FR2793969A1 - Circuit de polarisation et procede d'alimentation en tension de polarisation pour un amplificateur de puissance a plusieurs etages - Google Patents
Circuit de polarisation et procede d'alimentation en tension de polarisation pour un amplificateur de puissance a plusieurs etages Download PDFInfo
- Publication number
- FR2793969A1 FR2793969A1 FR9915101A FR9915101A FR2793969A1 FR 2793969 A1 FR2793969 A1 FR 2793969A1 FR 9915101 A FR9915101 A FR 9915101A FR 9915101 A FR9915101 A FR 9915101A FR 2793969 A1 FR2793969 A1 FR 2793969A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- bias
- stage
- circuit
- hbt
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 230000010287 polarization Effects 0.000 title claims description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 22
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 3
- 241001125929 Trisopterus luscus Species 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 101100370282 Caenorhabditis elegans tra-4 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100011750 Mus musculus Hsp90b1 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 101150117196 tra-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101150058668 tra2 gene Proteins 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
- H03F1/302—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in bipolar transistor amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
- H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/72—Gated amplifiers, i.e. amplifiers which are rendered operative or inoperative by means of a control signal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
- Transmitters (AREA)
Abstract
La présente invention concerne un circuit de polarisation pour un amplificateur de puissance à plusieurs étages.Selon l'invention, le circuit de polarisation est caractérisé en ce qu'il comprend un premier circuit d'alimentation de polarisation (22b) pour appliquer une polarisation spécifique à un transistor bipolaire hétérojonction d'un premier étage d'amplification de puissance, et un second circuit d'alimentation de polarisation (22c) pour contrôler une alimentation de polarisation à chaque transistor bipolaire hétérojonction de second étage d'amplification de puissance et étage subséquent d'amplification de puissance et étage subséquent d'amplification de puissance selon le signal de commande d'un circuit de commande (17).L'invention trouve application dans le domaine des téléphones mobiles.
Description
La présente invention concerne d'une manière générale un amplificateur de
puissance haute fréquence tel qu'utilisé dans un dispositif de téléphone mobile et concerne plus spécifiquement un circuit de polarisation et un procédé d'alimentation en tension de polarisation pour un amplificateur de puissance à plusieurs étages de transistors
bipolaires hétérojonctions.
Des transistors bipolaires hétérojonctions (HBT), qui fonctionnent avec une alimentation unique, remplacent des transistors à effet de champ (FET) en GaAs et des transistors à mobilité d'électrons élevée (HEMT) en GaAs dans des dispositifs utilisés pour une amplification de puissance de signaux haute fréquence (RF) dans des téléphones mobiles et autres produits de communications mobiles. Le FET en GaAs et le HEMT'en GaAs exigent une alimentation en tension négative à la grille, et exigent de ce fait un générateur de tension négative dans le téléphone mobile ou autre dispositif dans lequel ils sont utilisés. En comparaison à un FET conventionnel, le HBT n'exige pas une tension de polarisation négative, permet un fonctionnement à alimentation unique et peut accomplir des opérations marche/arrêt de façon similaire à un Si- MOSFET sans exiger un commutateur analogique du côté drain. Des amplificateurs à HBT ont également une densité d'énergie ou de puissance de sortie élevée et peuvent produire une puissance de sortie nominale spécifiée à partir d'un dispositif plus petit qu'un amplificateur de puissance à FET conventionnel produisant la même puissance de sortie. Les dispositifs à HBT sont de ce fait considérés plein de promesses en tant qu'éléments de puissance dans des
dispositifs de communication mobiles futurs.
Contrairement aux FET, les HBTs sont des dispositifs commandés en courant, et exigent une alimentation en courant de base de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de mA pour produire la puissance de 2W à 4W nécessitée pour une utilisation dans des téléphones mobiles se conformant au standard GSM (Système global pour Communications Mobiles) de l'Europe. Cependant, puisque le courant de sortie assurant une tension de sortie spécifique dans un dispositif standard CMOS est inférieur à plusieurs mA, il est difficile d'obtenir un tel courant de base élevé directement d'une puce standard en Si-CMOS. Un circuit de polarisation est de ce fait nécessité pour fournir du courant de base au HBT dans un amplificateur de puissance à HBT. Une commande de puissance de sortie est également exigée dans des téléphones mobiles pour le GSM ainsi que de nombreux autres systèmes de communications, et le circuit de polarisation doit de ce fait
être également capable de régler la puissance de sortie.
La figure 8 est un schéma de circuit d'un circuit de polarisation conventionnel dans un amplificateur de puissance à HBT à trois étages. En se référant à la figure 8, les transistors TrA1 à TrA6 sont des transistors bipolaires hétérojonctions pour fournir une polarisation à un HBT d'amplification de puissance sur la base d'un signal Vapc d'un circuit logique Si-CMOS tel qu'un convertisseur numérique-analogique (non représenté à la figure). Des transistors TrA2, TrA4, et TrA6 peuvent également compenser un changement dans la tension base-émetteur Vbe dû au coefficient de température du HBT d'amplification de puissance correspondant. En utilisant un procédé à HBT, il est possible de former le circuit de polarisation représenté en figure 8 en même temps que l'amplificateur de puissance haute fréquence, c'est-à-dire, le circuit de polarisation peut être intégré avec l'amplificateur de puissance haute fréquence, permettant à la sortie d'être contrôlée selon la
tension de sortie du circuit logique Si-CMOS.
