求成本下降。
另外，也可以将第5实施方式和其它实施方式进行组合。例如，偏置控制电路21D也可以包含第2实施方式的偏置控制电路21A(参照图3)的电阻偏差补偿电路75。此外，偏置控制电路21D也可以包含第3实施方式的偏置控制电路21B(参照图4)的电位调整电路76。此外，偏置控制电路21D也可以代替电位输出电路73而包含第4实施方式的偏置控制电路21C(参照图5)的电位输出电路73C。
(第6实施方式)
图7是示出第6实施方式的功率放大电路的电路结构的图。详细地，图7是示出第1偏置电路19、第2偏置电路20、以及偏置控制电路21D的电路结构的图。
偏置控制电路21D的电路结构与第5实施方式相同，因此省略说明。
在前面说明的第5实施方式中，将晶体管63的集电极以及基极电位作为第2参照电位Vref。另一方面，在第6实施方式中，将晶体管65的发射极电位作为第2参照电位Vref。
像在前面说明的那样，若晶体管16a(参照图1)所输出的高频输出信号RFout的功率变大，则晶体管65的基极电位下降。也就是说，晶体管65的发射极电位也下降。相反，若晶体管16a所输出的高频输出信号RFout的功率变小，则晶体管65的基极电位上升。也就是说，晶体管65的发射极电位也上升。
也就是说，作为晶体管65的发射极电位的第2参照电位Vref是根据高频输出信号RFout的功率而变化的电位。
若第2参照电位Vref下降，则晶体管72b的基极电位下降，因此作为晶体管72b的发射极电流的控制电流Ictrl减少。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变大，晶体管16a的增益减少，第2参照电位Vref下降，则控制电流Ictrl减少。
与上述相反，若第2参照电位Vref上升，则晶体管72b的基极电位上升，因此作为晶体管72b的发射极电流的控制电流Ictrl增加。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变小，晶体管16a的增益增加，第2参照电位Vref上升，则控制电流Ictrl增加。
由此，第6实施方式达到与第5实施方式同样的效果。
另外，也可以将第6实施方式和其它实施方式进行组合。例如，偏置控制电路21D也可以包含第2实施方式的偏置控制电路21A(参照图3)的电阻偏差补偿电路75。此外，偏置控制电路21D也可以包含第3实施方式的偏置控制电路21B(参照图4)的电位调整电路76。此外，偏置控制电路21D也可以代替电位输出电路73而包含第4实施方式的偏置控制电路21C(参照图5)的电位输出电路73C。
(第7实施方式)
图8是示出第7实施方式的功率放大电路的电路结构的图。详细地，图8是示出第1偏置电路19、第2偏置电路20、以及偏置控制电路21的电路结构的图。
偏置控制电路21的电路结构与第1实施方式相同，因此省略说明。
在前面说明的第1实施方式中，晶体管74a的发射极与晶体管52的集电极以及基极电连接。另一方面，在第7实施方式中，晶体管74a的发射极与晶体管53的集电极以及基极电连接。也就是说，晶体管74a将与集电极电位(电源电位Vcc_s)以及基极电位(控制电位Vctrl)相应的发射极电流作为偏置控制电流Ibst输出到晶体管53的集电极以及基极。
偏置控制电流Ibst经由晶体管53流到第1参照电位。因此，晶体管53的集电极以及基极电位上升。由此，晶体管52的集电极以及基极电位上升，即，晶体管55的基极电位上升。此外，第1恒流Ictrl_drv中的、流到晶体管52的电流减少，晶体管55的基极电流增加。
由此，作为晶体管55的发射极电流的第1偏置电流Ibb_drv增加。若第1偏置电流Ibb_drv增加，则晶体管12a的增益上升。
