JP2000201027A - 高効率増幅器 - Google Patents
高効率増幅器Info
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Classifications
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- 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
- H03F1/56—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for
-
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- 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
- H03F3/193—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only with field-effect devices
- H03F3/1935—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only with field-effect devices with junction-FET devices
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- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
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- Transmitters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】出力電力を低げた時においても高効率動作を実
現する高効率増幅器の提供。 【解決手段】入力信号を入力しインピーダンス整合をと
る入力整合回路１２と、ゲートが共通接続されて入力整
合回路の出力端に容量を介して接続するとともに、共通
のゲートバイアス電圧VCGが供給され、ソースが接地さ
れてなる、互いにしきい値電圧の異なるＦＥＴ１、ＦＥ
Ｔ２を含む複数のＦＥＴ（図では４個）と、複数のＦＥ
Ｔ１、２のドレインの共通接続点にはドレインバイアス
電圧VDDが印加されるとともに複数のＦＥＴのドレイン
の共通接続点に容量を介して接続され出力インピーダン
スの整合をとる出力整合回路１３と、を備える。
現する高効率増幅器の提供。 【解決手段】入力信号を入力しインピーダンス整合をと
る入力整合回路１２と、ゲートが共通接続されて入力整
合回路の出力端に容量を介して接続するとともに、共通
のゲートバイアス電圧VCGが供給され、ソースが接地さ
れてなる、互いにしきい値電圧の異なるＦＥＴ１、ＦＥ
Ｔ２を含む複数のＦＥＴ（図では４個）と、複数のＦＥ
Ｔ１、２のドレインの共通接続点にはドレインバイアス
電圧VDDが印加されるとともに複数のＦＥＴのドレイン
の共通接続点に容量を介して接続され出力インピーダン
スの整合をとる出力整合回路１３と、を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高効率増幅器に関
し、特に、移動無線通信システムの移動端末装置等に用
いて好適な高効率増幅器に関する。
し、特に、移動無線通信システムの移動端末装置等に用
いて好適な高効率増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来の増幅器として、例えば特
開昭５７−６０７３９号公報には、低出力時の効率改善
手段として、予め設けられた複数の出力マッチング回路
の中から効率が最大になるように、最適回路を自動選択
する送信装置が提案されている。この装置は、携帯電話
システムで一般的に使用されている構成以外に、出力マ
ッチング回路の切り替え信号を出す制御器と、最適マッ
チング回路を選定し、マッチング切り替え回路へ信号を
送る最適値判定器と、複数の出力マッチング回路を切り
替えるためのＰＩＮダイオードと、を有している。
開昭５７−６０７３９号公報には、低出力時の効率改善
手段として、予め設けられた複数の出力マッチング回路
の中から効率が最大になるように、最適回路を自動選択
する送信装置が提案されている。この装置は、携帯電話
システムで一般的に使用されている構成以外に、出力マ
ッチング回路の切り替え信号を出す制御器と、最適マッ
チング回路を選定し、マッチング切り替え回路へ信号を
送る最適値判定器と、複数の出力マッチング回路を切り
替えるためのＰＩＮダイオードと、を有している。
【０００３】この装置は、保有する全ての出力マッチン
グ回路が順次切り替わるように、出力マッチング回路切
り替え用のＰＩＮダイオードに常にバイアスをかけてお
く。言い換えれば、常に、ＰＩＮダイオードには、数ｍ
Ａレベルの電流を流しておく必要がある。ＰＩＮダイオ
ードの個数は１つの出力マッチング回路あたり２個、複
数のマッチング回路がｎ個あれば、２×ｎ個のＰＩＮダ
イオードが必要となり、ＰＩＮダイオード１個の消費電
流を１ｍＡとした場合、ｎ×２ｍＡの消費電流が常時流
れることになる。
グ回路が順次切り替わるように、出力マッチング回路切
り替え用のＰＩＮダイオードに常にバイアスをかけてお
く。言い換えれば、常に、ＰＩＮダイオードには、数ｍ
Ａレベルの電流を流しておく必要がある。ＰＩＮダイオ
ードの個数は１つの出力マッチング回路あたり２個、複
数のマッチング回路がｎ個あれば、２×ｎ個のＰＩＮダ
イオードが必要となり、ＰＩＮダイオード１個の消費電
流を１ｍＡとした場合、ｎ×２ｍＡの消費電流が常時流
れることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、上記特開
昭５７−６０７３９号公報に記載された従来の増幅器で
は、出力側の整合回路を切り替えているが、動作するト
ランジスタの素子サイズは変わらないため、パワーダウ
ン時の効率改善が期待できない、という問題点を有して
いる。
昭５７−６０７３９号公報に記載された従来の増幅器で
は、出力側の整合回路を切り替えているが、動作するト
ランジスタの素子サイズは変わらないため、パワーダウ
ン時の効率改善が期待できない、という問題点を有して
いる。
【０００５】また切り替え用ＰＩＮダイオードを用いて
いるため、このＰＩＮダイオードに電流が常に流れた状
態となり、低消費電流化の点で問題がある。
いるため、このＰＩＮダイオードに電流が常に流れた状
態となり、低消費電流化の点で問題がある。
【０００６】さらに、上記特開昭５７−６０７３９号公
報においては、低出力時の効率改善手段として、予め設
けられた複数の出力マッチング回路の中から効率が最大
になるように、最適回路を自動選択するものであり、出
力レベルに応じた最適な出力マッチング回路を選択して
も、実際に動作する増幅器（トランジスタ）自体は変わ
らない。そのため、実際の携帯電話システムに応用した
場合、最大出力レベルから１０〜３０ｄＢ以上出力レベ
ルが下がった領域での効率改善効果は期待できない。
報においては、低出力時の効率改善手段として、予め設
けられた複数の出力マッチング回路の中から効率が最大
になるように、最適回路を自動選択するものであり、出
力レベルに応じた最適な出力マッチング回路を選択して
も、実際に動作する増幅器（トランジスタ）自体は変わ
らない。そのため、実際の携帯電話システムに応用した
場合、最大出力レベルから１０〜３０ｄＢ以上出力レベ
ルが下がった領域での効率改善効果は期待できない。
【０００７】これは、所定の最大出力を出すためにトラ
ンジスタ素子の素子サイズは大きなものを用いる必要が
あるが、このサイズの大きいトランジスタを１０〜３０
ｄＢ以上も低い出力レベルで動作させた場合には、最適
なマッチング回路で整合をとった状態でも、実際は、最
適な素子サイズで増幅した場合に比べて、効率は低下す