De nombreux systèmes de téléphones portables actuels utilisent également des bandes de fréquence différentes pour des communications entre une station de base et le terminal de l'utilisateur (téléphone cellulaire). Par exemple, le système de téléphone cellulaire dit Cellulaire Personnel Numérique (PDC) de 900 MHz utilisé au Japon utilise la bande de 940 MHz à 956 MHz pour des transmissions de terminal à base, et utilisent la bande de 810 MHz à 826 MHz pour des transmissions de base à terminal. Le système GSM 900 en Europe, un système de téléphone mobile à bande de 900 MHz, utilisent la bande de 880 MHz à 915 MHz pour les transmissions terminal à base, et utilise la bande de 935 MHz
à 970 MHz pour des transmissions de base à terminal.
Dans des systèmes de communication qui utilisent des bandes de fréquence différentes pour l'émission et la réception, du bruit produit dans la bande de fréquence de réception (référé ci-dessous en bruit Rx) peut affecter défavorablement le fonctionnement de l'amplificateur de puissance du terminal pendant la réception du signal. Un
moyen de réduire ce bruit Rx est de ce fait nécessaire.
La figure 9 est un graphe de la caractéristique de
bruit Rx dans un amplificateur de puissance à HBT typique.
Comme cela ressort de la figure 9, le bruit Rx augmente (à approximativement Vapc = 2,1 V) lorsque la puissance de sortie (Pout) de l'amplificateur de puissance est réduite. Il doit être noté que le bruit Rx est défini comme le rapport entre la puissance de sortie dans la bande de fréquence de transmission et la puissance de sortie dans la bande de fréquence de réception (935 MHz) de l'amplificateur de puissance lorsqu'un signal hyperfréquence dans la bande de fréquence de transmission (915 MHZ) est seulement entré à
l'amplificateur de puissance.
Cette augmentation en bruit Rx est unique aux HBTs d'amplificateurs de puissance. La figure 10 est un graphe du changement en gain dans les bandes de fréquence de transmission et de réception à une tension de polarisation particulière dans un amplificateur de puissance à HBT à étage unique. Il doit être noté que mesurer du bruit Rx dans un amplificateur de puissance à étage unique en utilisant le même procédé appliqué à un amplificateur de puissance à trois étages est difficile à cause des problèmes concernant la précision de mesure. Les données tracées en figure 10 furent de ce fait obtenues en simultanément entrant une hyperfréquence produite par un synthétiseur dans la bande de transmission et du bruit produit par une source de bruit de mesure du facteur de bruit dans la bande de réception, à un amplificateur de puissance à étage unique, simultanément mesurant la sortie dans la bande de transmission et du bruit dans la bande de réception et exprimant les résultats en gain. La polarisation fut également fournie par une source nominale externe plutôt qu'en utilisant un circuit de polarisation. En se référant à la figure 10, le gain(Tx) de la bande de transmission chute simplement en conjonction avec une chute dans la tension de base lorsque la sortie de l'amplificateur de puissance est en dessous de la tension de base Vb (Vb < 1,35 V). Il est à noter que 1,35 V est la tension de base Vb à laquelle le HBT d'amplification de puissance devient actif. Le gain(Rx) dans la bande de réception, cependant, décline et s'élève ensuite à une crête caractéristique en conjonction avec une chute dans la tension de base. Il est à noter que puisque du bruit Rx est défini comme le rapport entre la puissance de sortie dans la bande de transmission et la puissance de sortie dans la bande de réception, cette caractéristique de gain est pensée pour être
attribuable à une augmentation dans le bruit Rx.
De ce fait, un problème est que, lorsqu'une polarisation constante est appliquée aux HBT d'amplification de puissance dans chaque étage d'un amplificateur de puissance à plusieurs étages, l'augementation en bruit à
chaque étage devient amplifiée et ensuite produite.
Au vu du problème ci-dessus noté, un but de la présente invention est de ce fait de réaliser un circuit de polarisation et un procédé d'alimentation en tension de polarisation pour supprimer une augmentation en bruit Rx lorsque la puissance de sortie chute dans un amplificateur de puissance à plusieurs étages comprenant des transistors bipolaires hétérojonctions pour amplifier en puissance des
signaux haute fréquence.
Pour accomplir le but ci-dessus, un circuit de polarisation selon la présente invention pour appliquer une polarisation à un amplificateur de puissance à plusieurs étages ayant un certain nombre de transistors bipolaires s hétérojonctions (HBT) d'amplification de puissance selon un signal de commande d'un circuit de commande, comprend un premier circuit d'alimentation de polarisation pour appliquer une polarisation spécifique au HBT du premier étage d'amplification de puissance de l'amplificateur de puissance à plusieurs étages; et un second circuit d'alimentation de polarisation pour contrôler une alimentation de polarisation à chaque HBT du second étage d'amplification de puissance et de l'étage d'amplification de puissance subséquent selon le
signal de commande du circuit de commande.
Le premier circuit d'alimentation de polarisation applique de préférence le signal de commande du circuit de commande comme polarisation au HBT d'amplification de puissance du premier étage. Ainsi construit, il n'est pas nécessaire de prévoir un circuit de polarisation spécifique pour le HBT d'amplification de puissance du premier étage, et du bruit Rx peut être réduit pendant le fonctionnement de
sortie à faible puissance de l'amplificateur de puissance.
