JP2001217653A - 高周波増幅回路およびそれを用いた移動体通信端末 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低出力時の歪を増大を回避するための回路規
模の増大を生じることなく、低出力時の動作電流を減少
させることができる携帯電話端末用の高周波増幅回路を
提供する。 【解決手段】 信号入力端子１に増幅器３の入力端子を
接続し、増幅器３の出力端子に切替スイッチ５の共通端
子を接続し、切替スイッチ５の一方の切替端子に増幅器
７の入力端子を接続し、増幅器７の出力端子に切替スイ
ッチ９の一方の切替端子を接続し、切替スイッチ５の他
方の切替端子に切替スイッチ９の他方の切替端子を接続
し、信号出力端子１０に切替スイッチ９の共通端子を接
続する。そして、切替スイッチ５，９を連動して一方の
切替端子側と他方の切替端子側とに切り替え、切替スイ
ッチ５，９の一方の切替端子側への切替動作に連動して
増幅器７へ電源電圧を印加し、切替スイッチ５，９の他
方の切替端子側への切替動作に連動して増幅器７への電
源電圧を遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話端末等の
移動体通信端末の送信部の高周波回路部に設けられて高
周波信号を増幅する高周波増幅回路および、それを用い
た移動体通信端末に関するものである。特に、制御電圧
により、利得制御を行い、また利得制御に連動して動作
電流を制御する高周波増幅回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、移動体通信分野では、通信方式と
してＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access ）方式
が世界標準となりつつある。このような通信方式では、
通話品質を確保するために、通話時の符号誤り率の増加
を防ぐ必要があり、携帯電話端末と基地局の距離に対応
した高精度な出力調整が必要不可欠である。

【０００３】ここで、ＣＤＭＡ方式に対応した携帯電話
端末に使用される利得制御機能を内蔵した高周波増幅回
路にも、リニアリティに優れた利得制御が強く要望され
ている。また、ＣＤＭＡ方式では携帯電話端末から基地
局間でデータのやり取りを常時行う必要があるため、携
帯電話端末の通話時間を延長するためには、高周波回路
ブロックの電流の削減が重要視されている。

【０００４】以下、無線部の中の特に送信部において利
得制御を行う、ＣＤＭＡ方式に対応した従来の代表的な
携帯電話端末について説明する。

【０００５】図６は従来の代表的な携帯電話端末の無線
部の構成を示すブロック図である。図６において、携帯
電話端末の無線部は、送信部２００、受信部３００、シ
ンセサイザ部４００、共用器部５００からなる。

【０００６】送信部２００は、中間周波数（例えば６０
０ＭＨｚ）の変調信号入力（中間周波数変調信号）を送
信周波数（Ｗ−ＣＤＭＡ方式の場合には、約１．９ＧＨ
ｚ）に変換するアップコンバータ２０１、アップコンバ
ータ２０１の出力信号（１ｍＷ以下）を最大１０ｍＷ程
度まで増幅する可変利得の高周波増幅回路２０２、高周
波増幅回路２０２の出力信号（１０ｍＷ以下）を最大１
Ｗ程度まで増幅する固定利得の高出力高周波増幅回路２
０３、高出力高周波増幅回路２０３の出力を電波として
送信するための共用器部５００へ供給するアイソレータ
２０４で構成されている。

【０００７】受信部３００は、共用器部５００で受信さ
れた受信信号を高周波増幅し、この受信信号とシンセサ
イザ部４００から供給される局部発振信号とを混合する
フロントエンドＩＣ３０１、フロントエンドＩＣ３０１
の出力信号から中間周波数信号を抽出するバンドパスフ
ィルタ３０２で構成されている。

【０００８】シンセサイザ部４００は、温度制御水晶発
振器（ＴＣＸＯ）４０１、フェーズロックドループ（Ｐ
ＬＬ）回路４０２、電圧制御発振器（ＶＣＯ）４０３で
構成されている。

【０００９】共用器部５００はアンテナ５０１、デュプ
レクサ５０２で構成されている。

【００１０】図７は、図６に示したＣＤＭＡ方式の携帯
電話端末の無線部における送信部２００と共用器部５０
０に該当する部分のブロック図を示す。アイソレータに
ついては図示を省略している。

【００１１】図７において、信号入力端子１０１には音
声等が変調された中間周波数変調信号が入力される。ア
ップコンバータ１０３は、信号入力端子１０１からの中
間周波数変調信号と、発振器１０２からの局部発振信号
とが入力され、中間周波数を送信周波数に変換する。具
体的には、アップコンバータ１０３では、中間周波数の
信号（中間周波数変調信号）を利得制御増幅器１１１で
増幅し、利得制御増幅器１１１の出力信号と発振器１０
２からの局部発振信号とをミキサ１１２で混合すること
により、中間周波数を送信周波数に変換する。

【００１２】ここで、ミキサ１１２に入力される、中間
周波数変調信号の周波数をｆ_if、発振器１０２の局部発
振周波数をｆ_lo、送信信号の周波数をｆ_c とすると、送
信信号の周波数は、 ｆ_c ＝ｆ_lo±ｆ_if の関係になり、ミキサ１１２より周波数ｆ_c として出力
される。なお、中間周波数および送信信号周波数は前述
したものが例としてあげられる。

【００１３】高周波増幅回路１０４は、利得制御機能を
内蔵し、送信周波数の信号を最大１０ｍＷ程度まで増幅
する。高出力高周波増幅回路１０５は、高周波増幅回路
１０４の出力信号（送信周波数の信号）をさらに最大１
Ｗ程度まで増幅する増幅回路である。

【００１４】デュプレクサ１０６は、高出力高周波増幅
回路１０５から出力される送信信号をアンテナ１０７へ
送り、アンテナ１０７で受信した受信信号を信号出力端
子１０８へ送る機能を有する。具体的には、デュプレク
サ１０６は、信号を端子１０６ａ→端子１０６ｂの方向
は通過させ、端子１０６ｂ→端子１０６ａの方向は阻止
し、端子１０６ｂ→端子１０６ｃの方向は通過させ、端
子１０６ｃ→端子１０６ｂの方向は阻止し、端子１０６
ａ→端子１０６ｃの方向は阻止し、端子１０６ｃ→端子
１０６ａの方向は阻止する機能を持つ。

【００１５】ここで、ＣＤＭＡ方式の携帯電話端末の動
作について説明する。信号入力端子１０１より入力され
た中間周波数変調信号は、アップコンバータ１０３に内
蔵された利得制御増幅器１１１により増幅され、発振器
１０２とアップコンバータ１０３に内蔵されたミキサ１
１２により、所定の送信周波数の送信信号へ周波数変換
される。その送信信号は高周波増幅回路１０４により１
０ｍＷ程度まで増幅され、高出力高周波増幅回路１０５
によりさらに最大１Ｗ程度まで増幅される。

【００１６】そして、端子１０６ａよりデュプレクサ１
０６に入った送信信号は、端子１０６ｂより出て、アン
テナ１０７へ送られ、アンテナ１０７より送信電波とし
て出力される。また、アンテナ１０７で受信された受信
信号は、端子１０６ｂよりデュプレクサ１０６に入り、
端子１０６ｃから出て、信号出力端子１０８へ送られ
る。

【００１７】以上のような図７の構成にて、利得制御
は、アップコンバータ１０３に内蔵された利得制御増幅
器１１１と、高周波増幅回路１０４の利得制御機能を用
いて実現してきた。具体的には、アップコンバータ１０
３内の利得制御増幅器１１１でリニアリティの高い利得
制御を行い、高周波増幅回路１０４で２ステップ程度の
段階的な利得制御を行う。

【００１８】つぎに、図７に示された利得制御機能を有
する高周波増幅回路１０４の具体的な構成を図８を参照
しながら説明する。この高周波増幅回路１０４は、図８
に示すように、信号入力端子１２１から入力された高周
波信号がインピーダンス変換を行うインピーダンス整合
回路１２２を介して増幅器１２３に加えられ、この増幅
器１２３で増幅される。増幅器１２３の出力信号は、イ
ンピーダンス整合回路１２４を介してアッテネータ１２
５に加えられ、アッテネータ１２５で制御端子１２５ａ
に加えられる制御電圧に応じた減衰量で減衰する。アッ
テネータ１２５の出力信号は、インピーダンス整合回路
１２６を介して増幅器１２７に加えられ、この増幅器１
２７で増幅される。増幅器１２７の出力信号は、インピ
ーダンス整合回路１２８を介して信号出力端子１２９へ
送られる。

【００１９】上記したように、図８の利得制御機能を内
蔵した高周波増幅回路１０４では、制御電圧によってア
ッテネータ１２５の減衰量を例えば２ステップに調整す
ることにより、利得制御を行っている。

【００２０】図９（ａ）は、上述した図８の高周波増幅
回路１０４における制御電圧と出力電力の関係を示し、
図９（ｂ）は同高周波増幅回路１０４における制御電圧
と高周波増幅回路１０４に電圧Ｖ_ddの電源から供給され
る動作電流の関係を示したグラフである。ただし、高周
波増幅回路１０４に入力される電力は一定にしている。

【００２１】高周波増幅回路１０４の制御電圧の範囲を
図中のようにａ，ｂ，ｃのように定義すると、図９
（ａ）に示される高周波増幅回路１０４の制御電圧と高
周波増幅回路１０４の出力電力との関係においては、制
御電圧がａ，ｃの範囲では、出力電力は制御電圧の変化
に対して一定である。また、制御電圧がｂの範囲では、
入力される制御電圧の変化に対応して出力電力が変化し
ている。

【００２２】ところが、図９（ｂ）に示される高周波増
幅回路１０４の制御電圧と高周波増幅回路１０４の動作
電流の関係においては、制御電圧がａ，ｂ，ｃのいずれ
の範囲の場合も高周波増幅回路１０４の動作電流は変化
していない。

【００２３】結局、この高周波増幅回路１０４では、制
御電圧により出力電力を大小に制御しても、その動作電
流はほとんど変化していない。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】一般的に増幅回路で
は、大きな出力電力を得ようとすれば、増幅回路の動作
電流は大きくなる。図９において、制御電圧がａ，ｃの
範囲で、出力電力と動作電流の関係を考えてみると、制
御電圧がａの範囲では、制御電圧がｃの範囲の出力電力
より高周波増幅回路１０４の出力電力は小さい。そのた
め、制御電圧がａの範囲では、動作電圧がｃの範囲より
動作電流を削減できると考えられる。

【００２５】しかしながら、上述した従来の高周波増幅
回路１０４では、制御電圧がａの範囲の動作電流を、動
作電圧がｃの範囲の動作電流より少なくはしていない。
その理由は以下に述べる通りである。

【００２６】増幅器１２７は、例えば電界効果トランジ
スタ（以下、ＦＥＴと略す）で構成する。この場合、Ｆ
ＥＴのゲート電極に印加するゲート電圧（以下、バイア
スと記す）を変化させて、ソース・ドレイン間の電流
（以下、動作電流と記す）を制御する。

【００２７】高周波増幅回路１０４において、アッテネ
ータ１２５の減衰量を大きくして出力電力を小さくした
ときに、アッテネータ１２５の後段にある増幅器１２７
のバイアスを変化させれば、出力電力を小さくしたとき
に増幅器１２７の動作電流を少なくでき、高周波増幅回
路１０４の動作電流を少なくできる。

【００２８】ところが、増幅器１２７のバイアスを変化
させて増幅器１２７の動作電流を少なくすると、増幅器
１２７の歪が増大することになる。増幅器１２７の歪を
増大させることなくバイアスを変化させるには、バイア
ス回路の構成が複雑となり、高周波増幅回路１０４の回
路規模が大幅に増大し、集積回路化する場合に実装面積
が大きくなるという問題が生じる。実装面積の増大は携
帯電話端末の小型軽量化の流れに反し、好ましくない。
そのため、低出力時にも動作電流を減少させない回路構
成が採用されていた。