る。
ンジスタ素子の素子サイズは大きなものを用いる必要が
あるが、このサイズの大きいトランジスタを１０〜３０
ｄＢ以上も低い出力レベルで動作させた場合には、最適
なマッチング回路で整合をとった状態でも、実際は、最
適な素子サイズで増幅した場合に比べて、効率は低下す
る。
【０００８】その主な理由としては、例えば以下の項目
（１）〜（４）が挙げられる。
（１）〜（４）が挙げられる。
【０００９】（１）トランジスタ素子自体のインピーダ
ンスが低く、マッチングが完全に取りきれない。
ンスが低く、マッチングが完全に取りきれない。
【００１０】（２）この低いインピーダンスに整合をと
ったマッチング回路自体の通過損失が大きくなる。
ったマッチング回路自体の通過損失が大きくなる。
【００１１】（３）一般に大きなサイズのトランジスタ
は、単位セル素子を複数個並列に結合した構成となって
おり、そのセル間のアンバランスや結合損失により完全
に素子性能が引き出せない。
は、単位セル素子を複数個並列に結合した構成となって
おり、そのセル間のアンバランスや結合損失により完全
に素子性能が引き出せない。
【００１２】（４）大きいサイズの素子は、低い出力レ
ベルに最適なサイズの素子に比べてゲインが低い。
ベルに最適なサイズの素子に比べてゲインが低い。
【００１３】このように、低い出力レベルに最適なサイ
ズの素子を動作させた場合の効率と、大きなサイズの素
子を最大出力レベルから１０〜３０ｄＢも低下させた低
いレベルで動作させた時の効率を比較した場合、前者が
有利であるのは、明らかである。
ズの素子を動作させた場合の効率と、大きなサイズの素
子を最大出力レベルから１０〜３０ｄＢも低下させた低
いレベルで動作させた時の効率を比較した場合、前者が
有利であるのは、明らかである。
【００１４】実際、上記特開昭５７−６０７３９号公報
記載の増幅器は、これらの課題を解決する手段としては
有効ではない。
記載の増幅器は、これらの課題を解決する手段としては
有効ではない。
【００１５】最終段に使用するトランジスタ素子の大き
さは一定とされており、出力マッチング回路のみを出力
レベルに応じて切り替えるだけでは、出力レベルが＋１
０ｄＢｍ程度の低い出力レベルでの効率は１０％以下に
低下する。
さは一定とされており、出力マッチング回路のみを出力
レベルに応じて切り替えるだけでは、出力レベルが＋１
０ｄＢｍ程度の低い出力レベルでの効率は１０％以下に
低下する。
【００１６】また、出力マッチング回路の切り替え手段
として、ＰＩＮダイオードを用いているが、全ての出力
マッチング回路が順次切り替わるように、常にバイアス
をかけておく必要があり、数ｍＡレベルの電流が流れ
る。
として、ＰＩＮダイオードを用いているが、全ての出力
マッチング回路が順次切り替わるように、常にバイアス
をかけておく必要があり、数ｍＡレベルの電流が流れ
る。
【００１７】ＰＩＮダイオードの個数は１つの出力マッ
チング回路あたり２個、複数のマッチング回路がｎ個あ
れば２×ｎ個のＰＩＮダイオードが必要となり、ＰＩＮ
ダイオード１個の消費電流が１ｍＡと仮定すれば、ｎ×
２ｍＡの消費電流が流れることになる。
チング回路あたり２個、複数のマッチング回路がｎ個あ
れば２×ｎ個のＰＩＮダイオードが必要となり、ＰＩＮ
ダイオード１個の消費電流が１ｍＡと仮定すれば、ｎ×
２ｍＡの消費電流が流れることになる。
【００１８】これは出力電力に関係なく、常に流れる電
流であり、低消費電力化の要求が極めて厳しい携帯電話
システムでは、大きな問題となる。
流であり、低消費電力化の要求が極めて厳しい携帯電話
システムでは、大きな問題となる。
【００１９】なお、例えば特開平１０−７９６２９号公
報には、電力増幅器を複数のＦＥＴを並列接続して構成
し、各ＦＥＴに対して個々のゲート端子からそれぞれ個
別に供給されるゲート電圧を調整することで電力増幅器
全体としてのドレイン電流を調整するようにした構成が
開示されている。上記公報では、複数ＦＥＴのゲートバ
イアスを細かいステップで調整可能とするものであり、
製造ライン等における電力増幅器のゲートバイアス調整
時の作業効率を改善するものである。
報には、電力増幅器を複数のＦＥＴを並列接続して構成
し、各ＦＥＴに対して個々のゲート端子からそれぞれ個
別に供給されるゲート電圧を調整することで電力増幅器
全体としてのドレイン電流を調整するようにした構成が
開示されている。上記公報では、複数ＦＥＴのゲートバ
イアスを細かいステップで調整可能とするものであり、
製造ライン等における電力増幅器のゲートバイアス調整
時の作業効率を改善するものである。
【００２０】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、出力電力を低げ
た時においても高効率動作を実現可能とする高効率増幅
器を提供することにある。
てなされたものであって、その目的は、出力電力を低げ
た時においても高効率動作を実現可能とする高効率増幅
器を提供することにある。
【００２１】また本発明は、送信出力の広いダイナミッ
クレンジにおいて、最大出力から例えば２０ｄＢ以上下
げた使用条件である低出力時においても高効率動作を図
り、携帯電話システムに用いた場合に、適用連続通話時
間を従来に比べ大幅に延長可能とする高効率増幅器及び
移動体無線端末装置を提供することにある。
クレンジにおいて、最大出力から例えば２０ｄＢ以上下
げた使用条件である低出力時においても高効率動作を図
り、携帯電話システムに用いた場合に、適用連続通話時
間を従来に比べ大幅に延長可能とする高効率増幅器及び
移動体無線端末装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、しきい値電圧が異なる並列に接続された複数ＦＥ
Ｔ（セル）で構成し、外部から供給されるゲートバイア
ス電圧によって、動作するＦＥＴ（セル）数を制御する
ことにより、所望の出力電力に応じて、広い出力ダイナ
ミックレンジの範囲で高効率動作を可能とするものであ
る。
明は、しきい値電圧が異なる並列に接続された複数ＦＥ
Ｔ（セル）で構成し、外部から供給されるゲートバイア
ス電圧によって、動作するＦＥＴ（セル）数を制御する
ことにより、所望の出力電力に応じて、広い出力ダイナ
ミックレンジの範囲で高効率動作を可能とするものであ
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。図１は、本発明の一実施の形態の構成を示す図で
ある。図１を参照すると、しきい値電圧の異なるＦＥＴ
（電界効果トランジスタ）１とＦＥＴ２を備え、最大出
力時には、ＦＥＴ１とＦＥＴ２の両方が動作するゲート
バイアス電圧を共通ゲートに印可し、ＦＥＴ１とＦＥＴ
２の合計ゲート幅の飽和出力レベル付近で動作させ、パ
ワーダウン時（小さい出力時）には、共通ゲートに印加
するゲートバイアス電圧を制御し、例えばＦＥＴ１のみ
を動作させ、ＦＥＴ１のゲート幅の飽和出力レベル付近
で動作させることで、ＦＥＴを両方とも動作させる場合
よりも、高効率動作を実現している。
する。図１は、本発明の一実施の形態の構成を示す図で
ある。図１を参照すると、しきい値電圧の異なるＦＥＴ
（電界効果トランジスタ）１とＦＥＴ２を備え、最大出
力時には、ＦＥＴ１とＦＥＴ２の両方が動作するゲート
バイアス電圧を共通ゲートに印可し、ＦＥＴ１とＦＥＴ
２の合計ゲート幅の飽和出力レベル付近で動作させ、パ
ワーダウン時（小さい出力時）には、共通ゲートに印加
するゲートバイアス電圧を制御し、例えばＦＥＴ１のみ
を動作させ、ＦＥＴ１のゲート幅の飽和出力レベル付近
で動作させることで、ＦＥＴを両方とも動作させる場合
よりも、高効率動作を実現している。
【００２４】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して以下
に説明する。図２は、本発明の一実施例の構成を示す図
であり、本発明の高効率増幅器を携帯電話システムに適
用した実施例を示すブロック図である。
に説明する。図２は、本発明の一実施例の構成を示す図
