JP2000508869A - 増幅回路、送信機及び無線電話 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 特にＲＦの目的にための増幅回路であって、制御入力を有する制御可能なＲＦ半導体デバイスの主電流と、主電流を制御するための制御入力と接続した制御出力を有する制御手段と、及び制御可能半導体デバイスを補償するための制御入力と接続した補償出力を有する補償回路とから構成される。補償回路は、制御手段が制御可能半導体デバイスの制御入力に制御出力信号を供給しない時間の間、一時的に活性化するように構成される。これは、ＩＣのためおよび増幅回路が非常に高い周波数または比較的大きな振幅で動作するときに、低い直流電流の損失において引き下げの能力の不足により起こされる直流調整障害に対処するための適切な解決方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 増幅回路、送信機及び無線電話 本発明は、増幅回路に関し、制御入力を有する制御可能な半導体デバイスの主 電流と、主電流を制御するための制御入力に接続された制御出力を有する制御手 段と、制御可能な半導体デバイスを補償するための制御入力に接続された補償出 力を有する補償回路から構成される。 本発明は更に、このような増幅回路を備えた集積回路、送信機及び無線電話に 関する。 このような増幅回路は米国特許４４８１４８１により知られている。その知ら れた増幅回路は、ベースとして形成された制御入力を有する一般的なエミッタト ランジスタの形での半導体デバイス、そのエミッタ信号入力及びエミッタとして の制御出力を有するエミッタフォロワトランジスタの形での制御手段と、エミッ タフォロワトランジスタのコレクタと連結した入力と一般的なエミッタトランジ スタのベースと連結した補償出力であるコレクタを持つトランジスタを有するカ レントミラーの形での補償回路から構成される。その増幅回路はまた電力供給タ ーミナルとエミッタフォロワトランジスタのコレクタに連結した直流電源から構 成される。電源により供給される電流の一部はエミッタフォロワトランジスタの コレクタに流れ、他の部分はカレントミラーに流れる。エミッタフォロワトラン ジスタの信号入力における入力信号の上昇または下降は、それぞれ一般的なエミ ッタフォロワトランジスタのベースを引き上げ及び引き下げ、ドライビングステ ージまたはエンドステージとして機能し、そしてその可能なドライブは最大化さ れる。エミッタフォロワトランジスタの導通の状態とは独立して、直流電流は少 なくとも補償回 路のカレントミラーを通って流れる。これは、知られている増幅回路における補 償回路を永続的にアクティブにし、電力供給からの直流電流の消費にマイナスの 効果がある欠点を有している。 本発明の目的は、増幅回路の可能なＲＦ増幅能力を危うくすること無く、最小 の電流消費を有する代替の増幅回路を提供することにより、この欠点を未然に防 止することである。この目的のために、本発明による増幅回路は、補償回路が、 制御手段が制御可能な半導体デバイスの制御入力への制御出力信号を供給しない 時間、一時的にアクティブされるように構成されることを特徴とする。 本発明による増幅回路は、補償回路が制御可能な半導体デバイスの制御入力に おける制御出力信号がない間だけ一時的にアクティブにされるので、電力消費が 削減されるという利点がある。その補償回路は、制御可能な半導体デバイスの制 御入力が引き下げられた時間にアクティブになる。この引き下げの間、制御可能 な半導体デバイスの入力容量は効果的に空になり、その結果、非常に高い周波数 の増幅および／または比較的大きな振幅を持つ信号の増幅等のときに不適切に入 力容量を空にすることにより起こされる直流調整障害が発生しない。 更に、本発明により提案された増幅回路は非常に小さな面積のＩＣに容易に集 積でき、しかるにオフチップの要素の数が最小化されている。加えられた他の特 徴は、削減された電力消費であり、そのことにより、通常は電力消費が再充電可 能なバッテリーから行われる移動コミュニケーション装置、移動電話、移動ファ クシミリ等の移動アプリケーションのための送信機のエンドステージまたは送信 機におけるアプリケーションに本発明の増幅回路がより適する。 これら及び他の本発明の側面は以下で説明される実施態様により明らかにされ る。 図面の簡単な説明 図１は本発明による増幅回路の可能な実施態様を示す図である。 図２は図１に示す増幅回路において使用される補償回路を示す。 図３は制御信号のグラフを示し、これにより図１及び図２に示した実施態様の 動作が説明される。 図４は本発明による回路を有する送信機を備えた無線電話のネットワークの一 例を示す。 これらの図において、同じ符号は同じ部分を表している。 図１は送信機のエンドステージにおける使用に適する増幅回路を示す図であり 、そこでは大きな信号要素が一般的に高い周波数から非常に高い周波数で起こっ ている。増幅回路１は、制御入力４を有する制御可能半導体デバイス３であって 特に制御可能なＲＦ半導体デバイスの主電流２、主電流２を制御するための制御 入力４と接続された制御出力６を有する制御手段５、及び制御入力４に接続され た補償出力８を有する補償回路７から構成される。簡単のため、回路１における 直流値を調整するための更なる回路は図には記載しない。制御手段５は回路１に より増幅される信号を入力するための信号入力９を備えている。 制御入力４における制御信号の例は図３に示される。