JP2001521709A

JP2001521709A - 電力増幅器およびその方法

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Publication number: JP2001521709A
Application number: JP54557598A
Authority: JP
Inventors: ノルドヴァル，トマス，ヤン，ペテル
Original assignee: テレフオンアクチーボラゲツトエルエムエリクソン
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 2001-11-06
Also published as: US6014059A; SE9701521D0; CN1252904A; EE9900468A; DE69824846D1; EP0983631A1; SE511959C2; NO995112D0; BR9808611A; SE9701521L; AU7090098A; HK1027917A1; KR20010006332A; AU734808B2; WO1998048509A3; IL132246A0; DE69824846T2; CN1113454C; ID23901A; RU2168262C1

Abstract

(57)【要約】電力増幅器回路を提供し、この回路は、入力信号を受ける入力端子と、出力信号を供給する出力端子と、入力信号を増幅して出力信号を供給する少なくとも１つのトランジスタと、入力端子で受けた入力信号を制御する手段と、少なくとも選択した温度範囲において少なくとも１つのトランジスタの温度に実質上、追従する制御信号を発生する手段とを備える。入力信号を制御する手段は、入力信号を制御することにより、制御信号が所定のレベルを超えるのを防ぐ。このレベルは、少なくとも１つのトランジスタの指定された最大温度に等しいか、あるいは、これより下である少なくとも１つのトランジスタの所定の温度に対応する。

Description

【発明の詳細な説明】電力増幅器およびその方法発明の技術分野本発明は、電力増幅器回路であって、この回路内のコンポーネント温度を抑制するため入力信号を制御するための手段を備えた電力増幅器回路に関するものである。本発明は、さらに、その温度を制御する方法にも関する。関連技術の説明ＡＢ級またはＢ級の電力増幅器の出力段は、通常、出力振幅／出力電力の最悪のケースにおいて発生する最大電力消費に耐えるように設計されている。正弦波に対しては、この最悪ケースの電力消費は、（π／２）Ｖ_ccの出力振幅のときであり、ここで、Ｖ_ccは、電源電圧である。図１は、ラウドスピーカ１３に接続したＢ級増幅器１０を示している。ｎｐｎトランジスタ１１のコレクタは、電源の＋Ｖ_cc端子に接続し、このｎｐｎトランジスタのエミッタは、ｐｎｐトランジスタ１２のエミッタに接続し、このｐｎｐトランジスタのコレクタは、電源の−Ｖ_cc 端子に接続している。これら２つのトランジスタのベースは、互いに接続して入力端子を形成している。２つのトランジスタの各エミッタは、出力端子に接続している。最大の出力振幅は、この電源電圧＋Ｖ_ccと−Ｖ_ccにより制限される。入力の駆動が高く増大すると、出力は、クリッピングにより歪むことになる。出力電力は、出力スイングとラウドスピーカのインピーダンスとにより決まる。音楽のようなあらゆる種類のオーディオ信号を扱わねばならない増幅器は、最悪ケースの電力損失で連続して駆動を受けることができねばならない。ほとんどの場合、それらトランジスタのサイズとコストを決めるのは、この電力損失である。電圧および電流の容量は、通常は、十分以上にある。高出力コンポーネントのこれら問題並びに大きなヒートシンクを回避するため、ある種のハイファイ増幅器において使用されている既知の方法は、出力での短いピークのために電源電圧を高くすることである。これは、短い時間の間、出力電力および電力損失が増大することを意味している。しかし、この時間は、出力トランジスタのオーバーヒートを避けるのに十分なほど短く保たなければならない。電力増幅器の前段に配置したアッテネータを有するオーディオ増幅器は、国際特許出願ＷＯ９４／１６４９３に開示されている。このアッテネータは、ＲＭＳ検出器と閾値検出器とにより制御される。