【００２９】しかしながら、ＣＤＭＡ方式の携帯電話端
末の場合、現在のデジタル携帯電話で主として用いられ
るＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式の
携帯電話端末とは異なり、通話中連続的に基地局との間
で通信を行う必要があるため、消費電力が大きくなる傾
向にある。そのため、限られた容量のバッテリで、より
長時間の使用を可能とするためには、実使用時の大部分
を占める低出力時に動作電流を減少させることが好まし
い。しかも、それを小型軽量化の流れに反することなく
実現することが要求される。

【００３０】したがって、本発明の目的は、低出力時の
歪を増大を回避するための回路規模の増大を生じること
なく、低出力時の動作電流を減少させることができる高
周波増幅回路およびそれを用いた移動体通信端末を提供
することである。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の高周
波増幅回路は、信号入力端子および信号出力端子と、信
号入力端子に接続された入力端子から信号入力して出力
端子から増幅信号を出力する第１の増幅器と、第１の増
幅器の出力端子に共通端子が接続された第１の切替スイ
ッチと、第１の切替スイッチの一方の切替端子に入力端
子が接続され該入力端子から信号入力し出力端子から動
作電流を増幅信号として出力する第２の増幅器と、信号
出力端子に共通端子が接続され第２の増幅器の出力端子
に一方の切替端子が接続され第１の切替スイッチの他方
の切替端子に他方の切替端子が接続された第２の切替ス
イッチとを備えている。

【００３２】そして、第１のモードでは、第１の切替ス
イッチおよび第２の切替スイッチの各々は一方の切替端
子側への切替動作を行い、第２の増幅器に所定の電源電
圧を印加することにより第２の増幅器から増幅信号を出
力し、第２のモードでは、第１の切替スイッチおよび第
２の切替スイッチの各々は他方の切替端子側への切替動
作を行い、第２の増幅器には電源電圧の供給を停止ある
いは遮断することにより動作電流を流さないようにして
いる。

【００３３】この構成によれば、第１および第２の切替
スイッチを一方の切替端子側へ切り替えたときには、信
号入力端子に入力された高周波信号は第１の増幅器で増
幅された後さらに第２の増幅器で増幅され、その後信号
出力端子より高出力の高周波信号として出力される。

【００３４】一方、第１および第２の切替スイッチを他
方の切替端子側へ切り替えたときには、信号入力端子に
入力された高周波信号は第１の増幅器で増幅された後第
２の増幅器は通らずにバイパスされ、信号出力端子より
低出力の高周波信号として出力される。このとき、第２
の増幅器への電源電圧は供給が停止あるいは遮断されて
いるので、第２の増幅器には動作電流は流れない。その
結果、低出力時の動作電流を減少させることができる。
また、第２の増幅器をバイパスすることで低出力動作を
させるので、第２の増幅器の歪の問題を考慮してバイア
ス回路を複雑化する場合のような回路規模の大幅な増大
は生じない。

【００３５】また、電源供給が停止あるいは遮断されて
出力インピーダンスが動作時とは異なる値に変化した第
２の増幅器は、第１および第２の切替スイッチによって
信号入力端子から信号出力端子へ到る信号経路からは完
全に切り離されるので、信号出力端子の部分で第２の増
幅器が原因となるインピーダンス不整合が生じることは
なく、したがってインピーダンス不整合による異常発振
等の不安定な動作は起こらず、安定な増幅動作を実現す
ることができる。

【００３６】上記構成において、制御電圧に応答して、
一方の切替端子側あるいは他方の切替端子側へ切り替わ
るように第１および第２の切替スイッチを構成し、制御
電圧を第２の増幅器へ電源電圧として供給するようにし
てもよい。

【００３７】この構成によれば、制御電圧の入力端子と
第２の増幅器の電源電圧の入力端子とを共用できるの
で、端子数を削減することが可能となる。

【００３８】また、第１および第２の切替スイッチは各
々、例えば共通端子にドレイン端子あるいはソース端子
の一方が接続され、一方の切替端子にドレイン端子ある
いはソース端子の他方が接続された第１の電界効果トラ
ンジスタと、共通端子にドレイン端子あるいはソース端
子の一方が接続され、他方の切替端子にドレイン端子あ
るいはソース端子の他方が接続された第２の電界効果ト
ランジスタとを有し、第１の電界効果トランジスタはゲ
ート端子に制御電圧が加えられるとともに、ソース端子
に基準電圧が加えられ、第２の電界効果トランジスタは
ゲート端子に基準電圧が加えられるとともに、ソース端
子に制御電圧が加えられるようになっている。

【００３９】この構成によれば、第１および第２の電界
効果トランジスタのオンオフを切り替えるための制御電
圧と基準電圧とを、第１および第２の電界効果トランジ
スタで共通にすることができ、端子数を削減することが
できる。

【００４０】また、基準電圧は第１の増幅器の電源電圧
を入力とする内部基準電圧作成回路で作成するようにし
てもよい。

【００４１】この構成によれば、基準電圧の入力端子を
別に設ける必要がないので、端子数を削減することが可
能となる。

【００４２】また、第１の電界効果トランジスタのソー
ス端子に加える基準電圧を、第１および第２の電界効果
トランジスタのしきい値電圧に相当する値だけ第２の電
界効果トランジスタのゲート端子に加える基準電圧より
高く設定することも可能である。

【００４３】この構成によれば、第１および第２の電界
効果トランジスタがオンオフの中間の状態となる電圧範
囲を重ならせることができるので、第１および第２の電
界効果トランジスタをオンオフさせるための制御電圧の
設定範囲を広くすることができる。

【００４４】本発明による第２の高周波増幅回路は、信
号入力端子および信号出力端子と、信号入力端子に接続
された入力端子から信号入力して出力端子から増幅信号
を出力する第１の増幅器と、第１の増幅器の出力端子に
一方の端子が接続された第１のスイッチと、第１のスイ
ッチの他方の端子に入力端子が接続され該入力端子から
信号入力し出力端子から動作電流を増幅信号としてを出
力する第２の増幅器と、第２の増幅器の出力端子に一方
の端子が接続され信号出力端子に他方の端子が接続され
た第２のスイッチと、第１の増幅器の出力端子に一方の
端子が接続され信号出力端子に他方の端子が接続された
第３のスイッチとを備えている。

【００４５】そして、第１のモードでは、第１のスイッ
チおよび第２のスイッチの各々は導通させるとともに第
３のスイッチは開放させ、第２の増幅器に所定の電源電
圧を印加することにより第２の増幅器から増幅信号を出
力し、第２のモードでは、第１のスイッチおよび第２の
スイッチの各々は開放させるとともに第３のスイッチを
導通させ、第２の増幅器には電源電圧の供給を停止ある
いは遮断することにより動作電流を流さないようにして
いる。

【００４６】この構成によれば、第１および第２のスイ
ッチを導通させ、第３のスイッチを開放したときには、
信号入力端子に入力された高周波信号は第１の増幅器で
増幅された後さらに第２の増幅器で増幅され、その後信
号出力端子より高出力の高周波信号として出力される。

【００４７】一方、第１および第２のスイッチを開放
し、第３のスイッチを導通させたときには、信号入力端
子に入力された高周波信号は第１の増幅器で増幅された
後第２の増幅器は通らずにバイパスされ、信号出力端子
より低出力の高周波信号として出力される。このとき、
第２の増幅器への電源電圧は供給が停止あるいは遮断さ
れているので、第２の増幅器には動作電流は流れない。
その結果、低出力時の動作電流を減少させることができ
る。また、第２の増幅器をバイパスすることで低出力動
作をさせるので、第２の増幅器の歪の問題を考慮してバ
イアス回路を複雑化する場合のような回路規模の大幅な
増大は生じない。

【００４８】また、電源供給が停止あるいは遮断されて
出力インピーダンスが動作時とは異なる値に変化した第
２の増幅器は、第１および第２のスイッチによって信号
入力端子から信号出力端子へ到る信号経路からは完全に
切り離されるので、信号出力端子の部分で第２の増幅器
が原因となるインピーダンス不整合が生じることはな
く、したがってインピーダンス不整合による異常発振等
の不安定な動作は起こらず、安定な増幅動作を実現する
ことができる。

【００４９】上記構成において、制御電圧に応答して、
第１および第２のスイッチが導通したときには第３のス
イッチが開放し、第１および第２のスイッチが開放した
ときには第３のスイッチが導通し、制御電圧を第２の増
幅器へ電源電圧として供給するようにしてもよい。

【００５０】この構成によれば、制御電圧の入力端子と
第２の増幅器の電源電圧の入力端子とを共用できるの
で、端子数を削減することが可能となる。

【００５１】また、第１および第２のスイッチは各々、
例えば一端にドレイン端子あるいはソース端子の一方が
接続され、他端にドレイン端子あるいはソース端子の他
方が接続された第１の電界効果トランジスタを有し、第
３のスイッチは、一端にドレイン端子あるいはソース端
子の一方が接続され、他端にドレイン端子あるいはソー
ス端子の他方が接続された第２の電界効果トランジスタ
を有し、第１の電界効果トランジスタはゲート端子に制
御電圧が加えられるとともに、ソース端子に基準電圧が
加えられ、第２の電界効果トランジスタはゲート端子に
基準電圧が加えられるとともに、ソース端子に制御電圧
が加えられるようになっている。

【００５２】この構成によれば、第１および第２の電界
効果トランジスタのオンオフを切り替えるための制御電
圧と基準電圧とを、第１および第２の電界効果トランジ
スタで共通にすることができ、端子数を削減することが
できる。

【００５３】また、基準電圧は第１の増幅器の電源電圧
を入力とする内部基準電圧作成回路で作成するようにし
てもよい。

【００５４】この構成によれば、基準電圧の入力端子を
別に設ける必要がないので、端子数を削減することが可
能となる。

【００５５】また、第１の電界効果トランジスタのソー
ス端子に加える基準電圧を、第２の電界効果トランジス
タのゲート端子に加える基準電圧より、第１および第２
の電界効果トランジスタのしきい値電圧に相当する値だ
け高く設定することも可能である。

【００５６】この構成によれば、第１および第２の電界
効果トランジスタがオンオフの中間の状態となる電圧範
囲を重ならせることができるので、第１および第２の電
界効果トランジスタをオンオフさせるための制御電圧の
設定範囲を広くすることができる。

【００５７】上記第３のスイッチは、第１の増幅器の出
力端子と信号出力端子との間に複数個が直列接続された
状態で設けられていてもよい。

【００５８】この構成によれば、第３のスイッチの両端
子間のアイソレーションを、第３のスイッチが１個の場
合に比べて向上させることができる。その結果、第１の
増幅器の出力端子と信号出力端子との間、すなわち第１
のスイッチの一方の端子と信号出力端子との間のアイソ
レーションを向上させることができ、第２の増幅器の異
常発振等の不安定動作を回避することができる。

【００５９】本発明による第１の移動体通信端末は、送
信部に該送信部から出力される出力電力を制御するため
の利得制御機能を備えた高周波増幅回路を有する移動体
通信端末であり、高周波増幅回路が本発明の第１の高周
波増幅回路と同じ構成になっている。

【００６０】この構成によれば、本発明の第１の高周波
増幅回路と同様の作用を有する。本発明による第２の移
動体通信端末は、送信部に該送信部から出力される出力
電力を制御するための利得制御機能を備えた高周波増幅
回路を有する移動体通信端末であり、高周波増幅回路が
本発明の第２の高周波増幅回路と同じ構成となってい
る。

