JP2001168647A - 高周波電力増幅モジュール及び無線通信装置 - Google Patents

高周波電力増幅モジュール及び無線通信装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＧＳＭシステム（非線形動作）とＥＤＧＥシ
ステム（線形動作）を同一回路内で共存できる高周波電
力増幅モジュール及び無線通信装置の提供。 【解決手段】 多段増幅構成の高周波電力増幅モジュー
ルであって、外部端子は入力端子，出力端子，コントロ
ール端子，第１基準電位Ｖdd，第２基準電位Ｖss（グラ
ンド）及びモード切替端子とし、１段目半導体増幅素子
をデュアルゲートＦＥＴで構成し、ドレイン寄りの第１
ゲートＧ1には抵抗を介してコントロール端子からの信
号を印加し、第２ゲートＧ2には入力端子から供給され
る高周波信号を印加するとともにコントロール端子から
の信号電圧をバイアス回路で分圧した電位を印加し、モ
ード切替端子からの信号によってモード切替え用トラン
ジスタをＯＮ，ＯＦＦする。ＯＮ時ＧＳＭ用増幅系（非
線形動作：最大出力３６ｄＢｍ）とし、ＯＦＦ時ＥＤＧ
Ｅ用（線形動作：最大出力２９ｄＢｍ）とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の増幅系を有
し、線形性増幅及び非線形性増幅（飽和性増幅）を行え
る高周波電力増幅モジュール（高周波電力増幅器）及び
この高周波電力増幅モジュールを組み込んだ無線通信装
置に関し、通信モードが異なる複数の通信機能を有する
多モード通信方式のセルラー携帯電話機に適用して有効
な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、北米セルラー市場においては、従
来から使用されている北米全土をカバーするアナログ方
式のＡＭＰＳ（Advanced Mobile phone Servic）と、Ｔ
ＤＭＡ（time division multiple access：時分割多元
接続），ＣＤＭＡ（code division multiple access：
符号分割多元接続）等デジタル方式を一つの携帯電話に
組み込んだいわゆるデュアルモード携帯電話機が使用さ
れている。
【０００３】一方、欧州等においては、ＴＤＭＡ技術と
ＦＤＤ（frequency division duplex：周波数分割双方
向）技術を使うＧＳＭ（Global System for Mobile Com
munication）方式が使用されている。また、ＧＳＭ方式
において伝送レートを高くできる通信システムとしてＥ
ＤＧＥ（Enhanced Data Rates for ＧＳＭ Ｅｖｏｌｕ
ｔｉｏｎ）システムが開発されている。
【０００４】デュアルモード携帯電話機等による多モー
ド通信については、日経ＢＰ社発行「日経エレクトロニ
クス」１９９７年１月27日号、(no.681)、P.115〜P.126
に記載されている。
【０００５】無線通信装置（携帯電話機）にはトランジ
スタを多段に組み込んだ増幅器（高周波電力増幅モジュ
ール）が組み込まれているが、この高周波電力増幅モジ
ュールの性能が通信システムに大きく影響する。
【０００６】特開平4-154321号公報には、良好なリニア
ー特性及び電力効率を安定に確保しつつ、高周波出力を
広範囲に可変制御できる高周波電力増幅回路が開示され
ている。この高周波電力増幅回路は、ＭＯＳＦＥＴ（Me
tal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）
またはＧａＡｓ−ＦＥＴを終段回路に用いた多段構成の
高周波電力増幅回路であり、最終段回路のバイアスを一
定に保ちながら駆動回路のバイアス条件を外部から変化
させることによって高周波出力電力を可変制御する構成
になっている。また、前記回路の高周波入力ラインに可
変アッテネータ回路を組み込んで出力電力を制御する技
術も開示されている。
【０００７】一方、特開平11-26776号公報には、歪みを
増加させることなく低消費電力化が図れかつ電力効率の
向上を図ることができる電力増幅回路が開示されてい
る。この電力増幅回路はデュアルゲートＦＥＴを使用し
た高周波回路になっている。この電力増幅回路は、入力
端子ＩＮと出力端子ＯＵＴとの間にデュアルゲートＦＥ
Ｔを２段に従属接続した構造になっている。即ち、初段
のデュアルゲートＦＥＴのドレイン側の第１ゲートは入
力端子ＩＮに接続され、ドレインは終段のデュアルゲー
トＦＥＴのドレイン側の第１ゲートに接続されている。
終段のデュアルゲートＦＥＴのドレインは出力端子ＯＵ
Ｔに接続されている。初段及び終段の第１ゲートは第１
ゲート入力端子Ｇ１に接続され、初段及び終段の第２ゲ
ートは第２ゲート入力端子Ｇ２に接続されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来、移動無線を使用
する多くの無線データ通信は、９．６kbpsの伝送レート
で行われているが、インターネットや企業のデータベー
スへのアクセスには、より高い伝送スピードが要求され
ていることから、これに対応する通信システムが必要に
なってきた。欧州，アジアを主体にサービスを行ってい
るＧＳＭシステムも、現状は９．６kbpsのサービスを行
っているが、前記の要求に対応する為、伝送レートを高
くしたＥＤＧＥシステムが開発されている。このシステ
ム導入により、データ伝送レートは４８kbpsまで引き上
げられ、ＧＳＭシステムに対し、単位時間当たり４倍の
データを送ることが可能になる。
【０００９】ＥＤＧＥシステムのもう一つの利点として
は、ＧＳＭの基本システムを流用し、無線変調方式を一
部変更することにより導入できることから、新たなイン
フラを導入することなく運用することが可能である。こ
れは、多くの通信事業者にとって魅力的である。
【００１０】変更される変調方式はＧＳＭシステムのＧ
ＭＳＫ（Gaussian Minimum Shift Keying）変調に対
し、ＥＤＧＥシステムでは３π／８−rotating８ＰＳＫ
（PhaseShift Keying）変調という方式となる。これに
より、無線装置の信号伝達部には、より高い線形性が必
要になる。
【００１１】ＥＤＧＥシステムはＧＳＭシステムを発展
させたシステムであることから、単一の携帯電話機には
ＧＳＭシステム及びＥＤＧＥシステムによる通話ができ
ることが望まれる。このため、携帯電話機にはＧＳＭシ
ステムのための増幅器とＥＤＧＥシステムのための増幅
器を組み込む必要がある。
【００１２】本発明者等は一つの増幅回路でＧＳＭシス
テム及びＥＤＧＥシステムに対応する高周波電力増幅モ
ジュールについて検討した。この結果、以下のような解
決課題があることが判明した。
【００１３】（１）ＧＳＭで使用する場合、トランジス
