JP2002508618A - パスの切り替えが可能な電力増幅器 - Google Patents
パスの切り替えが可能な電力増幅器Info
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G1/00—Details of arrangements for controlling amplification
- H03G1/0005—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
- H03G1/0088—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal using discontinuously variable devices, e.g. switch-operated
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/72—Gated amplifiers, i.e. amplifiers which are rendered operative or inoperative by means of a control signal
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、２つの出力電力デバイス（１１２及び１２２）と、２つの電力デバイスの間で出力パスを切り替えるための機構（１２８）とを有する電力増幅器（１００）を教示するものである。第１の出力電力デバイス（１２２）は、電力増幅器の最も高い出力電力レベルにおいて、電力の効率的信号増幅用に設計されている。第２の出力電力デバイス（１２２）は、電力増幅器（１００）が最も動作し易い出力電力レベルにおいて、電力の効率的信号増幅用に設計されている。出力電力レベルに応じて前記２つの電力デバイスの間でスイッチングすることにより、電力増幅器の広範囲の動作状態に亘って高レベルの効率性が達成され得る。
Description
【０００１】 （技術分野） 本発明は、セルラー通信システム（cellular communications systems）で使 用されるような電力増幅器に関する。より詳細には、本発明は、少なくとも２つ
の出力電力デバイスと、これら２つの電力デバイスの間で出力パスを切り替える
ための機構とを有する電力増幅器を教示するものである。第１の出力電力デバイ
スは、電力増幅器の最も高い出力電力レベルにおいて、電力の効率的信号増幅用
に設計されている。第２の出力電力デバイスは、電力増幅器が最も動作し易い出
力電力レベルにおいて、電力の効率的信号増幅用に設計されている。出力電力レ
ベルに応じて前記２つの電力デバイスの間でスイッチングすることにより、電力
増幅器の広範囲の動作状態に亘って高レベルの効率性が達成され得る。
の出力電力デバイスと、これら２つの電力デバイスの間で出力パスを切り替える
ための機構とを有する電力増幅器を教示するものである。第１の出力電力デバイ
スは、電力増幅器の最も高い出力電力レベルにおいて、電力の効率的信号増幅用
に設計されている。第２の出力電力デバイスは、電力増幅器が最も動作し易い出
力電力レベルにおいて、電力の効率的信号増幅用に設計されている。出力電力レ
ベルに応じて前記２つの電力デバイスの間でスイッチングすることにより、電力
増幅器の広範囲の動作状態に亘って高レベルの効率性が達成され得る。
【０００２】 （背景技術） トランジスタのような増幅デバイスの電力効率は、動作状態で変動する。例え
ば、１つの供給電圧における電力効率に対して設計された電力増幅器は、他の供
給電圧において非効率的であることが多い。しかしながら、電力増幅器が種々の
条件（例えば、種々の供給電圧）下で動作することを要求し、しかも電力効率動
作から多くの恩恵を受けるであろうアプリケーションが多い。実際、どの電力増
幅器のアプリケーションにも課される種々の設計上の制約があるが、電力効率は
、ほぼ不変の基本的設計対象である。
ば、１つの供給電圧における電力効率に対して設計された電力増幅器は、他の供
給電圧において非効率的であることが多い。しかしながら、電力増幅器が種々の
条件（例えば、種々の供給電圧）下で動作することを要求し、しかも電力効率動
作から多くの恩恵を受けるであろうアプリケーションが多い。実際、どの電力増
幅器のアプリケーションにも課される種々の設計上の制約があるが、電力効率は
、ほぼ不変の基本的設計対象である。
【０００３】 例えば、ほとんどの通信システムにおいて、電力増幅器が効率良く動作し、し
かも所望する供給電圧範囲に亘って、許容し得るリニアリティを維持することが
好ましい。結局、典型的な電力増幅器は、単一の出力電力レベル及び供給電圧に
おいてピーク効率を達成するように調整される。一般的に、ピーク効率で動作す
ることは、電力増幅器の出力において、電圧の揺動ができる限り大きくなるとい