En variante, le premier circuit d'alimentation de polarisation produit et applique une tension constante spécifique au HBT d'amplification de puissance du premier étage. Selon encore une autre variante, le premier circuit d'alimentation de polarisation est un stabilisateur de tension pour produire une tension constante spécifique lorsqu'une tension constante est appliquée à celui-ci à partir d'une source externe. Lorsqu'ainsi construit, une tension constante spécifique peut être produite de façon stable au moyen d'une conception de circuit simple même lorsque le courant de base du HBT du premier étage d'amplification de puissance change et du bruit Rx peut être en outre réduit pendant le fonctionnement de sortie à
puissance faible de l'amplificateur de puissance.
La présente invention concerne également un procédé d'alimentation de polarisation d'un circuit de polarisation pour fournir une polarisation à un amplificateur de puissance à plusieurs étages comprenant un certain nombre de transistors bipolaires hétérojonctions (HBT) d'amplification de puissance selon un signal de commande d'un circuit de commande. Ce procédé a une étape pour appliquer une polarisation spécifique à un HBT du premier étage d'amplification de puissance et une étape pour commander l'alimentation de polarisation à chaque HBT du second étage d'amplification de puissance et de l'étage d'amplification de puissance subséquent selon le signal de commande du circuit
de commande.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci
apparaîtront plus clairement au cours de la description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple, illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels: - la figure 1 est un schéma de circuit typique d'un amplificateur de puissance haute fréquence dans lequel un circuit de polarisation selon un premier mode de réalisation
préféré de la présente invention est utilisé.
- La figure 2 est un schéma de circuit du circuit de polarisation représenté en figure 1; - La figure 3A est un graphe représentant la relation entre un signal Vapc et un courant de sortie Ia à Ic du circuit de polarisation représenté en figure 2; - La figure 3B est un graphe représentant la relation entre le signal Vapc et une tension de sortie du circuit de polarisation représenté en figure 2; - La figure 4 est un graphe représentant la relation entre la caractéristique de bruit Rx, la caractéristique de puissance de sortie et le signal Vapc de l'amplificateur de puissance haute fréquence représenté en figure 1; - la figure 5 est un graphe représentant les résultats des mesures de bruit Rx lorsqu'un courant de polarisation est appliqué indépendamment d'une alimentation externe au HBT représenté en figure 1; r7 - la figure 6 est un schéma de circuit d'un circuit de polarisation selon un second mode de réalisation préféré de la présente invention; - la figure 7 est un graphe représentant la relation entre la caractéristique de bruit Rx, la caractéristique de puissance de sortie et le signal Vapc utilisant le circuit de polarisation représenté en figure 6; - la figure 8 est un schéma de circuit d'un circuit de polarisation conventionnel utilisé dans un amplificateur de puissance à trois étages à HBT; - la figure 9 est un graphe représentant la caractéristique de bruit Rx dans un amplificateur de puissance conventionnel utilisant un HBT; et - la figure 10 est un graphe représentant le changement en gain dans les bandes de fréquence de transmission et de réception pour une tension de polarisation particulière appliquée à un amplificateur de puissance à
étage unique utilisant un HBT.
Les modes de réalisation préférés de la présente invention sont décrits ci-dessous en référence aux figures annexées. Mode de réalisation 1 La figure 1 est un schéma de circuit typique d'un amplificateur de puissance haute fréquence dans lequel un circuit de polarisation selon un premier mode de réalisation préféré de la présente invention est utilisé. Il doit être noté que la figure 1 représente un amplificateur de puissance à plusieurs étages se conformant au système GSM 900 seulement à titre d'exemple. L'amplificateur de puissance haute fréquence représenté en figure 1 comprend un amplificateur de puissance à plusieurs étages 2 pour le système GSM 900, et un circuit de polarisation 3 pour appliquer une polarisation à l'amplificateur de puissance à plusieurs étages 2. Il est à noter en outre que l'amplificateur de puissance à plusieurs
étages 2 utilise des HBTs.
L'amplificateur de puissance à plusieurs étages 2 comprend des HBT lla à 11c pour une amplification de
8 2793969
puissance; un circuit d'accord d'entrée 12; des circuits d'accord entre étages 13a et 13b; des circuits de rétroaction 14a à 14c; des circuits de polarisation de collecteur 15a à 15c; un circuit d'accord de sortie 16; et des résistances de base Ra à Rc pour les HBT lia à llc. Le HBT lia amplifie en puissance un signal haute fréquence entré par une borne d'entrée IN à travers le circuit d'accord d'entrée 12. Le HBT llb amplifie le signal haute fréquence amplifié par le HBT lia et passé à travers le circuit d'accord entre étages 13a au HBT llb. Le HBT l1c amplifie le signal haute fréquence amplifié par le HBTllb et passé à travers le circuit d'accord entre étages 13b au HBT llc. Le HBT lic passe ensuite le signal haute fréquence amplifié à travers le circuit d'accord de sortie 16 pour sortir à partir de la borne de sortie OUT. La polarisation du circuit de polarisation 3 est appliquée à la base de chaque
HBT lia à llc pour le fonctionnement ci-dessus.
Le circuit de polarisation 3 applique la polarisation à la base de chaque HBT d'amplification de puissance lia à lic sur la base du signal Vapc appliqué à celui-ci par un circuit logique Si-CMOS, tel qu'un circuit de commande ayant un convertisseur numérique-analogique. En utilisant un procédé HBT, il est possible de former le circuit de polarisation représenté en figure 1 en même temps que l'amplificateur de puissance haute fréquence, c'est-à-dire, le circuit de polarisation peut être intégré avec l'amplificateur de
puissance haute fréquence.