であり、本発明の高効率増幅器を携帯電話システムに適
用した実施例を示すブロック図である。
【００２５】携帯電話システムの送信信号は、ベースバ
ンド部で変調後、送信周波数に変換され、図１の入力部
から利得可変増幅器２に入力される。
ンド部で変調後、送信周波数に変換され、図１の入力部
から利得可変増幅器２に入力される。
【００２６】この利得可変増幅器２は、電源１１と利得
可変電圧制御回路１０により、動作ＯＮ／ＯＦＦの切り
替えおよび利得が可変に制御される。
可変電圧制御回路１０により、動作ＯＮ／ＯＦＦの切り
替えおよび利得が可変に制御される。
【００２７】利得可変増幅器２で増幅された信号は、高
効率増幅器１に入力され、方向性結合器３へ出力され、
携帯電話システムのフィルタを通りアンテナ（不図示）
から出力される。
効率増幅器１に入力され、方向性結合器３へ出力され、
携帯電話システムのフィルタを通りアンテナ（不図示）
から出力される。
【００２８】また、高効率増幅器１から出力された送信
出力レベルの１／１００程度の信号が、方向性結合器３
から検波器４に送られ、直流電圧に変換された後、比較
器５へ送られる。
出力レベルの１／１００程度の信号が、方向性結合器３
から検波器４に送られ、直流電圧に変換された後、比較
器５へ送られる。
【００２９】制御器６は、システムの基地局からの受信
信号を受信し、ＲＳＳＩ（受信電界強度）部で処理した
後の情報に対応し、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）７に
予め記憶された制御情報を基に、携帯機の送信出力を制
御する。制御器６からの制御信号は、電圧制御回路８に
送られ、ＰＡ（電力増幅器）電源９を制御する。
信号を受信し、ＲＳＳＩ（受信電界強度）部で処理した
後の情報に対応し、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）７に
予め記憶された制御情報を基に、携帯機の送信出力を制
御する。制御器６からの制御信号は、電圧制御回路８に
送られ、ＰＡ（電力増幅器）電源９を制御する。
【００３０】ＰＡ電源９は高効率増幅器１のゲートバイ
アス電圧ＶＧＧとドレインバイアス電圧ＶＤＤを、ＡＧ
Ｃ（自動利得制御）電源１１は、利得可変増幅器２のバ
イアス電圧と利得可変制御電圧をそれぞれ供給する。
アス電圧ＶＧＧとドレインバイアス電圧ＶＤＤを、ＡＧ
Ｃ（自動利得制御）電源１１は、利得可変増幅器２のバ
イアス電圧と利得可変制御電圧をそれぞれ供給する。
【００３１】図３は、本発明の一実施例をなす高効率増
幅器１の構成の詳細を示す図である。並列接続されたＦ
ＥＴまたは単位セルのしきい値電圧を異なる値に設定す
ることで構成する。
幅器１の構成の詳細を示す図である。並列接続されたＦ
ＥＴまたは単位セルのしきい値電圧を異なる値に設定す
ることで構成する。
【００３２】通常、移動体通信用等の送信出力増幅用パ
ワーデバイスは、システムに応じた最適の特性を得るた
めに、特に最終段のゲート幅が選択される。
ワーデバイスは、システムに応じた最適の特性を得るた
めに、特に最終段のゲート幅が選択される。
【００３３】特に、ゲート幅が大きい場合、１チップ上
で「単位セル」と呼ばれる基本ＦＥＴを複数個並列接続
し、必要なゲート幅を得る。
で「単位セル」と呼ばれる基本ＦＥＴを複数個並列接続
し、必要なゲート幅を得る。
【００３４】本発明の一実施例の高効率増幅器は、この
単位セルの場合でも、独立したＦＥＴを複数個並列接続
する場合でも、同様の構成で、同様の効果を奏すること
ができる。以下、説明の簡便化のため、単位セルを２つ
備えた２セル構成の場合について説明する。
単位セルの場合でも、独立したＦＥＴを複数個並列接続
する場合でも、同様の構成で、同様の効果を奏すること
ができる。以下、説明の簡便化のため、単位セルを２つ
備えた２セル構成の場合について説明する。
【００３５】図６は、本発明の一実施例において、異な
るしきい値電圧が２種類の場合の高効率増幅器のゲート
バイアス電圧ＶＧＧと電流ＩＤＤの関係を例として示
す。
るしきい値電圧が２種類の場合の高効率増幅器のゲート
バイアス電圧ＶＧＧと電流ＩＤＤの関係を例として示
す。
【００３６】例えばＦＥＴ１のしきい値電圧を−０．５
Ｖ、ＦＥＴ２のしきい値電圧を−１．０Ｖに設定した場
合の動作について説明する。
Ｖ、ＦＥＴ２のしきい値電圧を−１．０Ｖに設定した場
合の動作について説明する。
【００３７】ＦＥＴ１とＦＥＴ２とは互いに並列に接続
されている。すなわち、図１を参照すると、ＦＥＴ１と
ＦＥＴ２は、そのソースをともに接地し、入力をなすゲ
ート電極が共通接続されて、出力をなすドレイン電極が
共通接続されており、入力及び出力は、それぞれ入力整
合回路、及び出力整合回路で５０Ωにマッチングしてい
る。
されている。すなわち、図１を参照すると、ＦＥＴ１と
ＦＥＴ２は、そのソースをともに接地し、入力をなすゲ
ート電極が共通接続されて、出力をなすドレイン電極が
共通接続されており、入力及び出力は、それぞれ入力整
合回路、及び出力整合回路で５０Ωにマッチングしてい
る。
【００３８】最大出力付近では、ゲートバイアス電圧Ｖ
ＧＧを−０．５Ｖ以上の最適な値で印可し、ＦＥＴ１と
ＦＥＴ２の両方を動作させる。
ＧＧを−０．５Ｖ以上の最適な値で印可し、ＦＥＴ１と
ＦＥＴ２の両方を動作させる。
【００３９】次に、例えば携帯機が基地局に近いところ
にいる場合等、パワーダウン時には、ゲートバイアス電
圧ＶＧＧを−０．５〜−１．０Ｖの間で最適な値を印可
すれば、ＦＥＴ１はオフし、ＦＥＴ２のみ動作する。
にいる場合等、パワーダウン時には、ゲートバイアス電
圧ＶＧＧを−０．５〜−１．０Ｖの間で最適な値を印可
すれば、ＦＥＴ１はオフし、ＦＥＴ２のみ動作する。
【００４０】この時のゲートバイアス電圧値は、あらか
じめ出力電力に対応した情報として記憶しておけばよ
い。
じめ出力電力に対応した情報として記憶しておけばよ
い。
【００４１】図３を参照すると、例えば、上記したしき
い値のＦＥＴ１とＦＥＴ２を各々２セルずつ並列接続し
て構成したＦＥＴ部と、入力整合回路１２と出力整合回
路１３とから構成されている。しきい値電圧の異なるＦ
ＥＴは適用するシステムの仕様に応じた出力特性を有
し、ＰＡ電源９の供給電圧範囲内でピンチオフ可能なも
のを選択することが望ましい。
い値のＦＥＴ１とＦＥＴ２を各々２セルずつ並列接続し
て構成したＦＥＴ部と、入力整合回路１２と出力整合回
路１３とから構成されている。しきい値電圧の異なるＦ
ＥＴは適用するシステムの仕様に応じた出力特性を有
し、ＰＡ電源９の供給電圧範囲内でピンチオフ可能なも
のを選択することが望ましい。
【００４２】また並列接続のアンバランス動作の影響を
考慮し、複数個のしきい値電圧の異なるＦＥＴは、好ま
しくは対称となるように配置される。
考慮し、複数個のしきい値電圧の異なるＦＥＴは、好ま
しくは対称となるように配置される。
【００４３】すなわち、図３に示すように、ゲート電極
を共通接続し、ドレイン電極を共通接続した４つのＦＥ
Ｔは、一側から、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ２、ＦＥ
Ｔ１の順に配置されている。
を共通接続し、ドレイン電極を共通接続した４つのＦＥ
Ｔは、一側から、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２、ＦＥＴ２、ＦＥ
Ｔ１の順に配置されている。
【００４４】整合回路は、携帯電話システムの変調方式
によって、増幅器を整合する条件が異なるが、歪みが要
求される場合には、その歪み特性を満たす範囲で、効率
最大に、ＦＭ変調に近い場合には、効率マッチングで整
合をとるように設定し、特性インピーダンスの５０Ωに
マッチングをとる。
によって、増幅器を整合する条件が異なるが、歪みが要
求される場合には、その歪み特性を満たす範囲で、効率
最大に、ＦＭ変調に近い場合には、効率マッチングで整
合をとるように設定し、特性インピーダンスの５０Ωに
マッチングをとる。