この電力増幅器への入力信号は、これが増幅された後にＲＭＳ電力容量を超えるときは、アッテネータが減衰させる。上記のこの既知の電力増幅器回路は、かなり良く機能するものであるが、これら回路は、多くの欠点をもっている。第１の欠点は、この従来技術の増幅器回路が、これら回路への電源の電位を変化させることによりピーク信号の問題を扱うことである。この設計は、複雑な回路と、電源からの少なくとも２つの電位の供給とを必要とする。したがって、この設計は、実施するのに費用がかかり、プリント回路板上の無視できない程度のスペースを必要とする。第２の欠点は、国際特許出願ＷＯ９４／１６４９３に開示された電力増幅器に関連するものであるが、これは、アッテネータを測定されたＲＭＳ入力信号に依存する信号で制御することである。この設計は、電力増幅器の可能な電力容量を最大限に使用せず、その理由は、これがＲＭＳ入力レベルではなく、電力増幅器の最大の許容可能な温度により決まるからである。この問題により、その結果、この増幅器は、ある一定の出力電力を扱うために過大な寸法にされることが必要となる。この結果、かさばり、しかも高価な増幅器となってしまう。概要本発明の目的は、上述の問題を克服するか、あるいは軽減する電力増幅器回路を提供することである。本発明のさらに別の目的は、電力増幅器回路内のトランジスタの温度を制御する方法を提供することである。本発明により解決すべき問題は、従来技術の電力増幅器回路における実施に費用がかかり、かつプリント回路板上の無視できないスペースを占有する複雑な回路および電源からの少なくとも２つの電位の供給を使用することである。本発明により解決するさらに別の問題は、従来技術の電力増幅器のパワー・トランジスタの電力容量が効率的に利用されていないことである。この問題は、結果として従来技術の電力増幅器において、これら増幅器がある一定の出力電力を扱うために過大な寸法になることを必要とする。結果として、かさばり、しかも高価な増幅器となってしまう。これら問題に対する解決法は、本発明による電力増幅器回路を提供することであり、この電力増幅器回路は、入力信号を受けるための入力端子と、出力信号を供給するための出力端子と、前記入力信号を増幅して前記出力信号を供給する少なくとも１つのトランジスタと、前記入力端子で受けた前記入力信号を制御する手段と、少なくとも選択した温度範囲において前記少なくとも１つのトランジスタの温度に実質上、追従する制御信号を発生する手段を備える。前記入力信号を制御する手段は、前記入力信号を制御することにより、前記制御信号が所定のレベルを超えるのを防ぎ、前記レベルが前記少なくとも１つのトランジスタの指定された最大温度に等しいか、あるいは、これより下である前記少なくとも１つのトランジスタの所定の温度に対応する。本発明の別の形態によれば、入力信号を受けるための入力端子と、出力信号を供給するための出力端子とを有する電力増幅器回路におけるトランジスタの温度を制御する制御方法を提供する。前記方法は、前記トランジスタに供給される電力を測定するステップと、少なくとも選択した温度範囲において、前記トランジスタへの前記測定した供給される電力を使用することにより、前記トランジスタの温度に実質上、追従する制御信号を発生するステップと、前記制御信号が所定のレベルを超えるのを防ぐために前記入力信号を制御するステップであって、前記レベルが前記トランジスタの指定された最大温度に等しいか、あるいは、これより下である前記トランジスタの所定の温度に対応する前記のステップとから成る。このように、短いピークを有する入力信号のフルスイングを許容し、しかも入力信号をその平均レベルが高過ぎるときにのみ抑制する。本発明の目的は、パワー・トランジスタの電力容量を効率的に利用する電力増幅器回路を提供することである。本発明の更なる目的は、実現が高価でなく、しかも小さな物理的寸法で実現できる電力増幅器回路を提供することである。本発明のさらに別の目的は、１つの固定の出力電位をもつ電源で給電することができる電力増幅器回路を提供することである。本発明の別の目的は、電力増幅器内のトランジスタの温度を制御することにより、出力トランジスタの出力電力容量を効率的に利用することができるようにする方法を提供することである。本発明の電力増幅器回路の利点は、電力増幅器回路の出力トランジスタの出力電力容量を効率的に利用できることである。