JP2000022464A - Power module for high frequency - Google Patents

Power module for high frequency

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JP2000022464A
JP2000022464A JP18868898A JP18868898A JP2000022464A JP 2000022464 A JP2000022464 A JP 2000022464A JP 18868898 A JP18868898 A JP 18868898A JP 18868898 A JP18868898 A JP 18868898A JP 2000022464 A JP2000022464 A JP 2000022464A
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JP
Japan
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bias current
push
circuit
frequency
power
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JP18868898A
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Japanese (ja)
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Yoshitaka Shinomiya
義隆 四宮
Takeshi Imai
豪 今井
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MOBILE KOMU TOKYO KK
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MOBILE KOMU TOKYO KK
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • H04B2001/0408Circuits with power amplifiers
    • H04B2001/0416Circuits with power amplifiers having gain or transmission power control

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high frequency power module whose power loss is reduced in response to a transmission output of a high frequency signal without losing the linearity and without being susceptible to the effect of a high frequency ground pattern on a mount board. SOLUTION: An output stage of the power module is provided with a push- pull circuit 13 that amplifiers power of a high frequency signal and outputs the signal with an excellent balance and also provided with a bias current setting circuit 17 that sets a bias current of the push-pull circuit in response to an external gain control signal. Thus, the amplifier system connects with a virtual ground to hardly receive the effect of the high frequency ground pattern, and output power is obtained stably without losing the linearity only by adjusting the bias current.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、実装基板における
高周波接地パターンの影響を受け難く、高周波信号に対
する出力電力(送信電力)の絞り込み時における電力損
失の大幅な増大を防ぐことができ、例えば集積回路化に
適した構成の高周波パワーモジュールに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is less susceptible to a high-frequency ground pattern on a mounting board, and can prevent a large increase in power loss when narrowing output power (transmission power) for high-frequency signals. The present invention relates to a high-frequency power module having a configuration suitable for circuitization.

【0002】[0002]

【関連する背景技術】近時、限られた帯域幅の電波を複
数のユーザで同時に利用する技術の1つとして、W−C
DMA(Wideband−Code Division Multiple Access;
広帯域符号分割多元接続)方式が注目されている。CD
MA方式は、基本的には限られた周波数帯域内に多くの
キャリアを設定し、各キャリアを複数ユーザで共有する
方式であり、雑音の混入、マルチパスやフェージングの
発生、更にはハンドオーバーの問題等を押さえて、その
通信品質を高く保ち得る等の利点を有する。
[Related Background Art] Recently, as one of techniques for simultaneously using radio waves of a limited bandwidth by a plurality of users, WC has been proposed.
DMA (Wideband-Code Division Multiple Access;
Attention has been paid to a wideband code division multiple access system. CD
The MA system is a system in which a large number of carriers are basically set within a limited frequency band, and each carrier is shared by a plurality of users. Noise mixing, occurrence of multipath and fading, and further, handover may occur. It has the advantage that the communication quality can be kept high by suppressing problems and the like.