【００６１】この構成によれば、本発明の第２の高周波
増幅回路と同様の作用を有する。

【００６２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の高周
波増幅回路およびそれを用いた携帯電話端末について図
面を参照しながら説明する。

【００６３】〔第１の実施の形態〕図１は、本発明の第
１の実施の形態における高周波増幅回路の構成を示すブ
ロック図である。図１の高周波増幅回路は、図７に示し
た従来の携帯電話端末の送信部のブロック図において、
該送信部から出力される出力電力を制御するための利得
制御機能を内蔵した高周波増幅回路１０４に対応してい
る。すなわち、本発明の実施の形態の携帯電話端末で
は、図７に示した従来の携携帯電話端末の送信部におい
て、高周波増幅回路１０４に代えて図１の高周波増幅回
路を用いている。

【００６４】以下、図１の高周波増幅回路について詳し
く説明する。図１において、信号入力端子１には、イン
ピーダンス変換を行うインピーダンス整合回路２の入力
端子が接続されている。インピーダンス整合回路２の出
力端子には、第１の増幅器３の入力端子が接続されてい
る。第１の増幅器３の出力端子には、インピーダンス整
合回路４の入力端子が接続されている。

【００６５】インピーダンス整合回路４の出力端子に
は、第１の切替スイッチ５の共通端子５ａが接続されて
いる。第１の切替スイッチ５の一方の切替端子５ｂには
インピーダンス整合回路６の入力端子が接続されてい
る。インピーダンス整合回路６の出力端子には、第２の
増幅器７の入力端子が接続されている。第２の増幅器７
の出力端子には、インピーダンス整合回路８の入力端子
が接続されている。

【００６６】インピーダンス整合回路８の出力端子に
は、第２の切替スイッチ９の一方の切替端子９ｂが接続
されている。第２の切替スイッチ９の他方の切替端子９
ｃには、第１の切替スイッチ５の他方の切替端子５ｃが
接続されている。第２の切替スイッチ９の共通端子９ａ
には、信号出力端子１０が接続されている。

【００６７】電源電圧Ｖ_dd1 が印加される電源端子１１
には、第１の増幅器３の電源端子が接続されている。電
源電圧Ｖ_dd2 が印加される電源端子１２には、第２の増
幅器７の電源端子が接続されている。制御電圧Ｖ_c が印
加される制御端子１３は、第１の切替スイッチ５の制御
端子５ｄと、第２の切替スイッチ９の制御端子９ｄとに
それぞれ接続されている。基準電圧Ｖ_ref が印加される
基準電圧端子１４は、第１の切替スイッチ５の基準電圧
端子５ｅと、第２の切替スイッチ９の基準電圧端子９ｅ
とにそれぞれ接続されている。ＧＮＤ（グラウンド）端
子１５は、第１の増幅器３の接地端子に接続されてい
る。ＧＮＤ端子１６は、第２の増幅器７の接地端子に接
続されている。

【００６８】ここで、第２の増幅器７としては、例え
ば、電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと記す）が用
いられ、第２の増幅器７の入力端子、電源端子、および
接地端子は、それぞれＦＥＴのゲート電極、ドレイン電
極、ソース電極に対応する。第２の増幅器７であるＦＥ
Ｔの信号の増幅作用は、ＦＥＴのゲート端子に電圧信号
を入力し、ソースとドレイン間に流れる動作電流を出力
信号として取り出すことにより実現している。ＦＥＴの
動作電流の制御は、ゲートとソース間の電位の変化や、
ドレインとソース間の電位の変化により実現している。
また、第２の増幅器７としては、例えばバイポーラトラ
ンジスタを用いてもよい。先の説明でのゲート、ドレイ
ン、ソース電極をそれぞれベース、コレクタ、エミッタ
電極に置き換えて考えることができる。

【００６９】以下の説明では、第２の増幅器７としては
ＦＥＴを考える。そして、電源端子１２に印加される電
源電圧Ｖ_dd2 は、制御電圧Ｖ_c に連動して変化させる。
制御電圧Ｖ_c を第１の電圧に制御して第１および第２の
切替スイッチ５，９が一方の切替端子５ｂ，９ｂ側に切
り替えられたときには、第２の増幅器７が信号増幅を行
い第２の増幅器７に動作電流が流れるような電源電圧Ｖ
_dd2 に設定される。制御電圧Ｖ_c を第２の電圧に制御し
て第１および第２の切替スイッチ５，９が他方の切替端
子５ｃ，９ｃ側に切り替えられたときには、第２の増幅
器７が信号増幅を行わず第２の増幅器７に動作電流が流
れないような電源電圧Ｖ_dd2 に設定（例えば接地端子に
印加される接地電位の０Ｖに設定して電源供給を停
止）、あるいは電源電圧Ｖｄｄ２から切り離し（遮断）
を行う。

【００７０】つぎに、上記図１の回路の動作について簡
単に説明する。制御電圧Ｖ_c と基準電圧Ｖ_ref の関係を
所定の状態に設定することによって、第１および第２の
切替スイッチ５，９を一方の切替端子５ｂ，９ｂ側へ切
り替えたときには、信号入力端子１に入力された高周波
信号は、インピーダンス整合回路２を通り、第１の増幅
器３で増幅された後、インピーダンス整合回路４，第１
の切替スイッチ５およびインピーダンス整合回路６を通
り、さらに第２の増幅器７で増幅され、その後、インピ
ーダンス整合回路８および第２の切替スイッチ９を通
り、信号出力端子１０より高出力の高周波信号として出
力される。

【００７１】一方、第１および第２の切替スイッチ５，
９を他方の切替端子５ｃ，９ｃ側へ切り替えたときに
は、信号入力端子１に入力された高周波信号は、インピ
ーダンス整合回路２を通り、第１の増幅器３で増幅され
た後、インピーダンス整合回路４および第１の切替スイ
ッチ５を通り、第２の増幅器７は通らずにバイパスさ
れ、第２の切替スイッチ９を通り、信号出力端子１０よ
り低出力の高周波信号として出力される。

【００７２】このとき、第２の増幅器７への電源電圧Ｖ
_dd2 は接地電位の０Ｖに設定あるいは遮断されているの
で、第２の増幅器７には動作電流は流れない。その結
果、低出力時の動作電流を減少させることができる。ま
た、第２の増幅器７をバイパスすることで低出力動作を
させるので、第２の増幅器７の歪の問題を考慮してバイ
アス回路を複雑化する場合のような回路規模の大幅な増
大は生じない。

【００７３】また、電源供給が停止あるいは遮断されて
出力インピーダンスが動作時とは異なる値に変化した第
２の増幅器７は、第１および第２の切替スイッチ５，９
によって信号入力端子１から信号出力端子１０へ到る信
号経路からは完全に切り離されるので、信号出力端子１
０の部分で第２の高周波増幅器７が原因となるインピー
ダンス不整合が生じることはなく、したがってインピー
ダンス不整合による異常発振等の不安定な動作は起こら
ず、安定な増幅動作を実現することができる。

【００７４】図２に、図１の第１および第２の切替スイ
ッチ５，９の具体的な回路構成を示す。この例では、第
１および第２の切替スイッチ５，９は同じ回路構成とな
っている。図２において、一方の切替端子２２（切替端
子５ｂ，９ｂに対応する）には、キャパシタ２５の一端
が接続されている。キャパシタ２５の他端には、抵抗２
９の一端および電界効果トランジスタ２６のソース端子
が接続されている。電界効果トランジスタ２６のソース
端子およびドレイン端子間には、抵抗２７が接続されて
いる。電界効果トランジスタ２６のゲート端子には、抵
抗３０の一端が接続されている。電界効果トランジスタ
２６のドレイン端子には、キャパシタ２８の一端が接続
されている。キャパシタ２８の他端には、共通端子２１
（共通端子５ａ，９ａに対応する）が接続されている。

【００７５】他方の切替端子２３（切替端子５ｃ，９ｃ
に対応する）には、キャパシタ３４の一端が接続されて
いる。キャパシタ３４の他端には、抵抗３５の一端およ
び電界効果トランジスタ３２のソース端子が接続されて
いる。電界効果トランジスタ３２のソース端子およびド
レイン端子間には、抵抗３３が接続されている。電界効
果トランジスタ３２のゲート端子には、抵抗３６の一端
が接続されている。電界効果トランジスタ３２のドレイ
ン端子には、キャパシタ３１の一端が接続されている。
キャパシタ３１の他端には、共通端子２１が接続されて
いる。

【００７６】基準電圧端子３９（基準電圧端子５ｅ，９
ｅに対応する）には、抵抗２９の他端および抵抗３６の
他端がそれぞれ接続されている。制御端子４０（制御端
子５ｄ，９ｄに対応する）には、抵抗３０の他端および
抵抗３５の他端がそれぞれ接続されている。

【００７７】なお、電界効果トランジスタ２６，３２
は、ソース端子およびドレイン端子の位置が逆になって
いてもよい。

【００７８】以上のように構成されたこの実施の形態の
高周波増幅回路について、以下にその動作を説明する。

【００７９】図１における第１および第２の切替スイッ
チ５，９について説明すると、図２の回路は、基準電圧
端子３９と制御端子４０との電圧値により、スイッチ動
作をする。上述したように、図１の第１の切替スイッチ
５の共通端子５ａ、一方の切替端子５ｂ、他方の切替端
子５ｃはそれぞれ図２の共通端子２１、一方の切替端子
２２、他方の切替端子２３に対応している。また、図１
の第２の切替スイッチ９の共通端子９ａ、一方の切替端
子９ｂ、他方の切替端子９ｃはそれぞれ図２の共通端子
２１、一方の切替端子２２、他方の切替端子２３に対応
している。また、図１の第１および第２の切替スイッチ
５，９の基準電圧端子５ｄ，９ｄは、図２の基準電圧端
子３９に対応し、第１および第２の切替スイッチ５，９
の制御端子５ｅ，９ｅは、図２の制御端子４０に対応し
ている。

【００８０】図２の回路構成でスイッチ動作を行わせる
場合、制御端子４０および基準電圧端子３９に印加する
電圧と、共通端子２１と一方の切替端子２２および他方
の切替端子２３の間の導通／開放の関係はつぎのように
なる。

【００８１】Ｖ_c ＜Ｖ_ref −｜Ｖ_p ｜ ：共通端子２１
−切替端子２２間 開放 Ｖ_c ＞Ｖ_ref ：共通端子２１−切替端子２２間 導通 Ｖ_c ＜Ｖ_ref ：共通端子２１−切替端子２３間 導通 Ｖ_c ＞Ｖ_ref ＋｜Ｖ_p ｜ ：共通端子２１−切替端子２
３間 開放 ただし、Ｖ_p は電界効果トランジスタ２６，３２のしき
い値電圧である。

【００８２】なお、制御電圧Ｖ_c が基準電圧Ｖ_ref に対
して Ｖ_ref −｜Ｖ_p ｜≦Ｖ_c ≦Ｖ_ref の関係にあるときは、共通端子２１−切替端子２２間が
導通と開放の中間の状態になっている。また、 Ｖ_ref ≦Ｖ_c ≦Ｖ_ref ＋｜Ｖ_p ｜ の関係にあるときは、共通端子２１−切替端子２３間が
導通と開放の中間の状態になっている。

【００８３】図２の回路構成のように、基準電圧端子３
９と制御端子４０を電界効果トランジスタ２６，３２の
ゲート端子とソース端子にそれぞれ対称的に接続するこ
とにより、複数の制御端子を設けることなく、各々の切
替スイッチ５，９における複数（２つ）の経路の選択を
一つの制御端子により容易に実現でき、制御端子の数を
減少させることができる。