【００４５】本発明の一実施例の動作について説明す
る。基地局との距離が遠い場合、ＲＳＳＩ出力からの情
報に対応した最大出力に設定する制御情報をＲＯＭ７か
ら読み出し、制御器６から制御信号が出力される。
る。基地局との距離が遠い場合、ＲＳＳＩ出力からの情
報に対応した最大出力に設定する制御情報をＲＯＭ７か
ら読み出し、制御器６から制御信号が出力される。
【００４６】最大出力の場合、高効率増幅器１のＦＥＴ
は全て動作させるため、制御信号は全てのＦＥＴをＯＮ
させるゲートバイアス電圧ＶＧＧを供給するように、Ｐ
Ａ電源９を制御する。
は全て動作させるため、制御信号は全てのＦＥＴをＯＮ
させるゲートバイアス電圧ＶＧＧを供給するように、Ｐ
Ａ電源９を制御する。
【００４７】ベースバンド側から利得可変増幅器２に入
力された送信信号は、［利得可変増幅器２］→［高効率
増幅器１］→［方向性結合器３］→［検波器４］→［比
較器５］の経路を通って出力される。
力された送信信号は、［利得可変増幅器２］→［高効率
増幅器１］→［方向性結合器３］→［検波器４］→［比
較器５］の経路を通って出力される。
【００４８】方向性結合器３では、送信出力レベルの１
／１００程度の信号が検波器４に送られ、そこでレベル
に対応した直流電圧に変換された後、比較器５に送られ
る。比較器５では、制御器６から送られる設定出力レベ
ルの電圧情報と、検波器４からの電圧情報とが比較さ
れ、その差を補正、すなわち差を無くすように、利得可
変電圧制御回路１０に補正情報が送られる。
／１００程度の信号が検波器４に送られ、そこでレベル
に対応した直流電圧に変換された後、比較器５に送られ
る。比較器５では、制御器６から送られる設定出力レベ
ルの電圧情報と、検波器４からの電圧情報とが比較さ
れ、その差を補正、すなわち差を無くすように、利得可
変電圧制御回路１０に補正情報が送られる。
【００４９】利得可変電圧制御回路１０は、利得可変増
幅器２のＡＧＣ電圧を変えて、ゲインを調整し、高効率
増幅器１への出力電力レベルを可変する。
幅器２のＡＧＣ電圧を変えて、ゲインを調整し、高効率
増幅器１への出力電力レベルを可変する。
【００５０】このようにして、制御器６は、方向性結合
器３の出力端子での出力電力レベルを所望の値（この場
合、最大出力）に設定していく。これをＡＰＣ（自動電
力制御）機能といい、携帯電話システムにおいて、一般
的な動作である。
器３の出力端子での出力電力レベルを所望の値（この場
合、最大出力）に設定していく。これをＡＰＣ（自動電
力制御）機能といい、携帯電話システムにおいて、一般
的な動作である。
【００５１】次に、携帯機が、基地局に近くなっていく
につれて、出力電力レベルを下げていく方向に、可変利
得増幅器２のゲインが下げられていく。このとき増幅器
全体の効率は、最大出力レベル時の効率から下がってい
く。
につれて、出力電力レベルを下げていく方向に、可変利
得増幅器２のゲインが下げられていく。このとき増幅器
全体の効率は、最大出力レベル時の効率から下がってい
く。
【００５２】図４に、増幅器の出力電力と効率の関係を
示す。図４において、で示す特性（グラフ）は、本発
明の高効率増幅器においてＶＧＧを固定電圧に設定し、
２種類のしきい値電圧のＦＥＴを適用し、２種のＦＥＴ
１（１４）とＦＥＴ２（１５）を全て動作させた時のグ
ラフである。、これは、また従来の高効率増幅器のグラ
フでもある。
示す。図４において、で示す特性（グラフ）は、本発
明の高効率増幅器においてＶＧＧを固定電圧に設定し、
２種類のしきい値電圧のＦＥＴを適用し、２種のＦＥＴ
１（１４）とＦＥＴ２（１５）を全て動作させた時のグ
ラフである。、これは、また従来の高効率増幅器のグラ
フでもある。
【００５３】最大出力を＋３０ｄＢｍと仮定した場合、
出力レベルを下げていくと、効率は６０％付近から＋２
０ｄＢｍ出力時では、２０％程度に低下する。
出力レベルを下げていくと、効率は６０％付近から＋２
０ｄＢｍ出力時では、２０％程度に低下する。
【００５４】図４において、で示す特性（グラフ）
は、しきい値の異なるＦＥＴ、例えばＦＥＴ１（１４）
のみを動作させた場合のグラフである。出力レベルは低
下し、最大出力は＋１２〜１３ｄＢｍになるが、その時
の効率は６０％前後である。
は、しきい値の異なるＦＥＴ、例えばＦＥＴ１（１４）
のみを動作させた場合のグラフである。出力レベルは低
下し、最大出力は＋１２〜１３ｄＢｍになるが、その時
の効率は６０％前後である。
【００５５】従って、ＲＳＳＩ出力からの情報に対応し
たＲＯＭ７の制御情報が、方向性結合器３の出力端子で
出力レベルを＋１２〜１３ｄＢｍに設定する条件になっ
た時に、制御器６から一方のＦＥＴ２（１５）のみをオ
フさせるゲートバイアス電圧ＶＧＧを供給するように、
制御信号を設定することにより、グラフのように、増
幅器全体の効率は６０％程度になる。
たＲＯＭ７の制御情報が、方向性結合器３の出力端子で
出力レベルを＋１２〜１３ｄＢｍに設定する条件になっ
た時に、制御器６から一方のＦＥＴ２（１５）のみをオ
フさせるゲートバイアス電圧ＶＧＧを供給するように、
制御信号を設定することにより、グラフのように、増
幅器全体の効率は６０％程度になる。
【００５６】これに対して、従来の増幅器では、図４に
のグラフで示すように、効率が１０％レベルまで低下
するだけである。
のグラフで示すように、効率が１０％レベルまで低下
するだけである。
【００５７】高効率増幅器１の出力レベルを、何ｄＢ間
隔でゲートバイアス電圧ＶＧＧを可変して設定するかど
うかは、システムの出力ダイナミックレンジ内で任意
に、最適に設定する。
隔でゲートバイアス電圧ＶＧＧを可変して設定するかど
うかは、システムの出力ダイナミックレンジ内で任意
に、最適に設定する。
【００５８】制御情報は、ＲＯＭ７に予め記憶してお
く。動作させるＦＥＴの数が変わらない範囲でのＡＰＣ
（出力電力レベル制御）は、通常と同様に、利得可変電
圧制御回路１０から利得可変増幅器２のゲインを変えて
行う。
く。動作させるＦＥＴの数が変わらない範囲でのＡＰＣ
（出力電力レベル制御）は、通常と同様に、利得可変電
圧制御回路１０から利得可変増幅器２のゲインを変えて
行う。
【００５９】ＦＥＴのゲートバイアス電圧ＶＧＧによる
動作ＦＥＴの切り替え制御とＡＰＣでは、切り替え制御
を第一優先とし、その切り替え後にＡＰＣ機能が働くよ
うに優先順位付けをしておくとよい。
動作ＦＥＴの切り替え制御とＡＰＣでは、切り替え制御
を第一優先とし、その切り替え後にＡＰＣ機能が働くよ
うに優先順位付けをしておくとよい。
【００６０】また、増幅器に用いる素子が、バイアスの
かけ方等で特別の配慮を必要とする場合は（ＦＥＴでは
ゲートバイアス電圧ＶＧＧ→ドレインバイアス電圧ＶＤ
Ｄの順番）、一般的に用いられている、シーケンシャル
な制御を適用する。
かけ方等で特別の配慮を必要とする場合は（ＦＥＴでは
ゲートバイアス電圧ＶＧＧ→ドレインバイアス電圧ＶＤ
Ｄの順番）、一般的に用いられている、シーケンシャル
な制御を適用する。
【００６１】本発明の高効率増幅器は、従来の携帯電話
システムにそのまま適用可能であり、新たに必要なもの
は、ＦＥＴ動作切り替え制御部分の制御プログラム（機
能追加）と制御情報を予め記憶するために必要なメモリ
容量の増設のみで済む。
システムにそのまま適用可能であり、新たに必要なもの
は、ＦＥＴ動作切り替え制御部分の制御プログラム（機
能追加）と制御情報を予め記憶するために必要なメモリ
容量の増設のみで済む。
【００６２】なお、上記実施例においては、高効率増幅
器において複数個のしきい値電圧の異なるＦＥＴを２種
類構成として説明したが、これ以上の構成でも何ら支障
なく実現できる。
器において複数個のしきい値電圧の異なるＦＥＴを２種
類構成として説明したが、これ以上の構成でも何ら支障
なく実現できる。
【００６３】増幅器は、それぞれの最大出力時に最大効
率が得られるようなマッチングを取っているが、隣接チ
ャネル漏洩電力が要求されるシステムに適用する場合
は、当然、所望の歪み特性を満たした条件内で最大効率