与上述相反，若偏置控制电流Ibst减少，则晶体管53的集电极以及基极电位下降。由此，晶体管52的集电极以及基极电位下降，即，晶体管55的基极电位下降。此外，第1恒流Ictrl_drv中的、流到晶体管52的电流增加，晶体管55的基极电流减少。
由此，作为晶体管55的发射极电流的第1偏置电流Ibb_drv减少。若第1偏置电流Ibb_drv减少，则晶体管12a的增益减少。
由此，第7实施方式达到与第1实施方式同样的效果。
另外，也可以将第7实施方式和其它实施方式进行组合。例如，第7实施方式的偏置控制电路21也可以包含第2实施方式的偏置控制电路21A(参照图3)的电阻偏差补偿电路75。此外，第7实施方式的偏置控制电路21也可以包含第3实施方式的偏置控制电路21B(参照图4)的电位调整电路76。此外，第7实施方式的偏置控制电路21也可以代替电位输出电路73而包含第4实施方式的偏置控制电路21C(参照图5)的电位输出电路73C。
此外，第7实施方式的偏置控制电路21也可以代替电流输出电路70而包含第5实施方式的偏置控制电路21D(参照图6)的电流输出电路70D。此外，在第7实施方式的偏置控制电路21中包含电流输出电路70D的情况下，与第6实施方式(参照图7)同样地，也可晶体管72b的基极与晶体管65的发射极电连接。
(第8实施方式)
图9是示出第8实施方式的功率放大电路的电路结构的图。详细地，图9是示出第1偏置电路19、第2偏置电路20、以及偏置控制电路21的电路结构的图。
偏置控制电路21的电路结构与第1实施方式相同，因此省略说明。
在第1实施方式中，将晶体管74a的发射极与晶体管52的集电极以及基极电连接。此外，在第7实施方式中，将晶体管74a的发射极与晶体管53的集电极以及基极电连接。另一方面，在第8实施方式中，将晶体管74a的发射极与晶体管55的发射极电连接。也就是说，晶体管74a将与集电极电位(电源电位Vcc_s)以及基极电位(控制电位Vctrl)相应的发射极电流作为偏置控制电流Ibst输出到晶体管55的发射极(电阻14(参照图1)的另一端)。
偏置控制电流Ibst经由电阻14(参照图1)流到晶体管12a(参照图1)的基极。也就是说，作为晶体管12a的基极电流的第1偏置电流Ibb_drv成为晶体管55的发射极电流与晶体管74a的发射极电流(偏置控制电流Ibst)之和。
若偏置控制电流Ibst增加，则第1偏置电流Ibb_drv增加，晶体管12a的增益增加。
与上述相反，若偏置控制电流Ibst减少，则第1偏置电流Ibb_drv减少，晶体管12a的增益减少。
由此，第8实施方式达到与第1实施方式同样的效果。
另外，也可以将第8实施方式与其它实施方式进行组合。例如，第8实施方式的偏置控制电路21也可以包含第2实施方式的偏置控制电路21A(参照图3)的电阻偏差补偿电路75。此外，第8实施方式的偏置控制电路21也可以包含第3实施方式的偏置控制电路21B(参照图4)的电位调整电路76。此外，第8实施方式的偏置控制电路21也可以代替电位输出电路73而包含第4实施方式的偏置控制电路21C(参照图5)的电位输出电路73C。
此外，第8实施方式的偏置控制电路21也可以代替电流输出电路70而包含第5实施方式的偏置控制电路21D(参照图6)的电流输出电路70D。此外，在第8实施方式的偏置控制电路21中包含电流输出电路70D的情况下，与第6实施方式(参照图7)同样地，也可晶体管72b的基极与晶体管65的发射极电连接。
(第9实施方式)
图10是示出第9实施方式的功率放大电路的电路结构的图。
功率放大电路1F与功率放大电路1(参照图1)相比较，还包含第3匹配电路22、第3功率放大器23、电感器24、电阻25、以及第3偏置电路26。
在第9实施方式中，设功率放大电路1F包含第3功率放大器23、第1功率放大器12以及第2功率放大器16这3级的功率放大器，但是本公开并不限定于此。功率放大电路1F也可以包含4级以上的功率放大器。