【0003】さてW−CDMAの端末機(携帯電話機)
は、例えば図5にその概略構成を示すように、アンテナ
(ANT)1を介して2GHzの信号(電波)を送受信
する高周波部(RFモジュール)2と、送信信号を変調
して前記高周波部2に出力する送信モデム3tおよび前
記高周波部2を介して受信された信号を復調する受信モ
デム3rを備えたベースバンド部3と、通信制御装置
(CCU)やボイスコーデック等を備えて前記高周波部
2を介する情報通信を制御する主制御部4を備えて構成
される。ちなみに前記高周波部2は、テュプレクサ2d
を介してアンテナ1に接続された送信部2tおよび受信
部2rと、PLL回路を主体して構成されて上記送信部
2tおよび受信部2rの動作周波数を制御するシンセサ
イザ部2sを備えて構成される。
Now, W-CDMA terminals (mobile phones)
As shown in FIG. 5, for example, a high-frequency unit (RF module) 2 for transmitting and receiving a 2 GHz signal (radio wave) via an antenna (ANT) 1 and a high-frequency unit 2 for modulating a transmission signal. And a baseband unit 3 having a receiving modem 3r for demodulating a signal received via the high-frequency unit 2 and a communication control unit (CCU) and a voice codec. It comprises a main control unit 4 for controlling information communication via the PC. Incidentally, the high frequency unit 2 is a tuplexer 2d.
And a synthesizer unit 2s mainly composed of a PLL circuit and controlling the operating frequencies of the transmitter 2t and the receiver 2r. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで上述した高周
波部2における送信部2tを実現する場合、アンテナ1
を介する送信電力のリニアリティを確保すると共に、そ
の消費電力を極力抑えることが重要となる。従来、この
種の送信部2tに組み込まれる高周波用パワーアンプに
は、専ら、ハイブリッドICにおいて実績のあるエミッ
タ接地型のシングルエンデッド回路が用いられている。
しかしシングルエンデッド回路からなる高周波用パワー
アンプにおいては、その実装回路基板における高周波接
地パターンの影響を受けて、その増幅度や歪率が変化し
易い等の問題がある。
When the transmitting section 2t in the high-frequency section 2 is realized, the antenna 1
It is important to ensure the linearity of the transmission power through the GW and to minimize its power consumption. Conventionally, a common-emitter single-ended circuit that has been used in hybrid ICs has been used exclusively for high-frequency power amplifiers incorporated in this type of transmission unit 2t.
However, in a high-frequency power amplifier composed of a single-ended circuit, there is a problem that the amplification degree and the distortion are easily changed due to the influence of the high-frequency ground pattern on the mounting circuit board.

【0005】しかも送信電力制御を行うべく、上記シン
グルエンデッド回路のバイアス電流を変えると、発振等
の異常動作が生じ易くなる等の問題もある。また上記シ
ングルエンデッド回路にあっては、最大出力レベルでの
電力効率を30%以上とすることは比較的容易である
が、低出力レベル域における電力効率が0.5〜5%程
度と大幅に劣化し、送信電力に応じてその最大性能を引
き出すことが困難である等の不具合がある。
Further, if the bias current of the single-ended circuit is changed in order to control the transmission power, there is a problem that abnormal operation such as oscillation is likely to occur. In the single-ended circuit, it is relatively easy to make the power efficiency at the maximum output level 30% or more, but the power efficiency in the low output level region is as large as about 0.5 to 5%. And it is difficult to extract the maximum performance according to the transmission power.

【0006】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、実装回路基板における高周波接
地パターンの影響を受け難く、しかも高周波信号のレベ
ルに応じて送信電力を絞り込む際に、電力損失の大幅な
増大を防いで省電力化を図ることのできる実用性の高い
高周波用パワーモジュールを提供することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to reduce the transmission power in accordance with the level of a high-frequency signal, while being hardly affected by a high-frequency ground pattern on a mounting circuit board. Another object of the present invention is to provide a highly practical high-frequency power module that can save power by preventing a large increase in power loss.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る高周波用パワーモジュールは、その出
力段に高周波信号を増幅して平衡出力するプッシュプル
回路を備えると共に、上記プッシュプル回路のバイアス
電流を外部の利得制御信号、例えば送信出力を規定する
信号に応じて可変設定するバイアス電流設定回路を備え
ることを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, a high-frequency power module according to the present invention has a push-pull circuit for amplifying a high-frequency signal at its output stage and outputting a balanced output. And a bias current setting circuit that variably sets the bias current according to an external gain control signal, for example, a signal that defines a transmission output.

【0008】即ち、本発明に係る高周波用パワーモジュ
ールは、その出力段をプッシュプル回路により構成し、
このプッシュプル回路のバイアス電流を外部の利得制御
信号に応じて設定するようにしたもので、これによって
実装回路基板における高周波接地パターンの影響を受け
ることがないようにし、またプッシュプル回路のバイア
ス電流をその送信出力に応じて最適設定し、これによっ
て電力損失を低減することを特徴としている。
That is, in the high-frequency power module according to the present invention, the output stage is constituted by a push-pull circuit,
The bias current of the push-pull circuit is set in accordance with an external gain control signal, so that the bias current of the push-pull circuit is not affected by the high-frequency ground pattern on the mounting circuit board. Is optimally set according to the transmission output, thereby reducing power loss.