タは飽和動作での使用になり、大出力が必要となる。即
ち、ＧＭＳＫ変調された例えば０ｄＢｍ程度の入力信号
に対し最大３６ｄＢｍ程度の出力電力が必要になる。
【００１４】（２）ＥＤＧＥで使用する場合、トランジ
スタは線形動作での使用になるため線形性が要求され
る。即ち、３π／８−rotating８ＰＳＫ変調された入力
信号に対し出力信号が歪まないことが要求される。ま
た、線形出力電力の最大は２８〜２９ｄＢｍ程度の範囲
になる。
【００１５】（３）ＧＳＭシステムとＥＤＧＥシステム
とでは、前述のように出力電力に大きな差があるため、
単一の増幅回路で如何にして実現するかが問題である。
即ち、非線形動作と線形動作を両立させるシステムとし
て、北米のＡＭＰＳ（飽和動作）／ＣＤＭＡ（線形動
作）があるが、最大出力電力がＡＭＰＳの３０〜３２ｄ
Ｂｍ程度に対して、ＣＤＭＡで２８〜２９ｄＢｍ程度の
２〜３ｄＢｍの差の為、同一のバイアス電圧で動作させ
ても、入力電力の可変により容易に対応できる。しか
し、ＧＳＭ／ＥＤＧＥでは最大電力が６〜８ｄＢｍと、
その差が大きいことから一つの回路で両立させることが
困難である。
【００１６】（４）携帯電話機は電源がバッテリーであ
り、使用時間を長くするために、より高い効率が要求さ
れる。例えば、ＧＳＭでは５０〜６０％程度、ＥＤＧＥ
では３５〜４０％程度が要求される。このため、使用す
る電力増幅素子は可能な限り小さくする必要がある。
【００１７】本発明の目的は、ＧＳＭシステム（飽和動
作）とＥＤＧＥシステム（線形動作）を同一回路内で共
存できる高周波電力増幅モジュール及び無線通信装置を
提供することにある。
【００１８】本発明の他の目的は、ＡＭ変調（ＡＭ／Ａ
Ｍコンバージョン）の改善が達成できる高周波電力増幅
モジュール及び無線通信装置を提供することにある。
【００１９】本発明の他の目的は、入出力端子間のアイ
ソレーションが取り易く信号漏れが起き難い高周波電力
増幅モジュール及び無線通信装置を提供することにあ
る。
【００２０】本発明の前記ならびにそのほかの目的と新
規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきら
かになるであろう。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
【００２２】（１）複数の半導体増幅素子を順次従属接
続した多段増幅構成の高周波電力増幅モジュールであっ
て、外部端子は入力端子，出力端子，コントロール端
子，第１基準電位Ｖdd，第２基準電位Ｖss（グランド）
及びモード切替端子とし、１段目をデュアルゲートＦＥ
Ｔとし、他の段の半導体増幅素子はシングルゲートＭＯ
ＳＦＥＴとし、１段目のデュアルゲートＦＥＴにあって
は、ドレイン寄りの第１ゲートＧ1には抵抗を介してコ
ントロール端子からの信号を印加し、第２ゲートＧ2に
は入力端子から供給される高周波信号を印加するととも
にコントロール端子からの信号電圧をバイアス回路で分
圧した電位を印加し、モード切替端子からの信号によっ
てモード切替え用トランジスタをＯＮ，ＯＦＦし、モー
ド切替え用トランジスタのＯＮ時ＧＳＭシステム用の増
幅系を動作（非線形動作）させて出力電力を最大３６ｄ
Ｂｍで出力し、ＯＦＦ時ＥＤＧＥ用の増幅系を動作（線
形動作）させて出力電力を最大２９ｄＢｍで出力する。
【００２３】前記（１）の手段によれば、（ａ）ＧＳＭ
システム（飽和動作）とＥＤＧＥシステム（線形動作）
を同一回路内で共存させることができる。
【００２４】（ｂ）多段増幅構成の高周波電力増幅モジ
ュールにおいて、入力段（１段目）を第１ゲートにコン
トロール電圧を供給するデュアルゲートＦＥＴで構成し
てあることから、図３のグラフからも分かるようにＡＭ
／ＡＭコンバージョン（ＡＭout）を６ｄＢｍ以上の入
力電力Ｐinにおいて１６％以下と従来のシングルゲート
ＭＯＳＦＥＴを使用した場合に比較して大幅に改善する
ことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を
説明するための全図において、同一機能を有するものは
同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２６】（実施形態１）図１に本発明の一実施形態
（実施形態１）である高周波電力増幅モジュール（高周
波電力増幅回路）の等価回路図を示す。本実施形態１で
は半導体増幅素子（トランジスタ）として、たとえばデ
ュアルゲート電界効果トランジスタ（デュアルゲートＦ
ＥＴ）を用いた例について説明する。
【００２７】本実施形態１の高周波電力増幅モジュール
１は、外部電極端子として、入力電力Ｐin（増幅される
べき信号）が供給される入力端子２、出力電力Ｐoutを
出力する出力端子３、第１基準電位Ｖddに固定される第
１電圧端子４、第２基準電位Ｖss（例えばグランド）に
固定される図示しない第２電圧端子、可変電圧Ｖapcが
印加されるコントロール端子６を有している。
【００２８】高周波電力増幅モジュール１内には、一つ
の半導体増幅素子（トランジスタ）で増幅を行う単段増
幅構成、または複数のトランジスタを順次従属接続して
各トランジスタでそれぞれ増幅を行う多段増幅構成があ
るが、本実施形態１では、トランジスタとしてデュアル
ゲートＦＥＴを一つ組み込んだ単段構成の高周波電力増
幅モジュールについて説明する。
【００２９】トランジスタＴ１、すなわちデュアルゲー
トＦＥＴ７の第２ゲートＧ2と入力端子２はマイクロス
トリップラインＭＳ１で接続されている。このマイクロ
ストリップラインＭＳ１には、容量Ｃ１が直列に接続さ
れるとともにグランド（第２基準電位Ｖss）に接続され
る容量Ｃ３が並列に接続されている。
【００３０】一方、抵抗Ｒ１とコントロール端子６との
間のノードｂとデュアルゲートＦＥＴ７の第１ゲートＧ
1との間には抵抗Ｒ５が直列に接続され、第１ゲートＧ1
に印加する電位を設定するようになっている。
【００３１】また、デュアルゲートＦＥＴ７の第２ゲー
トＧ2には２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２が接続され、低電位側
抵抗Ｒ２はグランドに接続され、高電位側抵抗Ｒ１はコ
ントロール端子６に接続され、抵抗分圧回路（ブリーダ
回路）を構成している。また、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２の
間のノードａと第２ゲートＧ2との間には抵抗Ｒ３が接
続され、第２ゲートＧ2に印加する電位を設定するよう
になっている。また、この抵抗Ｒ３は、第２ゲートＧ2
側へ影響する抵抗分圧回路側のインピーダンスの抑制効
果がある。
【００３２】他方、デュアルゲートＦＥＴ７の第１端子
であるドレイン端子ＤはマイクロストリップラインＭＳ
３，ＭＳ２を介して第１電圧端子４に接続されるととも