第3功率放大器23也可以称为初级。第1功率放大器12也可以称为中间级或驱动级。第2功率放大器16也可以称为最终级或功率级。
第1功率放大器12、电阻14、18以及25、第2功率放大器16、第1偏置电路19、第2偏置电路20、偏置控制电路21、第3功率放大器23、和第3偏置电路26可以形成在半导体芯片(裸片)，但是本公开并不限定于此。第1匹配电路11、电感器13、17以及24、第2匹配电路15、和第3匹配电路22也可以形成在安装半导体芯片的基板，但是本公开并不限定于此。
控制电路2F与控制电路2(参照图1)相比较，还包含第3恒流源45。
控制电路2F可以形成在与功率放大电路1F不同的半导体芯片(裸片)，但是本公开并不限定于此。
使能电路44执行使功率放大电路1F进行(使能)或停止(失能)功率放大的控制。在使功率放大电路1F进行功率放大的情况下，使能电路44输出第1电平的使能信号，使第1恒流源41、第2恒流源42、以及第3恒流源45动作，并且使开关43为接通状态。在使功率放大电路1F停止功率放大的情况下，使能电路44输出第2电平的使能信号，使第1恒流源41、第2恒流源42、以及第3恒流源45停止，并且使开关43为断开状态。
在使能信号为第1电平时(动作时)，第3恒流源45使用电源电位Vbatt的直流功率将第3恒流Ictrl_fir输出到第3偏置电路26。在使能信号为第2电平时(停止时)，第3恒流源45不将第3恒流Ictrl_fir输出到第3偏置电路26。
设第3匹配电路22包含电容器22a，但是本公开并不限定于此。第3匹配电路22能够适当地组合电容器、电感器等而构成。电容器22a发挥将高频输入信号RFin的直流分量阻断并使交流分量通过的、DC截止电容器的作用。
第3功率放大器23包含晶体管23a。晶体管23a的发射极与第1参照电位电连接。
晶体管23a的集电极与电感器24的一端电连接。电感器24的另一端与电源电位Vcc电连接。电感器24将电源电位Vcc的直流功率供给到晶体管23a的集电极。在晶体管23a的集电极，经由电感器24从电源电位Vcc流过集电极电流。
设电感器24对于高频输入信号RFin的频带具有充分高的阻抗。也就是说，在考虑高频输入信号RFin的频带时，设电感器24的阻抗能够忽略。此外，电感器24抑制高频输入信号RFin向电源电路的耦合。也就是说，电感器24发挥扼流电感器的作用。
在晶体管23a的基极，经由电容器22a被输入高频输入信号RFin。
晶体管23a的基极与电阻25的一端电连接。电阻25的另一端与第3偏置电路26电连接。
第3偏置电路26将与第3恒流Ictrl_fir相应的第3偏置电流Ibb_fir输出到电阻25的另一端。第3偏置电流Ibb_fir经由电阻25输入到晶体管23a的基极。
晶体管23a通过第3偏置电流Ibb_fir来设定电偏置状态。晶体管23a从集电极向第1匹配电路11输出将高频输入信号RFin进行了功率放大的高频信号RFm1。
在晶体管12a的基极，经由电容器11a被输入高频信号RFm1。晶体管12a从集电极向电容器15a输出将高频信号RFm1进行了功率放大的高频信号RFm2。在晶体管16a的基极，经由电容器15a被输入高频信号RFm2。晶体管16a从集电极输出将高频信号RFm2进行了功率放大的高频输出信号RFout。
在偏置控制电路21被输入作为第2偏置电路20内的部位的电位并根据高频输出信号RFout的功率而变化的第2参照电位Vref。而且，偏置控制电路21基于第2参照电位Vref，将用于使第3偏置电流Ibb_fir以及第1偏置电流Ibb_drv增加的偏置控制电流Ibst输出到第3偏置电路26以及第1偏置电路19。
图11是示出第9实施方式的功率放大电路的电路结构的图。详细地，图11是示出第3偏置电路26、第1偏置电路19、第2偏置电路20、以及偏置控制电路21的电路结构的图。