【００８４】また、図２において、電界効果トランジス
タ２６および電界効果トランジスタ３２のソース端子お
よびドレイン端子間がそれぞれ、抵抗２７、抵抗３３で
接続され、ほぼ同電位になっているため、電界効果トラ
ンジスタ２６および電界効果トランジスタ３２のソース
端子にそれぞれ接続されている抵抗２９および抵抗３５
は、電界効果トランジスタ２６および電界効果トランジ
スタ３２のドレイン端子側に接続してもよい。これによ
り、回路のレイアウトの自由度が向上する。

【００８５】つぎに、図１の回路での高周波増幅回路の
利得制御について説明する。一例として、電源端子１１
および電源端子１２に加える電源電圧Ｖ_dd1 ，Ｖ_dd2 を
３Ｖに設定し、制御端子１３に加える制御電圧Ｖ_c を３
Ｖ、基準電圧端子１４に加える基準電圧Ｖ_ref を１．５
Ｖに設定したとする。また、電界効果トランジスタ２
６，３２のしきい値電圧Ｖ_p を−０．６Ｖとする。

【００８６】このとき、第１の切替スイッチ５の制御端
子５ｄおよび第２の切替スイッチ９の制御端子９ｄに
は、制御端子１３より３Ｖの制御電圧Ｖ_c が供給され、
第１の切替スイッチ５の基準電圧端子５ｅおよび第２の
切替スイッチ９の基準電圧端子９ｅには、基準電圧端子
１４より１．５Ｖの基準電圧Ｖ_ref が供給される。この
とき、Ｖ_c ＞Ｖ_ref の関係が成り立ち、第１の切替スイ
ッチの共通端子５ａと切替端子５ｂとの間、第２の切替
スイッチ９の共通端子９ａと切替端子９ｂとの間が導通
する。また、Ｖ_c ＞Ｖ_ref ＋｜Ｖ_p ｜の関係が成り立
ち、第１の切替スイッチの共通端子５ａと切替端子５ｃ
との間、第２の切替スイッチの共通端子９ａと切替端子
９ｃとの間が開放する。

【００８７】この状態のとき、高周波増幅回路に入力さ
れた信号は、信号入力端子１よりインピーダンス整合回
路２に入力され第１の増幅器３、インピーダンス整合回
路４、第１の切替スイッチ５の共通端子５ａ−切替端子
５ｂ間を順次通過し、さらにインピーダンス整合回路
６、第２の増幅器７、インピーダンス整合回路８、第２
の切替スイッチ９の切替端子９ｂ−共通端子９ａ間を順
次通過して、信号出力端子１０より出力される。

【００８８】ここで、インピーダンス整合回路２の入力
端子より、インピーダンス整合回路２、第１の増幅器
３、インピーダンス整合回路４の出力までの回路の利得
をＧ₁、インピーダンス整合回路６、第２の増幅器７、
インピーダンス整合回路８の出力端子までの回路の利得
をＧ₂ 、第１の切替スイッチ５の共通端子５ａ−切替端
子５ｂ間、共通端子５ａ−切替端子５ｃ間、第２の切替
スイッチ９の共通端子９ａ−切替端子９ｂ間、共通端子
９ａ−切替端子９ｃ間の信号ロスをそれぞれＬとする。

【００８９】この場合、図１の高周波増幅回路の利得Ｐ
Ｇ₁ は、つぎの式のようになる。

【００９０】ＰＧ₁ ＝Ｇ₁ ＋Ｇ₂ −２Ｌ・・・（１） つぎに、電源端子１１に加える電源電圧Ｖ_dd1 を３Ｖ，
電源端子１２に加える電源電圧Ｖ_dd2 を０Ｖに設定し、
制御端子１３に加える制御電圧を０Ｖ、基準電圧端子１
４に加える基準電圧を１．５Ｖに設定したとする。

【００９１】このとき、第１の切替スイッチ５の制御端
子５ｄおよび第２の切替スイッチ９の制御端子９ｄに
は、制御端子１３より０Ｖの制御電圧Ｖ_c が供給され、
第１の切替スイッチ５の基準電圧端子５ｅおよび第２の
切替スイッチ９の基準電圧端子９ｅには、基準電圧端子
１４より１．５Ｖの基準電圧Ｖ_ref が供給される。この
とき、Ｖ_c ＜Ｖ_ref の関係が成り立ち、第１の切替スイ
ッチの共通端子５ａと切替端子５ｃとの間、第２の切替
スイッチ９の共通端子９ａと切替端子９ｃとの間が導通
する。また、Ｖ_c ＜Ｖ_ref −｜Ｖ_p ｜の関係が成り立
ち、第１の切替スイッチの共通端子５ａと切替端子５ｂ
との間、第２の切替スイッチの共通端子９ａと切替端子
９ｂとの間が開放する。

【００９２】この状態のとき、高周波増幅回路に入力さ
れた信号は、信号入力端子１よりインピーダンス整合回
路２に入力され第１の増幅器３、インピーダンス整合回
路４、第１の切替スイッチ５の共通端子５ａ−切替端子
５ｃ間を順次通過し、さらに第２の切替スイッチ９の切
替端子端子９ｃ−共通端子９ａ間を通過して、信号出力
端子１０より出力される。

【００９３】この場合、図１の高周波増幅回路の利得Ｐ
Ｇ₂ は、つぎの式のようになる。

【００９４】 ＰＧ₂ ＝Ｇ₁ −２Ｌ ・・・（２） 図１の高周波増幅回路は、制御端子１３に印加する制御
電圧Ｖ_c を切り替えることで、式（１）および式（２）
より明らかなように、利得をＧ₂ だけ変化させることが
できる。

【００９５】さらに、制御端子１３に加える制御電圧Ｖ
_c を０Ｖに設定することと連動して、第２の増幅器７の
電源端子１２に加える電源電圧Ｖ_dd2 を０Ｖに設定ある
いは遮断することにより、第２の増幅器７の動作電流を
零にすることができる。

【００９６】つまり、制御端子１３に加える制御電圧Ｖ
_c の切替と、第２の増幅器７の電源端子１２への電源電
圧Ｖ_dd2 の印加とを連動させることにより、利得を減衰
させたときの動作電流を低減することができる。なお、
上記で説明したように、制御電圧Ｖ_c が０Ｖのとき、第
２の増幅器７をバイパスする側に第１および第２の切替
スイッチ５，９を切り替える場合には、上記制御端子１
３と電源端子１２とを共通接続すればよく、この場合に
端子数を削減することができる。

【００９７】このとき、第２の増幅器７は、第１および
第２の切替スイッチ５，９により、信号経路から切断さ
れており、第２の増幅器７がオフ状態となり第２の増幅
器７の出力インピーダンスが５０Ωからずれてしまって
も、第１の増幅器３や信号出力端子１０に接続される素
子には影響を及ぼさず、安定な増幅動作を実現すること
ができる。

【００９８】また、第１の増幅器３に給電するための電
源端子１１に加えられる電源電圧Ｖ _dd1 を基に基準電圧
Ｖ_ref を作成する基準電圧作成回路を設ければ、基準電
圧端子１４を省くことができ、端子数を削減することが
できる。

【００９９】さらに、この高周波増幅回路で増幅回路内
部の増幅器の利得と出力電力を上昇させることにより、
図７の従来の携帯電話端末の送信部のブロック図の利得
制御機能を内蔵した高周波増幅回路１０４と高出力高周
波増幅回路１０５の役割を１つの高周波増幅回路で実現
できる。

【０１００】また、第１の電界効果トランジスタ２６の
ソース端子に加える基準電圧を、第１および第２の電界
効果トランジスタ２６，３２のしきい値電圧に相当する
値だけ第２の電界効果トランジスタ３２のゲート端子に
加える基準電圧より高く設定することも可能である。

【０１０１】例えば、上記のしきい値電圧が−０．６Ｖ
であるときには、第１の電界効果トランジスタ２６のソ
ース端子に加える基準電圧Ｖ_ref1を１．８Ｖとし、第２
の電界効果トランジスタ３２のゲート端子に加える基準
電圧Ｖ_ref2を１．２Ｖとすると、第１および第２の電界
効果トランジスタ２６，３２がオンオフの中間の状態と
なる電圧範囲を重ならせることができる。つまり、第１
の電界効果トランジスタ２６のオンが確定する電圧と第
２の電界効果トランジスタ３２のオフが確定する電圧と
を同じ電圧にすることができ、第１の電界効果トランジ
スタ２６のオフが確定する電圧と第２の電界効果トラン
ジスタ３２のオンが確定する電圧とを同じ電圧にするこ
とができる。

【０１０２】制御電圧は、第１および第２の電界効果ト
ランジスタ２６，３２がオンオフの中間の状態となる電
圧範囲を避けて設定することが必要であるが、上記のよ
うにすると、第１および第２の電界効果トランジスタ２
６，３２へ加える基準電圧が同じ値である場合に比べ
て、第１および第２の電界効果トランジスタ２６，３２
をオンオフさせるための制御電圧の設定範囲を広くする
ことができる。

【０１０３】先に説明したように同一の基準電圧を用い
ると、基準電圧が１．５Ｖの場合、制御電圧Ｖ_c の上側
の値は２．１Ｖを超える値に設定する必要があり、制御
電圧Ｖ_c の下側の値は０．９Ｖ未満の値に設定する必要
があったが、上記のように基準電圧を一方は１．８Ｖ、
他方は１．２Ｖとすると、制御電圧Ｖ_c の上側の値は
１．８Ｖを超える値でよく、制御電圧Ｖ_c の下側の値は
１．２Ｖ未満の値に設定すればよくなる。

【０１０４】なお、実験の結果では、高周波増幅回路の
入力電力を−２０ｄＢｍとしたとき、制御電圧により、
出力電力が１０ｄＢｍ，０ｄＢｍというように、高周波
増幅回路の利得を１０ｄＢ程度可変できた。このとき高
周波増幅回路の動作電流は出力電力１０ｄＢｍの時４０
ｍＡ、出力電力０ｄＢｍの時１５ｍＡとなり、出力電力
に応じて制御できた。また、高周波増幅回路の出力端子
のインピーダンスも出力電力１０ｄＢｍ、出力電力０ｄ
Ｂｍ、いずれの場合も電圧定在波比で２以下であり、信
号出力端子のインピーダンスも５０Ωからずれていなか
った。

【０１０５】〔第２の実施の形態〕図３は、本発明の第
２の実施の形態における高周波増幅回路の構成を示すブ
ロック図である。図３の高周波増幅回路は、図７に示し
た従来の携帯電話端末の送信部のブロック図において、
該送信部から出力される出力電力を制御するための利得
制御機能を内蔵した高周波増幅回路１０４に対応してい
る。すなわち、本発明の実施の形態の携帯電話端末で
は、図７に示した従来の携携帯電話端末の送信部におい
て、高周波増幅回路１０４に代えて図３の高周波増幅回
路を用いている。

【０１０６】以下、図３の高周波増幅回路について詳し
く説明する。図３において、信号入力端子４１には、イ
ンピーダンス変換を行うインピーダンス整合回路４２の
入力端子が接続されている。インピーダンス整合回路４
２の出力端子には、第１の増幅器４３の入力端子が接続
されている。第１の増幅器４３の出力端子には、インピ
ーダンス整合回路４４の入力端子が接続されている。

【０１０７】インピーダンス整合回路４４の出力端子に
は、第１のスイッチ４５の一方の端子４５ａと第３のス
イッチ５０の一方の端子５０ａが接続されている。第１
のスイッチ４５の他方の端子４５ｂには、インピーダン
ス整合回路４６の入力端子が接続されている。第３のス
イッチ５０の他方の端子５０ｂには、信号出力端子５１
が接続されている。

