JP2000341049A - 温度補償機能付き電子回路とこの回路を備えた移動通信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度補償特性の劣化を生じることなく温度補
償回路を主たる電子回路とともに集積化できるように
し、これにより温度補償特性に優れしかも回路の小形化
及びコストダウンを可能とする。 【解決手段】 温度補償機能付きの送信電力増幅回路１
５ｂにおいて、ガリウム砒素電界効果型トランジスタを
使用した電力増幅器１５１，１５２と、サーミスタ温度
補償回路１５４を備えた前置増幅器１５３とを１個の集
積回路に収容し、かつその際に電力増幅器１５１，１５
２と、温度補償回路１５４を含む前置増幅器１５３と
を、集積回路の基板１５０上においてその接地回路１５
５，１５６が独立した状態で形成するようにしたもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、増幅回路や発振
回路等の電子回路に係わり、特に温度補償機能を有する
電子回路とこの回路を備えた移動通信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、携帯電話機等の移動通信機器
や、ＣＤプレーヤ及びディジタルカメラ等の携帯型のオ
ーディオ・ビジュアル機器では、増幅回路や発振回路等
の電子回路が多用されている。

【０００３】この種の電子回路は一般に温度特性を有
し、周囲温度に応じてその特性が変化する。例えば、移
動通信機に設けられる高周波電力増幅回路には、所望の
利得を高効率で得るためにガリウム砒素電界効果型トラ
ンジスタ（ＦＥＴ）を多段接続した回路が使用されてい
るが、この種の回路は例えば図７に示すように温度Temp
[℃] の上昇に対し出力電力Ｐo [mW] が低下する温度特
性を有している。このため、実際の機器では上記電子回
路が持つ温度特性を補償するために温度補償回路が設け
られている。特に、携帯電話機や携帯型のオーディオ・
ビジュアル機器等のように屋外で使用されることが多い
電子機器では、広い温度範囲で安定な温度特性が要求さ
れるため、温度補償回路が必要不可欠である。

【０００４】一方、携帯型の電子機器で使用される回路
は、機器の小形軽量化のためにその大半が集積回路によ
り構成される。この場合、温度補償回路も温度補償対象
の回路とともに集積回路内に組み込まれることが一般的
である。しかし、例えば電力増幅器のようにそれ自体が
著しい発熱作用を有する回路では、この発熱が温度補償
回路に悪影響を及ぼして適切な温度補償が行われなくな
るおそれがある。

【０００５】これに対し、温度補償回路を集積回路の外
部に設けた回路もある。このような回路であれば、発熱
電子回路の発熱が温度補償回路に影響を及ぼす心配はな
くなり、最適な温度補償を実現できる。しかし、その一
方で温度補償回路を集積回路の外に設けることにより回
路構成の大型化や製造コストの上昇を招く。これは、先
に述べた携帯電話機や携帯型のオーディオ・ビジュアル
機器等のような携帯型電子機器にあっては、機器のより
一層の小形化を図る上で大きな障害になり、きわめて好
ましくない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように温度補償
回路を発熱作用を有する電子回路とともに集積化する
と、温度補償回路が発熱電子回路の発熱の影響を受けて
適切な温度補償が行われなくなる場合がある。その一方
で、温度補償回路を集積化された電子回路の外部に設け
ると、全体の回路構成の大型化や製造コストの上昇が避
けられない。

【０００７】この発明は上記事情に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、温度補償特性の劣化を
生じることなく温度補償回路を発熱電子回路とともに集
積化できるようにし、これにより温度補償特性に優れし
かも回路の小形化及びコストダウンを可能とした温度補
償機能付き電子回路とこの回路を備えた移動通信機を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明に係わる温度補償機能付き電子機器は、発熱
素子を含む第１の回路と、この第１の回路の温度特性を
補償する機能を有する第２の回路とを備え、これら第１
及び第２の回路を、その各接地部を分離した状態で共通
のモジュール内に収容するように構成したものである。

