JP2001274636A - バイポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器 - Google Patents
バイポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器Info
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バラスト抵抗値が小さくても電流分布の均一
性に優れ、ディジタル変調波を入力しても歪みの劣化が
小さい高効率低歪みの増幅器を構成する。 【解決手段】 バイポーラトランジスタを用いた高周波
電力増幅器は、少なくとも２個以上のブロック１ａ，１
ｂ，１ｃ，１ｄを備えるものであって、これらの前記ブ
ロックの各々が、ベースバイアス電位を発生させるバイ
アス発生回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、高周波入力用
の容量素子４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、を備える。各々
のバイアス回路は、インピーダンス変換用の第２のバイ
ポーラトランジスタと、カレントミラートランジスタよ
りなる温度検出用に定電流バイアスされたダイオード回
路６または６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを備えている。
性に優れ、ディジタル変調波を入力しても歪みの劣化が
小さい高効率低歪みの増幅器を構成する。 【解決手段】 バイポーラトランジスタを用いた高周波
電力増幅器は、少なくとも２個以上のブロック１ａ，１
ｂ，１ｃ，１ｄを備えるものであって、これらの前記ブ
ロックの各々が、ベースバイアス電位を発生させるバイ
アス発生回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、高周波入力用
の容量素子４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、を備える。各々
のバイアス回路は、インピーダンス変換用の第２のバイ
ポーラトランジスタと、カレントミラートランジスタよ
りなる温度検出用に定電流バイアスされたダイオード回
路６または６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バイポーラトラン
ジスタを用いた高周波電力増幅器に係り、特にヘテロ接
合型バイポーラトランジスタを用いた高効率で低歪みな
高周波電力増幅器に関するものである。
ジスタを用いた高周波電力増幅器に係り、特にヘテロ接
合型バイポーラトランジスタを用いた高効率で低歪みな
高周波電力増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の携帯電話機や携帯情報端末には、
１ＧＨｚ以上の周波数帯域で高効率に電力増幅を行なう
トランジスタが不可欠な構成要素となってきている。こ
のようなトランジスタのうち、特にガリウム砒素（以
下、ＧａＡｓと表記する）基板上に形成したヘテロ接合
バイポーラトランジスタは、高周波特性に優れていると
共に、低電圧でも高効率に動作するため、電池個数を減
らして電話機や端末を軽量化しようとする社会の要請に
合致し、注目を集めている。また、ヘテロ接合バイポー
ラトランジスタは、３次歪みが小さく、高線形動作が要
求されるディジタル変調に適するという特性を有してい
る。
１ＧＨｚ以上の周波数帯域で高効率に電力増幅を行なう
トランジスタが不可欠な構成要素となってきている。こ
のようなトランジスタのうち、特にガリウム砒素（以
下、ＧａＡｓと表記する）基板上に形成したヘテロ接合
バイポーラトランジスタは、高周波特性に優れていると
共に、低電圧でも高効率に動作するため、電池個数を減
らして電話機や端末を軽量化しようとする社会の要請に
合致し、注目を集めている。また、ヘテロ接合バイポー
ラトランジスタは、３次歪みが小さく、高線形動作が要
求されるディジタル変調に適するという特性を有してい
る。
【０００３】このようにＧａＡｓ系の材料を用いたヘテ
ロ接合バイポーラトランジスタは原理的に優れた特性を
有するが、大きな出力電力を得ようとすると特性が劣化
してしまうことがある。これは、ＧａＡｓ基板の熱伝導
率が０．４Ｗ／Ｋ／ｃｍ程度と比較的小さく（シリコン
の約１／３）、出力レベルを上げると素子温度の上昇が
大きくなることに起因している。バイポーラトランジス
タのベース・エミッタ間電圧を一定電圧で駆動すると、
温度上昇によってコレクタ電流が増加していくことが知
られている。したがって、電流増加によって消費電力が
増加すると、素子の温度が上昇し、これによりさらに電
流が増加するという「電流増加→電力増加→温度上昇→
電流増加」の正帰還が発生して、大面積で複数のエミッ
タフィンガーを有する高周波電力増幅器においては、電
流分布に不均一が生じるという不具合があり、最悪の場
合には熱暴走状態に陥りトランジスタが破壊されてしま
うこともあった。
ロ接合バイポーラトランジスタは原理的に優れた特性を
有するが、大きな出力電力を得ようとすると特性が劣化
してしまうことがある。これは、ＧａＡｓ基板の熱伝導
率が０．４Ｗ／Ｋ／ｃｍ程度と比較的小さく（シリコン
の約１／３）、出力レベルを上げると素子温度の上昇が
大きくなることに起因している。バイポーラトランジス
タのベース・エミッタ間電圧を一定電圧で駆動すると、
温度上昇によってコレクタ電流が増加していくことが知
られている。したがって、電流増加によって消費電力が
増加すると、素子の温度が上昇し、これによりさらに電
流が増加するという「電流増加→電力増加→温度上昇→
電流増加」の正帰還が発生して、大面積で複数のエミッ
タフィンガーを有する高周波電力増幅器においては、電
流分布に不均一が生じるという不具合があり、最悪の場
合には熱暴走状態に陥りトランジスタが破壊されてしま
うこともあった。
【０００４】このような問題に対して、従来最も良く用
いられてきた方法は、エミッタ抵抗またはベース抵抗を
増加させ、電流上昇とベース・エミッタ間の電圧関係に
負帰還作用を与えて、温度上昇による正帰還作用を相殺
するバラスト抵抗を設けるバラスト抵抗法（G.Gao et a
l.:IEEE Trans. Electron Dev.,1991, pp185-196）であ
る。図１０にこのバラスト抵抗法を用いたヘテロ接合バ
イポーラトランジスタによる高周波電力増幅器の一例を
示して、従来のバイポーラトランジスタを用いた高周波
電力増幅器について説明する。
いられてきた方法は、エミッタ抵抗またはベース抵抗を
増加させ、電流上昇とベース・エミッタ間の電圧関係に
負帰還作用を与えて、温度上昇による正帰還作用を相殺
するバラスト抵抗を設けるバラスト抵抗法（G.Gao et a
l.:IEEE Trans. Electron Dev.,1991, pp185-196）であ
る。図１０にこのバラスト抵抗法を用いたヘテロ接合バ
イポーラトランジスタによる高周波電力増幅器の一例を
示して、従来のバイポーラトランジスタを用いた高周波
電力増幅器について説明する。
【０００５】図１０において、ベースバイアスの基準電
圧を生成する基準電圧生成回路１２の出力電圧は、トラ
ンジスタ１１によりインピーダンス変換を行なうバイア
ス発生回路２を介して、高周波電力増幅を行なうトラン
ジスタ回路１０の各フィンガーとしてのバイポーラトラ
ンジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに分配される。ベース
バイアスの基準電圧は、ダイオード６の温度に応じて調
整されている。これ以降の説明において、このような構
成のバイアス回路をダイオードバイアス回路と呼ぶもの
とする。
圧を生成する基準電圧生成回路１２の出力電圧は、トラ
ンジスタ１１によりインピーダンス変換を行なうバイア
ス発生回路２を介して、高周波電力増幅を行なうトラン
ジスタ回路１０の各フィンガーとしてのバイポーラトラ
ンジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに分配される。ベース
バイアスの基準電圧は、ダイオード６の温度に応じて調
整されている。これ以降の説明において、このような構
成のバイアス回路をダイオードバイアス回路と呼ぶもの
とする。
【０００６】各トランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの
エミッタは、バラスト抵抗５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを介
して接地電極に接続されている。高周波電力は、メタル
・インシュレータ・メタル（以下、Metal Insulator Me
tal―ＭＩＭ―と略記する）容量素子４を介してトラン
ジスタ回路１０の各トランジスタ１ａ〜１ｄのベースに
それぞれ接続されている。高周波電力がベースバイアス
回路へ漏れるのを防止するために、インピーダンス変換
用のバイポーラトランジスタ１１のエミッタと高周波電
力トランジスタ回路１０との間に、抵抗３が接続されて
いる。したがって、図１０に示されるバイアス発生回路
２は、インピーダンス変換用のバイポーラトランジスタ
１１と、高周波阻止用の抵抗３と、バラスト用の抵抗９
とを備えている。
エミッタは、バラスト抵抗５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを介
して接地電極に接続されている。高周波電力は、メタル
・インシュレータ・メタル（以下、Metal Insulator Me
tal―ＭＩＭ―と略記する）容量素子４を介してトラン
ジスタ回路１０の各トランジスタ１ａ〜１ｄのベースに
それぞれ接続されている。高周波電力がベースバイアス
回路へ漏れるのを防止するために、インピーダンス変換
用のバイポーラトランジスタ１１のエミッタと高周波電
力トランジスタ回路１０との間に、抵抗３が接続されて
いる。したがって、図１０に示されるバイアス発生回路
２は、インピーダンス変換用のバイポーラトランジスタ
１１と、高周波阻止用の抵抗３と、バラスト用の抵抗９
とを備えている。
【０００７】図１１には、図１０に示される従来のヘテ
ロ接合バイポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅
器の回路構成におけるパターンレイアウトが示されてお
り、このパターンレイアウトについては、本発明の第１
の実施形態の説明箇所において本発明の第１の実施形態
の実施例としての高周波電力増幅器のパターンレイアウ
トと比較しながら詳細に後述する。
ロ接合バイポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅
器の回路構成におけるパターンレイアウトが示されてお
り、このパターンレイアウトについては、本発明の第１
の実施形態の説明箇所において本発明の第１の実施形態