本発明の電力増幅器回路のさらに別の利点は、実施が高価でなく、また小さな物理的寸法で実現できることである。本発明の電力増幅器回路のさらに別の利点は、電源から１つの固定の電位しか必要としないことである。電力増幅器内のトランジスタの温度を制御する方法の更なる利点は、出力トランジスタの出力電力容量を効率的に利用することである。図面の簡単な説明図１は、ラウドスピーカに接続した従来技術のＢ級増幅器の回路を示す。図２は、本発明の第１の実施形態による電力増幅器の回路を示す。図３は、本発明の第２の実施形態による電力増幅器の回路を示す。図４は、本発明による保護回路を示す。図５は、本発明による平均レベル検出器の回路を示す。図６は、ラウドスピーカに接続した本発明の第３の実施形態による電力増幅器の回路を示す。図７は、本発明による保護回路の開ループの振る舞いのタイミング図で示す。図８は、本発明による保護回路の閉ループの振る舞いのタイミング図で示す。図９は、本発明による電力増幅器の動作のフロー図を示す。実施形態の詳細な説明モバイル通信デバイス、例えば携帯電話、セルラ電話およびこのような電話へのハンドフリー機器に見られる増幅器のような音声のみを意図したラウドスピーカ用の増幅器においては、スピーチ信号がこの信号のピークレベルと平均レベルとの間に大きくても２０ｄＢの差しかないという事を利用することが可能である。実際、スピーチ信号は、短いバーストのピークしか含まないのが通常である。式１から式３は、正弦波並びにＢ級またはＡＢ級の電力増幅器に対し有効であるが、これらは、スピーチ信号の電力消費におけるインパクトを説明している。ここで、Ｐ_outは、出力電力であり、ｘは、出力スイングであり（０＜ｘ＜１）であり、Ｒｌは、出力における負荷であり、Ｐ_sは、電源が供給する電力であり、Ｐ_dは、出力トランジスタにおける電力消費である。式３からは、出力トランジスタにおける最大電力消費Ｐ_dは、２／πの出力スイングｘに対して生じる。スピーチ信号のピーク対平均のレシオを２０ｄＢとし、ピークが出力をクリッピングに駆動しないと仮定すると、平均出力スイングｘは、０．１となる。０．１に等しい出力スイングでの電力消費を２／πに等しい出力スイングでの電力消費と比較すると、結果として、Ｐ_d（０．１）／Ｐ_d（２／π）＝０．２９が与えられる。この結果、増幅すべき信号がスピーチ信号であると仮定した場合、最悪ケースの電力消費の約３０％を扱うように出力トランジスタおよびその対応するヒートシンクを設計することが可能となる。当然ながら、これは、トランジスタ保護回路を含めることを必要とし、この回路は、短い出力ピークを許容するが平均電力を制限する。図２は、本発明の第１実施形態による電力増幅器２０の回路を示している。ｎｐｎトランジスタ２１のコレクタは、電源の＋Ｖ_cc端子に接続し、このｎｐｎトランジスタのエミッタは、ｐｎｐトランジスタ２２のエミッタに接続し、ｐｎｐトランジスタのコレクタは、抵抗器２４の第１の端子に接続し、この抵抗器の第２の端子は、電源の−Ｖ_cc端子に接続している。これら２つのトランジスタの各ベースは、互いに接続し、さらに可変リミッタ回路２６の出力に接続している。入力端子は、この可変リミッタ回路の入力に接続している。抵抗器の上記第１端子は、保護回路２５の入力端子に接続している。この保護回路の出力端子は、可変リミッタ回路の制御入力に接続している。上記２つのトランジスタの各エミッタは、出力端子に接続している。図３は、本発明の第２実施形態による電力増幅器３０の回路を示している。ｎｐｎトランジスタ３１のコレクタは、電源の＋Ｖ_cc端子に接続し、このｎｐｎトランジスタのエミッタは、ｐｎｐトランジスタ３２のエミッタに接続し、ｐｎｐトランジスタのコレクタは、抵抗器３４の第１の端子に接続し、この抵抗器の第２の端子は、電源の−Ｖ_cc端子に接続している。これら２つのトランジスタの各ベースは、互いに接続し、さらに可変利得増幅器３６の出力に接続している。入力端子は、この可変利得増幅器の入力に接続している。抵抗器の上記第１端子は、保護回路３５の入力端子に接続している。この保護回路の出力端子は、可変利得増幅器の制御入力に接続している。上記２つのトランジスタの各エミッタは、出力端子に接続している。上記第１と第２の実施形態の両方を参照すると、入力端子における電位は、Ｖ１で示し、出力端子での電位は、Ｖ３で示し、抵抗器の第１端子での電位は、Ｖ５で示し、保護回路の出力端子での電位は、Ｖ２で示す。