【０００９】従ってこの発明によれば、第２の回路を第
１の回路とともに共通のモジュールに収容したので、回
路の小形化及び製造コストの低減が可能となる。しか
も、第２の回路は、第１の回路とともに共通のモジュー
ル内に収容されているにもかかわらず、接地部が分離さ
れていることにより第１の回路による発熱の影響を直接
受けずに済み、この結果所期の温度補償動作が可能とな
る。

【００１０】またこの発明に係わる移動通信機は、送信
回路を、発熱素子を含むとともに第１の温度特性を有す
る電力増幅器と、この電力増幅器が有する第１の温度特
性に対し逆特性となる第２の温度特性を有する前置増幅
器とを備えた構成とし、かつこれら電力増幅器及び前置
増幅器を、その各接地部を分離した状態で共通のモジュ
ール内に収容するように構成したものである。

【００１１】従ってこの発明によれば、温度補償用の前
置増幅器は、電力増幅器とともに共通のモジュール内に
収容されているにもかかわらず、接地部が分離されてい
るために電力増幅器の発熱の影響を直接受けずに済み、
この結果所期の温度補償動作が可能となる。また、温度
補償用の前置増幅器を補償対象の電力増幅器と共に共通
のモジュールに収容することができるので、送信回路の
小形化及び回路全体のコストダウンを図ることが可能と
なる。

【００１２】すなわち、温度補償特性に優れしかも回路
の小形化及びコストダウンを可能にすることができる。
この効果は、使用環境が屋外であることから高精度の温
度補償が必要とされ、しかも小形軽量化が最重要課題の
一つとなっている移動通信機にあっては、きわめて有用
である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施形態を説明する。

【００１４】図１は、この発明に係わる移動通信機の一
実施形態であるＰＨＳ端末の構成を示す回路ブロック図
である。

【００１５】このＰＨＳ端末は、アンテナ１１を備えた
無線部１０と、モデム部２０と、ＴＤＭＡ部３０と、通
話部４０と、制御部５０と、情報記憶部６０と、データ
通信部７０と、キー入力部８０と、液晶表示器（ＬＣ
Ｄ）を使用した表示部９０とを備えている。

【００１６】すなわち、図示しない基地局から到来した
無線搬送波信号は、アンテナ１１で受信されたのち無線
部１０の高周波スイッチ（ＳＷ）１２を介して受信部１
３に入力される。この受信部１３では、上記受信された
無線搬送波信号がシンセサイザ１４から発生された局部
発振信号とミキシングされて受信中間周波信号にダウン
コンバートされる。なお、上記シンセサイザ１４から発
生される局部発振信号周波数は、制御部５０の指示によ
り無線チャネル周波数に対応する値に設定される。ま
た、無線部１０には受信電界強度検出部（ＲＳＳＩ）１
６が設けられている。この受信電界強度検出部１６で
は、基地局から到来した無線搬送波信号の受信電界強度
が検出され、その検出値は例えば受信品質の判定・表示
を行うために制御部５０に通知される。

【００１７】上記受信部１３から出力された受信中間周
波信号は、モデム部２０の復調部２１に入力される。復
調部２１では上記受信中間周波信号のディジタル復調が
行なわれ、これによりディジタル復調信号が再生され
る。

【００１８】ＴＤＭＡ部３０のＴＤＭＡデコード部３１
は、上記ディジタル復調信号を各受信タイムスロットご
とに分離する。そして、分離したスロットのデータが音
声データであればこの音声データを通話部４０に入力す
る。一方、分離したスロットのデータがパケットデータ
や制御データであれば、これらのデータをデータ通信部
７０に入力する。

【００１９】通話部４０は、ＡＤＰＣＭ（Adaptive Dif
ferential Pulse Code Modulation）トランスコーダ４
１と、ＰＣＭコーデック４２と、スピーカ４３と、マイ
クロホン４４とを備えている。ＡＤＰＣＭトランスコー
ダ４１は、上記ＴＤＭＡデコード部３１から出力された
音声データを復号する。ＰＣＭコーデック４２は、上記
ＡＤＰＣＭトランスコーダ４１から出力されたディジタ
ル音声信号をアナログ信号に変換し、この音声信号をス
ピーカ４３から拡声出力する。