【０１０８】インピーダンス整合回路４６の出力端子に
は、第２の増幅器４７の入力端子が接続されている。第
２の増幅器４７の出力端子には、インピーダンス整合回
路４８の入力端子が接続されている。

【０１０９】インピーダンス整合回路４８の出力端子に
は、第２のスイッチ４９の一方の端子４９ａが接続され
ている。第２のスイッチ４９の他方の端子４９ｂには、
信号出力端子５１が接続されている。

【０１１０】電源電圧Ｖ_dd1 が印加される電源端子５２
には、第１の増幅器４３の電源端子が接続されている。
電源電圧Ｖ_dd2 が印加される電源端子５３には、第２の
増幅器４７の電源端子が接続されている。制御電圧Ｖ_c
が印加される制御端子５４は、第１のスイッチ４５の制
御端子４５ｃ、第２のスイッチ４９の制御端子４９ｃ，
第３のスイッチ５０の制御端子５０ｃにそれぞれ接続さ
れている。基準電圧Ｖ _ref が印加される基準電圧端子５
５は、第１のスイッチ４５の基準電圧端子４５ｄ、第２
のスイッチ４９の基準電圧端子４９ｄ、第３のスイッチ
５０の基準電圧端子５０ｄにそれぞれ接続されている。
ＧＮＤ端子５６は、第１の増幅器４３の接地端子に接続
されている。ＧＮＤ端子５７は、第２の増幅器４７の接
地端子に接続されている。

【０１１１】ここで、第２の増幅器４７としては、例え
ば、電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと記す）が用
いられ、第２の増幅器４７の入力端子、電源端子、およ
び接地端子は、それぞれＦＥＴのゲート電極、ドレイン
電極、ソース電極に対応する。第２の増幅器４７である
ＦＥＴの信号の増幅作用は、ＦＥＴのゲート端子に電圧
信号を入力し、ソースとドレイン間に流れる動作電流を
出力信号として取り出すことにより実現している。ＦＥ
Ｔの動作電流の制御は、ゲートとソース間の電位の変化
や、ドレインとソース間の電位の変化により実現してい
る。また、第２の増幅器４７としては、例えばバイポー
ラトランジスタを用いてもよい。先の説明でのゲート、
ドレイン、ソース電極をそれぞれベース、コレクタ、エ
ミッタ電極に置き換えて考えることができる。

【０１１２】以下の説明では、第２の増幅器４７として
はＦＥＴを考える。そして、電源端子５３に印加される
電源電圧Ｖ_dd2 は、制御電圧Ｖ_c に連動して変化させ
る。制御電圧Ｖｃを第１の電圧に制御して第１および第
２のスイッチ４５，４９が導通したときには、第２の増
幅器４７が信号増幅を行い第２の増幅器４７に動作電流
が流れるような電源電圧Ｖ_dd2 に設定される。制御電圧
Ｖ_c を第２の電圧に制御して第１および第２のスイッチ
４５，４９が遮断したときには、第２の増幅器４７が信
号増幅を行わず第２の増幅器４７に動作電流が流れない
ような電源電圧Ｖ _dd2 に設定（例えば接地端子に印加さ
れる接地電位の０Ｖに設定して電源供給を停止）、ある
いは電源電圧Ｖ_dd2 から切り離し（遮断）を行う。

【０１１３】つぎに、上記図３の回路の動作について簡
単に説明する。制御電圧Ｖ_c と基準電圧Ｖ_ref の関係を
所定の状態に設定することによって、第１および第２の
スイッチ４５，４９を導通させ、第３のスイッチ５０を
開放させたときには、信号入力端子４１に入力された高
周波信号は、インピーダンス整合回路４２を通り、第１
の増幅器４３で増幅された後、インピーダンス整合回路
４４、第１のスイッチ４５、インピーダンス整合回路４
６を通り、さらに第２の増幅器４７で増幅され、その後
インピーダンス整合回路４８、第２のスイッチ４９を通
り、信号出力端子５１より高出力の高周波信号として出
力される。

【０１１４】一方、第１および第２のスイッチ４５，４
９を開放させ、第３のスイッチ５０を導通させたときに
は、信号入力端子４１に入力された高周波信号は、イン
ピーダンス整合回路４２を通り、第１の増幅器４３で増
幅された後、インピーダンス整合回路４４、第３のスイ
ッチ５０を通り、インピーダンス整合回路４６、第２の
増幅器４７、インピーダンス整合回路４８は通らずにバ
イパスされ、信号出力端子５１より低出力の高周波信号
として出力される。このとき、第２の増幅器４７への電
源電圧Ｖ_dd2 は０Ｖに設定あるいは遮断されているの
で、第２の増幅器４７には動作電流は流れない。その結
果、低出力時の動作電流を減少させることができる。ま
た、第２の増幅器４７をバイパスすることで低出力動作
をさせるので、第２の増幅器４７の歪の問題を考慮して
バイアス回路を複雑化する場合のような回路規模の大幅
な増大は生じない。

【０１１５】また、電源供給が停止あるいは遮断されて
出力インピーダンスが動作時とは異なる値に変化した第
２の増幅器４７は、第１および第２のスイッチ４５，４
９によって信号入力端子４１から信号出力端子５１へ到
る信号経路からは完全に切り離されるので、信号出力端
子５１の部分で第２の高周波増幅器４７が原因となるイ
ンピーダンス不整合が生じることはなく、したがってイ
ンピーダンス不整合による異常発振等の不安定な動作は
起こらず、安定な増幅動作を実現することができる。

【０１１６】図４に、図３の第１および第２のスイッチ
４５，４９の具体的な回路構成を示す。この例では、第
１および第２のスイッチ４５，４９は同じ回路構成とな
っている。図４において、一方の端子６１（一方の端子
４５ａ，４９ａに対応する）には、キャパシタ６２の一
端が接続されている。キャパシタ６２の他端には、抵抗
６７の一端および電界効果トランジスタ６３のソース端
子が接続されている。電界効果トランジスタ６３のソー
ス端子およびドレイン端子間には、抵抗６６が接続され
ている。電界効果トランジスタ６３のゲート端子には、
抵抗６８の一端が接続されている。電界効果トランジス
タ６３のドレイン端子には、キャパシタ６４の一端が接
続され、キャパシタ６４の他端には、他方の端子６５
（他方の端子４５ｂ，４９ｂに対応する）が接続されて
いる。

【０１１７】基準電圧端子６９（基準電圧端子４５ｃ，
４９ｃに対応する）には、抵抗６７の他端が接続されて
いる。制御端子７０（制御端子４５ｄ，４９ｄに対応す
る）には、抵抗６８の他端が接続されている。

【０１１８】図５に、図３の第３のスイッチ５０の具体
的な回路構成を示す。図５において、一方の端子７１
（一方の端子５０ａに対応する）には、キャパシタ７２
の一端が接続されている。キャパシタ７２の他端には、
抵抗７７の一端および電界効果トランジスタ７３のソー
ス端子が接続されている。電界効果トランジスタ７３の
ソース端子およびドレイン端子間には、抵抗７６が接続
されている。電界効果トランジスタ７３のゲート端子に
は、抵抗７８の一端が接続されている。電界効果トラン
ジスタ７３のドレイン端子には、キャパシタ７４の一端
が接続され、キャパシタ７４の他端には、他方の端子７
５（他方の端子５０ｂに対応する）が接続されている。

【０１１９】基準電圧端子７９（基準電圧端子５０ｃに
対応する）には、抵抗７７の他端が接続されている。制
御端子８０（制御端子５０ｄに対応する）には、抵抗７
８の他端が接続されている。

【０１２０】なお、上記の電界効果トランジスタ６３，
７３はソース端子、ドレイン端子の位置が逆であっても
よい。以上のように構成されたこの実施の形態の高周波
増幅回路について、以下にその動作を説明する。

【０１２１】まず、図３における第１および第２のスイ
ッチ４５，４９について説明すると、図４の回路は、基
準電圧端子６９と制御端子７０の電圧値により、スイッ
チ動作する。上述したように、図３の第１のスイッチ４
５の各端子４５ａ，４５ｂはそれぞれ図４の端子６１，
６５に対応し、同様にスイッチ４９の各端子４９ａ，４
９ｂはそれぞれ図４の端子６１，６５に対応している。

【０１２２】図４の回路構成でスイッチ動作を行わせる
場合、制御端子７０および基準電圧端子６９に印加する
電圧と、端子６１と端子６５の間の導通／開放の関係は
つぎのようになる。

【０１２３】Ｖ_c ＜Ｖ_ref −｜Ｖ_p ｜ ：端子６１−端
子６５間 開放 Ｖ_c ＞Ｖ_ref ：端子６１−端子６５間 導通 ただし、Ｖ_p は電界効果トランジスタ６３のしきい値と
する。

【０１２４】なお、制御電圧Ｖ_c が基準電圧Ｖ_ref に対
して Ｖ_ref −｜Ｖ_p ｜≦Ｖ_c ≦Ｖ_ref の関係にあるときは、端子６１−端子６５間が導通と開
放の中間の状態になっている。

【０１２５】つぎに、図３における第３のスイッチ５０
について説明すると、図５の回路は、基準電圧端子８０
と制御端子７９の電圧値により、スイッチ動作する。上
述したように、図３の第３のスイッチ５０の各端子５０
ａ，５０ｂはそれぞれ図５の端子７１，７５に対応して
いる。

【０１２６】図５の回路構成でスイッチ動作を行わせる
場合、制御端子７９、基準電圧端子８０に印加する電圧
と、端子７１と端子７５の間の導通／開放の関係はつぎ
のようになる。

【０１２７】Ｖ_c ＞Ｖ_ref ＋｜Ｖ_p ｜ ：端子７１−端
子７５間 開放 Ｖ_c ＜Ｖ_ref ：端子７１−端子７５間 導通 ただし、Ｖ_p は電界効果トランジスタ７３のしきい値と
する。

【０１２８】なお、制御電圧Ｖ_c が基準電圧Ｖ_ref に対
して Ｖ_ref ≦Ｖ_c ≦Ｖ_ref ＋｜Ｖ_p ｜ の関係にあるときは、端子７１−端子７５間が導通と開
放の中間の状態になっている。

【０１２９】図４の回路構成のように、基準電圧端子６
９と制御端子７０を電界効果トランジスタ６３のソース
端子とゲート端子に接続する一方、図５の回路構成のよ
うに、基準電圧端子８０と制御端子７９を電界効果トラ
ンジスタ６３のゲート端子とソース端子に接続するとい
うように、それぞれ対称的に接続することにより、複数
の制御端子を設けることなく、各スイッチ４５，４９，
５０における導通開放の切替を一つの制御端子により容
易に実現でき、制御端子の数を減少させることができ
る。

【０１３０】また、図４において、電界効果トランジス
タ６３のソース端子およびドレイン端子間が抵抗６６に
より接続され、ほぼ同電位になっているため、抵抗６７
は電界効果トランジスタ６３のドレイン端子に接続して
もよい。これにより、回路のレイアウトの自由度が向上
する。これは、図５の回路についても同様である。

【０１３１】図４と図５の回路構成は、制御電圧と基準
電圧端子を入れ替えた構成となっている。この構成によ
り、スイッチ４５，４９の論理を反転したものがスイッ
チ５０の論理となるので、スイッチ４５，４９，５０の
制御回路の簡素化が図れる。