La figure 2 est un schéma de circuit du circuit de polarisation 3 représenté en figure 1. Ce circuit de polarisation 3 comprend une résistance 21 et des stabilisateurs de tension 22b et 22c, qui sont commandés par un signal Vapc du circuit de commande 17. La borne Vapc à laquelle le signal Vapc est appliqué est reliée par la résistance 21 à la base du HBT lia, qui est le premier étage d'amplification de l'amplificateur de puissance à plusieurs étages 2. Ce circuit de polarisation pour le premier étage d'amplicateur est un circuit commandé en courant. Le stabilisateur de tension 22b applique la polarisation à la base du HBT llb, qui est le second étage d'amplification de l'amplificateur de puissance à plusieurs étages 2. Le stabilisateur de tension 22c applique une polarisation à la base du HBT 11c, qui est le dernier étage d'amplification de
l'amplificateur de puissance à plusieurs étages 2.
Le stabilisateur de tension 22b comprend des HBT 24b et b et des résistances 26b à 28b. La résistance 26b est la résistance de base pour le HBT 24b, et la résistance 27b est
la résistance de base pour le HBT 25b.
Le collecteur du HBT 24b est relié à la borne d'alimentation Vcc à laquelle une tension d'alimentation continue spécifique est appliquée, et l'émetteur est relié au collecteur du HBT 25b. Un noeud entre l'émetteur du HBT 24b et le collecteur du HBT 25b est relié à la base du HBT llb dans l'amplificateur de puissance à plusieurs étages 2 par une résistance intervenante 28b. La base du HBT 24b est
reliée à la borne Vapc par la résistance 26b.
La base du HBT 25b est reliée à son collecteur par la résistance 27b, et l'émetteur est à la masse. Il doit être noté que le HBT 25b permet une compensation pour un changement dans l'intervention base-émetteur Vbe selon le coefficient de température du HBT llb dans l'amplificateur de
puissance à plusieurs étages 2.
Le stabilisateur de tension 22c comprend de façon analogue les HBT 24c et 25c et les résistances 26c à 28c. La résistance 26c est la résistance de base pour le HBT 24c, et
la résistance 27c est la résistance de base pour le HBT 25c.
Le collecteur du HBT 24c est relié à la borne d'alimentation Vcc, et l'émetteur est relié au collecteur du HBT 25c. Un noeud entre l'émetteur du HBT 24c et le collecteur du HBT 25c est relié à la base du HBT llc dans l'amplificateur de puissance à plusieurs étages 2 par une résistance intervenante 28c. La base du HBT 24c est reliée à
la borne Vapc par la résistance 26c.
La base du HBT 25c est reliée à son collecteur par la résistance 27c, et l'émetteur est à la masse. Il doit être noté que le HBT 25c permet une compensation de changement dans la tension base-émetteur Vbe selon le coefficient de température du HBT llc dans l'amplificateur de puissance à
plusieurs étages 2.
Avec un circuit de polarisation ainsi constitué, le signal Vapc appliqué au circuit de polarisation 3 passe la résistance 21 et est appliqué comme courant de polarisation à la base du HBT lia du premier étage d'amplification de puissance dans l'amplificateur de puissance à plusieurs étages 2. Un courant de polarisation est également appliqué à la base du HBT 11b du stabilisateur de tension 22b, dont le fonctionnement est commandé par le signal Vapc, et à la base du HBT llc du stabilisateur de tension 22c, dont le
fonctionnement est également commandé par le signal Vapc.
La figure 3A représente la relation entre des courants de sortie Ia et Ic du circuit de polarisation 3 et le signal Vapc. La figure 3B représente la relation entre ce signal
Vapc et les tensions de sortie du circuit de polarisation 3.
A la fois aux figures 3A et 3B, Ia est le courant de sortie et Va est la tension de sortie à la base du HBT lia, Ib est le courant de sortie et Vb est la tension de sortie à la base du HBT 11b, et Ic est le courant de sortie et Vc est la tension de sortie à la base du HBT llc. Il est à noter, en outre, que Vbe est la tension de seuil (approximativement de
1,35 V) des HBTs lia à llc, 24b, 25b, 24c, et 25c.
En se référant aux figures 3A et 3B, lorsque le signal Vapc 2 2Vbe, le circuit de polarisation 3 applique un courant de polarisation à chacun des HBT d'amplification de puissance lia à lic dans l'amplificateur de puissance à plusieurs
étages 2 pour accomplir un fonctionnement en classe AB.
Lorsque Vapc < 2Vbe, du courant de polarisation est appliqué au HBT lia, c'est-à-dire, le HBT du premier étage, pour accomplir un fonctionnement en Classe AB, mais du courant de polarisation n'est pas appliqué à la base du HBT 11b du second étage de l'amplificateur de puissance ou du HBT lic du troisième étage (dernier étage) de l'amplificateur de puissance. Le HBT 11b et le HBT llc fonctionnent ainsi comme amplificateurs en classe C, et la sortie de l'amplificateur
de puissance à plusieurs étages 2 chute.