うことを要求する。しかし、電圧の揺動を増加させることにより効率を改善する
ことは、電力増幅器のリニアリティを低減する傾向がある。従って、電力効率と
リニアリティの間にはトレードオフがあり、一方を改善することは他方を犠牲に
して成り立つものである。
かも所望する供給電圧範囲に亘って、許容し得るリニアリティを維持することが
好ましい。結局、典型的な電力増幅器は、単一の出力電力レベル及び供給電圧に
おいてピーク効率を達成するように調整される。一般的に、ピーク効率で動作す
ることは、電力増幅器の出力において、電圧の揺動ができる限り大きくなるとい
うことを要求する。しかし、電圧の揺動を増加させることにより効率を改善する
ことは、電力増幅器のリニアリティを低減する傾向がある。従って、電力効率と
リニアリティの間にはトレードオフがあり、一方を改善することは他方を犠牲に
して成り立つものである。
【０００４】 ＣＤＭＡセルラーシステムのような多くのセルラー通信システムは、電力増幅
器が広範囲の出力電力を生み出すことを必要とする。ＣＤＭＡセルラーシステム
に関する詳細については、参考のためにここに全体を組み入れた電子工業会の出
版物であるＥＩＡ／ＴＩＡ ＩＳ−９５を見れば良い。認識されるように、電力
増幅器は、その最も高い電力レベルで安全に動作しなければならない。最も高い
電力レベルで設計されているので、電力増幅器は、より普通に使用される、より
低い電力レベルであまり効率良く動作しない傾向にある。従って、電力増幅器が
最も高い電力レベル用に設計されなければならないため、より普通に使用される
電力レベルにおいて効率的な電力増幅を利用できず、バッテリーで作動するデバ
イスの寿命は短くなる。
器が広範囲の出力電力を生み出すことを必要とする。ＣＤＭＡセルラーシステム
に関する詳細については、参考のためにここに全体を組み入れた電子工業会の出
版物であるＥＩＡ／ＴＩＡ ＩＳ−９５を見れば良い。認識されるように、電力
増幅器は、その最も高い電力レベルで安全に動作しなければならない。最も高い
電力レベルで設計されているので、電力増幅器は、より普通に使用される、より
低い電力レベルであまり効率良く動作しない傾向にある。従って、電力増幅器が
最も高い電力レベル用に設計されなければならないため、より普通に使用される
電力レベルにおいて効率的な電力増幅を利用できず、バッテリーで作動するデバ
イスの寿命は短くなる。
【０００５】 ＣＤＭＡセルラーシステムのような通信システムは、多数の動作状態における
動作を必要とする電力増幅器の多数のアプリケーションのうち一例を示すに過ぎ
ない。従来技術の欠点を解消するために必要なものは、いくつかの動作状態で高
電力効率を達成し得る電力増幅器である。
動作を必要とする電力増幅器の多数のアプリケーションのうち一例を示すに過ぎ
ない。従来技術の欠点を解消するために必要なものは、いくつかの動作状態で高
電力効率を達成し得る電力増幅器である。
【０００６】 （発明の開示） 前述したことを達成するべく、本発明によれば、少なくとも２つの出力電力デ
バイスと、これら２つの電力デバイスの間の出力パスを切り替えるための機構と
を有する種々の電力増幅器が教示される。第１の出力電力デバイスは、電力増幅
器の最も高い出力電力レベルにおいて、電力の効率的信号増幅用に設計されてい
る。第２の出力電力デバイスは、電力増幅器が最も動作し易い出力電力レベルに
おいて、電力の効率的信号増幅用に設計されている。出力電力レベルに応じて前
記２つの電力デバイスの間でスイッチングすることにより、電力増幅器の広範囲
の動作状態に亘って高レベルの効率性が達成され得る。
バイスと、これら２つの電力デバイスの間の出力パスを切り替えるための機構と
を有する種々の電力増幅器が教示される。第１の出力電力デバイスは、電力増幅
器の最も高い出力電力レベルにおいて、電力の効率的信号増幅用に設計されてい
る。第２の出力電力デバイスは、電力増幅器が最も動作し易い出力電力レベルに
おいて、電力の効率的信号増幅用に設計されている。出力電力レベルに応じて前
記２つの電力デバイスの間でスイッチングすることにより、電力増幅器の広範囲
の動作状態に亘って高レベルの効率性が達成され得る。
【０００７】 本発明の第１の実施形態は、電力増幅器の出力において出力信号を生成するべ
く、電力増幅器の入力において受信された入力信号を増幅するのに適切な、パス
の切り替えが可能な電力増幅器を教示する。本実施形態において、パスの切り替
えが可能な電力増幅器は、第１の電力デバイス、第２の電力デバイス及び複合ネ
ットワークデバイス（combinig network device）を有する。
く、電力増幅器の入力において受信された入力信号を増幅するのに適切な、パス
の切り替えが可能な電力増幅器を教示する。本実施形態において、パスの切り替
えが可能な電力増幅器は、第１の電力デバイス、第２の電力デバイス及び複合ネ
ットワークデバイス（combinig network device）を有する。