【0009】特に本発明の好ましい態様は、請求項2に
記載するように前記プッシュプル回路をなす一対のトラ
ンジスタの各ベースに接続された定電流回路の動作電流
を可変設定し、これによってプッシュプル回路のバイア
ス電流を可変することを特徴としている。
In a particularly preferred aspect of the present invention, the operating current of a constant current circuit connected to each base of a pair of transistors forming the push-pull circuit is variably set, whereby the push-pull operation is performed. It is characterized by varying the bias current of the circuit.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る高周波用パワーモジュールについて説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A high-frequency power module according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1はW-CDMA端末機(携帯電話機)
の高周波部に組み込まれる高周波用パワーモジュールの
概略構成を示しており、この高周波用パワーモジュール
は、例えば1チップのモノリシック集積回路化されたR
Fパワーアンプ(MMIC;Microwave Monolithic Int
egrated Circuit)として実現される。この高周波用パ
ワーモジュールは、RF変調器を介して変調された2G
Hz(具体的には中心周波数1.9GHzで5MHz幅
の拡散信号)の高周波信号を所定の利得(例えば30d
B以上)で増幅し、これをアンテナ回路(図示せず)に
出力して送信出力するものである。
FIG. 1 shows a W-CDMA terminal (mobile phone).
1 shows a schematic configuration of a high-frequency power module incorporated in the high-frequency section of FIG.
F power amplifier (MMIC; Microwave Monolithic Int)
egrated Circuit). This high-frequency power module is a 2G modulated through an RF modulator.
Hz (specifically, a spread signal having a center frequency of 1.9 GHz and a width of 5 MHz) is converted to a predetermined gain (for example, 30d).
B or more), and outputs the amplified signal to an antenna circuit (not shown) for transmission and output.

【0012】さて上記高周波用パワーモジュールは、高
周波信号を平衡入力する2段の直接結合(直結)された
差動増幅器11,12をその入力段に備えると共に、こ
れらの差動増幅器11,12を介して増幅された高周波
信号を電力増幅してアンテナ回路に対して平衡出力する
プッシュプル回路13をその出力段に備えて構成され
る。上記各差動増幅器11,12にそれぞれ設けられた
バイアス電流設定回路15,16は、基準電圧発生回路
19が発生する内部基準電圧Vrefを受けて作動するも
ので、特に外部から与えられる利得制御信号に応じて前
記各差動増幅器11,12のバイアス電流を可変設定
し、これによって前記各差動増幅器11,12の増幅利
得を設定する役割を担う。また前記プッシュプル回路1
3に設けられたバイアス電流設定回路17は、前記利得
制御信号に応じてプッシュプル回路13のバイアス電流
を最適化設定し、これによってプッシュプル回路13に
おける電力損失の大幅な増大を防ぐ役割を担う。ちなみ
に高周波信号に対する各段における増幅利得は、例えば
10dB程度にそれぞれ設定され、特に高周波信号の出
力を可変する為の20dBの利得制御は、初段の差動増
幅器11におけるバイアス電流を可変調整することによ
って行われるようになっている。
The high-frequency power module has two stages of directly-coupled (direct-coupled) differential amplifiers 11 and 12 for balanced input of a high-frequency signal at its input stage. A push-pull circuit 13 that amplifies the high-frequency signal amplified through the power and amplifies and outputs the amplified signal to the antenna circuit is provided at its output stage. The bias current setting circuits 15 and 16 provided in each of the differential amplifiers 11 and 12 operate in response to the internal reference voltage Vref generated by the reference voltage generating circuit 19, and particularly, gain control signals externally applied. Variably sets the bias current of each of the differential amplifiers 11 and 12 according to the above, thereby playing the role of setting the amplification gain of each of the differential amplifiers 11 and 12. The push-pull circuit 1
The bias current setting circuit 17 provided in 3 optimizes and sets the bias current of the push-pull circuit 13 according to the gain control signal, thereby preventing the push-pull circuit 13 from having a large power loss. . Incidentally, the amplification gain in each stage for the high-frequency signal is set to, for example, about 10 dB. In particular, the gain control of 20 dB for varying the output of the high-frequency signal is performed by variably adjusting the bias current in the first-stage differential amplifier 11. Is being done.