【０１３２】つぎに、図３の回路での高周波増幅回路の
利得制御について説明する。一例として、電源端子５２
および電源端子５３に加える電源電圧Ｖ_dd1 ，Ｖ_dd2 を
３Ｖに設定し、制御端子５４に加える制御電圧Ｖ_c を３
Ｖ、基準電圧端子５５に加える基準電圧Ｖ_ref を１．５
Ｖに設定したとする。また、電界効果トランジスタ６
３，７３のしきい値を−０．６Ｖとする。

【０１３３】このとき、第１のスイッチ４５の制御端子
４５ｃ、第２のスイッチ４９の制御端子４９ｃ、および
第３のスイッチ５０の制御端子５０ｃには、制御端子５
４より３Ｖの制御電圧Ｖ_c が供給され、第１のスイッチ
４５の基準電圧端子４５ｄ、第２のスイッチ４９の基準
電圧端子４９ｄ、および第３のスイッチ５０の基準電圧
端子５０ｄには、基準電圧端子５５より１．５Ｖの基準
電圧Ｖ_ref が供給される。このとき、Ｖ_c ＞Ｖ_ref の関
係が成り立ち、第１のスイッチ４５の端子４５ａと端子
４５ｂとの間、第２のスイッチ４９の端子４９ａと端子
４９ｂとの間が導通する。また、Ｖ_c ＞Ｖ_ref ＋｜Ｖ_p
｜の関係より、第３のスイッチ５０の端子５０ａと端子
５０ｂとの間が開放する。この状態のとき、高周波増幅
回路に入力された信号は、信号入力端子４１よりインピ
ーダンス整合回路４２に入力され第１の増幅器４３、イ
ンピーダンス整合回路４４、第１のスイッチ４５の端子
４５ａ−端子４５ｂ間を順次通過し、さらにインピーダ
ンス整合回路４６、第２の増幅器４７、インピーダンス
整合回路４８、第２のスイッチ４９の端子４９ａ−端子
４９ｂ間を順次通過して、信号出力端子５１より出力さ
れる。

【０１３４】ここで、インピーダンス整合回路４２の入
力端子より、インピーダンス整合回路４２、第１の増幅
器４３、インピーダンス整合回路４４の出力端子までの
回路の利得をＧ₃ 、インピーダンス整合回路４６、第２
の増幅器４７、インピーダンス整合回路４８の出力端子
までの回路の利得をＧ₄ 、第１のスイッチ４５の端子４
５ａ−端子４５ｂ間、第２のスイッチ４９の端子４９ａ
−端子４９ｂ間、第３のスイッチ５０の端子５０ａ−端
子５０ｂ間のロスをそれぞれＬ₂ とする。

【０１３５】この場合、図３の高周波増幅回路の利得Ｐ
Ｇ₃ は、つぎの式のようになる。

【０１３６】 ＰＧ₃ ＝Ｇ₃ ＋Ｇ₄ −２Ｌ₂ ・・・ (３) つぎに、電源端子５２に加える電源電圧Ｖ_dd1 を３Ｖ、
電源端子５３に加える電源電圧Ｖ_dd2 を０Ｖに設定し、
制御端子５４に加える制御電圧Ｖ_c を０Ｖ、基準電圧端
子５５に加える基準電圧Ｖ_ref を１．５Ｖに設定したと
する。電界効果トランジスタ６３，７３のしきい値を−
０．６Ｖとする。

【０１３７】このとき、第１のスイッチ４５の制御端子
４５ｃ、第２のスイッチ４９の制御端子４９ｃ、第３の
スイッチ５０の制御端子５０ｃには、制御端子５４より
０Ｖの制御電圧Ｖ_c が供給され、第１のスイッチ４５の
基準電圧端子４５ｄ、第２のスイッチ４９の基準電圧端
子４９ｄ、第３のスイッチ５０の基準電圧端子５０ｄに
は、基準電圧端子５５より１．５Ｖの基準電圧Ｖ_ref が
供給され、Ｖ_c ＜Ｖ_{re f} の関係が成り立ち、第３のスイ
ッチ５０の端子５０ａと端子５０ｂとの間が導通し、Ｖ
_c ＜Ｖ_ref −｜Ｖ_p ｜の関係より第１のスイッチ４５の
端子４５ａと端子４５ｂとの間、第２のスイッチ４９の
端子４９ａと端子４９ｂとの間が開放する。この状態の
とき、高周波増幅回路に入力された信号は、信号入力端
子４１よりインピーダンス整合回路４２に入力され第１
の増幅器４３、インピーダンス整合回路４４、第３のス
イッチ５０の端子５０ａ−端子５０ｂを順次通過し、信
号出力端子４２より出力される。

【０１３８】この場合、図３の高周波増幅回路の利得Ｐ
Ｇ₄ は、つぎの式のようになる。

【０１３９】 ＰＧ₄ ＝Ｇ₃ −Ｌ₂ ・・・（４) 図３の高周波増幅回路は、制御端子５４に印加する制御
電圧Ｖ_c を切り替えることにより、式（３）および式
（４）より明らかなように、利得をＧ₄ −Ｌ₂ 変化させ
ることができる。

【０１４０】さらに、制御端子５４に加える制御電圧Ｖ
_c を０Ｖに設定することと連動して第２の増幅器４７の
電源端子５３に加える電源電圧Ｖ_dd2 を０Ｖに設定ある
いは遮断することにより、第２の増幅器４７の動作電流
を零にすることができる。

【０１４１】つまり、制御端子５４に加える制御電圧Ｖ
_c の切替と、第２の増幅器４７の電源端子５３への電源
電圧Ｖ_dd2 の印加とを連動させることにより、利得を減
衰させたときの動作電流を低減することができる。な
お、上記で説明したように、制御電圧Ｖ_c が０Ｖのと
き、第２の増幅器４７をバイパスする側に第１、第２お
よび第３のスイッチ４５，４９，５０を切り替える場合
には、上記制御端子５４と電源端子５３とを共通接続す
ればよく、この場合に端子数を削減することができる。

【０１４２】このとき、第２の増幅器４７は、第１およ
び第２のスイッチ４５，４９により、信号経路から切断
されており、第２の増幅器４７がオフ状態となり第２の
増幅器４７の出力インピーダンスが５０Ωからずれてし
まっても、第１の増幅器４３や信号出力端子５１に接続
される素子には影響を及ぼさず、安定な増幅動作を実現
することができる。

【０１４３】また、この図３、図４および図５に示した
構成では、スイッチ４５，４９，５０を構成する電界効
果トランジスタの個数が３個でよくなり、図１および図
２に示した回路に比べて、スイッチ構成を簡略化でき
る。

【０１４４】また、第１の増幅器４３に給電するための
電源端子５２に加えられる電源電圧Ｖ_dd1 を基に基準電
圧Ｖ_ref を作成する基準電圧作成回路を設ければ、基準
電圧端子５５を省くことができ、端子数を削減すること
ができる。

【０１４５】さらに、この高周波増幅回路で増幅回路内
部の増幅器の利得と出力電力を上昇させることにより、
図７の従来の携帯電話端末の送信部のブロック図の利得
制御機能を内蔵した高周波増幅回路１０４、高出力高周
波増幅回路１０５を役割を１つの高周波増幅回路で実現
できる。

【０１４６】また、第１の電界効果トランジスタ６３の
ソース端子に加える基準電圧を、第１および第２の電界
効果トランジスタ６３，７３のしきい値電圧に相当する
値だけ第２の電界効果トランジスタ７３のゲート端子に
加える基準電圧より高く設定することも可能である。

【０１４７】例えば、上記のしきい値電圧が−０．６Ｖ
であるときには、第１の電界効果トランジスタ６３のソ
ース端子に加える基準電圧Ｖ_ref1を１．８Ｖとし、第２
の電界効果トランジスタ７３のゲート端子に加える基準
電圧Ｖ_ref2を１．２Ｖとすると、第１および第２の電界
効果トランジスタ６３，７３がオンオフの中間の状態と
なる電圧範囲を重ならせることができる。つまり、第１
の電界効果トランジスタ６３のオンが確定する電圧と第
２の電界効果トランジスタ７３のオフが確定する電圧と
を同じ電圧にすることができ、第１の電界効果トランジ
スタ６３のオフが確定する電圧と第２の電界効果トラン
ジスタ７３のオンが確定する電圧とを同じ電圧にするこ
とができる。

【０１４８】制御電圧は、第１および第２の電界効果ト
ランジスタ６３，７３がオンオフの中間の状態となる電
圧範囲を避けて設定することが必要であるが、上記のよ
うにすると、第１および第２の電界効果トランジスタ６
３，７３へ加える基準電圧が同じ値である場合に比べ
て、第１および第２の電界効果トランジスタ６３，７３
をオンオフさせるための制御電圧の設定範囲を広くする
ことができる。

【０１４９】先に説明したように同一の基準電圧を用い
ると、基準電圧が１．５Ｖの場合、制御電圧Ｖ_c の上側
の値は２．１Ｖを超える値に設定する必要があり、制御
電圧Ｖ_c の下側の値は０．９Ｖ未満の値に設定する必要
があったが、上記のように基準電圧を一方は１．８Ｖ、
他方は１．２Ｖとすると、制御電圧Ｖ_c の上側の値は
１．８Ｖを超える値でよく、制御電圧Ｖ_c の下側の値は
１．２Ｖ未満の値に設定すればよくなる。

【０１５０】なお、実験の結果では、高周波増幅回路の
入力電力を−２０ｄＢｍとしたとき、制御電圧により、
出力電力が１０ｄＢｍ，０ｄＢｍというように、高周波
増幅回路の利得を１０ｄＢ程度可変できた。このとき高
周波増幅回路の動作電流は出力電力１０ｄＢｍの時４０
ｍＡ、出力電力０ｄＢｍの時１５ｍＡとなり、出力電力
に応じて制御できた。また、高周波増幅回路の出力端子
のインピーダンスも出力電力１０ｄＢｍ、出力電力０ｄ
Ｂｍ、いずれの場合も電圧定在波比で２以下であり、信
号出力端子のインピーダンスも５０Ωからずれていなか
った。

【０１５１】〔第３の実施の形態〕つぎに、図３の回路
において、制御電圧Ｖ_c と基準電圧Ｖ_ref の関係を所定
の状態に設定することによって、第１および第２のスイ
ッチ４５，４９を導通させ、第３のスイッチ５０を開放
させる。これによって、信号入力端子４１に入力された
高周波信号が、インピーダンス整合回路４２を通り、第
１の増幅器４３で増幅された後、インピーダンス整合回
路４４、第１のスイッチ４５、インピーダンス整合回路
４６を通り、さらに第２の増幅器４７で増幅され、その
後インピーダンス整合回路４８、第２のスイッチ４９を
通り、信号出力端子５１より高出力の高周波信号として
出力される。このとき、スイッチ５０の端子間のアイソ
レーション（遮断特性）が十分確保されていない場合、
出力信号の一部がスイッチ５０を通過し、スイッチ４５
の端子４５ａに入力されることになる。

【０１５２】つまり、信号出力端子５１より高出力の高
周波信号として出力された信号が、スイッチ５０を通過
し、スイッチ４５の端子４５ａに入力され、整合回路４
６を通過し、第２の増幅器４７に入力される信号ループ
が形成されるため、増幅器の異常発振等の不安定動作が
起こりやすくなる。

【０１５３】例えば、スイッチ５０の端子間のアイソレ
ーションが、１５ｄＢ程度で、信号出力端子５１から１
０ｄＢｍ程度の信号が出力された場合、スイッチ５０を
通過し、スイッチ４５の端子４５ａに−５ｄＢｍ程度の
信号が入力されることになる。