が得られるようにマッチング回路を設定することは、増
幅器設計の常識の範疇である。
率が得られるようなマッチングを取っているが、隣接チ
ャネル漏洩電力が要求されるシステムに適用する場合
は、当然、所望の歪み特性を満たした条件内で最大効率
が得られるようにマッチング回路を設定することは、増
幅器設計の常識の範疇である。
【００６４】特に、最近注目されているＣＤＭＡ（符号
分割多元アクセス）方式の携帯電話システムでは、送信
電力レベルの使用頻度は＋１０〜１５ｄＢｍ程度に集中
し、携帯電話の連続通話時間の規定やカタログ規格値も
このレベルで計算する。
分割多元アクセス）方式の携帯電話システムでは、送信
電力レベルの使用頻度は＋１０〜１５ｄＢｍ程度に集中
し、携帯電話の連続通話時間の規定やカタログ規格値も
このレベルで計算する。
【００６５】また最大出力電力レベルは、＋２７〜３０
ｄＢｍ程度まで要求されており、最大電力レベルの効率
も最大に、かつ＋１０〜１５ｄＢｍレベルでの効率改善
要求が厳しく、本発明の高効率増幅器は極めて有効な手
段として、ＣＤＭＡ（符号分割多元アクセス）方式の携
帯電話システムに適用できる。
ｄＢｍ程度まで要求されており、最大電力レベルの効率
も最大に、かつ＋１０〜１５ｄＢｍレベルでの効率改善
要求が厳しく、本発明の高効率増幅器は極めて有効な手
段として、ＣＤＭＡ（符号分割多元アクセス）方式の携
帯電話システムに適用できる。
【００６６】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図５は、本発明の第２の実施例の構成を示す図で
あり、デュアルバンド（あるいはデュアルモードシステ
ム）対応の携帯電話システムの送信段の構成を示す概略
ブロック図である。図５において、図１と同一又は同等
の要素には、同一の参照符号が付されている。
する。図５は、本発明の第２の実施例の構成を示す図で
あり、デュアルバンド（あるいはデュアルモードシステ
ム）対応の携帯電話システムの送信段の構成を示す概略
ブロック図である。図５において、図１と同一又は同等
の要素には、同一の参照符号が付されている。
【００６７】本発明の第２の実施例は、高効率増幅器１
の出力を方向性結合器３と整合回路１７に切り替えるス
イッチ１６を備えて構成されている点が、前記実施例と
の相違している。このスイッチ１６はＳＰＤＴタイプの
スイッチよりなる。
の出力を方向性結合器３と整合回路１７に切り替えるス
イッチ１６を備えて構成されている点が、前記実施例と
の相違している。このスイッチ１６はＳＰＤＴタイプの
スイッチよりなる。
【００６８】整合回路１７の出力側には、方向性結合器
１８が設けられ、方向性結合器３と同様に、出力電力レ
ベルの１／１００相当のレベルが検波器４に送られる。
１８が設けられ、方向性結合器３と同様に、出力電力レ
ベルの１／１００相当のレベルが検波器４に送られる。
【００６９】本発明の一実施例によれば、例えば３０ｄ
Ｂ以上の送信出力レベルの広いダイナミックレンジにお
いて、特に最大出力時から２０ｄＢ以上下げた、実使用
条件である低出力時において、従来の増幅器よりも、高
効率動作を実現することができ、このため、本発明を携
帯電話システムの携帯端末装置に適用した場合、連続通
話時間を従来に比べ大幅に延長できる、という作用効果
を奏するものであり、特に、基地局間距離の小さい都市
部においては、通話時間を従来に比べ、３０％程度伸ば
すことが可能である。
Ｂ以上の送信出力レベルの広いダイナミックレンジにお
いて、特に最大出力時から２０ｄＢ以上下げた、実使用
条件である低出力時において、従来の増幅器よりも、高
効率動作を実現することができ、このため、本発明を携
帯電話システムの携帯端末装置に適用した場合、連続通
話時間を従来に比べ大幅に延長できる、という作用効果
を奏するものであり、特に、基地局間距離の小さい都市
部においては、通話時間を従来に比べ、３０％程度伸ば
すことが可能である。
【００７０】また、本発明の高効率増幅器は、従来の携
帯電話システムの構成部品、制御部品にほぼそのまま置
き換えができ、ハードウェアの部品点数の増加を抑えな
がら、連続通話時間を長くすることができるという利点
を有している。
帯電話システムの構成部品、制御部品にほぼそのまま置
き換えができ、ハードウェアの部品点数の増加を抑えな
がら、連続通話時間を長くすることができるという利点
を有している。
【００７１】次に本発明の第２の実施例の動作について
図５を参照して説明する。本発明の高効率増幅器を、例
えば国内のディジタル携帯電話システムであるＰＤＣ
（Personal Digital Cellular)と、国内のディジタル
コードレスシステムであるＰＨＳ（Personal Handy-ph
one System）の両方に対応したデュアルモード携帯電
話システムの送信段に適用する。
図５を参照して説明する。本発明の高効率増幅器を、例
えば国内のディジタル携帯電話システムであるＰＤＣ
（Personal Digital Cellular)と、国内のディジタル
コードレスシステムであるＰＨＳ（Personal Handy-ph
one System）の両方に対応したデュアルモード携帯電
話システムの送信段に適用する。
【００７２】ＰＤＣは９００ＭＨｚ帯を使用する場合、
携帯電話の送信周波数は、ｆ＝８８９ＭＨｚ〜９６０Ｍ
Ｈｚを、１．５ＧＨｚ帯を使用する場合、ｆ＝１４２９
ＭＨｚ〜１４５３ＭＨｚが使われている。
携帯電話の送信周波数は、ｆ＝８８９ＭＨｚ〜９６０Ｍ
Ｈｚを、１．５ＧＨｚ帯を使用する場合、ｆ＝１４２９
ＭＨｚ〜１４５３ＭＨｚが使われている。
【００７３】一方、ＰＨＳは、送受信共に、ｆ＝１８９
５〜１９１８ＭＨｚ帯が使用されており、それぞれ異な
った周波数で最適なマッチングを取った増幅器が必要で
ある。
５〜１９１８ＭＨｚ帯が使用されており、それぞれ異な
った周波数で最適なマッチングを取った増幅器が必要で
ある。
【００７４】ＰＤＣに必要な最終段増幅器の最大出力レ
ベルは、＋３０ｄＢｍ程度、ＰＨＳでは＋２０ｄＢｍ程
度である。
ベルは、＋３０ｄＢｍ程度、ＰＨＳでは＋２０ｄＢｍ程
度である。
【００７５】そこで、利得可変増幅器２を動作周波数が
９００ＭＨｚ帯から１．９ＧＨｚ帯まで動作可能な広帯
域増幅器として設計し、８８９Ｍ〜１９２０ＭＨｚまで
所望の特性がとれるように設定する。
９００ＭＨｚ帯から１．９ＧＨｚ帯まで動作可能な広帯
域増幅器として設計し、８８９Ｍ〜１９２０ＭＨｚまで
所望の特性がとれるように設定する。
【００７６】なお、高効率増幅器１は、前記実施例と同
様に、図３に示した構成よりなる。高効率増幅器１は、
８８９〜９６０ＭＨｚあるいは１４２９〜１４５３ＭＨ
ｚの狭帯域において、最大出力時に最大効率が得られる
ようにマッチングを取る。ここでの最大効率とは、所望
の隣接チャネル漏洩電力を満たす範囲内での効率であ
る。
様に、図３に示した構成よりなる。高効率増幅器１は、
８８９〜９６０ＭＨｚあるいは１４２９〜１４５３ＭＨ
ｚの狭帯域において、最大出力時に最大効率が得られる
ようにマッチングを取る。ここでの最大効率とは、所望
の隣接チャネル漏洩電力を満たす範囲内での効率であ
る。
【００７７】一方、整合回路１７は、この場合、ＰＨＳ
の動作周波数である１８９５〜１９１８ＭＨｚにマッチ
ングをとる。
の動作周波数である１８９５〜１９１８ＭＨｚにマッチ
ングをとる。
【００７８】スイッチ１６は、ｆ＝９００Ｍ帯から２Ｇ
Ｈｚ帯程度まで、挿入損失が小さく、アイソレーション
がとれている、ＳＰＤＴタイプのスイッチ素子を適用す
る。
Ｈｚ帯程度まで、挿入損失が小さく、アイソレーション
がとれている、ＳＰＤＴタイプのスイッチ素子を適用す
る。
【００７９】基地局からの電波を受信し、そこがＰＤＣ
システムのサービスエリア内であれば、ＲＳＳＩ出力か
らの情報を制御器６が判断し、ＰＤＣに対応した制御情
報をＲＯＭ７から読み出し、電圧制御回路８へ制御信号
を出す。
システムのサービスエリア内であれば、ＲＳＳＩ出力か
らの情報を制御器６が判断し、ＰＤＣに対応した制御情