【0013】より具体的には前記高周波用パワーモジュ
ールは、例えば図2にその概念的な回路構成を示すよう
に複数のバイポーラトランジスタT1,T2,〜T11を用い
て構成される。初段の差動増幅器11は、エミッタを共
通接続し、そのコレクタに負荷抵抗R1,R2をそれぞれ
備えた一対のトランジスタT1,T2を主体として構成さ
れる。これらのトランジスタT1,T2からなる差動増幅
器11は、そのエミッタと接地(GND)間に設けられ
トランジスタT3がなす定電流源により駆動されて、前
記トランジスタT1,T2の各ベースにコンデンサを介し
て平衡入力される高周波信号を増幅する。
More specifically, the high-frequency power module is configured by using a plurality of bipolar transistors T1, T2, to T11, for example, as shown in FIG. The first-stage differential amplifier 11 is mainly composed of a pair of transistors T1 and T2 having emitters connected in common and collectors provided with load resistors R1 and R2, respectively. The differential amplifier 11 composed of the transistors T1 and T2 is driven by a constant current source provided between the emitter and ground (GND) of the transistor T3 and connected to the respective bases of the transistors T1 and T2 via capacitors. Amplifies the balanced input high frequency signal.

【0014】また次段の差動増幅器12は、エミッタを
共通接続すると共に、各ベースを前記初段の差動増幅器
11の各トランジスタT1,T2のコレクタに直結した一
対のトランジスタT4,T5を主体として構成される。こ
れらトランジスタT4,T5からなる差動増幅器12は、
そのエミッタと接地(GND)間に設けられトランジス
タT6がなす定電流源により駆動されて前記高周波信号
を平衡増幅する。
The differential amplifier 12 at the next stage mainly includes a pair of transistors T4 and T5 whose emitters are commonly connected and whose bases are directly connected to the collectors of the transistors T1 and T2 of the differential amplifier 11 at the first stage. Be composed. The differential amplifier 12 composed of these transistors T4 and T5
The high frequency signal is balanced and amplified by being driven by a constant current source formed by a transistor T6 provided between the emitter and ground (GND).

【0015】前記各トランジスタT3,T6がなす定電流
源は、前記各差動増幅器11,12のをバイアス電流を
それぞれ設定する役割を担い、特に前述したように前記
各バイアス電流設定回路15,16の下で前記利得制御
信号に応じて上記各バイアス電流を設定して、前記各差
動増幅器11,12の増幅利得を可変設定する。このよ
うな各差動増幅器11,12に対するバイアス電流の可
変制御により高周波信号に対するAGC(自動利得調
整)等が行われる。尚、バイアス電流設定回路15,1
6によるトランジスタT3,T6の動作制御により、前記
各各差動増幅器11,12に対する温度補償等の機能を
持たせることも勿論可能である。
The constant current sources formed by the transistors T3 and T6 serve to set the bias currents of the differential amplifiers 11 and 12, respectively. In particular, as described above, the bias current setting circuits 15, 16 The bias currents are set according to the gain control signal under the following conditions, and the amplification gains of the differential amplifiers 11 and 12 are variably set. AGC (automatic gain adjustment) for a high-frequency signal and the like are performed by such variable control of the bias current for each of the differential amplifiers 11 and 12. Note that the bias current setting circuits 15, 1
By controlling the operations of the transistors T3 and T6 by the control circuit 6, it is of course possible to provide the respective differential amplifiers 11 and 12 with functions such as temperature compensation.