第3偏置电路26包含电阻81、晶体管82、83以及85、和电容器84。
在电阻81的一端，从第3恒流源45(参照图11)被输入第3恒流Ictrl_fir。
晶体管82的集电极以及基极与电阻81的另一端电连接。也就是说，晶体管82被进行二极管连接。
晶体管82对应于本公开的“第12晶体管”。
晶体管83的集电极以及基极与晶体管82的发射极电连接。也就是说，晶体管83被进行二极管连接。晶体管83的发射极与第1参照电位连接。
晶体管83对应于本公开的“第13晶体管”。
晶体管82的集电极以及基极的电位相当于两个二极管份的电位下降量。
电容器84的一端与晶体管82的集电极以及基极电连接。电容器84的另一端与第1参照电位电连接。电容器84使晶体管82的集电极以及基极的电位稳定，并在AC上使晶体管85的基极电位接地。
在晶体管85的集电极被输入电源电位Vbatt。晶体管85的基极与晶体管82的集电极以及基极、和电容器84的一端电连接。
晶体管85对应于本公开的“第11晶体管”。
输入到电阻81的第3恒流Ictrl_fir中的大多数的部分经由晶体管82以及83流到第1参照电位。第3恒流Ictrl_fir中的剩余的部分成为晶体管85的基极电流。
晶体管85的发射极与电阻25(参照图11)的另一端电连接。也就是说，晶体管85被进行发射极追随连接。由此，晶体管23a(参照图11)的基极电位稳定。晶体管85将与基极电流相应的发射极电流作为第3偏置电流Ibb_fir输出到电阻25(参照图11)的另一端。
在第1实施方式中，晶体管74a的发射极与晶体管52的集电极以及基极、和晶体管55的基极电连接。另一方面，在第9实施方式中，晶体管74a的发射极与晶体管82的集电极以及基极、晶体管85的基极、晶体管52的集电极以及基极、和晶体管55的基极电连接。也就是说，晶体管74a将与集电极电位(电源电位Vcc_s)以及基极电位(控制电位Vctrl)相应的发射极电流作为偏置控制电流Ibst而输出到晶体管82的集电极以及基极、晶体管85的基极、晶体管52的集电极以及基极、和晶体管55的基极。
偏置控制电流Ibst中的一部分流到晶体管82的集电极以及基极、和晶体管85的基极。偏置控制电流Ibst中的剩余部分流到晶体管52的集电极以及基极、和晶体管55的基极。
另外，考虑到偏置控制电流Ibst流向的目标分为两个，例示使第9实施方式中的晶体管74a的尺寸大于第1实施方式中的晶体管74a的尺寸的情况。例如，例示将第9实施方式中的晶体管74a的尺寸设为第1实施方式中的晶体管74a的尺寸的2倍左右的情况。但是，本公开并不限定于此。
若偏置控制电流Ibst增加，则晶体管85的基极电位(即，晶体管82以及83中的电位下降量)上升，并且晶体管85的基极电流增加。由此，作为晶体管85的发射极电流的第3偏置电流Ibb_fir增加。若第3偏置电流Ibb_fir增加，则晶体管23a的增益增加。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变大，晶体管16a的增益减少，偏置控制电流Ibst增加，则晶体管23a的增益增加。
同样地，若偏置控制电流Ibst增加，则晶体管55的基极电位(即，晶体管52以及53中的电位下降量)上升，并且晶体管55的基极电流增加。由此，作为晶体管55的发射极电流的第1偏置电流Ibb_drv增加。若第1偏置电流Ibb_drv增加，则晶体管12a的增益增加。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变大，晶体管16a的增益减少，偏置控制电流Ibst增加，则晶体管12a的增益增加。