に、マイクロストリップラインＭＳ４及び容量Ｃ２を介
して出力端子３に接続されている。上記第１電圧端子４
には電源電圧として第１基準電位Ｖddが印加される。ま
た、デュアルゲートＦＥＴ７の第２端子はソース端子Ｓ
となり、グランド電位（第２基準電位Ｖss）に接続され
る。
【００３３】ここで、デュアルゲートＦＥＴ７の構造に
ついて図４を参照しながら簡単に説明する。
【００３４】デュアルゲートＦＥＴ７は、ＧａＡｓのよ
うな化合物半導体によるものやＳｉによるものがある
が、本実施形態１ではＳｉＭＯＳＦＥＴを使用した場合
で説明する。図４はデュアルゲートＦＥＴ７のセル部を
示す断面図であり、Ｓｉからなる基板２０の一面（上
面）に形成されたＰ型のエピタキシャル層２１に所定の
不純物原子を選択的に注入してＮ型（Ｎ+型，Ｎ~型等）
やＰ型（Ｐ+型等）の半導体領域を形成することによっ
て形成されている。
【００３５】即ち、エピタキシャル層２１の表層部分に
は選択的にＰ型ウェル２２が形成されるとともに、Ｐ型
ウェル２２及びこのＰ型ウェル２２からＰ型ウェル２２
を外れる領域にそれぞれＮ~型領域２３が形成されてい
る。図では左から右に亘って３個のＮ~型領域２３ａ，
２３ｂ，２３ｃが配置されている。右端のＮ~型領域２
３ｃの左端部分はＰ型ウェル２２内に延在している。ま
た、上記Ｎ~型領域２３ａ，２３ｂ，２３ｃの表層部に
は、その領域内に又はその領域の一方の端に一致又は僅
かに突出するように、Ｎ+型領域２４（左から右に向け
て２４ａ，２４ｂ，２４ｃ）が設けられている。
【００３６】上記Ｎ+型領域２４ａとＮ~型領域２３ｂと
の間、及び上記２４ｂとＮ~型領域２３ｃとの間のＰ型
領域の表層部分がチャネルとなり、このチャネル上には
それぞれゲート絶縁膜２５が形成され、このゲート絶縁
膜２５上には第１ゲート電極２６または第２ゲート電極
２７が設けられている。
【００３７】また、左端部分には、深さがエピタキシャ
ル層２１を突き抜けて基板２０の表層部分に至るＰ+型
領域２８、及び深さがＰ型ウェル２２の表層部分に至る
Ｐ+型領域２９が設けられている。Ｐ+型領域２８は左端
部分のＮ+型領域２４ａの途中部分から左側に掛けて設
けられ、Ｐ+型領域２９はＮ+型領域２４ａの左端部分か
ら左側にＮ~型領域２３に重なるように設けられてい
る。
【００３８】また、エピタキシャル層２１（基板２０）
の表面はゲート絶縁膜２５を形成する絶縁膜とこの絶縁
膜上に形成される層間絶縁膜３０で被われている。上記
層間絶縁膜３０は第１ゲート電極２６及び第２ゲート電
極２７をも被う。
【００３９】上記Ｎ+型領域２４ａ，２４ｃ及びＰ+型領
域２９上の層間絶縁膜３０にはコンタクト孔が設けられ
るとともに、この孔及び層間絶縁膜３０上に掛けて電極
が選択的に設けられている。Ｎ+型領域２４ｃ上の電極
はドレイン電極３１となり、Ｎ+型領域２４ａ及びＰ+型
領域２９上の電極は共に層間絶縁膜３０上で繋がりソー
ス電極３２となる。従って、第１ゲート電極２６はドレ
イン寄りであり、第２ゲート電極２７はソース寄りであ
る。
【００４０】なお、このようなデュアルゲートＦＥＴ７
が形成される半導体チップには、必要に応じて抵抗や容
量も形成される。また、後述するカレントミラー回路を
構成するためのトランジスタも形成される。
【００４１】このようなデュアルゲートＦＥＴ７は、図
２に示すような特性になっている。図２はコントロール
電圧（外部制御電圧）Ｖapcとゲート電圧（第１ゲート
Ｇ1電圧，第２ゲートＧ2電圧）との相関を示すグラフで
ある。Ｖｇ１は第１ゲートＧ1の電圧特性を示し、Ｖｇ
２は第２ゲートＧ2の電圧特性を示す。両特性とも線形
性を示すが、その勾配は電圧特性Ｖｇ１の方が電圧特性
Ｖｇ２に比較して急峻である。同グラフにおいてコント
ロール電圧Ｖ1と第１ゲートＧ1電圧Ｖ3は同程度になる
ように設定し、例えば２〜２．５Ｖ程度である。また、
第２ゲートＧ2電圧Ｖ2はＶ3の略半分程度の値である。
【００４２】従って、デュアルゲートＦＥＴのドレイン
寄りの第１ゲートで動作するＦＥＴはデュアルゲートＦ
ＥＴのソース寄りの第２ゲートで動作するＦＥＴよりも
早く動作（オン）し、上記ソース寄りの第２ゲートで動
作するＦＥＴよりも早く動作しなく（オフ）なる。この
結果、オフ状態でのノイズの低減が図れる。また、第１
ゲートで動作するＦＥＴの相互コンダクタンスｇmの変
化は、第２ゲートで動作するＦＥＴのそれよりも大きく
なる。即ち、利得（Gain)の制御範囲が大きくなる効果
を奏することになる。
【００４３】本実施形態１の高周波電力増幅モジュール
１によれば、デュアルゲートＦＥＴ７の第１ゲートＧ1
にコントロール電圧Ｖapcが供給される構造であること
から、システムオフ時には第１ゲートＧ1に電圧が印加
されないため、第２ゲートＧ2とドレインとが電気的に
分離され、第２ゲートＧ2からドレインへの入力電力の
漏れ（ノイズ）が伝達されるのを減少することができ
る。この回路構成は非線形動作（飽和動作）によるＧＳ
Ｍシステムや、線形動作によるＥＤＧＥシステムにも使
用でき、システムオフ状態でのノイズの低減が達成でき
る。
【００４４】本実施形態１の高周波電力増幅モジュール
１はＡＭ−ＡＭコンバージョン改善効果がある。図３は
ＡＭ−ＡＭコンバージョン特性の一例を示すグラフであ
り、横軸を入力電力Ｐin（ｄＢｍ）とし、縦軸をＡＭou
t（ＡＭ−ＡＭコンバージョン）としたものである。シ
ングルゲートの場合、測定時の出力電力は一定値に制御
されているため、入力電力が大きくなると、Ｖapcの電
圧は下げられる傾向にある。このため、シングルゲート
ＭＯＳＦＥＴの例で示されるように、入力電力が大きく
なるほどＡＭ−ＡＭコンバージョン（ＡＭout）が大き
くなる（悪くなる）傾向にある。
【００４５】これに対し、デュアルゲートＭＯＳＦＥＴ
を本実施形態１（図１）のように使用した場合において
も、図３に示すようにＡＭoutは改善される。この例は
ＧＳＭの使用周波数帯域である８８０ＭＨｚの場合と、
９１５ＭＨｚの場合での比較の一例である。
【００４６】なお、ここでＡＭ−ＡＭコンバージョンと
は、入力電力に振幅変調信号を重ねた時に発生する歪み
が出力側で大きくなって出てくる特性である。
【００４７】また、ＡＭ−ＡＭコンバージョンに対する
効果は、図１の回路を多段増幅の場合、（１）２段増幅
器での入力段（１段目）、（２）３段増幅器での入力
段、または駆動段（２段目）、（３）３段増幅器での入
力段及び駆動段で使用する構成の場合も上記同様な改善
効果を期待できる。
【００４８】本実施形態１では単一の半導体増幅素子を
組み込んだ高周波電力増幅モジュールについて説明した
が、前述のように半導体増幅素子を順次複数従属接続し
た多段増幅構成の高周波電力増幅モジュールにも適用で
きる。
【００４９】つぎに、本発明のより具体的な実施形態と
して、ＧＳＭシステム及びＥＤＧＥシステムの増幅がモ