【0016】さて高周波信号を電力増幅してアンテナ回
路を駆動するプッシュプル回路13は、エミッタを共通
接続して接地すると共に、ベースにコンデンサを介して
高周波信号を平衡入力し、そのコレクタ間に増幅出力を
平衡に得る一対のトランジスタT7,T8からなる。特に
これらのトランジスタT7,T8のベース間には、そのベ
ース電流、ひいてはプッシュプル回路13のバイアス電
流を設定する定電流源としての一対の駆動トランジスタ
T9,T10が設けられている。これらの各駆動トランジス
タT9,T10は、トランジスタT11を介してバイアス電流
設定回路17により駆動されて定電流動作するものであ
り、これによってプッシュプル回路13の直流バイアス
(バイアス電流)が設定されている。特に各駆動トラン
ジスタT9,T10のベースに挿入された抵抗R3,R4,R5
により、その高インピーダンス化が図られている。この
ような駆動トランジスタT9,T10の高インピーダンス化
により、高周波信号に対するトランジスタT7,T8の動
作条件を安定に維持しながら、該トランジスタT7,T8
がなすプッシュプル回路13のバイアス電流の最適化が
行われ、電力損失の増大が防がれるようになっている。
A push-pull circuit 13 for power-amplifying a high-frequency signal to drive an antenna circuit has an emitter connected in common and grounded, and a high-frequency signal is balanced-input to a base via a capacitor and amplified between the collectors. It is composed of a pair of transistors T7 and T8 for obtaining an balanced output. In particular, a pair of drive transistors T9 and T10 are provided between the bases of these transistors T7 and T8 as a constant current source for setting the base current, and thus the bias current of the push-pull circuit 13. These drive transistors T9 and T10 are driven by the bias current setting circuit 17 via the transistor T11 to perform a constant current operation, thereby setting the DC bias (bias current) of the push-pull circuit 13. . In particular, resistors R3, R4, R5 inserted into the bases of the driving transistors T9, T10.
Thereby, high impedance is achieved. By increasing the impedance of the driving transistors T9 and T10, the operating conditions of the transistors T7 and T8 for high-frequency signals can be maintained stably while the transistors T7 and T8 are maintained.
The optimization of the bias current of the push-pull circuit 13 is performed, so that an increase in power loss is prevented.

【0017】かくして上述した如くその入力段を直結さ
れた2段の差動増幅器11,12により構成し、またそ
の出力段をプッシュプル回路13にて構成した高周波用
パワーモジュールによれば、高周波信号を平衡入力し、
仮想接地の下で所定の利得で増幅して平衡出力するの
で、その電源ラインや接地ラインに対して信号系をフロ
ーティング化することができる。従って上記構成の高周
波パワーモジュールを、例えばW-CDMA端末機(携
帯電話機)の高周波部をなす所定のプリント基板上に実
装したとしても、その実装基板における高周波接地パタ
ーンの影響を受けることなしに安定動作させることが可
能となる。
As described above, according to the high-frequency power module in which the input stage is constituted by the two-stage differential amplifiers 11 and 12 connected directly and the output stage is constituted by the push-pull circuit 13, Input balanced,
Since the signal is amplified with a predetermined gain under the virtual ground and balanced and output, the signal system can be floated with respect to the power supply line and the ground line. Therefore, even if the high-frequency power module having the above-described configuration is mounted on a predetermined printed circuit board that forms a high-frequency section of a W-CDMA terminal (cellular phone), it is stable without being affected by the high-frequency ground pattern on the mounting board. It can be operated.