La figure 4 représente la relation entre la caractéristique de bruit Rx et la caractéristique de puissance de sortie (Pout) de l'amplificateur de puissance haute fréquence 1 représenté aux figures 1 à 3B pour le signal Vapc. Comme on le voit, en comparant les résultats en figure 4 à ceux en figure 9, du bruit Rx de crête est réduit de -73 dBc, lorsque Vapc est de 2,1 V dans l'amplificateur conventionnel, à -82,5 dBc lorsque Vapc est de 1,9 V dans un amplificateur de puissance haute fréquence 1 selon ce mode de réalisation préféré. La relation entre le bruit Rx et le Gain (Rx) dans la bande de réception présente également la même caractéristique. Une augmentation en bruit Rx lorsque la puissance de sortie de l'amplificateur de puissance à plusieurs étages à HBT chute peut ainsi être attribuée à la caractéristique de gain lorsque la puissance de sortie est faible (Vb < 1,35 V dans cet exemple). Comme préalablement décrit, du bruit Rx est ajouté à chaque étage d'amplification lorsque la polarisation appliquée à cet étage de l'amplificateur de puissance à plusieurs étages est une tension de base uniformément déterminée correspondant à la sortie d'un
dispositif de contrôle Si-CMOS.
En appliquant une tension de base différente à chaque étage amplificateur sur la base d'une sortie du dispositif de contrôle Si-CMOS, cependant, du bruit Rx n'est pas accumulé par des étages amplificateurs successifs et la puissance de sortie peut de ce fait être réduite tout en supprimant une augmentation dans le bruit Rx. Il est également possible en réduisant la tension de base appliquée aux amplificateurs à étages ultérieurs d'accomplir une consommation à faible courant pendant le fonctionnement à faible puissance de sortie. La figure 5 représente les résultats des mesures de bruit Rx obtenus en appliquant du courant de polarisation d'une source externe indépendante au lieu du circuit de polarisation 3 à seulement le HBT lla du premier étage de l'amplificateur de puissance à plusieurs étages 2. Comme on le voit à partir de la figure 5, une augmentation en bruit Rx est observée lorsque la tension de polarisation appliquée au premier étage amplificateur est de 1,0 V, mais aucune augmentation en bruit Rx n'est observée lorsque la tension de polarisation est de 1,2 V ou 1,35 V. On voit également à partir de la figure 5 que le bruit Rx peut être réduit en appliquant une polarisation au premier étage amplificateur et aux second étage amplificateur et étage amplificateur subséquent d'un amplificateur de puissance à plusieurs étages
en utilisant différents procédés.
Comme décrit ci-dessus, un circuit de polarisation selon un premier mode de réalisation préféré de la présente invention produit un signal Vapc d'un circuit de commande 17 à la base de seulement le HBT l1a du premier étage amplificateur d'un amplificateur de puissance à plusieurs étages 2, et applique à la base des HBT 11b, 11c, fonctionnant comme second étage amplificateur et étage amplificateur subséquent de l'amplificateur de puissance à plusieurs étages 2, un courant de polarisation des stabilisateurs de tension 22b et 22c dont le fonctionnement est commandé par le signal Vapc. Il est de ce fait possible de réduire du bruit Rx pendant le fonctionnement à faible puissance de sortie de l'amplificateur de puissance à
plusieurs étages 2.
Mode de réalisation 2 Comme décrit ci-dessus, un circuit de polarisation selon un premier mode de réalisation de la présente invention applique un signal Vapc à la base du HBT du premier étage amplificateur de puissance d'un amplificateur de puissance à plusieurs étages. Un procédé d'alimentation de polarisation selon un second mode de réalisation de la présente invention diffère du premier mode de réalisation ci-dessus en ce qu'il applique une tension constante à la base du HBT du premier étage amplificateur de puissance sans référence au signal Vapc et applique un courant de polarisation à la base des HBT
13 2793969
du second étage amplificateur de puissance et de l'étage amplificateur de puissance subséquent à partir des stabilisateurs de tension 22b et 22c, dont le fonctionnement
est commandé par ce signal Vapc.
La figure 6 est un schéma de circuit d'un circuit de polarisation selon ce second mode de réalisation de la présente invention. Il doit être noté qu'un schéma de circuit typique d'un amplificateur de puissance haute fréquence utilisant le circuit de polarisation représenté en figure 6 est identique à celui représenté en figure 1 à l'excepté le chiffre de référence du circuit de polarisation. Une autre
description de celui-ci est ainsi omise ci-dessous o la
figure 1 et la figure 6 sont référées ensemble. Il est à noter, en outre, que des parties analogues en figure 2 et en figure 6 sont identifiées par des chiffres de référence
analogues et une autre description de celles-ci est omise ci-
dessous lorsque seulement les différences sont décrites.
Plus spécifiquement, le circuit de polarisation 33 représenté en figure 16 diffère de celui en figure 2 en ce que la résistance 21 est remplacée par un stabilisateur de tension 35 pour appliquer une tension constante indépendamment du signal Vapc au HBT lla, qui est le premier étage amplificateur de l'amplificateur de puissance à
plusieurs étages 2.
En se référant à la figure 6, le circuit de polarisation 33 comprend un stabilisateur de tension 35 et des stabilisateurs de tension 22b et 22c. Ce stabilisateur de tension 35 produit une tension constante spécifique tandis qu'une tension constante spécifique Vdrive est appliquée à la borne Vdrive d'un circuit logique Si-CMOS tel qu'un circuit de commande 37 avec un convertisseur numérique-analogique. Le fonctionnement des stabilisateurs de tension 22b et 22c est contrôlé par un signal Vapc appliqué à la borne Vapc du circuit de commande 37. Le stabilisateur de tension 35 applique une polarisation à la base du HBT ci-dessus noté lla, c'est-à-dire, le premier étage amplificateur de
l'amplificateur de puissance à plusieurs étages 2.