ード切替えによって行える３段増幅構成の高周波電力増
幅モジュールについて図５及び図６を参照しながら説明
する。図５は本実施例１の高周波電力増幅モジュールの
等価回路図、図６は本実施例１の高周波電力増幅モジュ
ールを組み込んだ無線通信装置（携帯電話機）の構成を
示すブロック図である。
【００５０】本実施形態の高周波電力増幅モジュール１
は、図５に示すように３段増幅構成となり、１段目（入
力段）にデュアルゲートＦＥＴ７構成のトランジスタＴ
１を用い、２段目（駆動段）と３段目（終段：出力段）
にシングルゲートのＳｉＭＯＳＦＥＴ（トランジスタＴ
２，Ｔ３）を用いた構成になっている。
【００５１】入力端子２と出力端子３との間にトランジ
スタＴ１，Ｔ２，Ｔ３が順次従属接続されるとともに、
各段間には整合回路Ｍ１〜Ｍ４が設けられている。ま
た、各トランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３のドレイン端子Ｄ
はマイクロストリップラインＭＳ２，ＭＳ４，ＭＳ５及
びコイルＬ２，Ｌ３，Ｌ４を介して第１基準電位Ｖddが
供給される第１電圧端子４に接続されている。また、第
１電圧端子４と各コイルＬ２，Ｌ３，Ｌ４間には一方の
電極がグランドに接続される容量Ｃ５〜Ｃ７が並列に接
続されている。なお、コイルは寄生の場合もある。
【００５２】また、各段にはバイアス回路，温度補償の
ためのカレントミラー回路，ＧＳＭシステムとＥＤＧＥ
システムのモード切替えを行うモード切替え回路が設け
られている。カレントミラー回路を構成するため、１段
目に用いられる半導体チップにはデュアルゲートＦＥＴ
構成のカレントミラー回路用トランジスタＴCM１がモノ
リシックに形成され、２段目に用いられる半導体チップ
にはシングルゲートＦＥＴ構成のカレントミラー回路用
トランジスタＴCM２がモノリシックに形成され、２段目
に用いられる半導体チップにはシングルゲートＦＥＴ構
成のカレントミラー回路用トランジスタＴCM３がモノリ
シックに形成されている。
【００５３】モード切替え回路は、モード切替端子９に
抵抗Ｒ４，Ｒ９，Ｒ１３を介してゲート電極が接続され
るモード切替え用トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）ＴSW１
〜ＴSW３を有する。
【００５４】バイアス回路は、ノードａ，ｃ，ｄに一端
がそれぞれ接続されるそれぞれ３個の抵抗（Ｒ１〜Ｒ
３，Ｒ６〜Ｒ８，Ｒ１０〜Ｒ１２）で構成され、一つ目
の抵抗Ｒ１，Ｒ６，Ｒ１０はコントロール端子６に接続
され、二つ目の抵抗Ｒ３，Ｒ８，Ｒ１２はトランジスタ
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３のゲート電極Ｇ（トランジスタＴ１に
おいては第２ゲートＧ2）に接続され、三つ目の抵抗Ｒ
２，Ｒ７，Ｒ１１はモード切替え用トランジスタＴSW１
〜ＴSW３のドレインとカレントミラー回路用トランジス
タＴCM１〜ＴCM３のゲートＧ（トランジスタＴCM１にお
いては第２ゲートＧ2）に接続されている。
【００５５】カレントミラー回路用トランジスタＴCM１
〜ＴCM３のドレインはノードａ，ｃ，ｄに接続されて抵
抗Ｒ２，Ｒ７，Ｒ１１を介してトランジスタＴCM１〜Ｔ
CM３のゲートＧ（トランジスタＴCM１においては第２ゲ
ートＧ2）に接続されている。また、モード切替え用ト
ランジスタＴSW１〜ＴSW３及びカレントミラー回路用ト
ランジスタＴCM１〜ＴCM３のソースはグランドに接地さ
れる。
【００５６】また、１段目においてはコントロール端子
６は抵抗Ｒ５を介してトランジスタＴ１及びカレントミ
ラー回路用トランジスタＴCM１の第１ゲートＧ1にそれ
ぞれ接続されている。
【００５７】このような高周波電力増幅モジュール１
は、図６に示すようなセルラー用の携帯電話機（無線通
信装置）に組み込まれる。同図においては、高周波電力
増幅モジュール１のデュアルゲートＦＥＴ７等で構成さ
れる１段目は増幅器（アンプ）Ａ１とし、２段目はアン
プＡ２とし，３段目はアンプＡ３として示し、アンプＡ
１は、一部は図１と同じ状態で示してある。
【００５８】携帯電話機において、高周波電力増幅モジ
ュール１の入力端子２は無線信号発生回路１１に接続さ
れている。この無線信号発生回路１１は音声やデータ信
号を受け、高周波信号に変換して出力する。この出力電
力は入力電力Ｐinとなって入力端子２に供給される。
【００５９】コントロール信号（ＡＰＣ信号）は可変バ
イアス回路１２で処理され、その出力はコントロール電
圧信号Ｖapcになってコントロール端子６に供給され
る。
【００６０】携帯電話機は使用の都度、ＧＳＭシステム
またはＥＤＧＥシステムのいずれかが選択キーの操作で
選択される。即ち、モード切替信号はモード切替回路１
３のスイッチ１４のオン・オフによって処理され、モー
ド切替信号電圧としてモード切替端子９に供給される。
このモード切替信号によってモード切替え用トランジス
タＴSW１〜ＴSW３が制御される。
【００６１】高周波電力増幅モジュール１の出力端子３
は送受信切替えスイッチ１５に接続されている。この送
受信切替えスイッチ１５には受信回路１６が接続される
とともに、アンテナ１７が接続されている。
【００６２】また出力端子３から出力された出力電力は
検出器１８によって検出される。このＡＰＣ回路から上
記ＡＰＣ信号が出力される。
【００６３】次に、ＧＳＭモード及びＥＤＧＥモードに
ついて図６及び図５を参照しながら説明する。
【００６４】ＧＳＭモードはモード切替回路１３がオン
（ＯＮ）し、ある一定値以上の電圧が加わった場合、モ
ード切替え用トランジスタＴSW１のゲートにバイアスが
加わりモード切替え用トランジスタＴSW１がＯＮとな
る。モード切替え用トランジスタＴSW１がＯＮ状態の
時、（Ｒ１＋Ｒ２）がモード切替え用トランジスタＴSW
１のＯＮ抵抗より充分に大きい場合、ノードｅの電位は
略接地電位に等しくなるためカレントミラー回路用トラ
ンジスタＴCM１はオフ（ＯＦＦ）状態となりカレントミ
ラー回路用トランジスタＴCM１のドレイン・ソース間に
は電流Ｉ2は流れない。この時、可変バイアス回路１２
から加えられる電圧によって流れるバイアス電流はＩ1
となり、１段目のトランジスタＴ１を構成するデュアル
ゲートＦＥＴ７の第２ゲートＧ2には抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ
２で分圧されたノードａの電圧が加わることとなる。
【００６５】ＧＳＭモードでは可変バイアス回路１２に
よって発生する電圧によって２段目，３段目のアンプＡ
２，Ａ３の出力電力が制御される。ＧＳＭモードでは非
線形動作で使用され、最大出力電力は３５ｄＢｍ程度に
なる。
【００６６】ＥＤＧＥモードはモード切替回路１３がＯ
ＦＦし、ある一定値以下（略０Ｖ）の電圧になった場