与上述相反，若偏置控制电流Ibst减少，则晶体管85的基极电位(即，晶体管82以及83中的电位下降量)下降，并且晶体管85的基极电流减少。由此，作为晶体管85的发射极电流的第3偏置电流Ibb_fir减少。若第3偏置电流Ibb_fir减少，则晶体管23a的增益减少。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变小，晶体管16a的增益增加，偏置控制电流Ibst减少，则晶体管23a的增益减少。
同样地，若偏置控制电流Ibst减少，则晶体管55的基极电位(即，晶体管52以及53中的电位下降量)下降，并且晶体管55的基极电流减少。由此，作为晶体管55的发射极电流的第1偏置电流Ibb_drv减少。若第1偏置电流Ibb_drv减少，则晶体管12a的增益减少。
也就是说，若高频输出信号RFout的功率变小，晶体管16a的增益增加，偏置控制电流Ibst减少，则晶体管12a的增益减少。
像这样，功率放大电路1F能够通过第3功率放大器23以及第1功率放大器12的增益的上升来弥补第2功率放大器16的增益的下降。由此，功率放大电路1F能够抑制功率放大电路1F整体的增益的下降。
此外，功率放大电路1F与第1实施方式的功率放大电路1(参照图1)的第1功率放大器12中的增益的上升量相比较，能够增大第3功率放大器23以及第1功率放大器12中的增益的上升量。
另外，也可以将第9实施方式和其它实施方式进行组合。例如，第9实施方式的偏置控制电路21也可以包含第2实施方式的偏置控制电路21A(参照图3)的电阻偏差补偿电路75。此外，第9实施方式的偏置控制电路21也可以包含第3实施方式的偏置控制电路21B(参照图4)的电位调整电路76。此外，第9实施方式的偏置控制电路21也可以代替电位输出电路73而包含第4实施方式的偏置控制电路21C(参照图5)的电位输出电路73C。
此外，第9实施方式的偏置控制电路21也可以代替电流输出电路70而包含第5实施方式的偏置控制电路21D(参照图6)的电流输出电路70D。此外，在第9实施方式的偏置控制电路21中包含电流输出电路70D的情况下，与第6实施方式(参照图7)同样地，也可晶体管72b的基极与晶体管65的发射极电连接。
此外，也可第9实施方式的偏置控制电路21的晶体管74a的发射极与第7实施方式(参照图8)同样地与晶体管83的集电极以及基极、和晶体管53的集电极以及基极电连接。
此外，也可第9实施方式的偏置控制电路21的晶体管74a的发射极与第8实施方式(参照图9)同样地与晶体管85的发射极、以及晶体管55的发射极电连接。
(第10实施方式)
图12是示出第10实施方式的功率放大电路的电路结构的图。详细地，图12是示出第3偏置电路26、第1偏置电路19、第2偏置电路20、以及偏置控制电路21G的电路结构的图。
对于偏置控制电路21G的构成要素中的与其它实施方式相同的构成要素，标注相同的参照附图标记，并省略说明。
偏置控制电路21G与偏置控制电路21(参照图11)相比较，代替第1电压电流变换电路74而包含第1电压电流变换电路74G。第1电压电流变换电路74G与第1电压电流变换电路74相比较，还包含晶体管74b。
晶体管74b对应于本公开的“第15晶体管”。
在晶体管74b的集电极，从开关43(参照图10)被输入电源电位Vcc_s。晶体管74b的基极与电阻73a的另一端以及晶体管72b的集电极电连接。由此，在晶体管74b的基极被输入控制电位Vctrl。作为晶体管74b的输出端子的发射极与晶体管82的集电极以及基极、和晶体管85的基极电连接。晶体管74b将与集电极电位(电源电位Vcc_s)以及基极电位(控制电位Vctrl)相应的发射极电流作为偏置控制电流Ibst2输出到晶体管82的集电极以及基极、和晶体管85的基极。
第3偏置电路26以及第1偏置电路19的动作与第9实施方式相同，因此省略说明。