報をＲＯＭ７から読み出し、電圧制御回路８へ制御信号
を出す。
【００８０】ＰＤＣの場合、スイッチ１６は方向性結合
器３へ接続され、信号の経路は、[高効率増幅器１]→
［スイッチ１６］→［方向性結合器３］となる。なお、
ＡＰＣのかけ方は、前記実施例と同様である。
器３へ接続され、信号の経路は、[高効率増幅器１]→
［スイッチ１６］→［方向性結合器３］となる。なお、
ＡＰＣのかけ方は、前記実施例と同様である。
【００８１】ＰＤＣ基地局との距離が近くなり、出力電
力レベルを＋１２〜＋１３ｄＢｍの低いレベルに設定す
る場合には、高効率増幅器１のゲートバイアス電圧ＶＧ
ＧをＦＥＴ２のみがオフする値に変えて、低出力時の効
率を改善する。この動作は、前記した実施例と同等であ
る。
力レベルを＋１２〜＋１３ｄＢｍの低いレベルに設定す
る場合には、高効率増幅器１のゲートバイアス電圧ＶＧ
ＧをＦＥＴ２のみがオフする値に変えて、低出力時の効
率を改善する。この動作は、前記した実施例と同等であ
る。
【００８２】次にＰＨＳのサービスエリアに入った場
合、ＲＳＳＩ出力からの情報によって、制御器６が、Ｐ
ＨＳに対応した制御情報をＲＯＭ７から読み出し、電圧
制御回路８へ制御信号を出力する。ＰＨＳの場合、スイ
ッチ１６は整合回路１７へ接続される。
合、ＲＳＳＩ出力からの情報によって、制御器６が、Ｐ
ＨＳに対応した制御情報をＲＯＭ７から読み出し、電圧
制御回路８へ制御信号を出力する。ＰＨＳの場合、スイ
ッチ１６は整合回路１７へ接続される。
【００８３】高効率増幅器１の出力は、整合回路１７に
より、さらに１８９５〜１９１８ＭＨｚの狭帯域でＰＨ
Ｓに最適なマッチングがとられ、方向性結合器１８へ出
力される。
より、さらに１８９５〜１９１８ＭＨｚの狭帯域でＰＨ
Ｓに最適なマッチングがとられ、方向性結合器１８へ出
力される。
【００８４】方向性結合器１８は、出力レベルの１／１
００程度のレベルを、検波器４へ送る。検波器４から先
の信号処理は、ＰＤＣの時と同じである。
００程度のレベルを、検波器４へ送る。検波器４から先
の信号処理は、ＰＤＣの時と同じである。
【００８５】このようにして、本発明の高効率増幅器を
送信部に適用することにより、ＰＤＣとＰＨＳという周
波数の異なる２つのシステムに対応した送信段を構成す
ることができ、従来、ＰＤＣとＰＨＳ用の増幅器を並べ
て構成していたものに比べて、実装面積を約１／２と
し、増幅器の製造コストの点で大きな利点が得られる。
送信部に適用することにより、ＰＤＣとＰＨＳという周
波数の異なる２つのシステムに対応した送信段を構成す
ることができ、従来、ＰＤＣとＰＨＳ用の増幅器を並べ
て構成していたものに比べて、実装面積を約１／２と
し、増幅器の製造コストの点で大きな利点が得られる。
【００８６】またＰＤＣモードでは、低出力時の効率改
善も同時に実現できる。
善も同時に実現できる。
【００８７】本発明の第２の実施例では、ＰＤＣとＰＨ
Ｓのデュアルバンド対応について説明したが、増幅器の
素子サイズを最適なものを選択すれば、欧州の９００Ｍ
Ｈｚ帯を用いたＧＳＭ（Global System for Mobil
e）とＰＣＮ（Personal Communication Network）と
のデュアルバンド対応や、さらに北米ＰＣＳ（Personal
Communication Service）とのトリプルバンド対応にも
適用できる。
Ｓのデュアルバンド対応について説明したが、増幅器の
素子サイズを最適なものを選択すれば、欧州の９００Ｍ
Ｈｚ帯を用いたＧＳＭ（Global System for Mobil
e）とＰＣＮ（Personal Communication Network）と
のデュアルバンド対応や、さらに北米ＰＣＳ（Personal
Communication Service）とのトリプルバンド対応にも
適用できる。
【００８８】またcdmaOneに代表されるＮ−ＣＤＭＡ
（ＩＳ−９５）方式の携帯電話における８００ＭＨｚ帯
と１．９ＧＨｚ帯のデュアルバンド対応携帯電話や今後
開発が期待されるＷ−ＣＤＭＡ等の第３世代の携帯電話
方式や、従来のＰＤＣとＷ−ＣＤＭＡのデュアルバンド
（モード）においても、高効率増幅器に用いる内部ＦＥ
Ｔ素子のサイズやしきい値電圧の異なるＦＥＴを２種類
以上で最適なものを選択すれば、前記第１、第２の実施
例と同様に適用可能である。
（ＩＳ−９５）方式の携帯電話における８００ＭＨｚ帯
と１．９ＧＨｚ帯のデュアルバンド対応携帯電話や今後
開発が期待されるＷ−ＣＤＭＡ等の第３世代の携帯電話
方式や、従来のＰＤＣとＷ−ＣＤＭＡのデュアルバンド
（モード）においても、高効率増幅器に用いる内部ＦＥ
Ｔ素子のサイズやしきい値電圧の異なるＦＥＴを２種類
以上で最適なものを選択すれば、前記第１、第２の実施
例と同様に適用可能である。
【００８９】このように、本発明の第２の実施例によれ
ば、ＰＤＣとＰＨＳあるいはＮ−ＣＤＭＡ（ＩＳ−９
５）のデュアルバンド対応の携帯電話システムに適用す
れば、１つの増幅器で２種類の周波数が異なるシステム
に対応した高効率増幅器が実現でき、従来の構成に比べ
て実装面積を約１／２とし、増幅器のコストを大幅に削
減できるという作用効果を有する。
ば、ＰＤＣとＰＨＳあるいはＮ−ＣＤＭＡ（ＩＳ−９
５）のデュアルバンド対応の携帯電話システムに適用す
れば、１つの増幅器で２種類の周波数が異なるシステム
に対応した高効率増幅器が実現でき、従来の構成に比べ
て実装面積を約１／２とし、増幅器のコストを大幅に削
減できるという作用効果を有する。
【００９０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パワーダウン時、動作するＦＥＴを削減するように構成
したことにより、例えば３０ｄＢ以上の送信出力レベル
の広いダイナミックレンジにおいて、特に最大出力時か
ら２０ｄＢ以上下げた、実使用条件である低出力時にお
いて、従来の増幅器よりも、高効率動作を実現すること
ができる、という効果を奏する。このため、本発明を携
帯電話システムの携帯端末装置に適用した場合、連続通
話時間を従来に比べ大幅に延長できる、という効果を奏
するものであり、特に、基地局間距離の小さい都市部に
おいては、通話時間を従来に比べ、例えば３０％程度伸
ばすことが可能である。
パワーダウン時、動作するＦＥＴを削減するように構成
したことにより、例えば３０ｄＢ以上の送信出力レベル
の広いダイナミックレンジにおいて、特に最大出力時か
ら２０ｄＢ以上下げた、実使用条件である低出力時にお
いて、従来の増幅器よりも、高効率動作を実現すること
ができる、という効果を奏する。このため、本発明を携
帯電話システムの携帯端末装置に適用した場合、連続通
話時間を従来に比べ大幅に延長できる、という効果を奏
するものであり、特に、基地局間距離の小さい都市部に
おいては、通話時間を従来に比べ、例えば３０％程度伸
ばすことが可能である。
【００９１】また、本発明の高効率増幅器は、従来の携
帯電話システムの構成部品、制御部品にほぼそのまま置
き換えができ、ハードウェアの部品点数の増加を抑えな
がら、連続通話時間を長くする、という効果を有する。
帯電話システムの構成部品、制御部品にほぼそのまま置
き換えができ、ハードウェアの部品点数の増加を抑えな
がら、連続通話時間を長くする、という効果を有する。
【００９２】さらに、本発明によれば、ＰＤＣとＰＨＳ
あるいはＮ−ＣＤＭＡ（ＩＳ−９５）のデュアルバンド
対応の携帯電話システムに適用すれば、１つの増幅器で
２種類の周波数が異なるシステムに対応した高効率増幅
器が実現でき、従来の構成に比べて実装面積を約１／２
に縮減し、増幅器のコストを大幅に削減できる、という
効果を有する。
あるいはＮ−ＣＤＭＡ（ＩＳ−９５）のデュアルバンド
対応の携帯電話システムに適用すれば、１つの増幅器で
２種類の周波数が異なるシステムに対応した高効率増幅
器が実現でき、従来の構成に比べて実装面積を約１／２
に縮減し、増幅器のコストを大幅に削減できる、という
効果を有する。
【００９３】また本発明によれば、動作する実効ゲート