引き上げの間、制御信号 の正の半分は、制御可能デバイス３の主電流２における制御手段５により強制電 流増加が引き起こされ、逆のプロセスが引き下げの間に起こり、そこでは制御入 力４から電流が削減される。もし、信号が例えば４５０ＭＨｚから２５００ＭＨ ｚのオーダーで、かつ／または比較的大きな振幅を有して入力されると、特に制 御可能半導体デバイス３の制御入力４における寄生容量が増幅プロセスにおける 重要な役割を実行し始める。もし図３における信号の負の半分の間に、デバイス ３の制御入力４から導き去られる電流の量または電流の削減が制御入力４におけ る寄生容量を放電するために不十分であると、図３において点線で示された状況 が起こり得、そこ ではデバイス３における永続導通状態により直流電流調整が妨害される。このこ とは、時間Ａの間に補償回路７が一時的に活性化される方法で制御可能半導体デ バイス３を補償することに供する補償回路７により除外されるべきであり、その 時間の間に制御信号の半分は減少し、制御手段５は制御出力信号を制御可能半導 体デバイス３の制御入力４に供給せず、補償回路７は直流調整障害を避けるため に制御入力４の寄生容量からの放電電流を減少させる。そのように補償されるの で、制御入力４における制御信号は図３に示す線のように見える。 補償回路７は補償入力１０を備え、それには制御可能半導体デバイス３への制 御出力６における制御出力信号になるべく依存する補償信号が加えられる。実施 態様におけるｉ、ｆがこのように示される理由は、制御手段５及び補償手段７が 、同時に近短絡が起こり得る電流を導通することである。この短絡を回避する適 正なタイミングに関する情報は、ここではコンデンサ１２の形で周波数依存要素 から構成されるフィードバック回路１１により図１に示す実施態様から得られる 。６００ＭＨｚから２４００ＭＨｚの間の周波数を増幅するための正しい容量は １００フェムトファラッドから３ピコファラッドのオーダーにあることが計算で き、それは図３に示される期間Ａの間に補償回路７を開くに十分である。制御手 段５は主電流１３を有し、フィードバック回路１１は主電流１３と補償回路７の 補償入力１０の間に接続されている。図１の実施態様において、コンデンサ値は １８００ＭＨｚ増幅信号に対して約３ｐＦである。 更なる実施態様において、フィードバック回路１１は、制御手段５の主電流１ ３に接続する制御入力１５を有し、補償回路７の補償入力１０に接続した出力１ ６を有する制御可能半導体１４の形で、半導体接合から構成される。またこの場 合、調整回路は図には示されていない。この実施態様は、示された制御可能半導 体１７の形で補償回路７の駆動を簡単にする。その駆動は主電流１３が流れる ターミナル１８から得られる。この更なる実施態様において、コンデンサー１２ の容量は１８００ＭＨｚの増幅周波数に対して１７５ｆＦのオーダーであり得る 。図３における規定された動作が与えられると、周波数、ターミナル１８と供給 ターミナルＶｓの間に接続されたフィードバック抵抗Ｒにかかる電圧、及びコン デンサ１１を流れる電流から、コンデンサ１１の容量が計算できる。 図４は、一般的にはＩＣに集積された送信機／回路１を備えた移動／ポータブ ル電話２０からなるネットワーク１９の例を示す。もちろん、電話２０は正しく 機能するために必要な更なる機能と、ハンドフリー機能、聞く機能、ダイアル機 能、充電機能等の追加機能から構成されている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 制御入力を有する制御可能半導体デバイスの主電流と、 上記主電流を制御するための制御入力に接続された制御出力を有する制御手段 と、 上記制御可能半導体デバイスを補償するための制御入力に接続された補償出力 を有する補償回路と から構成される増幅回路であって、 上記補償回路は、制御手段が制御可能半導体デバイスの制御入力に制御出力信 号を供給しない時間の間、一時的に活性化するように構成されていることを特徴 とする増幅回路。 ２． 上記補償回路は補償入力を有し、 補償信号は，制御可能半導体デバイスへ供給される制御出力信号に依存する補 償入力に供給される ことを特徴とする請求項１記載の増幅回路。 ３． 上記制御手段は半導体の主電流を備え、 上記増幅回路は制御手段の主電流と補償回路の補償入力の間に接続されたフィ ードバック回路からなることを特徴とする請求項２記載の増幅回路。 ４． 上記フィードバック回路は周波数依存要素からなることを特徴とする請求 項３記載の増幅回路。 ５． 上記周波数依存要素はコンデンサ及び／または一つまたはそれ以上の半導 体結合からなることを特徴とする請求項４記載の増幅回路。 ６． 上記コンデンサは４５０ＭＨｚと２５００ＭＨｚの間の周波数を増幅する ために１００ｆＦから３ｐＦのオーダーの容量を有することを特徴とする請求項 ５記載の増幅回路。 ７． 上記フィードバック回路は、制御手段の主電流に接続された制御入力を有 し、補償回路の補償入力に接続された出力を有する制御可能半導体からなること を特徴とする請求項３ないし６のうちいずれか一項に記載の増幅回路。 ８． 上記制御可能半導体デバイスは制御可能なＲＦ半導体デバイスであること を特徴とする請求項１ないし７のうちいずれか一項に記載の増幅回路。 ９． 請求項１ないし８のうちいずれか１項に記載の増幅回路を備えた集積回路 。 １０． 請求項１ないし８のうちいずれか１項に記載の増幅回路または請求項９ に記載の集積回路を備えた送信機。 １１． 請求項１ないし８のうちいずれか１項に記載の増幅回路、請求項９に記 載の集積回路、または請求項１０に記載の送信機を備えた無線電話。