第１および第２の実施形態の電力増幅器回路は、同じように動作する。図９は、本発明による電力増幅器回路の動作のフロー図を示す。第１のステップは、出力トランジスタ２２，３２の少なくとも１つへの供給電力を測定することである。電位Ｖ５は、半波整流したのものであり、これら出力トランジスタを流れる電流に等しい。この供給電圧は、一定であるため、電位Ｖ５は、出力トランジスタを通る電流の測定値、したがって出力トランジスタへの供給電力の測定値となる。注意すべきは、上記各抵抗器の値を好ましくは小さな値に選択することである。電源電圧＋Ｖ_cc，−Ｖ_ccが一定であると仮定すると、電位Ｖ５は、各出力トランジスタにおける瞬時電力損失を良好に近似したものとなる。第２のステップは、出力トランジスタの温度に実質上、追従する制御信号を発生することである。これは、保護回路２５，３５の手段により行うが、これら保護回路は、測定した供給電力を利用する（第１のステップ参照）。この保護回路については、さらに後述する。第３のステップは、制御信号が所定のレベルを超えるのを防止するため電力増幅器回路への入力信号を制御することである。この入力信号の制御は、例えば、第１実施形態において示したように入力信号を制限するか、あるいは第２実施形態で示したように入力信号を減衰させることにより実施することができる。制御信号は、実質上、少なくとも１つの出力トランジスタの温度に追従するため、上記所定レベルは、その少なくとも１つのトランジスタに関する最大許容可能温度、あるいは好ましくはマージンを作るために最大許容可能温度よりわずかに低い温度に対応するように設定することができる。トランジスタの最大許容可能温度は、指定最大温度とも呼ばれ、その理由は、この温度は、通常、トランジスタの製造者が指定するものだからである。これら３つのステップは、図９に示した通り継続して繰り返す。このようにして、スピーチ信号またはこれと同様の特性をもつ信号に関して、入力信号のフルスイングを許容するように各出力トランジスタを寸法決めすることができる。トランジスタ保護回路は、平均レベルが高過ぎるときに入力信号のスイングを減少させるだけである。これは、例えば高いレベルでの一定の正弦波に当てはまる。第１および第２実施形態を参照すると、入力信号の減少または減衰のため可変リミッタ回路または可変利得増幅器の使用との間の主な違いは、リミッタの方がより歪みを出力信号に導入することである。しかし、可変リミッタ回路は、実施するのに必要とするコンポーネントが少なくてすみ、したがってプリント回路板上の少ないスペースしか占有しない。図４は、本発明による保護回路４０を示す。この保護回路は、第１および第２実施形態の保護回路２５，３５と同じように使用することができる。平均レベル検出器４１の入力端子は、保護回路の入力端子に接続する。平均レベル検出器の出力端子は、第１の抵抗器４３の第１の端子に接続する。第１の抵抗器の第２端子は、減算器として作用するオペアンプ４７の正入力と、第２の抵抗器４４の第１端子に接続する。第２の抵抗器の第２端子は、−Ｖ_ccに接続する。オペアンプの負入力は、第３の抵抗器４５の第１端子と第４の抵抗器４６の第１端子とに接続する。第３の抵抗器の第２端子は、基準電位に接続し、第４の抵抗器の第２端子は、オペアンプの出力に接続している。この保護回路の入力における電位は、Ｖ５で示し、平均レベル検出器の出力での電位は、Ｖ４で示し、保護回路の出力での電位は、Ｖ２で示す。各出力トランジスタにおける小さな瞬時電力損失にほぼ対応するＶ５の低い信号レベルでは、保護回路の出力信号Ｖ２は、−Ｖ_ccに近くなり、可変リミッタ回路または可変利得増幅器のいずれも、入力信号Ｖ１を減少あるいは減衰させることはない。各出力トランジスタ内での瞬時電力損失が増大すると、平均レベル検出器からの出力信号Ｖ４が大きくなる。平均レベル検出器からの出力信号がしきい値を構成する基準電位を超えると、増幅器の−Ｖ_ccを基準とする出力信号Ｖ２は、（Ａ・Ｖ４）−（Ｂ・（基準電位））に等しくなり、ここでＡとＢは、オペアンプ回路の利得ファクタであり、“・”は乗算を示す。これら利得ファクタは、第１、第２、第３および第４の抵抗器４３，４４，４５および４６の値により設定する。図５は、本発明による平均レベル検出器５０の回路を示している。この平均レベル検出器は、図４にて上述した平均レベル検出器４１と同じように使用することができる。