の実施例としての高周波電力増幅器のパターンレイアウ
トと比較しながら詳細に後述する。
【０００８】このような構成を有するトランジスタ回路
が、通常、ＧａＡｓのチップ上に集積化されていわゆる
ＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuit
）を構成している。この回路構成においては、チップ
の温度変化はダイオード６によって検出されて、その温
度に応じたバイアス電圧が高周波電力トランジスタに供
給されている。しかし、高周波電力密度が大きくなる
と、高周波電力トランジスタ回路１０の各フィンガート
ランジスタ間に温度差が発生し、このため電流分布が不
均一になる。
が、通常、ＧａＡｓのチップ上に集積化されていわゆる
ＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuit
）を構成している。この回路構成においては、チップ
の温度変化はダイオード６によって検出されて、その温
度に応じたバイアス電圧が高周波電力トランジスタに供
給されている。しかし、高周波電力密度が大きくなる
と、高周波電力トランジスタ回路１０の各フィンガート
ランジスタ間に温度差が発生し、このため電流分布が不
均一になる。
【０００９】特に、高周波トランジスタ回路１０の中心
部では温度が上昇し易く、図１０に示された例において
は、フィンガートランジスタ１ａと１ｄの電流の和より
も、フィンガートランジスタ１ｂと１ｃの電流の和の方
が大きくなってしまっていた。図１２には、図１０に示
す従来のバイポーラトランジスタ回路におけるトランジ
スタブロックの位置とそのコレクタ電流の値とが示され
ている。この図に示すように中心に位置するトランジス
タのコレクタ電流の値は、バラスト抵抗値が３．５Ωの
ときよりも２Ωのときに大きくばらついていることが分
かる 一般的に、バラスト抵抗５ａ〜５ｄを大きくすれば、熱
暴走に対する耐性が向上し、電流分布の均一性も改善す
ることができる。しかしながら、バラスト抵抗を大きく
し過ぎると、トランジスタの飽和領域の電圧が上昇して
効率が低下したり、利得が低下してしまうなどの不都合
が生じる。
部では温度が上昇し易く、図１０に示された例において
は、フィンガートランジスタ１ａと１ｄの電流の和より
も、フィンガートランジスタ１ｂと１ｃの電流の和の方
が大きくなってしまっていた。図１２には、図１０に示
す従来のバイポーラトランジスタ回路におけるトランジ
スタブロックの位置とそのコレクタ電流の値とが示され
ている。この図に示すように中心に位置するトランジス
タのコレクタ電流の値は、バラスト抵抗値が３．５Ωの
ときよりも２Ωのときに大きくばらついていることが分
かる 一般的に、バラスト抵抗５ａ〜５ｄを大きくすれば、熱
暴走に対する耐性が向上し、電流分布の均一性も改善す
ることができる。しかしながら、バラスト抵抗を大きく
し過ぎると、トランジスタの飽和領域の電圧が上昇して
効率が低下したり、利得が低下してしまうなどの不都合
が生じる。
【００１０】また、図１０に示す従来のバイポーラトラ
ンジスタ回路でバラスト抵抗５ａ〜５ｄを大きくして、
高出力トランジスタ回路１０の熱暴走に対する耐性を向
上できたとしても、バイアス回路の破壊に対する耐性が
問題になることがある。これは高出力トランジスタ回路
１０のコレクタに接続する外部付加抵抗が変動するなど
の理由で、通常の使用状態に比べて非常に大きなコレク
タ電流がトランジスタ回路１０に流れるとベースバイア
ス回路２のトランジスタ１１が破壊されてしまうという
問題のことである。
ンジスタ回路でバラスト抵抗５ａ〜５ｄを大きくして、
高出力トランジスタ回路１０の熱暴走に対する耐性を向
上できたとしても、バイアス回路の破壊に対する耐性が
問題になることがある。これは高出力トランジスタ回路
１０のコレクタに接続する外部付加抵抗が変動するなど
の理由で、通常の使用状態に比べて非常に大きなコレク
タ電流がトランジスタ回路１０に流れるとベースバイア
ス回路２のトランジスタ１１が破壊されてしまうという
問題のことである。
【００１１】すなわち、トランジスタ回路１０の外部負
荷が変動してコレクタ電流が増加すると、トランジスタ
回路１０のベース電流も増加してしまう。バイアス回路
２のトランジスタ１１には、トランジスタ回路１０の全
てのトランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのベース電流
が流れるが、この電流値が大きくなりすぎると、トラン
ジスタ１１が熱暴走してしまい、トランジスタ１１が破
壊されてしまうことがある。
荷が変動してコレクタ電流が増加すると、トランジスタ
回路１０のベース電流も増加してしまう。バイアス回路
２のトランジスタ１１には、トランジスタ回路１０の全
てのトランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのベース電流
が流れるが、この電流値が大きくなりすぎると、トラン
ジスタ１１が熱暴走してしまい、トランジスタ１１が破
壊されてしまうことがある。
【００１２】したがって、図１０の従来のトランジスタ
回路においては、高出力トランジスタ回路１０の熱暴走
に対する対策と、バイアス発生回路２のトランジスタ１
１の熱暴走に対する対策との両方の対策を施さねばなら
ないという問題を抱えていた。前者の高出力トランジス
タ回路１０の熱暴走に対する対策として、バラスト抵抗
をベース端子に接続することにより高周波電力信号から
分離する方法が提案されている（W.J.Pratt; United At
ates Patent No. 5,608,353）。この第２の従来例を図
１３に示す。
回路においては、高出力トランジスタ回路１０の熱暴走
に対する対策と、バイアス発生回路２のトランジスタ１
１の熱暴走に対する対策との両方の対策を施さねばなら
ないという問題を抱えていた。前者の高出力トランジス
タ回路１０の熱暴走に対する対策として、バラスト抵抗
をベース端子に接続することにより高周波電力信号から
分離する方法が提案されている（W.J.Pratt; United At
ates Patent No. 5,608,353）。この第２の従来例を図
１３に示す。
【００１３】図１３に示す構成においては、ベースバイ
アス基準電圧生成回路１２の出力電位は、インピーダン
ス変換を行なうバイアス発生回路２を経て高周波電力増
幅を行なうフィンガーとしての第１のバイポーラトラン
ジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのベースにバラスト抵抗
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを介して分配されている。基準
電圧生成回路１２はダイオード６を備え、バイアス発生
回路２はインピーダンス変換用の第２のバイポーラトラ
ンジスタ１１と、このトランジスタ１１のエミッタと接
地間に設けられた抵抗９とを備えている。
アス基準電圧生成回路１２の出力電位は、インピーダン
ス変換を行なうバイアス発生回路２を経て高周波電力増
幅を行なうフィンガーとしての第１のバイポーラトラン
ジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのベースにバラスト抵抗
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを介して分配されている。基準
電圧生成回路１２はダイオード６を備え、バイアス発生
回路２はインピーダンス変換用の第２のバイポーラトラ
ンジスタ１１と、このトランジスタ１１のエミッタと接
地間に設けられた抵抗９とを備えている。
【００１４】上述の構成を有する図１３の回路では、高
周波電力は、ＭＩＭ容量素子８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを
介して各フィンガートランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄのベースにバラスト抵抗を介することなく供給されて
いる。この方法においては、トランジスタの均一動作を
保証するためにバラスト抵抗の値を大きくしても高周波
電力は直接トランジスタのベース端子に入力されている
ので、図１０の高周波電力増幅器の回路において問題と
なっていたようなトランジスタの飽和領域の電圧の上昇
による効率の劣化や利得の低下などの不都合は発生せず
特性が向上する。
周波電力は、ＭＩＭ容量素子８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを
介して各フィンガートランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄのベースにバラスト抵抗を介することなく供給されて
いる。この方法においては、トランジスタの均一動作を
保証するためにバラスト抵抗の値を大きくしても高周波
電力は直接トランジスタのベース端子に入力されている
ので、図１０の高周波電力増幅器の回路において問題と
なっていたようなトランジスタの飽和領域の電圧の上昇
による効率の劣化や利得の低下などの不都合は発生せず
特性が向上する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＣＤＭＡ（Co
de Division Multiple Access―符号分割多重接続―）
変調方式などのように、変調波信号の包絡線が大きく変
化するような信号を取り扱う場合に問題が生じる。すな
わち、バラスト抵抗が大きいとヘテロ接合バイポーラト
ランジスタの真性のベース・エミッタ間に印加される電
圧に包絡線の周波数成分が重畳されてキャリア周波数成
分と混変調を起こし、歪みを劣化させてしまう。
de Division Multiple Access―符号分割多重接続―）
変調方式などのように、変調波信号の包絡線が大きく変
化するような信号を取り扱う場合に問題が生じる。すな
わち、バラスト抵抗が大きいとヘテロ接合バイポーラト
ランジスタの真性のベース・エミッタ間に印加される電
圧に包絡線の周波数成分が重畳されてキャリア周波数成
分と混変調を起こし、歪みを劣化させてしまう。
【００１６】図１４にディジタル変調方式の信号を入力
したバイポーラトランジスタのコレクタ電流を模式的に
示す。ディジタル変調方式では、高周波電流の振幅も時
間に依存して変化している。図１３に示された第２の従
来例による高周波電力増幅器の回路においては、高周波
電流はベースバラスト抵抗７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄには
流れないが、図１４に示すような、低周波数成分である
変調信号の包絡線成分はバラスト抵抗７ａ，７ｂ，７
ｃ，７ｄを流れている。このため、バラスト抵抗が大き
いヘテロ接合バイポーラトランジスタの真性のベース・
エミッタ間に印加される電圧が包絡線の周波数成分によ
り変調されてしまうことになる。
したバイポーラトランジスタのコレクタ電流を模式的に