Ce stabilisateur de tension 35 comprend des HBT 41 et 42 et des résistances 43 à 46. La résistance 43 est une résistance de base pour le HBT 41, et la résistance 44 est
une résistance de base pour le HBT 42.
Le collecteur du HBT 41 est relié à la borne d'alimentation Vcc. L'émetteur du HBT 41 est relié par la résistance 44 à la base du HBT 42, par la résistance 45 à la masse, et par la résistance 46 à la base HBT lla dans l'amplificateur de puissance à plusieurs étages 2. La base du HBT 41 est reliée par la résistance 43 à la borne Vdrive. Le collecteur du HBT 42 est relié à la borne Vdrive, et
l'émetteur est à la masse.
Avec un circuit de polarisation ainsi constitué, du courant de polarisation est appliqué du stabilisateur de tension 35 à la base du HBTlla du premier étage amplificateur dans l'amplificateur de puissance à plusieurs étages 2. Il doit être noté que si la tension constante spécifique Vdrive du circuit de commande 37 est appliquée directement à la base du HBT lla, la tension de polarisation changera par rapport à un changement dans le courant de base appliqué au HBT 11A. La tension constante Vdrive est de ce fait passée à travers le stabilisateur de tension 35 pour
appliquer une tension constante à la base du HBT lla.
La figure 7 est un graphe représentant la relation entre la caractéristique de bruit Rx, la puissance de sortie et le signal Vapc dans un amplificateur de puissance haute fréquence 1 utilisant le circuit de polarisation 33
représenté en figure 6.
Comme on le voit en comparant les résultats en figure 7 à ceux en figure 9, du bruit Rx de crête est réduit de -73 dBc lorsque Vapc est de 2,1 V dans l'amplificateur conventionnel à -89,3 dBc lorsque Vapc est de 2,1 V dans un amplificateur de puissance haute fréquence 1 selon ce mode de
réalisation préféré.
Il doit être en outre également noté que la tension constante Vdrive et le signal Vapc sont décrits comme appliqués à partir d'un circuit de commande dans ce second
2793969
mode de réalisation de l'invention, ils peuvent être, en
variante, appliqués à partir de circuits externes séparés.
Comme décrit ci-dessus, un circuit de polarisation selon ce second mode de réalisation préféré de la présente invention applique une tension constante de polarisation d'un stabilisateur de tension 35 au HBT lla du premier étage amplificateur dans un amplificateur de puissance à plusieurs étages 2 sans référence au signal Vapc, et applique du courant de polarisation des stabilisateurs de tension 22b et 22c qui sont commandés par le signal Vapc, à la base des HBT 11b et llc des étages amplificateurs ultérieurs de l'amplificateur de puissance à plusieurs étages 2. Il est de ce fait possible de réduire davantage du bruit Rx pendant le fonctionnement à faible puissance de sortie de
l'amplificateur à plusieurs étages 2.
Bien que la présente invention ait été décrite en liaison aux modes de réalisation préférés de celle-ci en référence aux dessins annexés, il doit être noté que divers changements et modifications seront apparents à ceux de l'art. Par exemple, des circuits de polarisation selon les premier et second modes de réalisation préférés ci-dessus ont été décrits seulement à titre d'exemple comme comprenant des HBT. Cependant, il sera évident qu'un circuit de polarisation selon la présente invention peut être réalisé en utilisant d'autres types de transistors tels que des transistors
bipolaires Si-MOSFET et Si.
En outre, des circuits de polarisation selon les premier et second modes de réalisation préférés ci-dessus ont été décrits en référence à un amplificateur de puissance haute fréquence utilisé dans des terminaux de téléphones mobiles seulement à titre d'exemple et peuvent de façon évidente être utilisés dans des amplificateurs pour d'autres applications. Il sera également évident que lorsque le circuit de commande externe (circuit Si-CMOS) a un certain nombre de sorties, du bruit Rx peut être davantage réduit en appliquant une polarisation aux circuits de polarisation de sorte que la
16 2793969
sortie chute en séquence du dernier étage de l'amplificateur
de puissance à plusieurs étages 2.
17 2793969
Claims (7)
1. Circuit de polarisation pour un amplificateur de puissance à plusieurs étages (2) pour fournir une polarisation à un amplificateur de puissance (1), comprenant un certain nombre de transistors bipolaires hétérojonctions d'amplification de puissance (lla- llc) selon un signal de commande d'un circuit de commande (17), caractérisé en ce qu'il comprend: un premier circuit d'alimentation de polarisation (22b) pour appliquer une polarisation spécifique à un transistor bipolaire hétérojonction du premier étage d'amplification de puissance; et un second circuit d'alimentation de polarisation (22c) pour contrôler l'alimentation de polarisation au transistor bipolaire hétérojonction de chaque second étage d'amplification de puissance et étage d'amplification de puissance subséquent selon le signal de commande du circuit
de commande (17).
2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier circuit d'alimentation de polarisation applique le signal de commande du circuit de commande (17) comme polarisation au transistor bipolaire hétérojonction du
premier étage d'amplification de puissance.
3. circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier circuit d'alimentation de polarisation (22b) produit et applique une tension constante spécifique au transistor bipolaire hétérojonction du premier étage
d'amplification de puissance.
4. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier circuit d'alimentation de polarisation est un stabilisateur de tension (22b) pour produire une tension constante spécifique lorsqu'une tension constante est
appliquée à celui-ci à partir d'une source externe.