【００２０】データ通信部７０は、上記ＴＤＭＡデコー
ド部３１から供給されたデータを受信し、このデータを
制御部５０に供給する。制御部５０は受信データが制御
データであればこの制御データを解析して必要な制御を
行う。これに対し受信データがサーバ等から到来したパ
ケットデータであれば、このパケットデータをデパケッ
トしたのち情報記憶部６０に記憶すると共に、表示部９
０に供給して表示させる。

【００２１】一方、マイクロホン４４に入力されたユー
ザの音声信号は、ＰＣＭコーデック４２でＰＣＭ符号化
されたのちＡＤＰＣＭトランスコーダ４１でさらに圧縮
符号化される。そして、この符号化音声データはＴＤＭ
Ａエンコード部３２に入力される。また制御部５０から
出力された制御データやパケットデータは、データ通信
部７０を経て上記ＴＤＭＡエンコード部３２に入力され
る。

【００２２】ＴＤＭＡエンコード部３２は、上記ＡＤＰ
ＣＭトランスコーダ４１から出力された各チャネルのデ
ィジタル音声データ、およびデータ通信部７０から出力
された制御データやパケットデータを、制御部５０から
指示された送信タイムスロットに挿入して多重化する。
変調部２２は、上記ＴＤＭＡエンコード部３２から出力
された多重化ディジタル通信信号により送信中間周波信
号をディジタル変調し、この変調した送信中間周波信号
を送信部１５に入力する。

【００２３】送信部１５は、上記変調された送信中間周
波信号をシンセサイザ１４から発生された局部発振信号
とミキシングして無線搬送波周波数にアップコンバート
し、さらに所定の送信電力レベルに増幅する。この送信
部１５から出力された無線搬送波信号は、高周波スイッ
チ１２を介してアンテナ１１から図示しない基地局に向
け送信される。

【００２４】ところで、上記送信部１５は次のように構
成される。図２はその構成を示す回路ブロック図であ
る。すなわち、送信部１５は周波数変換回路１５ａと、
送信電力増幅回路１５ｂとから構成される。このうち周
波数変換回路１５ａは周波数変換器２２３及び帯域通過
フィルタ（ＢＰＦ）２２４とを備え、変調部２２を構成
する直交変調器２２１及び利得制御増幅器（ＧＣＡ）２
２２とともに集積回路化される。

【００２５】一方、送信電力増幅回路１５ｂは、多段構
成をなす電力増幅器１５１，１５２と、これらの電力増
幅器１５１，１５２の前段に配置された前置増幅器（Ｐ
ｒｅＡｍｐ）１５３と、温度補償回路１５４とから構成
され、これらの回路１５１〜１５４は共通の集積回路に
集積化される。

【００２６】図３はこの送信電力増幅回路１５ｂの構成
を示す回路図であり、電力増幅器１５１，１５２はそれ
ぞれガリウム砒素電界効果型トランジスタＦＥＴ１，Ｆ
ＥＴ２を増幅素子として使用し、また前置増幅器１５３
はバイポーラトランジスタＴｒを増幅素子として使用し
ている。温度補償回路１５４には例えばサーミスタが用
いられ、上記前置増幅器１５３のトランジスタＴｒのベ
ースと接地端子間に接続される。

【００２７】ところで、上記電力増幅器１５１，１５２
と、温度補償回路１５４を含む前置増幅器１５３とは、
集積回路の基板１５０上において図４に示すようにその
接地回路１５５，１５６が独立した状態で形成されてい
る。各接地回路１５５，１５６を独立させた理由は、電
力増幅器１５１，１５２の発熱が接地回路を通じて前置
増幅器１５３に直接伝達するのを防ぐためである。