【0018】しかも各差動増幅器11,12のバイアス
電流を、利得制御信号に応じて可変設定してその増幅利
得を可変するのでその利得制御が容易であり、また安定
にその利得を可変することができる。従って、例えばア
ンテナ回路を介する高周波信号の出力電力を低く抑える
場合には、各差動増幅器11,12の増幅利得を小さく
設定し、またその送信出力レベルに応じて高周波信号に
対する歪みの発生を極力抑えながらプッシュプル回路1
3のバイアス電流を絞り込み、これによってプッシュプ
ル回路13における電力損失を抑えることができる。
Moreover, since the bias current of each of the differential amplifiers 11 and 12 is variably set according to the gain control signal to vary the amplification gain, the gain control is easy and the gain can be varied stably. Can be. Therefore, for example, when suppressing the output power of the high-frequency signal via the antenna circuit, the amplification gain of each of the differential amplifiers 11 and 12 is set to be small, and the generation of distortion to the high-frequency signal is minimized according to the transmission output level. Push-pull circuit 1 while suppressing
The bias current of No. 3 can be narrowed down, whereby the power loss in the push-pull circuit 13 can be suppressed.

【0019】また出力段をなすプッシュプル回路13に
おいては、差動増幅器12から平衡出力される高周波信
号を入力し、これを電力増幅して平衡出力するので、実
装基板における高周波接地パターンの影響を受けること
なく安定に動作し得る。従って出力段をプッシュプル回
路13により構成した高周波パワーモジュールにおいて
は、プッシュプル回路13のバイアス電流が送信出力に
応じて最適化されるので、不本意な電力損失を招くこと
なく、その高周波信号を電力増幅することができる。従
って差動増幅器11,12による高周波信号に対する利
得調整と相俟って、例えば送信出力を中程度以下に絞り
込む場合であっても、プッシュプル回路13における電
力効率の大幅な低下を招くことなくその出力電力を設定
することが可能である。従って高周波信号に対する出力
電力を広範囲に可変する場合であっても、全体的な省電
力化を図ることが可能となる。
In the push-pull circuit 13 serving as an output stage, a high-frequency signal balanced and output from the differential amplifier 12 is input, and is amplified and output in a balanced manner. It can operate stably without receiving it. Therefore, in a high-frequency power module in which the output stage is constituted by the push-pull circuit 13, the bias current of the push-pull circuit 13 is optimized according to the transmission output, so that the high-frequency signal can be transmitted without undesired power loss. Power can be amplified. Therefore, in conjunction with the gain adjustment for the high-frequency signal by the differential amplifiers 11 and 12, even when the transmission output is narrowed to a medium level or less, for example, the power efficiency in the push-pull circuit 13 is not greatly reduced. It is possible to set the output power. Therefore, even when the output power for the high-frequency signal is varied over a wide range, it is possible to achieve overall power saving.

【0020】従って上述した如く構成された高周波用パ
ワーモジュールによれば、例えば図3に送信電力と電力
効率との関係を実線Aで示すように、その送信電力を1
mW程度に絞り込んだ場合であってもその電力効率を1
0%程度と或る程度高く維持することができる。特に従
来一般的な高周波用パワーモジュールにおいては、図3
に破線Bで示すように送信電力を1mW程度に絞り込ん
だ場合、その電力効率が1%程度と低くなることに比較
すれば、その電力効率を十分に高めて省電力化を図り得
る。
Therefore, according to the high-frequency power module configured as described above, for example, as shown by the solid line A in FIG.
Even if it is narrowed down to about mW, its power efficiency is 1
It can be maintained as high as about 0%. In particular, in a conventional general high-frequency power module, FIG.
When the transmission power is narrowed down to about 1 mW as shown by a dashed line B in FIG. 2, the power efficiency can be sufficiently increased to save power as compared with the fact that the power efficiency is reduced to about 1%.