5. Procédé d'alimentation de polarisation d'un circuit de polarisation pour appliquer une polarisation à un amplificateur de puissance à plusieurs étages (2) comprenant un certain nombre de transistors bipolaires hétérojonctions d'amplification de puissance (lla-llc) selon un signal de commande d'un circuit de commande (37), caractérisé en ce qu'il comprend: appliquer une polarisation spécifique à un transistor bipolaire hétérojonction d'un premier étage d'amplification de puissance; et commander l'alimentation de polarisation au transistor bipolaire hétérojonction de chaque second étage d'amplification de puissance et étage d'amplification de puissance subséquent selon le signal de commande du circuit
de commande (37).
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le signal de commande du circuit de commande (37) est appliqué comme polarisation au transistor bipolaire
hétérojonction du premier étage d'amplification de puissance.
7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une tension constante spécifique est produite et appliquée au transistor bipolaire hétérojonction du premier étage
d'amplification de puissance.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11140149A JP2000332542A (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 多段電力増幅器のバイアス回路及びそのバイアス供給方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2793969A1 true FR2793969A1 (fr) | 2000-11-24 |
| FR2793969B1 FR2793969B1 (fr) | 2006-10-20 |
Family
ID=15262020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9915101A Expired - Fee Related FR2793969B1 (fr) | 1999-05-20 | 1999-11-30 | Circuit de polarisation et procede d'alimentation en tension de polarisation pour un amplificateur de puissance a plusieurs etages |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6236266B1 (fr) |
| JP (1) | JP2000332542A (fr) |
| CN (1) | CN1109401C (fr) |
| DE (1) | DE10000486B4 (fr) |
| FR (1) | FR2793969B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002089319A2 (fr) * | 2001-05-01 | 2002-11-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Appareil et procede de reglage d'un reseau de correspondance inter-etages d'un amplificateur integre multi-etages |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3641184B2 (ja) * | 2000-03-28 | 2005-04-20 | 株式会社東芝 | バイポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器 |
| JP2002111400A (ja) * | 2000-10-03 | 2002-04-12 | Nec Corp | 電力増幅器 |
| JP2002171141A (ja) * | 2000-11-30 | 2002-06-14 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| US6424224B1 (en) * | 2001-07-02 | 2002-07-23 | Raytheon Company | Auxiliary circuitry for monolithic microwave integrated circuit |
| DE10231156B4 (de) * | 2002-07-10 | 2008-10-30 | Infineon Technologies Ag | Schaltung zum Liefern einer Basis-Betriebsspannung für einen Bipolartransistor und Verstärkerschaltung |
| EP1550209A1 (fr) * | 2002-10-03 | 2005-07-06 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Amplificateur de puissance et procede d'amplification de puissance |
| WO2004105231A2 (fr) * | 2003-05-20 | 2004-12-02 | Epic Communications, Inc. | Amplificateur de puissance linearise intelligent, et systemes et procedes associes |
| US6882220B2 (en) * | 2003-06-27 | 2005-04-19 | Sige Semiconductor Inc. | Integrated power amplifier circuit |
| US6822511B1 (en) * | 2003-06-27 | 2004-11-23 | Sige Semiconductor Inc. | Integrated power amplifier circuit |
| JP2005020476A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Renesas Technology Corp | 高周波電力増幅回路および無線通信システム |
| US6917243B2 (en) * | 2003-06-27 | 2005-07-12 | Sige Semiconductor Inc. | Integrated power amplifier circuit |
| CN100432711C (zh) * | 2003-08-20 | 2008-11-12 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 具有液体界面的衍射光学结构 |
| JP2005101734A (ja) * | 2003-09-22 | 2005-04-14 | Toshiba Corp | 高出力増幅回路 |
| US6943631B2 (en) * | 2003-12-23 | 2005-09-13 | Agilent Technologies, Inc. | DC-coupled multi-stage amplifier using all-pass resistive/capacitive network for level shifting |
| JP2005327805A (ja) * | 2004-05-12 | 2005-11-24 | Renesas Technology Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP4488309B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2010-06-23 | 株式会社ルネサステクノロジ | 高周波電力増幅用電子部品 |
| JP2007067820A (ja) | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Renesas Technology Corp | 高周波電力増幅器 |
| JP2007124460A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 増幅器 |
| JP2007288736A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-01 | New Japan Radio Co Ltd | 電力増幅回路 |
| US8331882B1 (en) | 2007-06-22 | 2012-12-11 | Panasonic Corporation | VSWR normalizing envelope modulator |
| US7554395B1 (en) * | 2007-06-28 | 2009-06-30 | Panasonic Corporation | Automatic low battery compensation scaling across multiple power amplifier stages |
| US7702300B1 (en) | 2007-07-12 | 2010-04-20 | Panasonic Corporation | Envelope modulator saturation detection using a DC-DC converter |
| JP5012412B2 (ja) * | 2007-10-25 | 2012-08-29 | 富士通株式会社 | 増幅装置及びバイアス回路 |
| JP5299093B2 (ja) * | 2009-05-29 | 2013-09-25 | 株式会社村田製作所 | バイアス回路、ハイパワーアンプ及び携帯情報端末 |