示す。ディジタル変調方式では、高周波電流の振幅も時
間に依存して変化している。図１３に示された第２の従
来例による高周波電力増幅器の回路においては、高周波
電流はベースバラスト抵抗７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄには
流れないが、図１４に示すような、低周波数成分である
変調信号の包絡線成分はバラスト抵抗７ａ，７ｂ，７
ｃ，７ｄを流れている。このため、バラスト抵抗が大き
いヘテロ接合バイポーラトランジスタの真性のベース・
エミッタ間に印加される電圧が包絡線の周波数成分によ
り変調されてしまうことになる。
【００１７】この結果、バイポーラトランジスタ１ａ，
１ｂ，１ｃ，１ｄのベース端子において、元々の変調信
号と包絡線信号の２つの信号が混変調を起こして歪みを
劣化させてしまっていた。したがって、歪み成分の抑制
という観点からは、バラスト抵抗をむやみに大きくする
ことができず、近年、需要の高まってきているディジタ
ル変調向けの増幅器に適用できるような増幅器を構成す
ることができないという問題があった。
１ｂ，１ｃ，１ｄのベース端子において、元々の変調信
号と包絡線信号の２つの信号が混変調を起こして歪みを
劣化させてしまっていた。したがって、歪み成分の抑制
という観点からは、バラスト抵抗をむやみに大きくする
ことができず、近年、需要の高まってきているディジタ
ル変調向けの増幅器に適用できるような増幅器を構成す
ることができないという問題があった。
【００１８】本発明は上記問題を解決するために、バラ
スト抵抗値が小さくても電流分布の均一性に優れると共
に、ディジタル変調波を入力しても歪みの劣化が小さい
高効率低歪みの増幅器を構成することができるバイポー
ラトランジスタを提供することを第１の目的としてい
る。
スト抵抗値が小さくても電流分布の均一性に優れると共
に、ディジタル変調波を入力しても歪みの劣化が小さい
高効率低歪みの増幅器を構成することができるバイポー
ラトランジスタを提供することを第１の目的としてい
る。
【００１９】また、図１３に示す第２の従来のバイポー
ラトランジスタ回路は、トランジスタ回路１０のコレク
タの負荷変動により大きなコレクタ電流が流れると、バ
イアス回路２のトランジスタ１１に流れる電流が大きく
なり、トランジスタ１１が破壊されてしまう危険性を有
するという問題は、図１０に示した第１の従来例による
バイポーラトランジスタ回路と何ら変わらない。
ラトランジスタ回路は、トランジスタ回路１０のコレク
タの負荷変動により大きなコレクタ電流が流れると、バ
イアス回路２のトランジスタ１１に流れる電流が大きく
なり、トランジスタ１１が破壊されてしまう危険性を有
するという問題は、図１０に示した第１の従来例による
バイポーラトランジスタ回路と何ら変わらない。
【００２０】この問題を解決するために、本発明は、高
出力トランジスタの外部負荷が変動してもバイアス回路
のトランジスタが破壊されないような増幅器の構成を提
供することを第２の目的としている。
出力トランジスタの外部負荷が変動してもバイアス回路
のトランジスタが破壊されないような増幅器の構成を提
供することを第２の目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の基本構成に係るバイポーラトランジスタを
用いた高周波電力増幅器は、少なくとも２個以上のブロ
ックを備えるバイポーラトランジスタを用いた高周波電
力増幅器であって、前記ブロックの各々が、ベースバイ
アス電位を発生させるバイアス発生回路と、高周波入力
用の容量素子と、を有することを特徴としている。
め、本発明の基本構成に係るバイポーラトランジスタを
用いた高周波電力増幅器は、少なくとも２個以上のブロ
ックを備えるバイポーラトランジスタを用いた高周波電
力増幅器であって、前記ブロックの各々が、ベースバイ
アス電位を発生させるバイアス発生回路と、高周波入力
用の容量素子と、を有することを特徴としている。
【００２２】上記基本構成を有するバイポーラトランジ
スタを用いた高周波電力増幅器において、前記バイアス
発生回路は、ベースバイアスの基準電位を低インピーダ
ンスに変換する回路と、高周波を阻止するために前記バ
イポーラトランジスタのベース端子との間に設けられた
抵抗と、を備えるようにしても良い。
スタを用いた高周波電力増幅器において、前記バイアス
発生回路は、ベースバイアスの基準電位を低インピーダ
ンスに変換する回路と、高周波を阻止するために前記バ
イポーラトランジスタのベース端子との間に設けられた
抵抗と、を備えるようにしても良い。
【００２３】また、上記基本構成を有するバイポーラト
ランジスタを用いた高周波電力増幅器において、前記バ
イアス発生回路は、ベースバイアスの基準電位がベース
に接続され直流電源がコレクタに接続された第２のバイ
ポーラトランジスタと、高周波を阻止するために前記第
２のバイポーラトランジスタのエミッタと前記バイポー
ラトランジスタのベース端子との間に設けられた抵抗
と、を備え、前記ベースバイアスの基準電位は定電流バ
イアスしたダイオード回路の電位により生成されるよう
にしても良い。
ランジスタを用いた高周波電力増幅器において、前記バ
イアス発生回路は、ベースバイアスの基準電位がベース
に接続され直流電源がコレクタに接続された第２のバイ
ポーラトランジスタと、高周波を阻止するために前記第
２のバイポーラトランジスタのエミッタと前記バイポー
ラトランジスタのベース端子との間に設けられた抵抗
と、を備え、前記ベースバイアスの基準電位は定電流バ
イアスしたダイオード回路の電位により生成されるよう
にしても良い。
【００２４】上記の構成において、前記ベースバイアス
の基準電位を生成する定電流バイアスしたダイオード回
路は、前記バイアス発生回路の各々に付属して設けら
れ、前記ブロックの各々に対して温度補償されたベース
バイアス電位が供給されるようにしても良い。
の基準電位を生成する定電流バイアスしたダイオード回
路は、前記バイアス発生回路の各々に付属して設けら
れ、前記ブロックの各々に対して温度補償されたベース
バイアス電位が供給されるようにしても良い。
【００２５】上記構成において、前記高周波入力用の容
量素子は、前記バイポーラトランジスタのベース端子と
前記抵抗との接続点に接続されたメタル・インシュレー
タ・メタル容量素子を含むようにしても良い。
量素子は、前記バイポーラトランジスタのベース端子と
前記抵抗との接続点に接続されたメタル・インシュレー
タ・メタル容量素子を含むようにしても良い。
【００２６】上記構成において、前記メタル・インシュ
レータ・メタル容量素子は、高周波電力源に接続されて
いても良いる。
レータ・メタル容量素子は、高周波電力源に接続されて
いても良いる。
【００２７】上記基本構成に係るバイポーラトランジス
タを用いた高周波電力増幅器において、前記ブロックの
各々にエミッタフォロワ回路よりなる前記バイアス発生
回路を有し、このエミッタフォロワ回路のベース入力に
ベースバイアスの基準電位が与えられていても良い。
タを用いた高周波電力増幅器において、前記ブロックの
各々にエミッタフォロワ回路よりなる前記バイアス発生
回路を有し、このエミッタフォロワ回路のベース入力に
ベースバイアスの基準電位が与えられていても良い。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るバイポーラト
ランジスタを用いた高周波電力増幅器の実施形態につい
て、添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下の実
施形態においては、本発明をＩｎＧａＰ／ＧａＡｓのヘ
テロ接合バイポーラトランジスタを用いた２ＧＨｚ帯の
電力増幅器に適用した場合を例にして説明する。また、
比較のために従来のバイポーラトランジスタを用いた高
周波電力増幅器の例も併せて説明する。
ランジスタを用いた高周波電力増幅器の実施形態につい
て、添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下の実
施形態においては、本発明をＩｎＧａＰ／ＧａＡｓのヘ
テロ接合バイポーラトランジスタを用いた２ＧＨｚ帯の
電力増幅器に適用した場合を例にして説明する。また、
比較のために従来のバイポーラトランジスタを用いた高
周波電力増幅器の例も併せて説明する。
【００２９】従来の電力増幅器は、１ｍｍ×２ｍｍのチ
ップ内にそれぞれが４×３０μｍのサイズの３２本のエ
ミッタフィンガーを、図１０に示すように配置して、線
形出力３０ｄＢｍＷを得ている。ここで、符号１ａ，１
ｂ，１ｃ，１ｄは８本のエミッタフィンガーを並列接続
したトランジスタを示している。図示の位置に、ダイオ
ードバイアス回路からなるバイアス回路２を配置して、
４つのトランジスタブロック１ａないし１ｄのそれぞれ
のベースに、直流電位を供給した。抵抗３は高周波遮断
用に設けられている。高周波信号は、ＭＩＭ容量４を介
して４つのトランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄのベースに接続されている。
ップ内にそれぞれが４×３０μｍのサイズの３２本のエ
ミッタフィンガーを、図１０に示すように配置して、線
形出力３０ｄＢｍＷを得ている。ここで、符号１ａ，１
ｂ，１ｃ，１ｄは８本のエミッタフィンガーを並列接続
したトランジスタを示している。図示の位置に、ダイオ
ードバイアス回路からなるバイアス回路２を配置して、
４つのトランジスタブロック１ａないし１ｄのそれぞれ
のベースに、直流電位を供給した。抵抗３は高周波遮断
用に設けられている。高周波信号は、ＭＩＭ容量４を介
して４つのトランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄのベースに接続されている。
【００３０】一方、本発明の第１実施形態に係るバイポ
ーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器は、図１に
示されるように構成されている。すなわち４つの出力ト
ランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのそれぞれのベース
毎に、個別のダイオードバイアス回路２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄがそれぞれのブロックに近接して配置されてい
る。具体的には、バイアス回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
のそれぞれを構成するインピーダンス変換用の第２のバ
イポーラトランジスタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ
が、高周波阻止用の抵抗３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄをそれ
ぞれ介して、出力トランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
のベース側に接続されており、各々のトランジスタ１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのそれぞれのベースにバイアス電
位が供給されている。
ーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器は、図１に
示されるように構成されている。すなわち４つの出力ト
ランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのそれぞれのベース
毎に、個別のダイオードバイアス回路２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄがそれぞれのブロックに近接して配置されてい
る。具体的には、バイアス回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
のそれぞれを構成するインピーダンス変換用の第２のバ
イポーラトランジスタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ
が、高周波阻止用の抵抗３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄをそれ
ぞれ介して、出力トランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
のベース側に接続されており、各々のトランジスタ１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのそれぞれのベースにバイアス電
位が供給されている。
【００３１】バイアス回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのそ
れぞれを構成するインピーダンス変換用の第２のバイポ
ーラトランジスタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのベ
ースには、定電流バイアスされたダイオード回路６ａ，
６ｂ，６ｃ，６ｄよりそれぞれ構成される基準電圧生成
回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄにより生成された
ベースバイアスの基準電圧が供給されている。インピー
ダンス変換用の第２のバイポーラトランジスタ１１ａ，
１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのエミッタと、高周波阻止用の
抵抗３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとのそれぞれの接続点と接
地との間には、抵抗９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄがそれぞれ
設けられており、例えば１つのバイアス回路２ａは、第
２のバイポーラトランジスタ１１ａと、高周波阻止用の
抵抗３ａと、抵抗９ａとにより構成されている。
れぞれを構成するインピーダンス変換用の第２のバイポ
ーラトランジスタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのベ
ースには、定電流バイアスされたダイオード回路６ａ，
６ｂ，６ｃ，６ｄよりそれぞれ構成される基準電圧生成
回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄにより生成された
ベースバイアスの基準電圧が供給されている。インピー
ダンス変換用の第２のバイポーラトランジスタ１１ａ，
１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのエミッタと、高周波阻止用の
抵抗３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとのそれぞれの接続点と接
地との間には、抵抗９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄがそれぞれ
設けられており、例えば１つのバイアス回路２ａは、第
２のバイポーラトランジスタ１１ａと、高周波阻止用の
抵抗３ａと、抵抗９ａとにより構成されている。
【００３２】バイポーラトランジスタの特性は、温度依
存性が強く、特に定電圧バイアスすると出力電流が環境
温度により大きく変動してしまうという問題がある。一
方、上述したように、包絡線成分の変化が大きいディジ
タル変調信号を低歪みで増幅するためには、ベース電位
を一定に保つことが重要である。バイアス回路２におけ
るダイオードバイアス回路は、ダイオード接続したトラ
ンジスタ６に一定の電流を供給し、このダイオードのベ
ース電位をインピーダンス変換して出力トランジスタ１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのベースへと供給している。
存性が強く、特に定電圧バイアスすると出力電流が環境
温度により大きく変動してしまうという問題がある。一
方、上述したように、包絡線成分の変化が大きいディジ
タル変調信号を低歪みで増幅するためには、ベース電位
を一定に保つことが重要である。バイアス回路２におけ
るダイオードバイアス回路は、ダイオード接続したトラ
ンジスタ６に一定の電流を供給し、このダイオードのベ
ース電位をインピーダンス変換して出力トランジスタ１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのベースへと供給している。
【００３３】環境温度の変化は、ダイオード接続したト
ランジスタ６により検出されてバイアスポイントのコレ
クタ電流が変化しないように補正される。ダイオードの
電位はエミッタフォロワにより低インピーダンスで高出
力トランジスタに供給されているので、変調信号の包絡
線の変化によるベース電位の変動は強く抑制されてい
る。このような結果により、ディジタル変調方式にはダ
イオードバイアス回路やカレントミラー回路が適してい
るものと考えられている。
ランジスタ６により検出されてバイアスポイントのコレ
クタ電流が変化しないように補正される。ダイオードの
電位はエミッタフォロワにより低インピーダンスで高出
力トランジスタに供給されているので、変調信号の包絡
線の変化によるベース電位の変動は強く抑制されてい
る。このような結果により、ディジタル変調方式にはダ
イオードバイアス回路やカレントミラー回路が適してい
るものと考えられている。
【００３４】このダイオードバイアス回路の性質をさら
に引き出すために、ＩＣのパターンを工夫した例が図１
１に示されている。図１１に示されるパターンレイアウ
トにおける各符号は図１０に示された各構成要素に振ら
れた符号と同一である。図１１に示すパターンの例で
は、ダイオードバイアス回路の温度検出用のダイオード
接続されたトランジスタ６が、１つのブロックの高出力
トランジスタ１ａの近傍に配置されていることが特徴で
ある。
に引き出すために、ＩＣのパターンを工夫した例が図１
１に示されている。図１１に示されるパターンレイアウ
トにおける各符号は図１０に示された各構成要素に振ら
れた符号と同一である。図１１に示すパターンの例で
は、ダイオードバイアス回路の温度検出用のダイオード
接続されたトランジスタ６が、１つのブロックの高出力
トランジスタ１ａの近傍に配置されていることが特徴で
ある。
【００３５】ディジタル変調方式の携帯電話などでは、
電池寿命を延ばすために高効率な動作が期待されるＢ級
またはＡＢ級増幅器が用いられている。Ｂ級またはＡＢ
級増幅器においては、Ａ級増幅器と異なり出力電力によ
って素子の消費電力が変化している。このため、高出力
トランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの素子温度も出力
レベルに応じて変化してしまう。
電池寿命を延ばすために高効率な動作が期待されるＢ級
またはＡＢ級増幅器が用いられている。Ｂ級またはＡＢ
級増幅器においては、Ａ級増幅器と異なり出力電力によ
って素子の消費電力が変化している。このため、高出力
トランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの素子温度も出力
レベルに応じて変化してしまう。
【００３６】したがって、一定のバイアス電圧を高出力
トランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに与えていると、
出力レベルが増加して素子温度が上昇することにより、
効率が劣化してしまうことになる。図３にはこのときの
状態が図示されている。すなわち、素子温度が低いとき
には素子の入出力特性は、符号１０１で示されるように
なっており、Ｂ級またはＡＢ級にバイアスポイント１０
４を設定していても素子温度が高くなると入出力特性は
符号１０２のように変化し、バイアスポイントがＡ級側
にずれて符号１０５のようになり、電力効率が劣化して
しまうことになる。
トランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに与えていると、
出力レベルが増加して素子温度が上昇することにより、
効率が劣化してしまうことになる。図３にはこのときの
状態が図示されている。すなわち、素子温度が低いとき
には素子の入出力特性は、符号１０１で示されるように
なっており、Ｂ級またはＡＢ級にバイアスポイント１０
４を設定していても素子温度が高くなると入出力特性は
符号１０２のように変化し、バイアスポイントがＡ級側
にずれて符号１０５のようになり、電力効率が劣化して
しまうことになる。
【００３７】そこで、図１１のパターンレイアウトに示
すように、温度センスダイオード６を高出力トランジス
タ１ａの近傍に配置すると、素子温度の変化に応じてバ
イアスポイントを補正することが可能となる。すなわ
ち、高出力トランジスタの素子温度が上昇すると温度セ
ンスダイオード６の素子温度も上昇し、高出力トランジ
スタに供給されるバイアス電圧を低下させることができ
る。このため、出力レベルによらずにＢ級またはＡＢ級
に近いポイントにバイアス点が設定されることになり、
高効率な増幅器を構成することができる。
すように、温度センスダイオード６を高出力トランジス
タ１ａの近傍に配置すると、素子温度の変化に応じてバ
イアスポイントを補正することが可能となる。すなわ
ち、高出力トランジスタの素子温度が上昇すると温度セ
ンスダイオード６の素子温度も上昇し、高出力トランジ
スタに供給されるバイアス電圧を低下させることができ
る。このため、出力レベルによらずにＢ級またはＡＢ級
に近いポイントにバイアス点が設定されることになり、
高効率な増幅器を構成することができる。
【００３８】しかしながら、図１０および図１１に示す
従来のバイポーラトランジスタにおいては、素子の中心
側に設けられているトランジスタブロックの方が周辺側