【００２８】このような構成であるから、送信電力増幅
回路１５ｂにおいて、その動作中に周囲温度が変化し、
これに伴い例えば図５のＴＣｂに示すように電力増幅器
１５１，１５２の温度特性が変化しても、この温度特性
は温度補償回路１５４を備えた前置増幅器１５３により
設定された逆の温度特性（図５のＴＣａ）によって相殺
される。したがって、送信電力増幅回路１５ｂの全体の
温度特性は、図５のＴＣｃに示すように温度変化に対し
出力電力Ｐo が常に平坦になるように補償される。この
ため、送信電力レベルは周囲温度に因らず常に一定に保
持される。

【００２９】しかも、電力増幅器１５１，１５２におい
て発熱が生じても、電力増幅器１５１，１５２の接地回
路１５５と前置増幅器１５３の接地回路１５６とは独立
しているため、この発熱は前置増幅器１５３には直接伝
わらない。このため、前置増幅器１５３では、電力増幅
１５１，１５２の発熱の影響を受けることなく常に適正
な温度補償動作が行われる。

【００３０】さらに、温度補償回路１５４を備えた前置
増幅器１５３は、電力増幅器１５１，１５２とともに１
個の集積回路に作り込むことが可能となるので、これら
を別々に作成する場合に比べて回路の小形化と回路製造
コストの低減を図ることができる。

【００３１】すなわち、この実施形態によれば、温度補
償特性の劣化を生じることなく、温度補償回路１５４を
備えた前置増幅器１５３を電力増幅器１５１，１５２と
ともに１個の集積回路に集積化することができ、これに
より温度補償特性に優れしかも回路の小形化及びコスト
ダウンを図ることができる移動通信機を提供することが
できる。

【００３２】なお、この発明は上記実施形態に限定され
るものではない。例えば、前記実施形態では前置増幅器
１５３にのみ温度補償回路１５４を設けた場合を例にと
って説明したが、図６に示すように前置増幅器１５３ば
かりでなく各電力増幅器１５１，１５２にも温度補償回
路１５７，１５８を設けるように構成してもよい。この
ように構成することで、前置増幅器１５３及び各電力増
幅器１５１，１５２の温度に対するバイアス点を個別に
変化させることが可能となり、この結果常に最適なバイ
アスとなる動作点を設定することができる。従って、温
度に対する歪み特性や消費電流等についても最適な値に
保持することができ、これにより温度に対しさらに安定
な送信電力増幅動作を実現することができる。

【００３３】また温度補償回路としては、サーミスタと
前置増幅器を使用するもの以外に、その他の温度センサ
と可変利得増幅器又は可変減衰器を使用するものを用い
てもよい。その他、前置増幅器及び電力増幅器の回路構
成等についてもこの発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施できる。

【００３４】さらに前記実施形態ではＰＨＳ端末を例に
とって説明したが、ＰＤＣ（Personal Digital Cellula
r）やＧＳＭ（Global System for Mobile Communicatio
n）、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）等の
他の方式を採用した携帯端末機にも同様に適用できる。

【００３５】その他この発明は、移動通信機に限らず、
集積化された発熱回路を有する機器であれば、ＣＤ又は
ＭＤプレーヤやディジタルカメラ等の携帯型オーディオ
・ビジュアル機器にも適用可能である。また、温度補償
対象の電子回路としては、電力増幅器以外に発振回路や
変復調回路、整流回路等であってもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明に係わる温
度補償機能付き電子機器では、発熱素子を有する第１の
回路と、この第１の回路の温度特性を補償する機能を有
する第２の回路とを備え、これら第１及び第２の回路
を、その各接地部を分離した状態で共通のモジュール内
に収容するように構成している。

【００３７】またこの発明に係わる移動通信機では、送
信回路を、発熱素子を含むとともに第１の温度特性を有
する電力増幅器と、この電力増幅器が有する第１の温度
特性に対し逆特性となる第２の温度特性を有する前置増
幅器とを備えた構成とし、かつこれら電力増幅器及び前
置増幅器を、その各接地部を分離した状態で共通のモジ
ュール内に収容するように構成している。