幅が変化しても、デバイスの入出力側インピーダンスは
十分に低いため、整合回路は従来のままでも、上記の効
果は十分に期待できる。
幅が変化しても、デバイスの入出力側インピーダンスは
十分に低いため、整合回路は従来のままでも、上記の効
果は十分に期待できる。
【図１】本発明の高効率増幅器の一実施の形態の構成を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明の一実施例をなす携帯電話機の構成を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明の高効率増幅器の一実施例の構成を示す
図である。
図である。
【図４】本発明の高効率増幅器の動作原理を、従来の増
幅器と比較して説明するための図であり、増幅器の出力
電圧と効率の関係を示す図である。
幅器と比較して説明するための図であり、増幅器の出力
電圧と効率の関係を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例をなす、デュアルバンド
対応の携帯電話システムの送信段の構成を示す概略ブロ
ック図である。
対応の携帯電話システムの送信段の構成を示す概略ブロ
ック図である。
【図６】本発明の高効率増幅器のゲートバイアス電圧の
電流の関係を示す図である。
電流の関係を示す図である。
１ 高効率増幅器 ２ ＡＧＣ電源 ３ 方向性結合器 ４ 検波器 ５ 比較器 ６ 制御器 ７ ＲＯＭ ８ 電圧制御回路 ９ ＰＡ電源 １０ 利得可変電圧制御回路 １２ 入力整合回路 １２ 出力整合回路 １４ ＦＥＴ１ １５ ＦＥＴ２ １７ 整合回路 １８ 方向性結合器
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J069 AA01 AA41 CA36 FA20 HA09 HA16 HA29 HA38 KA17 KA29 KA33 KA55 KA68 MA19 SA14 TA01 TA02 5J092 AA01 AA41 CA36 FA20 GR07 GR09 HA09 HA16 HA29 HA38 KA17 KA29 KA33 KA55 KA68 MA19 SA14 TA01 TA02 5K060 CC04 DD04 HH05 HH06 HH31 JJ04 JJ08 JJ16 KK01 KK06 LL01 LL07 LL11 LL14 LL24
Claims (9)
- 【請求項１】複数種のしきい値電圧にグループ分けされ
る複数のＦＥＴを並列接続し、前記複数のＦＥＴの共通
接続されたベースに印加するバイアス電圧を可変させる
ことで、動作するＦＥＴの数を変える構成とされている
ことを特徴とする電力増幅器。 - 【請求項２】第１のしきい値電圧の１又は複数のＦＥＴ
と、しきい値電圧が前記第１のしきい値電圧と異なる１
又は複数のＦＥＴと、を並列接続し、複数のＦＥＴの共
通接続されたゲートに印加するバイアス電圧を変えるこ
とで、動作するＦＥＴの数を変えるようにしたことを特
徴とする電力増幅器。 - 【請求項３】複数種のしきい値電圧にグループ分けされ
る複数のＦＥＴセルを並列接続し、前記複数のＦＥＴセ
ルの共通接続されたゲートに印加するバイアス電圧を変
えることで、動作するＦＥＴセルの数を変えるようにし
たことを特徴とする電力増幅器。 - 【請求項４】入力信号を入力しインピーダンス整合をと
る入力整合回路と、 ゲートが共通接続されて、前記入力整合回路の出力端に
直流阻止用の第１のコンデンサを介して接続するととも
に、共通のゲートバイアス電圧が供給され、ソースが接
地されてなる、第１のしきい値電圧の１又は複数のＦＥ
Ｔ、及び、しきい値電圧が前記第１のしきい値電圧と異
なる１又は複数のＦＥＴと、 前記複数のＦＥＴのドレインは共通接続されて、共通の
ドレインバイアス電圧が印加され、 前記複数のＦＥＴのドレインの共通接続点に直流阻止用
の第２のコンデンサを介して入力端が接続され、出力イ
ンピーダンスの整合をとる出力整合回路と、 を備えたことを特徴とする電力増幅器。 - 【請求項５】前記複数のＦＥＴが、同一のしきい値電圧
のＦＥＴ同士の配置が対称に位置するように並列配置さ
れていることを特徴とする請求項４記載の電力増幅器。 - 【請求項６】第１のしきい値電圧の１又は複数のＦＥＴ
と、しきい値電圧が前記第１のしきい値電圧と異なる１
又は複数のＦＥＴとを並列接続し、前記複数のＦＥＴの
共通接続されたゲートに印加するバイアス電圧を変える
ことで、動作するＦＥＴの数を変えるようにした電力増
幅器と、 前記電力増幅器の出力電力レベルをモニターする検波回
路と、 前記検波回路からの出力に応じて、ゲートバイアス電源
回路を制御する制御回路と、 前記出力電力に応じたゲートバイアス電圧値を予め記憶
する記憶部と、 前記ゲートバイアス電圧を供給する電源回路と、 前記電力増幅器への入力電力を可変する利得可変増幅器
と、 を備えたことを特徴とする電力増幅器制御回路。 - 【請求項７】前記送信回路が、請求項６の電力増幅器制
御回路を備えた移動端末装置。 - 【請求項８】入力信号を入力する利得可変増幅器と、 前記利得可変増幅器の出力を入力とする請求項１乃至５
のいずれか一に記載の電力増幅器よりなる高効率増幅器
と、 前記高効率増幅器の出力レベルの一部を分岐する方向性
結合器と、 前記方向性結合器で分岐された信号を入力とする検波器
と、 ＲＳＳＩ（受信電界強度指示信号）出力を受けて、記憶
部に予め記憶された制御情報を基に、携帯機の送信出力
を制御する信号を出力する制御器と、 前記検波器で直流電圧に変換された電圧信号と、前記制
御器から送られる設定出力レベルの電圧情報とを入力し
てその差を補正するための補正情報を出力する比較器
と、 前記制御器からの制御信号を入力とする電圧制御回路
と、 前記電圧制御回路によって制御され、前記高効率増幅器
のゲートバイアス電圧とドレインバイアス電圧を供給す
る電力増幅器電源と、 前記比較器から出力される補正情報に基づき、前記利得
可変増幅器への電源を制御する制御信号を出力する利得
可変電圧回路と、 前記利得可変電圧回路からの制御信号に基づき、前記利
得可変増幅器のバイアス電圧と利得可変制御電圧をそれ
ぞれ供給する自動利得制御電源と、 を備え、 パワーダウン時には、前記電力増幅器電源から前記高効
率増幅器に供給するゲートバイアス電圧を制御し、前記
複数のＦＥＴのうち一部のみを動作させる、ことを特徴
とする移動端末装置。 - 【請求項９】整合回路と第２の方向性結合器を備え、 前記高効率増幅器の出力を、請求項８の前記方向性結合
器の入力端又は前記整合回路の入力端に切り替えるスイ
ッチを備えたデュアルモード移動端末装置。
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000244264A (ja) * | 1999-02-24 | 2000-09-08 | Hitachi Ltd | 高周波電力増幅装置 |
| KR20020056740A (ko) * | 2000-12-29 | 2002-07-10 | 송재인 | 절전형 전력증폭장치 |
| JP2002325020A (ja) * | 2001-04-25 | 2002-11-08 | Toshiba Corp | 高周波回路及び通信システム |
| JP2003298430A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 送信出力装置 |
| JP2003347942A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-12-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 送信電力制御装置及び送信電力制御方法 |
| JP2005528001A (ja) * | 2001-09-14 | 2005-09-15 | アール・エフ・マイクロ・デイバイセス・インコーポレイテツド | 増幅器パワー検出回路 |