【０１５４】ところで、第２の増幅器４７の利得を１０
ｄＢとして、出力端子５１から１０ｄＢｍ程度の信号が
出力された場合、第２の増幅器４７の入力端子には、０
ｄＢｍ程度の信号が入力される。この時、各スイッチの
導通時の通過損失および整合回路の通過損失は無視でき
る。つまり、スイッチ５０を通過してスイッチ４５の端
子４５ａに入力される信号が、信号入力端子４１から加
えられて第２の増幅器４７に入力される信号と同程度に
なることになる。

【０１５５】上記のような不安定動作を回避するために
は、スイッチ４５の端子４５ａと信号出力端子５１との
間のアイソレーションを向上させる必要がある。

【０１５６】図１０は、図４の回路構成において、スイ
ッチ４７と信号出力端子５１との間のアイソレーション
を向上させた本発明の第３の実施の形態の高周波増幅回
路の回路構成を示す。

【０１５７】以下、図１０の高周波増幅回路について、
詳しく説明する。図１０において、信号入力端子４１に
は、インピーダンス変換を行うインピーダンス整合回路
４２の入力端子が接続されている。インピーダンス整合
回路４２の出力端子には、第１の増幅器４３の入力端子
が接続されている。第１の増幅器４３の出力端子には、
インピーダンス整合回路４４の入力端子が接続されてい
る。

【０１５８】インピーダンス整合回路４４の出力端子に
は、第１のスイッチ４５の一方の端子４５ａと第３のス
イッチ５０の一方の端子５０ａが接続されている。第１
のスイッチ４５の他方の端子４５ｂには、インピーダン
ス整合回路４６の入力端子が接続されている。第３のス
イッチ５０の他方の端子５０ｂには、第４のスイッチ５
８の一方の端子５８ａが接続されている。第４のスイッ
チ５８の他方の端子５８ｂには、信号出力端子５１が接
続されている。

【０１５９】インピーダンス整合回路４６の出力端子に
は、第２の増幅器４７の入力端子が接続されている。第
２の増幅器４７の出力端子には、インピーダンス整合回
路４８の入力端子が接続されている。

【０１６０】インピーダンス整合回路４８の出力端子に
は、第２のスイッチ４９の一方の端子４９ａが接続され
ている。第２のスイッチ４９の他方の端子４９ｂには、
信号出力端子５１が接続されている。

【０１６１】電源電圧Ｖ_dd1 が印加される電源端子５２
には、第１の増幅器４３の電源端子が接続されている。
電源電圧Ｖ_dd2 が印加される電源端子５３には、第２の
増幅器４７の電源端子が接続されている。制御電圧Ｖ_c
が印加される制御端子５４は、第１のスイッチ４５の制
御端子４５ｃ、第２のスイッチ４９の制御端子４９ｃ，
第３のスイッチ５０の制御端子５０ｃ、第４のスイッチ
５８の制御端子５８ｃにそれぞれ接続されている。基準
電圧Ｖ_ref が印加される基準電圧端子５５は、第１のス
イッチ４５の基準電圧端子４５ｄ、第２のスイッチ４９
の基準電圧端子４９ｄ、第３のスイッチ５０の基準電圧
端子５０ｄ、第４のスイッチ５８の基準電圧端子５８ｄ
にそれぞれ接続されている。ＧＮＤ端子５６は、第１の
増幅器４３の接地端子に接続されている。ＧＮＤ端子５
７は、第２の増幅器４７の接地端子に接続されている。

【０１６２】上記したように、図１０の回路構成では、
スイッチ４７の端子４７ａと信号出力端子５１との間に
スイッチ５０とスイッチ５８とを直列に挿入した構成を
とっている。

【０１６３】例えば、スイッチ５０およびスイッチ５８
のアイソレーションが、それぞれ１５ｄＢ程度であると
すると、スイッチ４５の端子４５ａと信号出力端子５１
との間のアイソレーションは、３０ｄＢ程度になる。し
たがって、信号出力端子５１から１０ｄＢｍ程度の信号
が出力された場合、スイッチ４５の端子４５ａに入力さ
れる信号は、−２０ｄＢｍとなる。

【０１６４】ところで、第２の増幅器４７の利得を１０
ｄＢとして、出力端子５１から１０ｄＢ程度の信号が出
力された場合、第２の増幅器４７の入力端子には、０ｄ
Ｂｍ程度の信号が入力される。この時、各スイッチの導
通時の通過損失および整合回路の通過損失は無視でき
る。

【０１６５】この場合、信号出力端子５１からスイッチ
５８およびスイッチ５０を通過し、スイッチ４５の端子
４５ａに入力される信号は、第１の増幅器４３で増幅さ
れ、整合回路４４、スイッチ４５、整合回路４６を通過
した信号に比べて十分小さいため、第２の増幅器４７の
異常発振等の不安定動作を引き起こさない。

【０１６６】なお、上記図１０の構成では、２個（複
数）のスイッチング素子５０，５８を直列に挿入接続し
た構成を示しているが、３個以上（複数）のスイッチを
直列に挿入接続してもよい。この場合、直列数が増える
と、アイソレーションがさらに良好となる。

【０１６７】

【発明の効果】本発明の第１の高周波増幅回路によれ
ば、第２の増幅器の入力側と出力側とに第１および第２
の切替スイッチをそれぞれ設け、高出力時には第１の増
幅器の出力信号を第２の増幅器に通して信号出力端子へ
送り、低出力時には第１の増幅器の出力信号を第２の増
幅器をバイパスして信号出力端子へ送るようにし、かつ
第２の増幅器への電源電圧を供給停止あるいは遮断する
ようにしたので、低出力時の歪を増大を回避するための
回路規模の増大を生じることなく、低出力時の動作電流
を減少させることができる。しかも、第２の増幅器は、
第１および第２の切替スイッチによって信号入力端子か
ら信号出力端子へ到る信号経路からは完全に切り離され
るので、信号出力端子の部分で第２の増幅器が原因とな
るインピーダンス不整合が生じることはなく、したがっ
てインピーダンス不整合による異常発振等の不安定な動
作は起こらず、安定な増幅動作を実現することができ
る。

【０１６８】また、制御電圧に応答して、一方の切替端
子側あるいは他方の切替端子側へ切り替わるように第１
および第２の切替スイッチを構成し、制御電圧を第２の
増幅器へ電源電圧として供給すれば、制御電圧の入力端
子と第２の増幅器の電源電圧の入力端子とを共用できる
ので、端子数を削減することができる。

【０１６９】また、第１および第２の切替スイッチを、
各々２個の電界効果トランジスタで構成すれば、第１お
よび第２の電界効果トランジスタのオンオフを切り替え
るための制御電圧と基準電圧とを、第１および第２の電
界効果トランジスタで共通にすることができ、端子数を
削減することができる。

【０１７０】また、基準電圧は第１の増幅器の電源電圧
を入力とする内部基準電圧作成回路で作成すれば、基準
電圧の入力端子を別に設ける必要がないので、端子数を
削減することが可能となる。

【０１７１】また、第１の電界効果トランジスタのソー
ス端子に加える基準電圧を、第１および第２の電界効果
トランジスタのしきい値電圧に相当する値だけ第２の電
界効果トランジスタのゲート端子に加える基準電圧より
高く設定すれば、第１および第２の電界効果トランジス
タがオンオフの中間の状態となる電圧範囲を重ならせる
ことができるので、第１および第２の電界効果トランジ
スタをオンオフさせるための制御電圧の設定範囲を広く
することができる。

【０１７２】本発明の第２の高周波増幅回路によれば、
第２の増幅器の入力側と出力側とをそれらの前段回路と
後段回路からそれぞれ切り離すための第１および第２の
スイッチをそれぞれ設けるとともに、第２の増幅器の入
力側と出力側とを短絡するための第３のスイッチを設
け、高出力時には第１の増幅器の出力信号を第２の増幅
器に通して信号出力端子へ送り、低出力時には第１の増
幅器の出力信号を第２の増幅器をバイパスして信号出力
端子へ送るようにし、かつ第２の増幅器への電源電圧を
供給停止あるいは遮断するようにしたので、低出力時の
歪を増大を回避するための回路規模の増大を生じること
なく、低出力時の動作電流を減少させることができる。
しかも、第２の増幅器は、第１および第２のスイッチに
よって信号入力端子から信号出力端子へ到る信号経路か
らは完全に切り離されるので、信号出力端子の部分で第
２の増幅器が原因となるインピーダンス不整合が生じる
ことはなく、したがってインピーダンス不整合による異
常発振等の不安定な動作は起こらず、安定な増幅動作を
実現することができる。

【０１７３】また、制御電圧に応答して、第１および第
２のスイッチが導通したときには第３のスイッチが開放
し、第１および第２のスイッチが開放したときには第３
のスイッチが導通し、制御電圧を第２の増幅器へ電源電
圧として供給すれば、制御電圧の入力端子と第２の増幅
器の電源電圧の入力端子とを共用できるので、端子数を
削減することができる。

【０１７４】また、第１、第２および第３のスイッチ
を、各々電界効果トランジスタで構成すれば、電界効果
トランジスタのオンオフを切り替えるための制御電圧と
基準電圧とを、各電界効果トランジスタで共通にするこ
とができ、端子数を削減することができる。

【０１７５】また、基準電圧は第１の増幅器の電源電圧
を入力とする内部基準電圧作成回路で作成すれば、基準
電圧の入力端子を別に設ける必要がないので、端子数を
削減することが可能となる。

【０１７６】また、第１の電界効果トランジスタのソー
ス端子に加える基準電圧を、第１および第２の電界効果
トランジスタのしきい値電圧に相当する値だけ第２の電
界効果トランジスタのゲート端子に加える基準電圧より
高く設定すれば、第１および第２の電界効果トランジス
タがオンオフの中間の状態となる電圧範囲を重ならせる
ことができるので、第１および第２の電界効果トランジ
スタをオンオフさせるための制御電圧の設定範囲を広く
することができる。

【０１７７】また、上記第３のスイッチを、第１の増幅
器の出力端子と信号出力端子との間に複数個が直列接続
された状態で設ければ、第３のスイッチの両端子間のア
イソレーションを、第３のスイッチが１個の場合に比べ
て向上させることができる。その結果、第１の増幅器の
出力端子と信号出力端子との間、すなわち第１のスイッ
チの一方の端子と信号出力端子との間のアイソレーショ
ンを向上させることができ、第２の増幅器の異常発振等
の不安定動作を回避することができる。

【０１７８】本発明の第１の移動体通信端末によれば、
上記した本発明の第１の高周波増幅回路を有するため、
それと同様の効果を有する。

【０１７９】本発明の第２の移動体通信端末によれば、
上記した本発明の第２の高周波増幅回路を有するため、
それと同様の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の高周波増幅回路の
構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の高周波増幅回路に
おける第１および第２の切替スイッチの構成を示す回路
図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の高周波増幅回路の
構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の高周波増幅回路に
おける第１および第２のスイッチの構成を示す回路図で
ある。