偏置控制电路21G与偏置控制电路21相比较，能够通过晶体管74a的尺寸来调整偏置控制电流Ibst，能够通过晶体管74b的尺寸来调整偏置控制电流Ibst2。也就是说，偏置控制电路21G能够独立地对偏置控制电流Ibst和偏置控制电流Ibst2进行调整。由此，偏置控制电路21G能够高精度地对第3功率放大器23中的增益的增加量、以及第1功率放大器12中的增益的增加量进行调整。
另外，也可以将第10实施方式和其它实施方式进行组合。例如，第10实施方式的偏置控制电路21G也可以包含第2实施方式的偏置控制电路21A(参照图3)的电阻偏差补偿电路75。此外，第10实施方式的偏置控制电路21G也可以包含第3实施方式的偏置控制电路21B(参照图4)的电位调整电路76。此外，第10实施方式的偏置控制电路21G也可以代替电位输出电路73而包含第4实施方式的偏置控制电路21C(参照图5)的电位输出电路73C。
此外，第10实施方式的偏置控制电路21G也可以代替电流输出电路70而包含第5实施方式的偏置控制电路21D(参照图6)的电流输出电路70D。此外，在第10实施方式的偏置控制电路21G中包含电流输出电路70D的情况下，与第6实施方式(参照图7)同样地，也可晶体管72b的基极与晶体管65的发射极电连接。
此外，也可第10实施方式的偏置控制电路21G的晶体管74a的发射极与第7实施方式(参照图8)同样地与晶体管53的集电极以及基极电连接。同样地，晶体管74b的发射极也可以与晶体管83的集电极以及基极电连接。
此外，也可第10实施方式的偏置控制电路21G的晶体管74a的发射极与第8实施方式(参照图9)同样地与晶体管55的发射极电连接。同样地，晶体管74b的发射极也可以与晶体管85的发射极电连接。
(第11实施方式)
图13是示出第11实施方式的功率放大电路的电路结构的图。
对于功率放大电路1H的构成要素中的与其它实施方式相同的构成要素，标注相同的参照附图标记，并省略说明。
功率放大电路1H与第9实施方式的功率放大电路1F(参照图10)相比较，偏置控制电路21将偏置控制电流Ibst只输出到第3偏置电路26。也就是说，偏置控制电路21不将偏置控制电流Ibst输出到第1偏置电路19。
图14是示出第11实施方式的功率放大电路的电路结构的图。详细地，图14是示出第3偏置电路26、第1偏置电路19、第2偏置电路20、以及偏置控制电路21的电路结构的图。
晶体管74a的发射极与晶体管82的集电极以及基极、和晶体管85的基极电连接。由此，偏置控制电流Ibst被输入到晶体管82的集电极以及基极、和晶体管85的基极。
第3偏置电路26的动作与第9实施方式相同，因此省略说明。
作为初级的第3功率放大器23与作为中间级或驱动级的第1功率放大器12相比，尺寸小。因此，第11实施方式的功率放大电路1H能够以低消耗功率实现与其它实施方式同样的效果。
另外，也可以将第11实施方式和其它实施方式进行组合。例如，第11实施方式的偏置控制电路21也可以包含第2实施方式的偏置控制电路21A(参照图3)的电阻偏差补偿电路75。此外，第11实施方式的偏置控制电路21也可以包含第3实施方式的偏置控制电路21B(参照图4)的电位调整电路76。此外，第11实施方式的偏置控制电路21也可以代替电位输出电路73而包含第4实施方式的偏置控制电路21C(参照图5)的电位输出电路73C。
此外，第11实施方式的偏置控制电路21也可以代替电流输出电路70而包含第5实施方式的偏置控制电路21D(参照图6)的电流输出电路70D。此外，在第11实施方式的偏置控制电路21中包含电流输出电路70D的情况下，与第6实施方式(参照图7)同样地，也可晶体管72b的基极与晶体管65的发射极电连接。
此外，也可第11实施方式的偏置控制电路21的晶体管74a的发射极与第7实施方式(参照图8)同样地与晶体管83的集电极以及基极电连接。