【0021】ちなみに図4は最大送信電力1WのCDM
A端末機(携帯電話機)において使用環境に応じて可変
設定される送信出力の一般的な頻度の割合を示してい
る。この特性から明らかなように上記CDMA端末機
(携帯電話機)をフルパワー(最大出力)で駆動するこ
とは希であり、専ら、10mW以下の低出力で駆動する
ケースが殆どである。このような傾向に鑑みれば、最大
出力時における送信信号(高周波信号)の品質を高める
ことは当然のことであるが、むしろ10mW以下の低出
力時における信号品質を高め、同時にそのときの電力効
率を高めて全体的な省電力化を図ることが重要である。
この点、前述した構成の高周波用パワーモジュールによ
れば、差動増幅器11,12およびプッシュプル回路1
3に対するバイアス電流の調整だけで高周波信号に対す
る増幅利得と出力電力とを、歪みを増大させることなく
簡易に調整可能なので、その効果が極めて大きいと言え
る。
FIG. 4 shows a CDM having a maximum transmission power of 1 W.
It shows the ratio of the general frequency of the transmission output variably set in the A terminal (mobile phone) according to the usage environment. As is clear from this characteristic, the CDMA terminal (mobile phone) is rarely driven at full power (maximum output), and is mostly driven with a low output of 10 mW or less. In view of such a tendency, it is natural to improve the quality of the transmission signal (high-frequency signal) at the time of the maximum output, but rather to enhance the signal quality at the time of the low output of 10 mW or less, and at the same time, the power efficiency at that time. It is important to improve overall power saving.
In this regard, according to the high-frequency power module having the above-described configuration, the differential amplifiers 11 and 12 and the push-pull circuit 1
Since the amplification gain and the output power for the high-frequency signal can be easily adjusted without increasing the distortion only by adjusting the bias current for No. 3, the effect can be said to be extremely large.

【0022】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えば高周波信号に対する増幅利得に
よっては、差動増幅器を1段だけとすることも可能であ
り、或いは逆に3段以上の差動増幅器を直結して設ける
ことも可能である。またプッシュプル回路13について
も、その出力電力によっては出力トランジスタをダーリ
ントン接続することも勿論可能である。また実施形態に
おいては、npnトランジスタを用いて回路構成した
が、pnpトランジスタを用いることも勿論可能であ
る。またこれらのトランジスタ回路からる高周波用パワ
ーモジュールをモノリシックにIC化するに際しては、
Siバイポーラ・トランジスタを用いることは勿論のこ
と、GaAs等のIII-V族化合物半導体を用いた、所謂M
ES-FETや絶縁ゲート型のバイポーラトランジスタ
(IGBT)を用いることも可能である。その他、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施する
ことができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, depending on the amplification gain for a high-frequency signal, it is possible to provide only one stage of differential amplifier, or conversely, it is also possible to directly connect three or more stages of differential amplifier. Also, with respect to the push-pull circuit 13, it is of course possible to connect the output transistors in Darlington connection depending on the output power. Further, in the embodiment, the circuit is configured using the npn transistor, but it is of course possible to use the pnp transistor. Also, when making a high-frequency power module composed of these transistor circuits into a monolithic IC,
In addition to using a Si bipolar transistor, a so-called M using a III-V compound semiconductor such as GaAs is used.
It is also possible to use an ES-FET or an insulated gate bipolar transistor (IGBT). In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、そ
の出力段に高周波信号を平衡に電力増幅して出力するを
プッシュプル回路を備えると共に、このプッシュプル回
路のバイアス電流を外部の利得制御信号に応じて最適設
定するバイアス電流設定回路を備えて高周波用パワーモ
ジュールが実現される。従って上記構成の高周波用パワ
ーモジュールによれば、高周波信号を仮想接地して増幅
動作することになるので、実装基板における高周波接地
パターンの影響を受けることなく安定動作させることが
でき、またその送信出力を絞り込む場合であっても、電
力効率が大幅に劣化することがなく、全体的な省電力化
を図り得る。しかもプッシュプル回路に対するバイアス
電流の調整だけで簡易に、且つ安定にその出力電力を可
変設定することができる。従ってCDMA端末機に組み
込まれる高周波用パワーアンプ等として実用上多大なる
効果が奏せられる。
As described above, according to the present invention, a push-pull circuit is provided at the output stage for amplifying and outputting a high-frequency signal in a balanced manner, and the bias current of the push-pull circuit is controlled by an external gain. A high-frequency power module is realized by including a bias current setting circuit that optimally sets according to a control signal. Therefore, according to the high-frequency power module having the above-described configuration, the high-frequency signal is amplified by virtual grounding, so that the high-frequency signal can be stably operated without being affected by the high-frequency ground pattern on the mounting board. Even if the number of power sources is narrowed down, the power efficiency does not significantly deteriorate, and overall power saving can be achieved. Moreover, the output power can be variably set easily and stably simply by adjusting the bias current for the push-pull circuit. Accordingly, a great effect can be obtained in practical use as a high-frequency power amplifier or the like incorporated in a CDMA terminal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る高周波用パワーモジ
ュールの全体的な概略構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing an overall schematic configuration of a high-frequency power module according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す高周波用パワーモジュールの差動増
幅器およびプッシュプル回路の概略的な構成例を示す
図。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration example of a differential amplifier and a push-pull circuit of the high-frequency power module shown in FIG. 1;