合、モード切替え用トランジスタＴSW１のゲートにバイ
アスが加わらず、モード切替え用トランジスタＴSW１が
ＯＦＦとなる。また、ＥＤＧＥモードでは可変バイアス
回路１２から発生されるバイアスは、ある任意の値（数
個の値を設定し、状況に応じ固定する値を変更する場合
がある）に固定し使用され、出力電力の制御はＲＦin
（Ｐin）の大きさにより制御される。
【００６７】モード切替え用トランジスタＴSW１がＯＦ
Ｆ状態の時、ノードａ（カレントミラー回路用トランジ
スタＴCM１の第２ゲートＧ2と同電位）とノードｅ（モ
ード切替え用トランジスタＴSW１のドレインと同電位）
には定常電流が流れないため、ノードａとノードｅの電
位は同電位となる。
【００６８】可変バイアス回路１２からＥＤＧＥ動作の
ための任意の電圧が加えられた状態では、カレントミラ
ー回路用トランジスタＴCM１の第１ゲートＧ1及び第２
ゲートＧ2は共にバイアスが加えられる状態となってい
るため、カレントミラー回路用トランジスタＴCM１はＯ
Ｎ状態である。この時、可変バイアス回路１２から加え
られる電圧によって流れるバイアス電流はＩ2となる。
カレントミラー回路用トランジスタＴCM１の第２ゲート
Ｇ2とドレインは同電位のため、可変バイアス回路１２
からの電圧が変化しない限り、カレントミラー回路用ト
ランジスタＴCM１はＩ2が一定値になるように動作す
る。またこの時、デュアルゲートＦＥＴ７とカレントミ
ラー回路用トランジスタＴCM１は同一半導体チップ内に
同一構造で作られており、ゲートの幅が異なる（カレン
トミラー回路用トランジスタＴCM１はデュアルゲートＦ
ＥＴ７（トランジスタＴ１）の１／Ｎの大きさ、Ｎは実
数）ことからカレントミラーの動作となり、デュアルゲ
ートＦＥＴ７（トランジスタＴ１）のドレイン・ソース
間にはＩ2のＮ倍のアイドル電流が流れる。なお、この
時、ノードｅ，ノードａ及びトランジスタＴ１（デュア
ルゲートＦＥＴ７）の第２ゲートＧ2は同電位となって
いる。
【００６９】ＥＤＧＥモードでは、線形動作となり、最
大出力電力は２９ｄＢｍ程度になる。なお、ＥＤＧＥモ
ードは線形動作であるため、バイアス電圧を変化させて
出力電力を変化させることは望ましくない。そのため、
上記コントロール電圧信号Ｖapcは一定値とされ、出力
電力が所望値になるように入力端子２に供給される入力
信号Ｐinの振幅が制御される。この制御は、入力端子２
に接続されるアッテネータを使ったＡＧＣにより行われ
る。
【００７０】本実施形態は上記本実施形態１が有する効
果に加え、コントロール端子６に加える単位時間当たり
の出力電力の増加量の傾き（スロープ）が緩やかになる
ことから、制御性が向上する。従って、低電力レベルま
での出力電力制御が可能になる。また、外部からの出力
電力制御が容易になる。
【００７１】（実施形態２）図７は本発明の他の実施形
態（実施形態２）である高周波電力増幅モジュールにお
ける入出力端子間のアイソレーション特性を示すグラフ
である。
【００７２】本実施形態２では特に回路図は示さない
が、高周波電力増幅モジュールは２段増幅構成になり、
１段目（入力段）と２段目とで構成され、１段目は上記
実施形態１と同様にデュアルゲートＦＥＴ７で構成し、
シングルゲートのＳｉＭＯＳＦＥＴで２段目を構成する
ものである。換言するならば、１段目は出力段である２
段目の駆動段ともなる。
【００７３】２段増幅器では３段増幅器に対し、入力電
力が出力端子から漏れ出るアイソレーション特性の低下
があるが、デュアルゲートＦＥＴを２段増幅器のドライ
バ段に用いることにより、図７に示すようにアイソレー
ションの改善が図れる。
【００７４】一般的に、増幅器を２段構成にすること
で、利得が３段構成のものと比較し低下することから、
同じ出力電力を得るには、より大きな入力電力が必要と
なる。特にＧＳＭモードでは、可変バイアス回路によっ
て発生する電圧によって出力段トランジスタの出力電力
が制御され、この時の入力電力は一定の値となってい
る。従来のようにシングルゲートＭＯＳＦＥＴを使用す
ると、上記入力電力が大きくなることによって、増幅器
の入力段トランジスタのゲート電位も高くなる。これに
より、入力段トランジスタのゲートバイアスを０Ｖにし
てもある値以上の入力電力が入り、入力段トランジスタ
のしきい値電圧Ｖthを越えた場合、入力段トランジスタ
のチャネルが形成され入力段トランジスタはＯＮする。
従って、携帯電話機に採用される場合、消費電流低減の
ため電源スイッチ等は使用されず、電源に直接接続され
る場合が多く、電源電圧は常に加わっている状態であ
る。これにより、入力信号が出力側に漏れ出ることにな
る。
【００７５】これに対し、デュアルゲートＦＥＴを使用
した場合、可変バイアス回路の電圧をしきい値電圧Ｖth
以下に下げると、デュアルゲートＦＥＴの第１ゲートＧ
1のチャネルが形成されず、第２ゲートＧ2側のドレイン
には電源が加わらない状態となるため、第２ゲートＧ2
に大きな入力が入りしきい値電圧Ｖthを越える電圧が加
わった場合でも、第２ゲートＧ2のチャネル形成ができ
ない状態になる。これにより、漏れ電力は小さく抑える
ことが可能になる。従って、改善後の漏れ電力は、寄生
容量によるカップリングによる漏れ程度と小さいものと
することができる。
【００７６】入出力端子間のアイソレーションが取り易
くなるため回路の簡略化が図れ、かつ高周波電力増幅モ
ジュール１の小型化，無線通信装置の小型化が図れる。
【００７７】なお、デュアルゲートＦＥＴを２段増幅構
成のドライバ段に用いることにより、ＡＭ−ＡＭコンバ
ージョンの改善も行える。
【００７８】（実施形態３）図８は本発明の他の実施形
態（実施形態３）である高周波電力増幅モジュールの等
価回路図、図９は高周波電力増幅モジュールにおける外
部制御電圧とゲート電圧との相関を示すグラフである。
【００７９】本実施形態３は実施形態１の回路におい
て、コントロール端子６に連なるノードｂと抵抗Ｒ５と
の間にダイオードＤ１を直列に接続するとともに、デュ
アルゲートＦＥＴ７の第１ゲートＧ1と抵抗Ｒ５との間
に一方の電極がグランドに接地される抵抗Ｒ１４の他方
の電極を接続したものである。上記ダイオードＤ１の組
み込みによって、図９に示すように、デュアルゲートＦ
ＥＴ７の第１ゲートＧ1の立ち上がり電圧を０からプラ
ス電圧側に移動させる（オフセット電圧）ことができ
る。これにより、Ｖapc電圧オフ時のアイソレーション
効果は、Ｖapcに残留電圧（例えば０．２〜０．５Ｖ程
度）が存在してもＧ1の電位を接地電位にすることがで
きるため、実施形態１及び実施形態２の場合より確実に
得られるようになる効果が得られる。
【００８０】なお、この回路は単段増幅構成での使用、
多段増幅構成での使用が可能である。
【００８１】（実施形態４）図１０は本発明の他の実施
形態（実施形態４）である高周波電力増幅モジュールの