此外，也可第11实施方式的偏置控制电路21的晶体管74a的发射极与第8实施方式(参照图9)同样地与晶体管85的发射极电连接。
另外，上述的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/改良，并且本发明中也包含其等价物。

Claims (16)

1.一种功率放大电路，包含：
多个功率放大器，被进行多级连接，将高频输入信号进行放大并输出放大后的高频输出信号；
多个偏置电路，对所述多个功率放大器分别输出偏置电流；以及
偏置控制电路，基于作为所述多个偏置电路中的一个偏置电路内的部位的电位并根据所述高频输出信号的功率而变化的第2参照电位，将用于使比所述一个偏置电路靠前级的一个或多个偏置电路所输出的偏置电流增加的偏置控制电流输出到比所述一个偏置电路靠前级的一个或多个偏置电路，
所述一个偏置电路包含第4晶体管，所述一个偏置电路所输出的偏置电流从所述第4晶体管的发射极输出，所述第2参照电位是所述第4晶体管的基极电位或发射极电位。
2.根据权利要求1所述的功率放大电路，其中，
所述偏置控制电路包含：
第1电路，输出基于所述第2参照电位的控制电流；
第2电路，输出基于所述控制电流的控制电位；以及
第3电路，输出基于所述控制电位的所述偏置控制电流。
3.根据权利要求2所述的功率放大电路，其中，
所述第1电路包含：
第1晶体管，在集电极被输入第1电源电位，在基极被输入所述第2参照电位；
第2晶体管，集电极以及基极与所述第1晶体管的发射极电连接，发射极与第1参照电位电连接；以及
第3晶体管，基极与所述第2晶体管的基极电连接，发射极与第1参照电位电连接，集电极与所述第2电路电连接，输出所述控制电流。
4.根据权利要求2所述的功率放大电路，其中，
所述第1电路包含：
第3晶体管，在基极被输入所述第2参照电位，发射极与第1参照电位电连接，集电极与所述第2电路电连接，输出所述控制电流。
5.根据权利要求4所述的功率放大电路，其中，
所述一个偏置电路包含：
所述第4晶体管，在集电极被输入第1电源电位，在基极被输入恒流，从发射极输出偏置电流；
第5晶体管，集电极以及基极与所述第4晶体管的基极电连接；以及
第6晶体管，集电极以及基极与所述第5晶体管的发射极电连接，发射极与第1参照电位电连接，
所述第3晶体管的基极与所述第6晶体管的集电极以及基极电连接。
6.根据权利要求4所述的功率放大电路，其中，
所述一个偏置电路包含：
所述第4晶体管，在集电极被输入第1电源电位，在基极被输入恒流，从发射极输出偏置电流；
第5晶体管，集电极以及基极与所述第4晶体管的基极电连接；以及
第6晶体管，集电极以及基极与所述第5晶体管的发射极电连接，发射极与第1参照电位电连接，
所述第3晶体管的基极与所述第4晶体管的发射极电连接。
7.根据权利要求2至6中的任一项所述的功率放大电路，其中，
所述偏置控制电路还包含：
第4电路，电连接在所述第1电路与第1参照电位之间，产生与所述控制电流相应的电位下降。
8.根据权利要求2至6中的任一项所述的功率放大电路，其中，
所述偏置控制电路还包含：
第5电路，电连接在所述第1电路与所述第2电路之间，产生与所述控制电流相应的电位下降。
9.根据权利要求2至6中的任一项所述的功率放大电路，其中，
所述第2电路包含：
第1电阻，在一端被输入第2电源电位；
第2电阻，一端与所述第1电阻的另一端电连接；
第3电阻，一端与所述第2电阻的另一端电连接；以及
第7晶体管，集电极与所述第1电阻的另一端以及所述第2电阻的一端电连接，基极与所述第2电阻的另一端以及所述第3电阻的一端电连接，发射极与所述第3电阻的另一端电连接。
10.根据权利要求2至6中的任一项所述的功率放大电路，其中，
比所述一个偏置电路靠前级的一个或多个偏置电路包含：
第8晶体管，在集电极被输入第1电源电位，在基极被输入恒流，从发射极输出偏置电流；