【図５】本発明の第２の実施の形態の高周波増幅回路に
おける第３のスイッチの構成を示す回路図である。

【図６】従来の携帯電話端末の無線部の構成を示すブロ
ック図である。

【図７】従来の携帯電話端末の無線部中の送信部および
共用器部の構成を示すブロック図である。

【図８】従来の利得制御機能を内蔵した高周波増幅回路
の構成を示すブロック図である。

【図９】従来の利得制御機能を内蔵した高周波増幅回路
における制御電圧と出力電力および動作電流の関係を示
すグラフである。

【図１０】本発明の第３の実施の形態の高周波増幅回路
の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 信号入力端子 ２ インピーダンス整合回路 ３ 第１の増幅器 ４ インピーダンス整合回路 ５ 第１のスイッチ ６ インピーダンス整合回路 ７ 第２の増幅器 ８ インピーダンス整合回路 ９ 第２のスイッチ １０ 信号出力端子 １１ 電源端子 １２ 電源端子 １３ 制御端子 １４ 基準電圧端子 １５ ＧＮＤ端子 １６ ＧＮＤ端子 ２１ 共通端子 ２２ 切替端子 ２３ 切替端子 ２５ キャパシタ ２６ 電界効果トランジスタ ２７ 抵抗 ２８ キャパシタ ２９ 抵抗 ３０ 抵抗 ３１ キャパシタ ３２ 電界効果トランジスタ ３３ 抵抗 ３４ キャパシタ ３５ 抵抗 ３６ 抵抗 ３９ 基準電圧端子 ４０ 制御端子 ４１ 信号入力端子 ４２ インピーダンス整合回路 ４３ 第１の増幅器 ４４ インピーダンス整合回路 ４５ 第１のスイッチ ４６ インピーダンス整合回路 ４７ 第２の増幅器 ４８ インピーダンス整合回路 ４９ 第２のスイッチ ５０ 第３のスイッチ ５１ 信号出力端子 ５２ 電源端子 ５３ 電源端子 ５４ 制御端子 ５５ 基準電圧端子 ５６ ＧＮＤ端子 ５７ ＧＮＤ端子 ５８ 第４のスイッチ ６１ 端子 ６２ キャパシタ ６３ 電界効果トランジスタ ６４ キャパシタ ６５ 端子 ６６ 抵抗 ６７ 抵抗 ６８ 抵抗 ６９ 基準電圧端子 ７０ 制御端子 ７１ 端子 ７２ キャパシタ ７３ 電界効果トランジスタ ７４ キャパシタ ７５ 端子 ７６ 抵抗 ７７ 抵抗 ７８ 抵抗 ７９ 制御端子 ８０ 基準電圧端子 １０１ 信号入力端子 １０２ 発振器 １０３ アップコンバータ １０４ 高周波増幅回路 １０５ 高出力高周波増幅回路 １０６ デュプレクサ １０７ アンテナ １０８ 信号出力端子 １１１ 利得制御増幅器 １１２ ミキサ １２１ 信号入力端子 １２２ インピーダンス整合回路 １２３ 増幅器 １２４ インピーダンス整合回路 １２５ アッテネータ １２６ インピーダンス整合回路 １２７ 増幅器 １２８ インピーダンス整合回路 １２９ 信号出力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０３Ｋ 17/00 Ｈ０３Ｋ 17/00 Ｅ Ｈ０４Ｂ 1/04 Ｈ０４Ｂ 1/04 Ｅ Ｐ 1/40 1/40 (72)発明者 本吉 要 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 多良 勝司 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号入力端子および信号出力端子と、 前記信号入力端子に接続された入力端子から信号入力し
   て出力端子から増幅信号を出力する第１の増幅器と、 前記第１の増幅器の出力端子に共通端子が接続された第
   １の切替スイッチと、 前記第１の切替スイッチの一方の切替端子に入力端子が
   接続され該入力端子から信号入力し出力端子から動作電
   流を増幅信号として出力する第２の増幅器と、 前記信号出力端子に共通端子が接続され前記第２の増幅
   器の出力端子に一方の切替端子が接続され前記第１の切
   替スイッチの他方の切替端子に他方の切替端子が接続さ
   れた第２の切替スイッチとを備え、 第１のモードでは、前記第１の切替スイッチおよび前記
   第２の切替スイッチの各々は一方の切替端子側への切替
   動作を行い、前記第２の増幅器に所定の電源電圧を印加
   することにより前記第２の増幅器から増幅信号を出力
   し、 第２のモードでは、前記第１の切替スイッチおよび前記
   第２の切替スイッチの各々は他方の切替端子側への切替
   動作を行い、前記第２の増幅器には電源電圧の供給を停
   止あるいは遮断することにより動作電流を流さないよう
   にしたことを特徴とする高周波増幅回路。
2. 【請求項２】 制御電圧に応答して、一方の切替端子側
   あるいは他方の切替端子側へ切り替わるように第１およ
   び第２の切替スイッチを構成し、前記制御電圧を第２の
   増幅器へ電源電圧として供給するようにしたことを特徴
   とする請求項１記載の高周波増幅回路。
3. 【請求項３】 第１および第２の切替スイッチは各々、
   共通端子にドレイン端子あるいはソース端子の一方が接
   続され、一方の切替端子にドレイン端子あるいはソース
   端子の他方が接続された第１の電界効果トランジスタ
   と、前記共通端子にドレイン端子あるいはソース端子の
   一方が接続され、他方の切替端子にドレイン端子あるい
   はソース端子の他方が接続された第２の電界効果トラン
   ジスタとを有し、前記第１の電界効果トランジスタはゲ
   ート端子に制御電圧が加えられるとともに、ソース端子
   に基準電圧が加えられ、前記第２の電界効果トランジス
   タはゲート端子に前記基準電圧が加えられるとともに、
   ソース端子に前記制御電圧が加えられることを特徴とす
   る請求項１または２記載の高周波増幅回路。
4. 【請求項４】 基準電圧は第１の増幅器の電源電圧を入
   力とする内部基準電圧作成回路で作成するようにしたこ
   とを特徴とする請求項３記載の高周波増幅回路。
5. 【請求項５】 第１の電界効果トランジスタのソース端
   子に加える基準電圧を、第２の電界効果トランジスタの
   ゲート端子に加える基準電圧より前記第１および第２の
   電界効果トランジスタのしきい値電圧に相当する値だけ
   高く設定したことを特徴とする請求項３記載の高周波増
   幅回路。
6. 【請求項６】 信号入力端子および信号出力端子と、 前記信号入力端子に接続された入力端子から信号入力し
   て出力端子から増幅信号を出力する第１の増幅器と、 前記第１の増幅器の出力端子に一方の端子が接続された
   第１のスイッチと、 前記第１のスイッチの他方の端子に入力端子が接続され
   該入力端子から信号入力し出力端子から動作電流を増幅
   信号として出力する第２の増幅器と、 前記第２の増幅器の出力端子に一方の端子が接続され前
   記信号出力端子に他方の端子が接続された第２のスイッ
   チと、 前記第１の増幅器の出力端子に一方の端子が接続され前
   記信号出力端子に他方の端子が接続された第３のスイッ
   チとを備え、 第１のモードでは、前記第１のスイッチおよび前記第２
   のスイッチの各々は導通させるとともに前記第３のスイ
   ッチは開放させ、前記第２の増幅器に所定の電源電圧を
   印加することにより前記第２の増幅器から増幅信号を出
   力し、 第２のモードでは、前記第１のスイッチおよび前記第２
   のスイッチの各々は開放させるとともに第３のスイッチ
   を導通させ、前記第２の増幅器には電源電圧の供給を停
   止あるいは遮断することにより動作電流を流さないよう
   にしたことを特徴とする高周波増幅回路。
7. 【請求項７】 制御電圧に応答して、第１および第２の
   スイッチが導通したときには第３のスイッチが開放し、
   前記第１および第２のスイッチが開放したときには前記
   第３のスイッチが導通し、前記制御電圧を第２の増幅器
   へ電源電圧として供給するようにしたことを特徴とする
   請求項６記載の高周波増幅回路。
8. 【請求項８】 第１および第２のスイッチは各々、一端
   にドレイン端子あるいはソース端子の一方が接続され、
   他端にドレイン端子あるいはソース端子の他方が接続さ
   れた第１の電界効果トランジスタを有し、第３のスイッ
   チは、一端にドレイン端子あるいはソース端子の一方が
   接続され、他端にドレイン端子あるいはソース端子の他
   方が接続された第２の電界効果トランジスタを有し、前
   記第１の電界効果トランジスタはゲート端子に制御電圧
   が加えられるとともに、ソース端子に基準電圧が加えら
   れ、前記第２の電界効果トランジスタはゲート端子に前
   記基準電圧が加えられるとともに、ソース端子に前記制
   御電圧が加えられることを特徴とする請求項６または７
   記載の高周波増幅回路。
9. 【請求項９】 基準電圧は第１の増幅器の電源電圧を入
   力とする内部基準電圧作成回路で作成するようにしたこ
   とを特徴とする請求項８記載の高周波増幅回路。
10. 【請求項１０】 第１の電界効果トランジスタのソース
    端子に加える基準電圧を、第２の電界効果トランジスタ
    のゲート端子に加える基準電圧より、前記第１および第
    ２の電界効果トランジスタのしきい値電圧に相当する値
    だけ高く設定したことを特徴とする請求項８記載の高周
    波増幅回路。
11. 【請求項１１】 第３のスイッチは、第１の増幅器の出
    力端子と信号出力端子との間に複数個が直列接続された
    状態で設けられている請求項６または７記載の高周波増
    幅回路。
12. 【請求項１２】 送信部に該送信部から出力される出力
    電力を制御するための利得制御機能を備えた高周波増幅
    回路を有する移動体通信端末であって、 前記高周波増幅回路が、信号入力端子および信号出力端
    子と、 前記信号入力端子に接続された入力端子から信号入力し
    て出力端子から増幅信号を出力する第１の増幅器と、 前記第１の増幅器の出力端子に共通端子が接続された第
    １の切替スイッチと、 前記第１の切替スイッチの一方の切替端子に入力端子が
    接続され該入力端子から信号入力し出力端子から動作電
    流を増幅信号として出力する第２の増幅器と、 前記信号出力端子に共通端子が接続され前記第２の増幅
    器の出力端子に一方の切替端子が接続され前記第１の切
    替スイッチの他方の切替端子に他方の切替端子が接続さ
    れた第２の切替スイッチとを備え、 第１のモードでは、前記第１の切替スイッチおよび前記
    第２の切替スイッチの各々は一方の切替端子側への切替
    動作を行い、前記第２の増幅器に所定の電源電圧を印加
    することにより前記第２の増幅器から増幅信号を出力
    し、 第２のモードでは、前記第１の切替スイッチおよび前記
    第２の切替スイッチの各々は他方の切替端子側への切替
    動作を行い、前記第２の増幅器には電源電圧の供給を停
    止あるいは遮断することにより動作電流を流さないよう
    にしたことを特徴とする移動体通信端末。
13. 【請求項１３】 送信部に該送信部から出力される出力
    電力を制御するための利得制御機能を備えた高周波増幅
    回路を有する移動体通信端末であって、 前記高周波増幅回路が、信号入力端子および信号出力端
    子と、 前記信号入力端子に接続された入力端子から信号入力し
    て出力端子から増幅信号を出力する第１の増幅器と、 前記第１の増幅器の出力端子に一方の端子が接続された
    第１のスイッチと、 前記第１のスイッチの他方の端子に入力端子が接続され
    該入力端子から信号入力し出力端子から動作電流を増幅
    信号として出力する第２の増幅器と、 前記第２の増幅器の出力端子に一方の端子が接続され前
    記信号出力端子に他方の端子が接続された第２のスイッ
    チと、 前記第１の増幅器の出力端子に一方の端子が接続され前
    記信号出力端子に他方の端子が接続された第３のスイッ
    チとを備え、 第１のモードでは、前記第１のスイッチおよび前記第２
    のスイッチの各々は導通させるとともに前記第３のスイ
    ッチは開放させ、前記第２の増幅器に所定の電源電圧を
    印加することにより前記第２の増幅器から増幅信号を出
    力し、 第２のモードでは、前記第１のスイッチおよび前記第２
    のスイッチの各々は開放させるとともに第３のスイッチ
    を導通させ、前記第２の増幅器には電源電圧の供給を停
    止あるいは遮断することにより動作電流を流さないよう
    にしたことを特徴とする移動体通信端末。