に設けられているトランジスタブロックよりも温度上昇
が大きいために、周辺部のトランジスタブロックよりも
中心部のトランジスタブロックの方に流れる電流の方が
大きい傾向があった。
従来のバイポーラトランジスタにおいては、素子の中心
側に設けられているトランジスタブロックの方が周辺側
に設けられているトランジスタブロックよりも温度上昇
が大きいために、周辺部のトランジスタブロックよりも
中心部のトランジスタブロックの方に流れる電流の方が
大きい傾向があった。
【００３９】図１２には、図１０および図１１に示され
る従来のバイポーラトランジスタの各トランジスタブロ
ックに流れる電流分布が、エミッタフィンガー当たりの
エミッタ抵抗をパラメータとして示されている。１つの
フィンガー当たりのエミッタ抵抗が３．５Ωの場合に
は、電流のばらつきは１５％であったが、１フィンガー
当たり２Ωにまで小さくするとバラスト抵抗としての働
きが弱まって、電流のばらつきは３０％と倍増してしま
っていた。
る従来のバイポーラトランジスタの各トランジスタブロ
ックに流れる電流分布が、エミッタフィンガー当たりの
エミッタ抵抗をパラメータとして示されている。１つの
フィンガー当たりのエミッタ抵抗が３．５Ωの場合に
は、電流のばらつきは１５％であったが、１フィンガー
当たり２Ωにまで小さくするとバラスト抵抗としての働
きが弱まって、電流のばらつきは３０％と倍増してしま
っていた。
【００４０】さらに、図１１に示すような回路パターン
についての工夫を行なっても、バイアスポイントの補正
は高出力トランジスタの一部の素子温度を基準にして行
なうために、予想するほどには特性の向上は大きくなか
った。すなわち、図１１に示すように、高出力トランジ
スタの周辺部のブロック１ａの近傍に温度センスダイオ
ード６を配置した場合には、出力レベルが増加して素子
温度が上昇すると、高出力トランジスタの中心部のブロ
ック１ｂ，１ｃに対しては、バイアスポイントがＢ級ま
たはＡＢ級からＡ級側にずれてしまい、電力効率が劣化
する。
についての工夫を行なっても、バイアスポイントの補正
は高出力トランジスタの一部の素子温度を基準にして行
なうために、予想するほどには特性の向上は大きくなか
った。すなわち、図１１に示すように、高出力トランジ
スタの周辺部のブロック１ａの近傍に温度センスダイオ
ード６を配置した場合には、出力レベルが増加して素子
温度が上昇すると、高出力トランジスタの中心部のブロ
ック１ｂ，１ｃに対しては、バイアスポイントがＢ級ま
たはＡＢ級からＡ級側にずれてしまい、電力効率が劣化
する。
【００４１】一方、図１１とは異なり、温度センスダイ
オード６を高出力トランジスタの中心部側のブロック１
ｂの近傍に配置すると、出力レベルが増して素子温度が
上昇したときに高出力トランジスタの周辺部のブロック
１ａ，１ｄに対してはバイアスポイントがＣ級側にずれ
てしまい歪み特性が劣化してしまっていた。
オード６を高出力トランジスタの中心部側のブロック１
ｂの近傍に配置すると、出力レベルが増して素子温度が
上昇したときに高出力トランジスタの周辺部のブロック
１ａ，１ｄに対してはバイアスポイントがＣ級側にずれ
てしまい歪み特性が劣化してしまっていた。
【００４２】一方、図１に示す本発明の第１実施形態に
係るバイポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器
によれば、各トランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのブ
ロック毎にバイアス電圧が温度補償として与えられてい
るので、各トランジスタ間の電流の均一性が向上した。
図３には、本発明の実施形態に係る構造によるトランジ
スタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの各ブロックに流れる電流
分布が、１つのエミッタフィンガー当たりのエミッタ抵
抗をパラメータとして示されている。エミッタフィンガ
ー１つ当たりのエミッタ抵抗が３．５Ωでは電流分布の
ばらつきは４％と大きく改善された。また、エミッタ抵
抗を２Ωに通策しても、電流分布のばらつきは７％の範
囲に収めることができた。
係るバイポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器
によれば、各トランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのブ
ロック毎にバイアス電圧が温度補償として与えられてい
るので、各トランジスタ間の電流の均一性が向上した。
図３には、本発明の実施形態に係る構造によるトランジ
スタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの各ブロックに流れる電流
分布が、１つのエミッタフィンガー当たりのエミッタ抵
抗をパラメータとして示されている。エミッタフィンガ
ー１つ当たりのエミッタ抵抗が３．５Ωでは電流分布の
ばらつきは４％と大きく改善された。また、エミッタ抵
抗を２Ωに通策しても、電流分布のばらつきは７％の範
囲に収めることができた。
【００４３】図２には、本発明の第１実施形態に係る高
周波電力増幅器のパターンレイアウトの一実施例が示さ
れている。各トランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄ毎に、ダイオードバイアス回路としてのインピーダ
ンス変換回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設けられ、その
中のインピーダンス変換部分としてのトランジスタ１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、さらにダイオード部分
としての温度センスダイオード６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ
が各トランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの近
傍に配置されている。このような構成により、各トラン
ジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ間に素子温度の
ばらつきが生じても、各トランジスタブロックはＢ級ま
たはＡＢ級にバイアスポイントが固定されて電力効率が
向上することになる。
周波電力増幅器のパターンレイアウトの一実施例が示さ
れている。各トランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄ毎に、ダイオードバイアス回路としてのインピーダ
ンス変換回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設けられ、その
中のインピーダンス変換部分としてのトランジスタ１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、さらにダイオード部分
としての温度センスダイオード６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ
が各トランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの近
傍に配置されている。このような構成により、各トラン
ジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ間に素子温度の
ばらつきが生じても、各トランジスタブロックはＢ級ま
たはＡＢ級にバイアスポイントが固定されて電力効率が
向上することになる。
【００４４】さらに、付随的な効果として回路における
破壊耐性の向上が認められた。多数のエミッタフィンガ
ーを並列に接続したバイポーラトランジスタに過度の高
周波電力が入力されると、１本のフィンガーに全ての電
力が集中してしまういわゆる電流集中が発生する。電流
集中が発生したエミッタフィンガーの温度は非常に高く
なり、多くの場合、素子破壊に至ることがある。図１０
に示したような第１の従来例による高周波電力増幅器の
回路においては、ＤＣバイアスは全て１点に束ねられ、
その後各フィンガーに分配されている。
破壊耐性の向上が認められた。多数のエミッタフィンガ
ーを並列に接続したバイポーラトランジスタに過度の高
周波電力が入力されると、１本のフィンガーに全ての電
力が集中してしまういわゆる電流集中が発生する。電流
集中が発生したエミッタフィンガーの温度は非常に高く
なり、多くの場合、素子破壊に至ることがある。図１０
に示したような第１の従来例による高周波電力増幅器の
回路においては、ＤＣバイアスは全て１点に束ねられ、
その後各フィンガーに分配されている。
【００４５】このため、バイアス回路は全てのフィンガ
ーにベース電流を充分に供給できる能力を備えている。
したがって、高出力トランジスタのフィンガー間で電流
集中が発生した場合、電流集中が発生した１本のフィン
ガーに充分なベース電流が供給されてしまい全ての高周
波電力が１つのフィンガーに集中してしまうために容易
に破壊されてしまうことになる。
ーにベース電流を充分に供給できる能力を備えている。
したがって、高出力トランジスタのフィンガー間で電流
集中が発生した場合、電流集中が発生した１本のフィン
ガーに充分なベース電流が供給されてしまい全ての高周
波電力が１つのフィンガーに集中してしまうために容易
に破壊されてしまうことになる。
【００４６】図１３に示す第２の従来例による回路にお
いては、高周波電力としての例えばＲＦ（Radio Freque
ncy―無線周波数―）阻止用の抵抗７ａ，７ｂ，７ｃ，
７ｄが各トランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
または各フィンガーに直列に接続されてバラスト抵抗の
役割を兼ねているので、電流集中が起きる閾値は向上し
ている。しかし、一旦電流集中が発生すると、バイアス
回路２は図１０の場合と同様に電流集中を起こした１本
のフィンガーに大きなベース電流を供給できるので、破
壊に至ることになる。
いては、高周波電力としての例えばＲＦ（Radio Freque
ncy―無線周波数―）阻止用の抵抗７ａ，７ｂ，７ｃ，
７ｄが各トランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
または各フィンガーに直列に接続されてバラスト抵抗の
役割を兼ねているので、電流集中が起きる閾値は向上し
ている。しかし、一旦電流集中が発生すると、バイアス
回路２は図１０の場合と同様に電流集中を起こした１本
のフィンガーに大きなベース電流を供給できるので、破
壊に至ることになる。
【００４７】一方、本発明の実施形態による高周波電力
増幅器によれば、バイアス回路は複数設けられているの
で、各々のバイアス回路への電流供給能力は従来の回路
に比べて分割数の分だけ小さくなる。このため、電流集
中が生じるような極端なバイアス条件にさらされても、