【図3】図1に示す高周波用パワーモジュールにおける
送信出力と電力効率との関係を、従来一般的な高周波用
パワーモジュールと対比して示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between transmission output and power efficiency in the high-frequency power module shown in FIG. 1 in comparison with a conventional general high-frequency power module.

【図4】CDMA端末機(携帯電話機)において可変設
定される送信電力と、その使用頻度との関係を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between transmission power variably set in a CDMA terminal (cellular phone) and its use frequency.

【図5】W−CDMA端末機(携帯電話機)の全体的な
構成例を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the overall configuration of a W-CDMA terminal (mobile phone).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 差動増幅器(入力段) 12 差動増幅器 13 プッシュプル回路(出力段) 15 バイアス電流設定回路 16 バイアス電流設定回路 17 バイアス電流設定回路 19 基準電圧発生回路 Reference Signs List 11 differential amplifier (input stage) 12 differential amplifier 13 push-pull circuit (output stage) 15 bias current setting circuit 16 bias current setting circuit 17 bias current setting circuit 19 reference voltage generation circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 豪 東京都港区南青山1丁目10番地の2南青山 Aビル7F 株式会社モービルコムトーキ ョー内 Fターム(参考) 5J040 AA02 AA25 AA26 BA05 BA08 BB01 BB07 BB11 BB13 BC02 CA01 CA05 DA07 EA02 FA01 5J091 AA01 AA12 AA16 AA59 CA36 CA58 CA91 FA09 FA10 HA02 HA25 HA29 HA35 KA02 KA12 MA08 SA14 5K022 EE01 EE21  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Go Imai 2 Minami-Aoyama, Minato-ku, Tokyo 1-10-10 Minami-Aoyama A Building 7F Mobile Com Tokyo Co., Ltd. F-term (reference) 5J040 AA02 AA25 AA26 BA05 BA08 BB01 BB07 BB11 BB13 BC02 CA01 CA05 DA07 EA02 FA01 5J091 AA01 AA12 AA16 AA59 CA36 CA58 CA91 FA09 FA10 HA02 HA25 HA29 HA35 KA02 KA12 MA08 SA14 5K022 EE01 EE21

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高周波信号を増幅して平衡出力するプッ
シュプル回路を出力段に備えると共に、上記プッシュプ
ル回路のバイアス電流を利得制御信号に応じて設定する
バイアス電流設定回路を備えたことを特徴とする高周波
用パワーモジュール。
An output stage includes a push-pull circuit for amplifying a high-frequency signal and outputting a balanced output, and a bias current setting circuit for setting a bias current of the push-pull circuit according to a gain control signal. Power module for high frequency.
【請求項2】 前記バイアス電流設定回路は、前記プッ
シュプル回路をなす一対のトランジスタの各ベースに接
続された定電流回路の動作電流を可変設定して、前記プ
ッシュプル回路のバイアス電流を最適化することを特徴
とする請求項1に記載の高周波用パワーモジュール。
2. The bias current setting circuit optimizes a bias current of the push-pull circuit by variably setting an operating current of a constant current circuit connected to each base of a pair of transistors forming the push-pull circuit. The high-frequency power module according to claim 1, wherein:
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Cited By (5)

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