平均レベル検出器５０は、抵抗器５１とキャパシタ５２とから成るＲＣ回路網である。この検出器の入力端子での電位は、Ｖ５で示し、出力端子での電位は、Ｖ４で示す。これら抵抗器とキャパシタの値は、その時定数ＲＣが各出力トランジスタ内の“熱時定数”に対応するように選ぶ。この“熱時定数”は、後述する。適当な時定数を選択すると、保護回路２５，３５，４０の出力信号Ｖ２は、少なくとも選択した温度範囲において各出力トランジスタの温度に追従する。好ましくは、この温度範囲は、各出力トランジスタに対し指定された最大温度を含む。保護回路からの出力信号Ｖ２は、入力信号レベルＶ１から遅れるが、これは、その温度が各出力トランジスタの電力損失からの遅れとちょうど同じである。図６は、ラウドスピーカ６８に接続した本発明の第３実施形態による電力増幅器６０の１部分の回路を示している。この実施形態においては、ラウドスピーカは、ブリッジで接続している。第１のｎｐｎトランジスタ６１と第２のｎｐｎトランジスタ６３のコレクタは、電圧源＋Ｖ_ccに接続している。第１のｎｐｎトランジスタのエミッタは、第１のｐｎｐトランジスタ６２のエミッタと、ラウドスピーカ６８の第１端子に接続している。第２のｎｐｎトランジスタのエミッタは、第２のｐｎｐトランジスタ６４のエミッタと、ラウドスピーカの第２端子とに接続している。第１のｐｎｐトランジスタのコレクタは、第２のｐｎｐトランジスタのコレクタと、第１の抵抗器６５の第１端子と、第２の抵抗器６６の第１端子とに接続している。第１の抵抗器の第２端子は、−Ｖ_ccに接続している。第２の抵抗器の第２端子は、キャパシタ６７の第１端子に接続している。このキャパシタの第２端子は、−Ｖ_ccに接続している。第１のｎｐｎトランジスタと第１のｐｎｐトランジスタの各ベースは、第１入力端子に接続する。第２のｎｐｎトランジスタと第２のｐｎｐトランジスタの各ベースは、第２入力端子に接続する。第１の抵抗器は、上記第１および第２の実施形態における抵抗器２４と２５にそれぞれ対応している。抵抗器６６とキャパシタ６７は、ＲＣ回路網を構成し、上述した平均レベル検出器５０のＲＣ回路網に対応する。キャパシタ６７の第１端子における電位は、図４で説明したのと同じ方法でオペアンプに接続することになる。第１および第２の入力端子の各入力信号は、互いに等しい振幅であるが逆位相を有する。第１および第２の入力端子の前には、入力信号を制御する手段が先行する。上記第１および第２実施形態に関連して上述したのと同様の可変リミッタ回路または可変利得増幅器を使用することもできる。しかし、入力信号を制御する手段は、第１および第２の入力端子の信号両方を、例えば減少または減衰により制御できることが必要である。信号Ｖ４は、この場合には、ラウドスピーカ駆動器トランジスタ６１，６２，６３および６４を通る電流の全波整流しフィルタした値となる。本発明は、図７および図８と組み合わせてさらに説明する。ここで、図７は、本発明による保護回路の開ループの振る舞いのタイミング図である。開ループとは、保護回路２５，３５が可変リミッタ回路または可変利得増幅器から遮断されることを指す。この開ループの振る舞いは、本発明の理解を高めるためにのみ提示する。図８は、本発明による保護回路の通常の閉ループの振る舞い、すなわち電位Ｖ２が入力信号の減少または減衰を制御するときのタイミング図を示している。時間の関数としての出力電力、時間の関数としての各出力トランジスタの温度、時間の関数としての電位Ｖ２は、図７および図８の３つの図に示している。Ｐ１は、最大許容可能の連続出力電力、Ｔ１は、各出力トランジスタの最大許容可能の接合温度である。電力増幅器の出力電力がその定格よりも十分下である場合には、各出力トランジスタも、それらの限界より十分下の温度に留まる。信号レベルが瞬時的に大きくなると、その電力損失も同時に大きくなるが、各出力トランジスタの温度は、ゆっくりと上昇し、ある有限の時間後に、その温度は、熱抵抗と周囲温度とにより決まる接合温度で安定する。この振る舞いは、図７に示している。数学的には、出力電力ステップに対する温度応答は、式４で与えられる（“・ ”は乗算を示す）。ここで、Ｐは、このステップ後の電力損失（Ｗ）であり、Ｒ_thは、特定のトランジスタおよび特定のヒートシンクの熱抵抗（Ｋ／Ｗ）であり、Ｔ_aは、一定と考えられる周囲温度（Ｋ）であり、Ｔ_Oは、初期温度（Ｋ）であり、ｍは、特定のトランジスタと特定のヒートシンクの質量（ｋｇ）であり、ｈは、熱容量（Ｊ／（Ｋ・ｋｇ））である。