| KR100651159B1 (ko) * | 2002-06-01 | 2006-11-29 | 김송강 | 고효율 전력 증폭기 |
| JP2006333060A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Renesas Technology Corp | 高周波電力増幅及びそれを用いた無線通信装置 |
| JP2007104356A (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 周波数変調型送信装置 |
| JP2009016999A (ja) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Ｄｃｄｃコンバータユニット、電力増幅器、及び基地局装置 |
| JP2011044273A (ja) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Asahi Glass Co Ltd | コネクタ及び車両用窓ガラス |
| JP2017531407A (ja) * | 2014-10-20 | 2017-10-19 | クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 電力増幅器において供給感度を低減するための回路および方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020098803A1 (en) * | 2000-12-20 | 2002-07-25 | Matthew Poulton | Apparatus for providing variable control of the gain of an RF amplifier |
| US9214901B2 (en) * | 2012-07-27 | 2015-12-15 | Mks Instruments, Inc. | Wideband AFT power amplifier systems with frequency-based output transformer impedance balancing |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3086512B2 (ja) * | 1990-11-14 | 2000-09-11 | エリクソン−ジーイー モービル コミュニケーションズ ホールディング インコーポレイテッド | 送信機及びその電力増幅回路 |
| JPH08102630A (ja) * | 1994-10-03 | 1996-04-16 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波集積回路 |
| US5793239A (en) * | 1995-06-29 | 1998-08-11 | Analog Devices, Inc. | Composite load circuit |
| JPH09321637A (ja) * | 1996-05-28 | 1997-12-12 | Sony Corp | 無線送信装置およびその制御方法 |
| JPH1079629A (ja) * | 1996-09-04 | 1998-03-24 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体集積回路装置 |
| JP3173460B2 (ja) * | 1998-04-27 | 2001-06-04 | 日本電気株式会社 | 電力増幅器 |
-
1999
- 1999-01-08 JP JP00296299A patent/JP3235580B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-01-04 EP EP00100103A patent/EP1018801A3/en not_active Withdrawn
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000244264A (ja) * | 1999-02-24 | 2000-09-08 | Hitachi Ltd | 高周波電力増幅装置 |
| KR20020056740A (ko) * | 2000-12-29 | 2002-07-10 | 송재인 | 절전형 전력증폭장치 |
| US7046974B2 (en) | 2001-04-25 | 2006-05-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Radio frequency circuit and communication system with power amplifier control |
| JP2002325020A (ja) * | 2001-04-25 | 2002-11-08 | Toshiba Corp | 高周波回路及び通信システム |
| US7526259B2 (en) | 2001-04-25 | 2009-04-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Radio frequency circuit and communication system with power amplifier control |
| JP2005528001A (ja) * | 2001-09-14 | 2005-09-15 | アール・エフ・マイクロ・デイバイセス・インコーポレイテツド | 増幅器パワー検出回路 |
| JP2003298430A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 送信出力装置 |
| JP2003347942A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-12-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 送信電力制御装置及び送信電力制御方法 |
| KR100651159B1 (ko) * | 2002-06-01 | 2006-11-29 | 김송강 | 고효율 전력 증폭기 |
| JP2006333060A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Renesas Technology Corp | 高周波電力増幅及びそれを用いた無線通信装置 |
| JP2007104356A (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 周波数変調型送信装置 |
| US8009835B2 (en) | 2005-10-05 | 2011-08-30 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Frequency modulation-type transmitting apparatus |
| JP2009016999A (ja) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Ｄｃｄｃコンバータユニット、電力増幅器、及び基地局装置 |
| JP2011044273A (ja) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Asahi Glass Co Ltd | コネクタ及び車両用窓ガラス |
| JP2017531407A (ja) * | 2014-10-20 | 2017-10-19 | クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 電力増幅器において供給感度を低減するための回路および方法 |
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