第9晶体管，集电极以及基极与所述第8晶体管的基极电连接；以及
第10晶体管，集电极以及基极与所述第9晶体管的发射极电连接，发射极与第1参照电位电连接，
所述第3电路的输出端子与所述第8晶体管的基极、和所述第9晶体管的集电极以及基极电连接。
11.根据权利要求2至6中的任一项所述的功率放大电路，其中，
比所述一个偏置电路靠前级的一个偏置电路包含：
第8晶体管，在集电极被输入第1电源电位，在基极被输入恒流，从发射极输出偏置电流；
第9晶体管，集电极以及基极与所述第8晶体管的基极电连接；以及
第10晶体管，集电极以及基极与所述第9晶体管的发射极电连接，发射极与第1参照电位电连接，
所述第3电路的输出端子与所述第10晶体管的集电极以及基极电连接。
12.根据权利要求2至6中的任一项所述的功率放大电路，其中，
比所述一个偏置电路靠前级的一个偏置电路包含：
第8晶体管，在集电极被输入第1电源电位，在基极被输入恒流，从发射极输出偏置电流；
第9晶体管，集电极以及基极与所述第8晶体管的基极电连接；以及
第10晶体管，集电极以及基极与所述第9晶体管的发射极电连接，发射极与第1参照电位电连接，
所述第3电路的输出端子与所述第8晶体管的发射极电连接。
13.根据权利要求2至6中的任一项所述的功率放大电路，其中，
比所述一个偏置电路靠前级的一个偏置电路包含：
第8晶体管，在集电极被输入第1电源电位，在基极被输入恒流，从发射极输出偏置电流；
第9晶体管，集电极以及基极与所述第8晶体管的基极电连接；以及
第10晶体管，集电极以及基极与所述第9晶体管的发射极电连接，发射极与第1参照电位电连接，
比所述一个偏置电路靠前级的另一个偏置电路包含：
第11晶体管，在集电极被输入所述第1电源电位，在基极被输入恒流，从发射极输出偏置电流；
第12晶体管，集电极以及基极与所述第11晶体管的基极电连接；以及
第13晶体管，集电极以及基极与所述第12晶体管的发射极电连接，发射极与第1参照电位电连接，
所述第3电路的输出端子与所述第8晶体管的基极以及所述第11晶体管的基极电连接。
14.根据权利要求13所述的功率放大电路，其中，
所述第3电路包含：
第14晶体管，在集电极被输入第2电源电位，在基极被输入所述控制电位；以及
第15晶体管，在集电极被输入所述第2电源电位，在基极被输入所述控制电位，
所述第14晶体管的发射极与所述第8晶体管的基极电连接，
所述第15晶体管的发射极与所述第11晶体管的基极电连接。
15.根据权利要求2至6中的任一项所述的功率放大电路，其中，
比所述一个偏置电路靠前两级的偏置电路包含：
第11晶体管，在集电极被输入第1电源电位，在基极被输入恒流，从发射极输出偏置电流；
第12晶体管，集电极以及基极与所述第11晶体管的基极电连接；以及
第13晶体管，集电极以及基极与所述第12晶体管的发射极电连接，发射极与第1参照电位电连接，
所述第3电路的输出端子与所述第11晶体管的基极电连接。
16.一种偏置控制电路，对功率放大电路的偏置电流进行控制，所述功率放大电路包含：多个功率放大器，被进行多级连接，将高频输入信号进行放大并输出放大后的高频输出信号；以及多个偏置电路，对所述多个功率放大器分别输出偏置电流，其中，
所述偏置控制电路基于作为所述多个偏置电路中的一个偏置电路内的部位的电位并根据所述高频输出信号的功率而变化的第2参照电位，将用于使比所述一个偏置电路靠前级的一个或多个偏置电路所输出的偏置电流增加的偏置控制电流输出到比所述一个偏置电路靠前级的一个或多个偏置电路，
所述一个偏置电路包含第4晶体管，所述一个偏置电路所输出的偏置电流从所述第4晶体管的发射极输出，所述第2参照电位是所述第4晶体管的基极电位或发射极电位。
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