等価回路図、図１１は高周波電力増幅モジュールにおけ
る外部制御電圧とゲート電圧との相関を示すグラフであ
る。
【００８２】本実施形態４では、１段目のデュアルゲー
トＦＥＴ７の第１ゲートＧ1とコントロール端子６との
間に抵抗Ｒ１５〜Ｒ１７によって形成される分圧回路に
よってコントロール電圧を供給する構成になっている。
このコントロール電圧は、図示しないＡＧＣ（Auto Gai
n Control）回路の出力、即ちコントロール電圧Ｖagcと
なる。
【００８３】１段目のデュアルゲートＦＥＴ７の第２ゲ
ートＧ2には、実施形態１と同様に入力端子２から供給
される入力電力Ｐinを供給するとともに、ゲート制御端
子１０からコントロール電圧Ｖgを印加する。１段目，
２段目，３段目はそれぞれ３個の抵抗（Ｒ１８〜Ｒ２
０，Ｒ２１〜Ｒ２３，Ｒ２４〜Ｒ２６）で形成されるバ
イアス回路によってトランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３のゲ
ート（トランジスタＴ１においては第２ゲートＧ2）が
制御される。
【００８４】本実施形態４では、外部制御電圧とゲート
電圧との相関は図１１のグラフのようになる。本実施形
態４では第２ゲートＧ2の電位は一定となる。これによ
り、Ｇ1の印加電圧の変化により出力電力及び利得が制
御でき、また出力電力制御時のＧ2の入力インピーダン
ス変動を抑えることができるため、入力側にある無線信
号発生回路に及ぼす悪影響を抑える効果が得られる。
【００８５】また、本実施形態４によれば、従来外付け
が必要であった機能（ＡＧＣ回路による制御機能）を取
り込むことができる。
【００８６】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例え
ば、半導体増幅素子はＧａＡｓ等の化合物半導体による
半導体増幅素子であっても同様に適用でき同様の効果を
奏することになる。
【００８７】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
【００８８】（１）ＧＳＭシステム（飽和動作）とＥＤ
ＧＥシステム（線形動作）を同一回路内で共存できる高
周波電力増幅モジュール及び無線通信装置を提供するこ
とができる。
【００８９】（２）ＡＭ／ＡＭコンバージョンの改善が
達成できる高周波電力増幅モジュール及び無線通信装置
を提供することができる。
【００９０】（３）入出力端子間のアイソレーションが
取り易く信号漏れが起き難い高周波電力増幅モジュール
及び無線通信装置を提供することができる。
【００９１】（４）入出力端子間のアイソレーションが
取り易くなることから回路を簡素にできるようになり、
小型の高周波電力増幅モジュール及び小型の無線通信装
置を提供することができる。
【００９２】（５）電力制御をし易い高周波電力増幅モ
ジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態（実施形態１）である高周
波電力増幅モジュールの等価回路図である。
【図２】本実施形態１のデュアルゲートＦＥＴを組み込
んだ高周波電力増幅モジュールにおける外部制御電圧と
ゲート電圧との相関を示すグラフである。
【図３】本実施形態１の高周波電力増幅モジュールによ
るＡＭ変調度を示すグラフである。
【図４】本実施形態１の高周波電力増幅モジュールに組
み込まれたデュアルゲートＦＥＴの一部の断面構造を示
す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態の高周波電力増幅モジュー
ルの概略を示す等価回路図である。
【図６】本実施形態の高周波電力増幅モジュールを組み
込んだ無線通信装置の構成の概略を示すブロック図であ
る。
【図７】本発明の他の実施形態（実施形態２）である高
周波電力増幅モジュールにおける入出力端子間のアイソ
レーション特性を示すグラフである。
【図８】本発明の他の実施形態（実施形態３）である高
周波電力増幅モジュールの等価回路図である。
【図９】本実施形態３のデュアルゲートＦＥＴを組み込
んだ高周波電力増幅モジュールにおける外部制御電圧と
ゲート電圧との相関を示すグラフである。
【図１０】本発明の他の実施形態（実施形態４）である
高周波電力増幅モジュールの等価回路図である。
【図１１】本実施形態４のデュアルゲートＦＥＴを組み
込んだ高周波電力増幅モジュールにおける外部制御電圧
とゲート電圧との相関を示すグラフである。
【符号の説明】
１…高周波電力増幅モジュール、２…入力端子、３…出
力端子、４…第１電圧端子、６…コントロール端子、７
…デュアルゲートＦＥＴ、９…モード切替端子、１１…
無線信号発生回路、１２…可変バイアス回路、１３…モ
ード切替回路、１４…スイッチ、１５…送受信切替えス
イッチ、１６…受信回路、１７…アンテナ、１８…検出
器、２０…基板、２１…エピタキシャル層、２２…Ｐ型
ウェル、２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ…Ｎ~型領域、
２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ…Ｎ+型領域、２５…ゲ
ート絶縁膜、２６…第１ゲート電極、２７…第２ゲート
電極、２８…Ｐ+型領域、２９…Ｐ+型領域、３０…層間
絶縁膜、３１…ドレイン電極、３２…ソース電極、Ａ１
〜Ａ３…増幅器（アンプ）、Ｃ１〜Ｃ７…容量、Ｄ１…
ダイオード、Ｌ１〜Ｌ４…コイル、Ｍ１〜Ｍ４…整合回
路、ＭＳ１〜ＭＳ５…マイクロストリップライン、Ｒ１
〜Ｒ２６…抵抗、Ｔ１〜Ｔ３…トランジスタ、ＴCM１〜
ＴCM３…カレントミラー回路用トランジスタ、ＴSW１，
ＴSW２，ＴSW３…モード切替え用トランジスタ。
フロントページの続き (72)発明者 赤嶺 均 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 渋谷 剛 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 安達 徹朗 群馬県高崎市西横手町１番地１ 日立東部 セミコンダクタ株式会社内 (72)発明者 森川 正敏 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 布川 康弘 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 Ｆターム(参考） 5J067 AA01 AA04 AA41 CA00 CA21 CA92 FA10 HA10 HA13 HA19 HA24 HA25 HA29 HA33 HA38 HA39 KA00 KA09 KA12 KA29 KA68 KS11 LS12 QA02 QS01 SA13 TA02 5J090 AA01 AA04 AA41 CA00 CA21 CA92 FA10 GN01 HA10 HA13 HA19 HA24 HA25 HA29 HA33 HA38 HA39 KA00 KA09 KA12 KA29 KA68 QA02 SA13 TA02 5J092 AA01 AA04 AA41 CA00 CA21 CA92 FA10 HA10 HA13 HA19 HA24 HA25 HA29 HA33 HA38 HA39 KA00 KA09 KA12 KA29 KA68 QA02 SA13 TA02