【００３８】従ってこれらの発明によれば、温度補償特
性の劣化を生じることなく温度補償回路を電子回路とと
もに集積化することができ、これにより温度補償特性に
優れしかも回路の小形化及びコストダウンを可能とした
温度補償機能付き電子回路とこの回路を備えた移動通信
機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係わる温度補償機能付き送信電力
増幅回路を備えた移動通信機の一実施形態を示す機能ブ
ロック図。

【図２】 図１に示した移動通信機の変調部及び送信部
の構成を示す回路ブロック図。

【図３】 図２に示した送信電力増幅回路の回路構成を
示す図。

【図４】 図２に示した送信電力増幅回路の素子構造を
示す断面図。

【図５】 図２に示した送信電力増幅回路の温度特性を
示す図。

【図６】 この発明に係わる送信電力増幅回路の他の実
施形態を示す回路ブロック図。

【図７】 ガリウム砒素電解効果型トランジスタの温度
特性の一例を示す図。

【符号の説明】

１０…無線部 ２０…モデム部 ３０…ＴＤＭＡ部 ４０…通話部 ５０…制御部 ６０…情報記憶部 ７０…データ通信部 ８０…キー入力部 ９０…表示部（ＬＣＤ） １１…アンテナ １２…高周波スイッチ（ＳＷ） １３…受信部 １４…シンセサイザ １５…送信部 １６…受信電界強度検出部（ＲＳＳＩ） ２１…復調部 ２２…変調部 ３１…ＴＤＭＡデコード部 ３２…ＴＤＭＡエンコード部 ４１…ＡＤＰＣＭトランスコーダ ４２…ＰＣＭコーデック ４３…スピーカ ４４…マイクロホン １５ａ…周波数変換回路 １５ｂ…送信電力増幅回路 １５０…基板 １５１…電力増幅器（ＰＡ１） １５２…電力増幅器（ＰＡ２） １５３…前置増幅器（Pre Amp ） １５４，１５７，１５８…温度補償回路 １５５，１５６…接地回路

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J090 AA04 AA41 CA02 CA86 CN01 FA16 FA20 FN06 FN07 HA02 HA09 HA18 HA24 HA43 HN20 KA12 KA65 MA08 QA02 QA04 QA05 SA14 TA01 TA04 5J091 AA04 AA41 CA02 CA86 FA16 FA20 HA02 HA09 HA18 HA24 HA43 KA12 KA65 MA08 QA02 QA04 QA05 SA14 TA01 TA04 UW08 5K011 DA03 DA11 DA21 DA27 JA01 KA00 LA01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱素子を含む第１の回路と、 この第１の回路が有する温度特性を補償する機能を有す
   る第２の回路とを備え、 これら第１及び第２の回路を、その各接地部を分離した
   状態で共通のモジュール内に収容してなることを特徴と
   する温度補償機能付き電子回路。
2. 【請求項２】 前記第１の回路がガリウム砒素電界効果
   型トランジスタを使用した電力増幅器からなる場合に、
   前記第２の回路を、前記電力増幅器が有する温度特性に
   対し逆の温度特性を有するバイポーラトランジスタを使
   用した前置増幅器により構成し、これらの電力増幅器及
   び前置増幅器を、その各接地部を分離した状態で共通の
   モジュール内に収容したことを特徴とする請求項１記載
   の温度補償機能付き電子回路。
3. 【請求項３】 送信ベースバンド信号により無線周波信
   号を変調し、その被変調波信号を送信回路で所定の送信
   電力レベルに増幅して送信する移動通信機において、 前記送信回路を、発熱素子を含むとともに第１の温度特
   性を有する電力増幅器と、この電力増幅器が有する第１
   の温度特性に対し逆特性となる第２の温度特性を有する
   前置増幅器とを備えた構成とし、 かつこれら電力増幅器及び前置増幅器を、その各接地部
   を分離した状態で共通のモジュール内に収容するように
   構成したことを特徴とする移動通信機。