| US8234023B2 (en) * | 2009-06-12 | 2012-07-31 | General Electric Company | System and method for regulating speed, power or position of a powered vehicle |
| KR101153568B1 (ko) | 2009-11-02 | 2012-06-11 | 삼성전기주식회사 | 다단 씨모스 전력 증폭기 |
| JP5835697B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2015-12-24 | 株式会社東芝 | Ａｓｋ変調増幅回路 |
| JP5821876B2 (ja) * | 2013-03-05 | 2015-11-24 | 株式会社村田製作所 | 電力増幅モジュール |
| JP2016192590A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-10 | 株式会社村田製作所 | 電力増幅モジュール |
| CN109617531B (zh) * | 2017-10-04 | 2023-08-25 | 株式会社村田制作所 | 功率放大电路 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4636741A (en) * | 1985-11-01 | 1987-01-13 | Motorola, Inc. | Multi-level power amplifying circuitry for portable radio transceivers |
| GB2269716A (en) * | 1992-08-03 | 1994-02-16 | Texas Instruments Ltd | Bias circuit for changing class of part of multistage amplifier |
| US5432473A (en) * | 1993-07-14 | 1995-07-11 | Nokia Mobile Phones, Limited | Dual mode amplifier with bias control |
| US5559471A (en) * | 1994-12-21 | 1996-09-24 | Motorola, Inc. | Amplifier and biasing circuit therefor |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0112411Y2 (fr) * | 1980-09-22 | 1989-04-11 | ||
| US4788511A (en) * | 1987-11-30 | 1988-11-29 | Raytheon Company | Distributed power amplifier |
| JP3359770B2 (ja) * | 1995-02-08 | 2002-12-24 | アルプス電気株式会社 | トランジスタ高周波電力増幅器 |
| US5942946A (en) * | 1997-10-10 | 1999-08-24 | Industrial Technology Research Institute | RF power amplifier with high efficiency and a wide range of gain control |
| JP4166318B2 (ja) * | 1998-03-25 | 2008-10-15 | 松下電器産業株式会社 | 電力増幅器 |
-
1999
- 1999-05-20 JP JP11140149A patent/JP2000332542A/ja active Pending
- 1999-11-22 US US09/444,406 patent/US6236266B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-11-30 FR FR9915101A patent/FR2793969B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1999-12-14 CN CN99126708A patent/CN1109401C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-01-07 DE DE10000486A patent/DE10000486B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4636741A (en) * | 1985-11-01 | 1987-01-13 | Motorola, Inc. | Multi-level power amplifying circuitry for portable radio transceivers |
| GB2269716A (en) * | 1992-08-03 | 1994-02-16 | Texas Instruments Ltd | Bias circuit for changing class of part of multistage amplifier |
| US5432473A (en) * | 1993-07-14 | 1995-07-11 | Nokia Mobile Phones, Limited | Dual mode amplifier with bias control |
| US5559471A (en) * | 1994-12-21 | 1996-09-24 | Motorola, Inc. | Amplifier and biasing circuit therefor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002089319A2 (fr) * | 2001-05-01 | 2002-11-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Appareil et procede de reglage d'un reseau de correspondance inter-etages d'un amplificateur integre multi-etages |
| WO2002089319A3 (fr) * | 2001-05-01 | 2004-01-15 | Koninkl Philips Electronics Nv | Appareil et procede de reglage d'un reseau de correspondance inter-etages d'un amplificateur integre multi-etages |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1274989A (zh) | 2000-11-29 |
| DE10000486A1 (de) | 2000-12-07 |
| US6236266B1 (en) | 2001-05-22 |
| DE10000486B4 (de) | 2005-12-01 |
| JP2000332542A (ja) | 2000-11-30 |
| FR2793969B1 (fr) | 2006-10-20 |
| CN1109401C (zh) | 2003-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2793969A1 (fr) | Circuit de polarisation et procede d'alimentation en tension de polarisation pour un amplificateur de puissance a plusieurs etages | |
| US7414479B2 (en) | Automatic bias control circuit for reduced current consumption in a linear power amplifier | |
| US7049892B2 (en) | High frequency power amplifier circuit device | |
| US6967535B2 (en) | High frequency power amplifier circuit | |
| US6958649B2 (en) | High-frequency power amplification electronic part and wireless communication system | |
| US7408413B2 (en) | Circuit for accurately controlling power amplifier output power | |
| US7078975B2 (en) | Power amplifier module | |
| FR2793968A1 (fr) | Amplificateur de puissance haute frequence pour un systeme double bande | |
| FR2794307A1 (fr) | Circuit de protection pour un amplificateur de puissance | |
| US8917144B2 (en) | Power amplifier | |
| FR2840129A1 (fr) | Amplificateur de puissance capable de commuter le gain tout en reduisant la puissance de bruit dans la bande de reception | |
| US7551027B2 (en) | RF power amplifier mirror circuit for sensing current | |
| US7792506B1 (en) | Power-control circuit with threshold limiting characteristics | |
| US7642857B2 (en) | Current limit circuit for compensating for output load mismatch of an RF power amplifier | |
| US6809593B1 (en) | Power amplifier device and method thereof | |
| FR2817409A1 (fr) | Amplificateur de puissance de haute frequence | |
| CN114094957A (zh) | 射频放大电路 | |
| JP2004080356A (ja) | バイアス回路およびそれを用いた電力増幅装置 | |
| US11349437B2 (en) | Power amplifier circuit and bias control circuit | |
| US7912432B1 (en) | Output power detection circuit with threshold limiting characteristics | |
| JP2006262518A (ja) | 高周波電力増幅モジュール及び無線通信装置 | |
| JP2002190713A (ja) | 高周波増幅回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20100730 |