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】増幅されるべき信号が供給される入力端子
    と、出力端子と、コントロール端子と、ソースと、上記
    出力端子への信号を出力するドレインと、上記ドレイン
    と上記ソースとの間にドレイン寄りの第１ゲートとソー
    ス寄りの第２ゲートを有し、上記第１ゲートは上記コン
    トロール端子からの信号を受け、上記第２ゲートは上記
    入力端子からの信号を受ける半導体増幅素子とを有する
    高周波電力増幅モジュール。
  2. 【請求項２】上記半導体増幅素子はデュアルゲート型の
    半導体増幅素子であることを特徴とする請求項１に記載
    の高周波電力増幅モジュール。
  3. 【請求項３】上記高周波電力増幅モジュールはＧＳＭ用
    の高周波電力増幅モジュールであることを特徴とする請
    求項１に記載の高周波電力増幅モジュール。
  4. 【請求項４】上記高周波電力増幅モジュールはＥＤＧＥ
    用の高周波電力増幅モジュールであることを特徴とする
    請求項１に記載の高周波電力増幅モジュール。
  5. 【請求項５】入力端子と、出力端子と、コントロール端
    子と、ドレインとソースとの間にドレイン寄りの第１ゲ
    ートとソース寄りの第２ゲートを有し、上記第１ゲート
    は上記コントロール端子からの信号を受け、上記第２ゲ
    ートは上記入力端子からの信号を受ける半導体増幅素子
    と、上記半導体増幅素子から出力された信号に応じた信
    号を、上記出力端子に供給する回路と、上記コントロー
    ル端子に接続され、上記コントロール端子に供給される
    コントロール電圧に従ったバイアスを上記半導体増幅素
    子の第２ゲートに供給するバイアス回路を有する高周波
    電力増幅モジュール。
  6. 【請求項６】上記バイアスは非線形特性であることを特
    徴とする請求項５に記載の高周波電力増幅モジュール。
  7. 【請求項７】上記高周波電力増幅モジュールはＧＳＭ用
    の高周波電力増幅モジュールであることを特徴とする請
    求項６に記載の高周波電力増幅モジュール。
  8. 【請求項８】上記デュアルゲートＦＥＴの上記第１ゲー
    トで動作するＦＥＴ及び上記第２ゲートで動作するＦＥ
    Ｔの電圧特性はいずれも線形性を示し、上記第１ゲート
    で動作するＦＥＴの電圧特性の勾配は上記第２ゲートで
    動作するＦＥＴの電圧特性の勾配よりも急峻になってい
    ることを特徴とする請求項７記載の高周波電力増幅モジ
    ュール。
  9. 【請求項９】上記デュアルゲートＦＥＴの上記第１ゲー
    トで動作するＦＥＴは上記第２ゲートで動作するＦＥＴ
    よりも早く動作し、上記第２ゲートで動作するＦＥＴよ
    りも早く動作しなくなることを特徴とする請求項７記載
    の高周波電力増幅モジュール。
  10. 【請求項１０】入力端子と、出力端子と、コントロール
    端子と、モード切替端子と、ドレインとソースとの間に
    ドレイン寄りの第１ゲートとソース寄りの第２ゲートを
    有し、上記第１ゲートは上記コントロール端子からの信
    号を受け、上記第２ゲートは上記入力端子からの信号を
    受ける半導体増幅素子と、上記半導体増幅素子から出力
    された信号に応じた信号を、上記出力端子に供給する回
    路と、上記コントロール端子に接続され、上記コントロ
    ール端子に供給されるコントロール電圧に従ったバイア
    スを上記半導体増幅素子の第２ゲートに供給するバイア
    ス回路と、上記モード切替端子からの信号を受けて動作
    し、出力信号を上記半導体増幅素子の第２ゲートに供給
    するモード切替え回路とを有する高周波電力増幅モジュ
    ール。
  11. 【請求項１１】上記半導体増幅素子と上記出力回路との
    間に設けられた上記回路は、１乃至複数従属接続された
    第２の半導体増幅素子を有し、上記第２の半導体増幅素
    子は前段の半導体増幅素子の出力端子に接続された制御
    端子と、上記出力端子又は後段の半導体増幅素子の制御
    端子に接続された第１端子とを有することを特徴とする
    請求項１０に記載の高周波電力増幅モジュール。
  12. 【請求項１２】上記半導体増幅素子の第１ゲートにはＡ
    ＧＣ回路の出力が供給されることを特徴とする請求項１
    １に記載の高周波電力増幅モジュール。
  13. 【請求項１３】上記モード切替え回路の出力信号が第１
    の状態を示す場合、上記高周波電力増幅モジュールは、
    ＧＳＭ用増幅系になり、上記モード切替え回路の出力信
    号が第２の状態を示す場合、上記高周波電力増幅モジュ
    ールは、ＥＤＧＥ用増幅系になることを特徴とする請求
    項１０に記載の高周波電力増幅モジュール。
  14. 【請求項１４】入力端子と、出力端子と、コントロール
    端子と、モード切替端子と、ドレインとソースとの間に
    ドレイン寄りの第１ゲートとソース寄りの第２ゲートを
    有し、上記第１ゲートは上記コントロール端子からの信
    号を受け、上記第２ゲートは上記入力端子からの信号を
    受ける半導体増幅素子と、上記半導体増幅素子から出力
    された信号に応じた信号を、上記出力端子に供給する回
    路と、上記コントロール端子に接続され、上記コントロ
    ール端子に供給されるコントロール電圧に従ったバイア
    スを上記半導体増幅素子の第１ゲート及び第２ゲートに
    供給するバイアス回路と、上記モード切替端子からの信
    号を受けて動作し、出力信号を上記半導体増幅素子の第
    ２ゲートに供給するモード切替え回路とを有する高周波
    電力増幅モジュール。
  15. 【請求項１５】上記モード切替え回路の出力信号が第１
    の状態を示す場合、上記高周波電力増幅モジュールは、
    ＧＳＭ用増幅系になり、上記モード切替え回路の出力信
    号が第２の状態を示す場合、上記高周波電力増幅モジュ
    ールは、ＥＤＧＥ用増幅系になることを特徴とする請求
    項１４に記載の高周波電力増幅モジュール。