式４は、式５で与える一次微分式から得られる（“・”は乗算を示す）。Ｔ_aがＴ_oに等しく設定した場合、この式は、一定の電圧により抵抗器を通して充電するキャパシタの電位の式と同様となる。平均レベル検出器の時定数（ＲＣ）を“熱時定数”（ｍ・ｈ・Ｒ_th）に等しく設定し、かつトランジスタ電流から電位Ｖ４への伝達関数を適切に選択した場合、このときには、出力電力が最大許容可能連続出力電力Ｐ１に等しくなるときには、電位Ｖ４は、図４に示した基準電位に等しくなる。図８に示したように、電位Ｖ２が入力信号の減少または制限を制御するとき、出力電力は、この出力電力が最大許容可能連続出力電力レベルを超えるステップに出会ったときに短い時間の間、ピークとなる。このとき、出力電力は、最大許容可能連続出力電力Ｐ１のレベルにゆっくりと近づく。同時に、各出力トランジスタの接合温度は、最大許容可能接合温度にゆっくりと近づく。図８を参照すると、出力電力の最初のピークは、最初は影響を受けないが、しかしＶ２が増加するとき、出力電力は、減少し、これにより各出力トランジスタの温度は、ゆっくりとその限界に近づく。出力電力が低いときは、温度も低いままである。第２の出力電力ピークは、Ｖ２を−Ｖ_ccに近い電位より上に上昇させるには短かすぎ、したがって温度もその限界より下に留まる。第３のピークまでに、出力電力は、ある時間の間、許容可能連続レベルに近づいており、そのため、各出力トランジスタの温度も同様である。この段階で、第３の短いピークは、Ｖ２を−Ｖ_ccよりも上に上昇させ、出力電力を減少させる。理解すべきは、保護回路から成るフィードバック・ループがデジタル技術を使って実現することもできることである。この場合、電位Ｖ５は、アナログデジタル変換器によりデジタル値に変換する。次に、各出力トランジスタの温度をデジタル計算手段により計算する。さらに、本発明の第１および第２の実施形態の可変リミッタ回路２６および可変利得増幅器３６も、デジタル技術において、デジタル信号プロセッサＤＳＰにより実現することもできる。さらに、理解すべきは、多くの既知の制御システムを使って生成した制御信号を有する入力信号を制御する手段を制御することもできることであり、これは、入力としてのトランジスタの温度と所定のしきい値レベルに実質上、追従する。本発明による電力増幅器回路の利点は、各出力トランジスタの出力電力容量を効率的に利用することである。本発明による電力増幅器回路のさらに別の利点は、これらが実現するのに高価でないこと、またこれらが小さな物理的寸法で実現することができることである。本発明による電力増幅器回路の別の利点は、これらが電源からの１つの固定の電位しか必要としないことである。本発明による電力増幅器内のトランジスタの温度を制御する方法の利点は、出力トランジスタの出力電力能力を効率的に利用することである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年５月２１日（１９９９．５．２１）【補正内容】請求の範囲 1. 電力増幅器回路（２０；３０）であって、入力信号を受ける入力端子と、出力信号を供給する出力端子と、前記入力信号を増幅して前記出力信号を供給する少なくとも１つのトランジスタ（２１，２２；３１，３２；６１，６２，６３，６４）と、前記入力端子で受けた前記入力信号を制御する手段（２６；３６）と、を備え、前記回路は、さらに、少なくとも選択した温度範囲において前記少なくとも１つのトランジスタの温度に実質上、追従する制御信号を発生する手段（４０）であって、前記少なくとも１つのトランジスタにおける瞬時電力損失に実質上、対応する信号を発生する手段を含む前記制御信号を発生する手段とを備え、前記入力信号を制御する手段は、前記入力信号を制御することにより、前記制御信号が所定のレベルを超えるのを防ぎ、前記レベルは、前記少なくとも１つのトランジスタの指定された最大温度に等しいか、これより下である前記少なくとも１つのトランジスタの所定の温度に対応すること、を特徴とする電力増幅器回路。 2. 請求項１記載の電力増幅器回路において、前記選択した温度範囲は、前記少なくとも１つのトランジスタの前記指定された最大温度を含むことを特徴とする電力増幅器回路。 3. 