電流集中が発生したフィンガーに供給されるベース電流
は破壊に至る程には大きくならないように設定すること
ができる。
増幅器によれば、バイアス回路は複数設けられているの
で、各々のバイアス回路への電流供給能力は従来の回路
に比べて分割数の分だけ小さくなる。このため、電流集
中が生じるような極端なバイアス条件にさらされても、
電流集中が発生したフィンガーに供給されるベース電流
は破壊に至る程には大きくならないように設定すること
ができる。
【００４８】図４には、本発明の第１実施形態に係るバ
イポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器の特性
図が示されている。この図４は第１の従来による回路の
特性を説明した図１２に対応するものであり、図４によ
ればバラスト抵抗が２．０Ωの場合でも３．５Ωの場合
に比べてそれほどの劣化は見られず、好ましい結果を得
ることができた。
イポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器の特性
図が示されている。この図４は第１の従来による回路の
特性を説明した図１２に対応するものであり、図４によ
ればバラスト抵抗が２．０Ωの場合でも３．５Ωの場合
に比べてそれほどの劣化は見られず、好ましい結果を得
ることができた。
【００４９】また、図５に示す表には、図１および図２
にそれぞれ示したバイポーラトランジスタの２ＧＨｚの
広帯域ＣＤＭＡ信号に対する効率が示されている。図１
０および図１１に構成が示され、図１２に特性が示され
た第２の従来例によるバイポーラトランジスタにおいて
は、フィンガー１つ当たりのエミッタ抵抗を３．５Ωか
ら２Ωに下げると、電流分布が不均一になるため効率が
３５％から２７％に大きく劣化した。
にそれぞれ示したバイポーラトランジスタの２ＧＨｚの
広帯域ＣＤＭＡ信号に対する効率が示されている。図１
０および図１１に構成が示され、図１２に特性が示され
た第２の従来例によるバイポーラトランジスタにおいて
は、フィンガー１つ当たりのエミッタ抵抗を３．５Ωか
ら２Ωに下げると、電流分布が不均一になるため効率が
３５％から２７％に大きく劣化した。
【００５０】一方、本発明の実施形態に係るバイポーラ
トランジスタによれば、フィンガー１つ当たりのエミッ
タ抵抗を３．５Ωから２Ωに下げても、図４に示すよう
に、電流分布の均一性が保たれるので、効率の劣化は生
じない。むしろ、飽和電圧の低下と伝達コンダクタンス
の上詰まりがなくなるので、効率は向上した。図５の表
にも示すように、フィンガー１つ当たりのエミッタ抵抗
が３．５Ωのときには３８％であるが、２Ωの場合には
４３％に改善されている。
トランジスタによれば、フィンガー１つ当たりのエミッ
タ抵抗を３．５Ωから２Ωに下げても、図４に示すよう
に、電流分布の均一性が保たれるので、効率の劣化は生
じない。むしろ、飽和電圧の低下と伝達コンダクタンス
の上詰まりがなくなるので、効率は向上した。図５の表
にも示すように、フィンガー１つ当たりのエミッタ抵抗
が３．５Ωのときには３８％であるが、２Ωの場合には
４３％に改善されている。
【００５１】次に、バイアス回路２のトランジスタ１１
の電流について従来例と比較しながら本発明の実施形態
を検討してみる。上述した図１０に示す第１の従来例で
は、通常の負荷条件では電源電圧３．６Ｖで線形出力３
０ｄＢｍＷを得ている。このとき、トランジスタブロッ
ク１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの電流利得は１００程度であ
ったので、トランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄのベース電流は合計で４．５ｍＡ程度である。実際に
は、定常状態のバイアス電流が１．５ｍＡ程度であった
ので、トランジスタ１１に流れる電流は６ｍＡであっ
た。
の電流について従来例と比較しながら本発明の実施形態
を検討してみる。上述した図１０に示す第１の従来例で
は、通常の負荷条件では電源電圧３．６Ｖで線形出力３
０ｄＢｍＷを得ている。このとき、トランジスタブロッ
ク１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの電流利得は１００程度であ
ったので、トランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄのベース電流は合計で４．５ｍＡ程度である。実際に
は、定常状態のバイアス電流が１．５ｍＡ程度であった
ので、トランジスタ１１に流れる電流は６ｍＡであっ
た。
【００５２】携帯電話等への応用では、出力アンテナの
状態により電力増幅器の負荷インピーダンスが大きく変
化することがある。負荷インピーダンスを小さくする
と、トランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのコ
レクタ電流が増加して２０００ｍＡ以上に達した。この
とき、トランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの
電流利得は５０に低下し、バイアス回路２のトランジス
タ１１の電流は４０ｍＡ以上にもなった。このため、ト
ランジスタ１１は熱暴走を起こして破壊されてしまい、
図１０に示された第１の従来例による回路では高周波電
力増幅器として動作不能になった。この破壊のメカニズ
ムは、第２の従来例による図１３の回路においても同様
に発生した。
状態により電力増幅器の負荷インピーダンスが大きく変
化することがある。負荷インピーダンスを小さくする
と、トランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのコ
レクタ電流が増加して２０００ｍＡ以上に達した。この
とき、トランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの
電流利得は５０に低下し、バイアス回路２のトランジス
タ１１の電流は４０ｍＡ以上にもなった。このため、ト
ランジスタ１１は熱暴走を起こして破壊されてしまい、
図１０に示された第１の従来例による回路では高周波電
力増幅器として動作不能になった。この破壊のメカニズ
ムは、第２の従来例による図１３の回路においても同様
に発生した。
【００５３】一方、図１に示された本発明の第１実施形
態においては、トランジスタブロック１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄの外部コレクタ負荷が変動することによりコレ
クタ電流が２０００ｍＡ以上に達したときに、バイアス
回路が分割されて各々のトランジスタブロック毎に個別
のバイアス回路が設けられているので、トランジスタ１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに流れる電流は１０ｍＡ
にとどまり、バイアス回路の破壊は生じなかった。
態においては、トランジスタブロック１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄの外部コレクタ負荷が変動することによりコレ
クタ電流が２０００ｍＡ以上に達したときに、バイアス
回路が分割されて各々のトランジスタブロック毎に個別
のバイアス回路が設けられているので、トランジスタ１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに流れる電流は１０ｍＡ
にとどまり、バイアス回路の破壊は生じなかった。
【００５４】図６は、本発明の第２実施形態に係るバイ
ポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器を示して
いる。図１の第１実施形態に係る高周波増幅器における
ダイオードバイアス回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのイン
ピーダンス変換用のトランジスタ１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄのベースには、個別の基準電圧生成回路１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ、１２ｄにより生成されたベースバ
イアスの基準電圧が供給されていたが、図６に示す第２
実施形態においては、ベースバイアス用の基準電圧を共
通の基準電圧生成回路１２により生成して各トランジス
タ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのベースに供給して
いる。基準電圧生成回路１２は、定電流バイアスされた
ダイオード回路６を備えている。
ポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器を示して
いる。図１の第１実施形態に係る高周波増幅器における
ダイオードバイアス回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのイン
ピーダンス変換用のトランジスタ１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄのベースには、個別の基準電圧生成回路１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ、１２ｄにより生成されたベースバ
イアスの基準電圧が供給されていたが、図６に示す第２
実施形態においては、ベースバイアス用の基準電圧を共
通の基準電圧生成回路１２により生成して各トランジス
タ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのベースに供給して
いる。基準電圧生成回路１２は、定電流バイアスされた
ダイオード回路６を備えている。
【００５５】図６に示す構成によれば、１つのベースバ
イアスの基準電位を生成するダイオード回路６よりなる
基準電圧生成回路１２により決定されたバイアス電圧を
複数のダイオードバイアス回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
のインピーダンス変換用のトランジスタ１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄのそれぞれのベースに供給し、この
インピーダンス変換用のトランジスタ１１ａ，１１ｂ，
１１ｃ，１１ｄから高周波電力増幅を行なうトランジス
タブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの各々にそれぞれベ
ースバイアス電圧を供給している。
イアスの基準電位を生成するダイオード回路６よりなる
基準電圧生成回路１２により決定されたバイアス電圧を
複数のダイオードバイアス回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ
のインピーダンス変換用のトランジスタ１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄのそれぞれのベースに供給し、この
インピーダンス変換用のトランジスタ１１ａ，１１ｂ，
１１ｃ，１１ｄから高周波電力増幅を行なうトランジス
タブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの各々にそれぞれベ
ースバイアス電圧を供給している。
【００５６】図７は、図６に示される高周波電力増幅器
のパターンレイアウトを示す平面図であり、図７の各構
成部には図６の回路図に設けられた各構成部に付された
符号と同一の符号が付されている。したがって、図６と
図７の両図における同一符号は同一構成要素を示すもの
として重複説明を省略する。このような図６および図７
に示された第２実施形態に係る高周波電力増幅器によっ
ても、図１および図２に示した第１実施形態による高周
波電力増幅器と同様に、従来技術に比べてバイアス回路
の破壊耐性を大きく改善することができる。
のパターンレイアウトを示す平面図であり、図７の各構
成部には図６の回路図に設けられた各構成部に付された
符号と同一の符号が付されている。したがって、図６と
図７の両図における同一符号は同一構成要素を示すもの
として重複説明を省略する。このような図６および図７
に示された第２実施形態に係る高周波電力増幅器によっ
ても、図１および図２に示した第１実施形態による高周
波電力増幅器と同様に、従来技術に比べてバイアス回路
の破壊耐性を大きく改善することができる。
【００５７】すなわち、高周波電力増幅器を構成するト
ランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのコレクタ
負荷が変動してコレクタ電流が大きくなり、ベース電流
が増加してもバイアス回路のインピーダンス変換を行な
うトランジスタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、個
々のトランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ毎に
分割されているので、電流集中は発生せず破壊耐性が向
上する。
ランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのコレクタ
負荷が変動してコレクタ電流が大きくなり、ベース電流
が増加してもバイアス回路のインピーダンス変換を行な
うトランジスタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、個
々のトランジスタブロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ毎に
分割されているので、電流集中は発生せず破壊耐性が向
上する。
【００５８】なお、図６に示す第２実施形態に係るバイ
ポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器において
は、インピーダンス変換回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを
トランジスタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、その
エミッタ側にそれぞれ接続された抵抗と、により構成す
るものとして説明したが、本発明はこれに限定されず、
トランジスタのエミッタ側に抵抗を設けないようにして
も良い。
ポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器において
は、インピーダンス変換回路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを
トランジスタ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと、その
エミッタ側にそれぞれ接続された抵抗と、により構成す
るものとして説明したが、本発明はこれに限定されず、
トランジスタのエミッタ側に抵抗を設けないようにして
も良い。
【００５９】図８は、本発明の第３実施形態に係るバイ
ポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器を示す回
路図である。図８において、バイアス回路２ａ，２ｂ，
２ｃ，２ｄは、それぞれエミッタフォロワ構成によるイ
ンピーダンス変換用のトランジスタ１１ａ，１１ｂ，１
１ｃ，１１ｄのみによって構成されている。本発明は、
図８に示す第３実施形態の回路のように構成することも
可能であり、このような構成によってもコレクタ負荷の
変動によりコレクタ電流が大きくなりベース電流が増加
しても電流集中が発生せず、破壊耐性が向上するという
効果を有する。また、この第３実施形態に係る高周波電
力増幅器も、図９に示すようなパターンレイアウトによ
り構成することができる。図９の平面図においても、図
８と同一符号を付された構成要素は、図８の回路図にお
ける構成要素に対応している。
ポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器を示す回
路図である。図８において、バイアス回路２ａ，２ｂ，
２ｃ，２ｄは、それぞれエミッタフォロワ構成によるイ
ンピーダンス変換用のトランジスタ１１ａ，１１ｂ，１
１ｃ，１１ｄのみによって構成されている。本発明は、
図８に示す第３実施形態の回路のように構成することも
可能であり、このような構成によってもコレクタ負荷の
変動によりコレクタ電流が大きくなりベース電流が増加
しても電流集中が発生せず、破壊耐性が向上するという
効果を有する。また、この第３実施形態に係る高周波電
力増幅器も、図９に示すようなパターンレイアウトによ
り構成することができる。図９の平面図においても、図
８と同一符号を付された構成要素は、図８の回路図にお
ける構成要素に対応している。
【００６０】なお、上述したこの明細書の第１ないし第
３実施形態においては、何れも高出力高周波電力増幅を
行なうトランジスタブロックの数を４つとして説明した
が、本発明はこれに限定されず、ｎ個（ｎ≧２）のトラ
ンジスタブロックを有する高周波電力増幅器に適用でき
ることは勿論である。
３実施形態においては、何れも高出力高周波電力増幅を
行なうトランジスタブロックの数を４つとして説明した
が、本発明はこれに限定されず、ｎ個（ｎ≧２）のトラ
ンジスタブロックを有する高周波電力増幅器に適用でき
ることは勿論である。
【００６１】また、バイアス回路の実施形態としてはダ
イオード回路で発生した基準電位をインピーダンス変換
して高周波トランジスタに供給する方式を例示したが、
ダイオード回路で発生した基準電位とインピーダンス変
換した出力電位の間に負帰還ループを設ける、いわゆる
カレントミラー回路を採用しても上述した構成の実施形
態における効果と同様の効果を得ることができ、本発明
による課題を解決することができる。
イオード回路で発生した基準電位をインピーダンス変換
して高周波トランジスタに供給する方式を例示したが、
ダイオード回路で発生した基準電位とインピーダンス変
換した出力電位の間に負帰還ループを設ける、いわゆる
カレントミラー回路を採用しても上述した構成の実施形
態における効果と同様の効果を得ることができ、本発明
による課題を解決することができる。
【００６２】
【発明の効果】バラスト抵抗値を小さくしても電流分布
の均一性に優れたバイポーラトランジスタを提供するこ
とができ、高周波電力増幅器等に適用した場合に、包絡
線の変化が大きいディジタル変調波が入力されても歪み
の劣化が小さく、高効率で低歪みな増幅器を提供するこ
とができる。
の均一性に優れたバイポーラトランジスタを提供するこ
とができ、高周波電力増幅器等に適用した場合に、包絡
線の変化が大きいディジタル変調波が入力されても歪み
の劣化が小さく、高効率で低歪みな増幅器を提供するこ
とができる。
【図１】本発明の第１実施形態に係るバイポーラトラン
ジスタを用いた高周波電力増幅器の回路を示す回路図。
ジスタを用いた高周波電力増幅器の回路を示す回路図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る高周波電力増幅器
の実施例としてのパターンレイアウトを示す平面図。
の実施例としてのパターンレイアウトを示す平面図。
【図３】比較の対象としての従来の高周波電力増幅器の
１トランジスタブロック当たりのコレクタ電流を示す特
性図。
１トランジスタブロック当たりのコレクタ電流を示す特
性図。
【図４】本発明の第１実施形態に係るバイポーラトラン
ジスタを用いた高周波電力増幅器の特性を示す特性図。
ジスタを用いた高周波電力増幅器の特性を示す特性図。
【図５】２ＧＨｚの広帯域ＣＤＭＡ信号に対する効率を
本発明の第１実施形態と従来例を比較した表を示す説明
図である。
本発明の第１実施形態と従来例を比較した表を示す説明
図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るバイポーラトラン
ジスタを用いた高周波電力増幅器を示す回路図。
ジスタを用いた高周波電力増幅器を示す回路図。
【図７】本発明の第２実施形態に係る高周波電力増幅器
の実施例としてのパターンレイアウトを示す平面図。
の実施例としてのパターンレイアウトを示す平面図。
【図８】本発明の第３実施形態に係るバイポーラトラン
ジスタを用いた高周波電力増幅器を示す回路図。
ジスタを用いた高周波電力増幅器を示す回路図。
【図９】本発明の第３実施形態に係る高周波電力増幅器
の実施例としてのパターンレイアウトを示す平面図。
の実施例としてのパターンレイアウトを示す平面図。
【図１０】従来の第１例に係るバイポーラトランジスタ
を用いた高周波電力増幅器を示す回路図。
を用いた高周波電力増幅器を示す回路図。
【図１１】図１０に示される従来の高周波増幅器のパタ
ーンレイアウトを示す説明図。
ーンレイアウトを示す説明図。
【図１２】図１０の高周波電力増幅器におけるバイポー
ラトランジスタの特性を比較のために示す特性図。
ラトランジスタの特性を比較のために示す特性図。
【図１３】従来の第２例に係るバイポーラトランジスタ
を用いた高周波電力増幅器を示す回路図。
を用いた高周波電力増幅器を示す回路図。
【図１４】従来の高周波電力増幅器におけるバイポーラ
トランジスタのコレクタ電流と包絡線成分とを模式的示
す特性図。
トランジスタのコレクタ電流と包絡線成分とを模式的示
す特性図。
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ バイポーラトランジスタ（ブ