  16. 【請求項１６】送信側出力段に高周波電力増幅モジュー
    ルを有する無線通信装置であって、上記高周波電力増幅
    モジュールは、増幅されるべき信号が供給される入力端
    子と、出力端子と、コントロール端子と、ソースと、上
    記出力端子への信号を出力するドレインと、上記ドレイ
    ンと上記ソースとの間にドレイン寄りの第１ゲートとソ
    ース寄りの第２ゲートを有し、上記第１ゲートは上記コ
    ントロール端子からの信号を受け、上記第２ゲートは上
    記入力端子からの信号を受ける半導体増幅素子とを有す
    る高周波電力増幅モジュールとする無線通信装置。
  17. 【請求項１７】上記半導体増幅素子はデュアルゲート型
    の半導体増幅素子であることを特徴とする請求項１６に
    記載の無線通信装置。
  18. 【請求項１８】上記高周波電力増幅モジュールはＧＳＭ
    用の高周波電力増幅モジュールであることを特徴とする
    請求項１６に記載の無線通信装置。
  19. 【請求項１９】上記高周波電力増幅モジュールはＥＤＧ
    Ｅ用の高周波電力増幅モジュールであることを特徴とす
    る請求項１６に記載の無線通信装置。
  20. 【請求項２０】送信側出力段に高周波電力増幅モジュー
    ルを有する無線通信装置であって、上記高周波電力増幅
    モジュールは、入力端子と、出力端子と、コントロール
    端子と、ドレインとソースとの間にドレイン寄りの第１
    ゲートとソース寄りの第２ゲートを有し、上記第１ゲー
    トは上記コントロール端子からの信号を受け、上記第２
    ゲートは上記入力端子からの信号を受ける半導体増幅素
    子と、上記半導体増幅素子から出力された信号に応じた
    信号を、上記出力端子に供給する回路と、上記コントロ
    ール端子に接続され、上記コントロール端子に供給され
    るコントロール電圧に従ったバイアスを上記半導体増幅
    素子の第２ゲートに供給するバイアス回路を有する高周
    波電力増幅モジュールとする無線通信装置。
  21. 【請求項２１】上記バイアスは非線形特性であることを
    特徴とする請求項２０に記載の無線通信装置。
  22. 【請求項２２】上記高周波電力増幅モジュールはＧＳＭ
    用の高周波電力増幅モジュールであることを特徴とする
    請求項２０に記載の無線通信装置。
  23. 【請求項２３】上記デュアルゲートＦＥＴの上記第１ゲ
    ートで動作するＦＥＴ及び上記第２ゲートで動作するＦ
    ＥＴの電圧特性はいずれも線形性を示し、上記第１ゲー
    トで動作するＦＥＴの電圧特性の勾配は上記第２ゲート
    で動作するＦＥＴの電圧特性の勾配よりも急峻になって
    いることを特徴とする請求項２２記載の無線通信装置。
  24. 【請求項２４】上記デュアルゲートＦＥＴの上記第１ゲ
    ートで動作するＦＥＴは上記第２ゲートで動作するＦＥ
    Ｔよりも早く動作し、上記第２ゲートで動作するＦＥＴ
    よりも早く動作しなくなることを特徴とする請求項２２
    記載の無線通信装置。
  25. 【請求項２５】送信側出力段に高周波電力増幅モジュー
    ルを有する無線通信装置であって、上記高周波電力増幅
    モジュールは、入力端子と、出力端子と、コントロール
    端子と、モード切替端子と、ドレインとソースとの間に
    ドレイン寄りの第１ゲートとソース寄りの第２ゲートを
    有し、上記第１ゲートは上記コントロール端子からの信
    号を受け、上記第２ゲートは上記入力端子からの信号を
    受ける半導体増幅素子と、上記半導体増幅素子から出力
    された信号に応じた信号を、上記出力端子に供給する回
    路と、上記コントロール端子に接続され、上記コントロ
    ール端子に供給されるコントロール電圧に従ったバイア
    スを上記半導体増幅素子の第２ゲートに供給するバイア
    ス回路と、上記モード切替端子からの信号を受けて動作
    し、出力信号を上記半導体増幅素子の第２ゲートに供給
    するモード切替え回路とを有する高周波電力増幅モジュ
    ールとする無線通信装置。
  26. 【請求項２６】上記半導体増幅素子と上記出力回路との
    間に設けられた上記回路は、１乃至複数従属接続された
    第２の半導体増幅素子を有し、上記第２の半導体増幅素
    子は前段の半導体増幅素子の出力端子に接続された制御
    端子と、上記出力端子又は後段の半導体増幅素子の制御
    端子に接続された第１端子とを有することを特徴とする
    請求項２５に記載の無線通信装置。
  27. 【請求項２７】上記半導体増幅素子の第１ゲートにはＡ
    ＧＣ回路の出力が供給されることを特徴とする請求項２
    ６に記載の無線通信装置。
  28. 【請求項２８】上記モード切替え回路の出力信号が第１
    の状態を示す場合、上記高周波電力増幅モジュールは、
    ＧＳＭ用増幅系になり、上記モード切替え回路の出力信
    号が第２の状態を示す場合、上記高周波電力増幅モジュ
    ールは、ＥＤＧＥ用増幅系になることを特徴とする請求
    項２５に記載の無線通信装置。
  29. 【請求項２９】送信側出力段に高周波電力増幅モジュー
    ルを有する無線通信装置であって、上記高周波電力増幅
    モジュールは、入力端子と、出力端子と、コントロール
    端子と、モード切替端子と、ドレインとソースとの間に
    ドレイン寄りの第１ゲートとソース寄りの第２ゲートを
    有し、上記第１ゲートは上記コントロール端子からの信
    号を受け、上記第２ゲートは上記入力端子からの信号を
    受ける半導体増幅素子と、上記半導体増幅素子から出力
    された信号に応じた信号を、上記出力端子に供給する回
    路と、上記コントロール端子に接続され、上記コントロ
    ール端子に供給されるコントロール電圧に従ったバイア
    スを上記半導体増幅素子の第１ゲート及び第２ゲートに
    供給するバイアス回路と、上記モード切替端子からの信
    号を受けて動作し、出力信号を上記半導体増幅素子の第
    ２ゲートに供給するモード切替え回路とを有する高周波
    電力増幅モジュールとする無線通信装置。
  30. 【請求項３０】上記モード切替え回路の出力信号が第１
    の状態を示す場合、上記高周波電力増幅モジュールは、
    ＧＳＭ用増幅系になり、上記モード切替え回路の出力信
    号が第２の状態を示す場合、上記高周波電力増幅モジュ
    ールは、ＥＤＧＥ用増幅系になることを特徴とする請求
    項２９に記載の無線通信装置。
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