請求項１または２のいずれかに記載の電力増幅器回路において、前記制御信号を発生する手段は、前記少なくとも１つのトランジスタへ供給される電力を測定する手段を含むことを特徴とする電力増幅器回路。 4. 請求項３記載の電力増幅器回路において、前記供給される電力を測定する手段は、抵抗器を含み、前記抵抗器は、前記抵抗器を通る電流を前記抵抗器における電圧で乗算したものが前記少なくとも１つのトランジスタへの前記供給される電力に対応するように接続したことを特徴とする電力増幅器回路。 5. 請求項１から４のいずれかに記載の電力増幅器回路において、前記制御信号を発生する手段は、前記少なくとも１つのトランジスタの熱時定数をシミュレートする手段を含むことを特徴とする電力増幅器回路。 6. 請求項１から５のいずれかに記載の電力増幅器回路において、前記制御信号を発生する手段は、ＲＣ回路網から成る平均レベル検出器を含むことを特徴とする電力増幅器回路。 7. 請求項６記載の電力増幅器回路において、前記ＲＣ回路網の時定数は、前記少なくとも１つのトランジスタの前記熱時定数に対応することを特徴とする電力増幅器回路。 8. 請求項５または７に記載の電力増幅器回路において、前記少なくとも１つのトランジスタの前記熱時定数は、前記トランジスタの質量、前記トランジスタの熱容量および前記トランジスタの熱抵抗に依存することを特徴とする電力増幅器回路。 9. 請求項１から８のいずれかに記載の電力増幅器回路において、前記制御信号を発生する手段は、デジタル信号プロセッサＤＳＰを含むことを特徴とする電力増幅器回路。 10．請求項１から９のいずれかに記載の電力増幅器回路において、前記入力信号を制御する手段は、前記入力信号を減衰あるいは制限することにより前記入力信号を制御することを特徴とする電力増幅器回路。 11．請求項１から１０のいずれかに記載の電力増幅器回路において、前記入力信号を制御する手段は、前記制御信号により制御する調節可能の利得を有する増幅器から成ることを特徴とする電力増幅器回路。 12．請求項１から１０のいずれかに記載の電力増幅器回路において、前記入力信号を制御する手段は、前記制御信号により制御するその限界に対する可変のしきい値レベルを有するリミッタから成ることを特徴とする電力増幅器回路。 13．入力信号を受ける入力端子と、出力信号を供給する出力端子とを有する電力増幅器回路におけるトランジスタの温度を制御する制御方法であって、前記トランジスタにおける瞬時電力損失に実質上、対応する信号を測定するステップと、少なくとも選択した温度範囲において、前記測定した信号を使用することにより、前記トランジスタの温度に実質上、追従する制御信号を発生するステップと、前記制御信号が所定のレベルを超えるのを防ぐために、前記入力信号を制御するステップであって、前記レベルは、前記トランジスタの指定された最大温度に等しいか、これより下である前記トランジスタの所定の温度に対応する前記のステップと、から成る制御方法。 14．請求項１３記載の制御方法において、前記選択した温度範囲は、前記少なくとも１つのトランジスタの前記指定された最大温度を含むことを特徴とする制御方法。 15．請求項１３または１４にいずれかに記載の制御方法において、前記制御信号を発生するステップは、前記測定した信号の積分を形成するステップを含み、前記積分は、前記トランジスタの前記熱時定数に実質上、対応する時定数を組み込んだことを特徴とする電力増幅器回路。 16．請求項１３から１５のいずれかに記載の制御方法において、前記制御信号を発生するステップは、前記測定した信号の平均レベルを検出するステップを含むことを特徴とする制御方法。 17．請求項１３から１６のいずれかに記載の制御方法において、前記入力信号を制御するステップは、前記入力信号を減衰あるいは制限するステップを含むことを特徴とする制御方法。 18．請求項１３から１７のいずれかに記載の制御方法において、前記入力信号を制御するステップは、前記入力信号を接続する増幅器の利得を調節するステップを含むことを特徴とする制御方法。 19．請求項１３から１７のいずれかに記載の制御方法において、前記入力信号を制御するステップは、前記入力信号を接続する可変リミッタ回路の前記しきい値レベルを設定するステップを含むことを特徴とする制御方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】 1. 