ロック） ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ ベースバイアス回路 ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 高周波阻止用抵抗 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ ＭＩＭ容量素子 ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ バラスト抵抗 ６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 定電流バイアスされたダ
イオード回路 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ インピーダンス変換
用のトランジスタ １２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 基準電圧生成
回路
ロック） ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ ベースバイアス回路 ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 高周波阻止用抵抗 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ ＭＩＭ容量素子 ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ バラスト抵抗 ６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 定電流バイアスされたダ
イオード回路 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ インピーダンス変換
用のトランジスタ １２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 基準電圧生成
回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年４月７日（２０００．４．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】各トランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの
エミッタは、バラスト抵抗５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを介
して接地電極に接続されている。高周波電力は、メタル
・インシュレータ・メタル（以下、Metal Insulator Me
tal―ＭＩＭ―と略記する）容量素子４を介してトラン
ジスタ回路１０の各トランジスタ１ａ〜１ｄのベースに
それぞれ接続されている。高周波電力がベースバイアス
回路へ漏れるのを防止するために、インピーダンス変換
用のバイポーラトランジスタ１１のエミッタと高周波電
力トランジスタ回路１０との間に、抵抗３が接続されて
いる。したがって、図１０に示されるバイアス発生回路
２は、インピーダンス変換用のバイポーラトランジスタ
１１と、高周波阻止用の抵抗３と、抵抗９とを備えてい
る。
エミッタは、バラスト抵抗５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを介
して接地電極に接続されている。高周波電力は、メタル
・インシュレータ・メタル（以下、Metal Insulator Me
tal―ＭＩＭ―と略記する）容量素子４を介してトラン
ジスタ回路１０の各トランジスタ１ａ〜１ｄのベースに
それぞれ接続されている。高周波電力がベースバイアス
回路へ漏れるのを防止するために、インピーダンス変換
用のバイポーラトランジスタ１１のエミッタと高周波電
力トランジスタ回路１０との間に、抵抗３が接続されて
いる。したがって、図１０に示されるバイアス発生回路
２は、インピーダンス変換用のバイポーラトランジスタ
１１と、高周波阻止用の抵抗３と、抵抗９とを備えてい
る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】上記構成において、前記メタル・インシュ
レータ・メタル容量素子は、高周波電力源に接続されて
いても良い。
レータ・メタル容量素子は、高周波電力源に接続されて
いても良い。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４２】一方、図１に示す本発明の第１実施形態に
係るバイポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器
によれば、各トランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのブ
ロック毎にバイアス電圧が温度補償として与えられてい
るので、各トランジスタ間の電流の均一性が向上した。
図３には、本発明の実施形態に係る構造によるトランジ
スタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの各ブロックに流れる電流
分布が、１つのエミッタフィンガー当たりのエミッタ抵
抗をパラメータとして示されている。エミッタフィンガ
ー１つ当たりのエミッタ抵抗が３．５Ωでは電流分布の
ばらつきは４％と大きく改善された。また、エミッタ抵
抗を２Ωに小さくしても、電流分布のばらつきは７％の
範囲に収めることができた。
係るバイポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器
によれば、各トランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのブ
ロック毎にバイアス電圧が温度補償として与えられてい
るので、各トランジスタ間の電流の均一性が向上した。
図３には、本発明の実施形態に係る構造によるトランジ
スタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの各ブロックに流れる電流
分布が、１つのエミッタフィンガー当たりのエミッタ抵
抗をパラメータとして示されている。エミッタフィンガ
ー１つ当たりのエミッタ抵抗が３．５Ωでは電流分布の
ばらつきは４％と大きく改善された。また、エミッタ抵
抗を２Ωに小さくしても、電流分布のばらつきは７％の
範囲に収めることができた。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】比較の対象としての従来の高周波電力増幅器の
素子温度の変化の影響を説明する図
素子温度の変化の影響を説明する図
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０３Ｆ 1/02 Ｈ０１Ｌ 27/06 １０１Ｄ ５Ｊ０９２ 1/52 29/72 3/21 3/68 Ｆターム(参考） 5F003 BB04 BE04 BE05 BF06 BJ12 BJ18 BJ20 BJ99 BZ01 BZ05 5F082 AA21 AA31 BA31 BA35 BC03 BC11 BC13 BC15 FA11 GA02 GA04 5J069 AA01 AA21 AA41 CA02 CA21 CA36 CA57 CA81 FA05 FA07 FA10 FA20 HA02 HA06 HA19 HA25 HA29 HA43 KA09 KA12 KA47 MA01 MA19 MA21 SA14 TA01 TA02 5J090 AA01 AA21 AA41 CA02 CA21 CA36 CA57 CA81 CN03 FA05 FA07 FA10 FA20 FN06 FN14 GN01 HA02 HA06 HA19 HA25 HA29 HA43 HN20 KA09 KA12 KA47 MA01 MA19 MA21 QA03 SA14 TA01 TA02 5J091 AA01 AA21 AA41 CA02 CA21 CA36 CA57 CA81 FA05 FA07 FA10 FA20 FP08 GP02 HA02 HA06 HA19 HA25 HA29 HA43 KA09 KA12 KA47 MA01 MA19 MA21 QA03 SA14 TA01 TA02 UW08 5J092 AA01 AA21 AA41 CA02 CA36 CA57 CA81 FA05 FA07 FA10 FA20 GR04 HA02 HA06 HA19 HA25 HA29 HA43 KA09 KA12 KA47 MA01 MA19 MA21 QA03 SA14 TA01 TA02 VL08
Claims (7)
- 【請求項１】少なくとも２個以上のブロックを備えるバ
イポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器であっ
て、 前記ブロックの各々が、ベースバイアス電位を発生させ
るバイアス発生回路と、高周波入力用の容量素子と、を
有することを特徴とするバイポーラトランジスタを用い
た高周波電力増幅器。 - 【請求項２】前記バイアス発生回路は、ベースバイアス
の基準電位を低インピーダンスに変換する回路と、高周
波を阻止するために前記バイポーラトランジスタのベー
ス端子との間に設けられた抵抗と、を備えることを特徴
とする請求項１に記載のバイポーラトランジスタを用い
た高周波電力増幅器。 - 【請求項３】前記バイアス発生回路は、ベースバイアス
の基準電位がベースに接続され直流電源がコレクタに接
続された第２のバイポーラトランジスタと、高周波を阻
止するために前記第２のバイポーラトランジスタのエミ
ッタと前記バイポーラトランジスタのベース端子との間
に設けられた抵抗と、を備え、前記ベースバイアスの基
準電位は定電流バイアスしたダイオード回路の電位によ
り生成されていることを特徴とする請求項１に記載のバ
イポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器。 - 【請求項４】前記ベースバイアスの基準電位を生成する
定電流バイアスしたダイオード回路は、前記バイアス発
生回路の各々に付属して設けられ、前記ブロックの各々
に対して温度補償されたベースバイアス電位が供給され
ていることを特徴とする請求項３に記載のバイポーラト
ランジスタを用いた高周波電力増幅器。 - 【請求項５】前記高周波入力用の容量素子は、前記バイ
ポーラトランジスタのベース端子と前記抵抗との接続点
に接続されたメタル・インシュレータ・メタル容量素子
を含むことを特徴とする請求項３に記載のバイポーラト
ランジスタを用いた高周波電力増幅器。 - 【請求項６】前記メタル・インシュレータ・メタル容量
素子は、高周波電力源に接続されていることを特徴とす
る請求項５に記載のバイポーラトランジスタを用いた高
周波電力増幅器。 - 【請求項７】前記ブロックの各々にエミッタフォロワ回
路よりなる前記バイアス発生回路を有し、このエミッタ
フォロワ回路のベース入力にベースバイアスの基準電位
が与えられていることを特徴とする請求項１に記載のバ
イポーラトランジスタを用いた高周波電力増幅器。
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