電力増幅器回路（２０；３０）であって、入力信号を受ける入力端子と、出力信号を供給する出力端子と、前記入力信号を増幅して前記出力信号を供給する少なくとも１つのトランジスタ（２１，２２；３１，３２；６１，６２，６３，６４）と、前記入力端子で受けた前記入力信号を制御する手段（２６；３６）と、を備え、前記回路は、さらに、少なくとも選択した温度範囲において前記少なくとも１つのトランジスタの温度に実質上、追従する制御信号を発生する手段（４０）を備え、前記入力信号を制御する手段が、前記入力信号を制御することにより、前記制御信号が所定のレベルを超えるのを防ぎ、前記レベルは、前記少なくとも１つのトランジスタの指定された最大温度に等しいか、これより下である前記少なくとも１つのトランジスタの所定の温度に対応すること、を特徴とする電力増幅器回路。 2. 請求項１記載の電力増幅器回路において、前記選択した温度範囲は、前記少なくとも１つのトランジスタの前記指定された最大温度を含むことを特徴とする電力増幅器回路。 3. 請求項１または２のいずれかに記載の電力増幅器回路において、前記制御信号を発生する手段は、前記少なくとも１つのトランジスタに供給される電力を測定する手段を含むことを特徴とする電力増幅器回路。 4. 請求項３記載の電力増幅器回路において、前記供給される電力を測定する手段は、抵抗器を含み、前記抵抗器は、前記抵抗器を通る電流を前記抵抗器における電圧で乗算したものが前記少なくとも１つのトランジスタへの前記供給される電力に対応するように接続したことを特徴とする電力増幅器回路。 5. 請求項１から４のいずれかに記載の電力増幅器回路において、前記制御信号を発生する手段は、ＲＣ回路網から成る平均レベル検出器を含むことを特徴とする電力増幅器回路。 6. 請求項１から５のいずれかに記載の電力増幅器回路において、前記制御信号を発生する手段は、デジタル信号プロセッサＤＳＰを含むことを特徴とする電力増幅器回路。 7. 請求項１から６のいずれかに記載の電力増幅器回路において、前記入力信号を制御する手段は、前記入力信号を減衰あるいは制限することにより前記入力信号を制御することを特徴とする電力増幅器回路。 8. 請求項１から７のいずれかに記載の電力増幅器回路において、前記入力信号を制御する手段は、前記制御信号により制御する調節可能の利得を有する増幅器から成ることを特徴とする電力増幅器回路。 9. 請求項１から７のいずれかに記載の電力増幅器回路において、前記入力信号を制御する手段は、前記制御信号により制御するその限界に対する可変のしきい値レベルを有するリミッタから成ることを特徴とする電力増幅器回路。 10．入力信号を受けるための入力端子と、出力信号を供給するための出力端子とを有する電力増幅器回路におけるトランジスタの温度を制御する制御方法であって、前記トランジスタに供給される電力を測定するステップと、少なくとも選択した温度範囲において前記トランジスタへの前記測定した供給される電力を使用することにより、前記トランジスタの温度に実質上、追従する制御信号を発生するステップと、前記制御信号が所定のレベルを超えるのを防ぐために、前記入力信号を制御するステップであって、前記レベルは、前記トランジスタの指定された最大温度に等しいか、これより下である前記トランジスタの所定の温度に対応する前記のステップと、から成る制御方法。 11．請求項１０記載の制御方法において、前記選択した温度範囲は、前記少なくとも１つのトランジスタの前記指定された最大温度を含むことを特徴とする制御方法。 12．請求項１０または１１のいずれかに記載の制御方法において、前記制御信号を発生するステップは、前記測定した供給される電力の平均レベルを検出するステップを含むことを特徴とする制御方法。 13．請求項１０から１２のいずれがに記載の制御方法において、前記入力信号を制御するステップは、前記入力信号を減衰あるいは制限するステップを含むことを特徴とする制御方法。 14．請求項１０から１３のいずれかに記載の制御方法において、前記入力信号を制御するステップは、前記入力信号を接続する増幅器の利得を調節するステップを含むことを特徴とする制御方法。 15．請求項１０から１３のいずれかに記載の制御方法において、前記入力信号を制御するステップは、前記入力信号を接続する可変リミッタ回路の前記しきい値レベルを設定するステップを含むことを特徴とする制御方法。