【０００８】 第１の電力デバイスは、パスの切り替え可能な電力増幅器の第１の動作状態の
間に入力信号を増幅することを目的とし、電力増幅器の入力に結合された第１の
電力デバイスの入力と、第１の電力デバイスの出力とを備えている。第２の電力
デバイスは、パスの切り替え可能な電力増幅器の第２の動作状態の間に入力信号
を増幅することを目的とし、電力増幅器の入力に結合された第２の電力デバイス
の入力と、第２の電力デバイスの出力とを備えている。複合ネットワークデバイ
スは、第１の電力デバイスの出力に結合された第１の複合ネットワークデバイス
の入力と、第２の電力デバイスの出力に結合された第２の複合ネットワークデバ
イスの入力と、電力増幅器の出力に結合された複合ネットワークデバイスの出力
とを備えている。複合ネットワークデバイスは、第１の電力デバイス及び第２の
電力デバイスのうちの１つのみが電力増幅器の出力を駆動するように、第１の電
力デバイス及び第２の電力デバイスの間で選択可能に動作することが可能である
。
間に入力信号を増幅することを目的とし、電力増幅器の入力に結合された第１の
電力デバイスの入力と、第１の電力デバイスの出力とを備えている。第２の電力
デバイスは、パスの切り替え可能な電力増幅器の第２の動作状態の間に入力信号
を増幅することを目的とし、電力増幅器の入力に結合された第２の電力デバイス
の入力と、第２の電力デバイスの出力とを備えている。複合ネットワークデバイ
スは、第１の電力デバイスの出力に結合された第１の複合ネットワークデバイス
の入力と、第２の電力デバイスの出力に結合された第２の複合ネットワークデバ
イスの入力と、電力増幅器の出力に結合された複合ネットワークデバイスの出力
とを備えている。複合ネットワークデバイスは、第１の電力デバイス及び第２の
電力デバイスのうちの１つのみが電力増幅器の出力を駆動するように、第１の電
力デバイス及び第２の電力デバイスの間で選択可能に動作することが可能である
。
【０００９】 関連する実施形態において、パスの切り替えが可能な電力増幅器は、該パスの
切り替えが可能な電力増幅器の動作状態を決定するように動作可能な状態決定回
路をさらに備えている。典型的には、状態決定回路は、電力デバイスが、所望す
る出力電力に基づく電力増幅器の出力を駆動するのを制御するように配置される
。
切り替えが可能な電力増幅器の動作状態を決定するように動作可能な状態決定回
路をさらに備えている。典型的には、状態決定回路は、電力デバイスが、所望す
る出力電力に基づく電力増幅器の出力を駆動するのを制御するように配置される
。
【００１０】 好ましい実施形態において、複合ネットワークデバイスは、第１及び第２の端
子を有する誘導子Ｌ１と、第１及び第２の端子を有するコンデンサＣ１と、第１
及び第２の端子を有する誘導子Ｌ２と、第１及び第２の端子を有する伝送路と、
第１及び第２の端子を有するコンデンサＣ２と、第１及び第２の端子を有するコ
ンデンサＣ３と、第１及び第２の端子を有する誘導子Ｌ３と、第１及び第２の端
子を有する誘導子Ｌ４とを備えている。これらの回路部品は以下のように接続さ
れる。
子を有する誘導子Ｌ１と、第１及び第２の端子を有するコンデンサＣ１と、第１
及び第２の端子を有する誘導子Ｌ２と、第１及び第２の端子を有する伝送路と、
第１及び第２の端子を有するコンデンサＣ２と、第１及び第２の端子を有するコ
ンデンサＣ３と、第１及び第２の端子を有する誘導子Ｌ３と、第１及び第２の端
子を有する誘導子Ｌ４とを備えている。これらの回路部品は以下のように接続さ
れる。
【００１１】 誘導子Ｌ１の第１の端子は、第１の電力デバイスの出力に電気的に結合されて
いる。誘導子Ｌ２の第１の端子は、コモン基準地（common ground reference） に結合され、誘導子Ｌ２の第２の端子、誘導子Ｌ１の第２の端子、及びコンデン
サＣ１の第１の端子は、互いに結合されている。伝送路の第１の端子、コンデン
サＣ１の第２の端子、及び電力増幅器の出力は、互いに結合されている。コンデ
ンサＣ２の第２の端子は、コモン基準地に結合されている。コンデンサＣ３の第
１の端子、コンデンサＣ２の第１の端子、及び伝送路の第２の端子は、互いに結
合されている。誘導子Ｌ３の第１の端子は、コモン基準地に結合されている。誘
導子Ｌ４の第１の端子は、第２の電力デバイスの出力に結合されている。誘導子
Ｌ４の第２の端子、誘導子Ｌ３の第２の端子、及びコンデンサＣ２の第２の端子
は、互いに結合されている。
いる。誘導子Ｌ２の第１の端子は、コモン基準地（common ground reference） に結合され、誘導子Ｌ２の第２の端子、誘導子Ｌ１の第２の端子、及びコンデン
サＣ１の第１の端子は、互いに結合されている。伝送路の第１の端子、コンデン
サＣ１の第２の端子、及び電力増幅器の出力は、互いに結合されている。コンデ
ンサＣ２の第２の端子は、コモン基準地に結合されている。コンデンサＣ３の第
１の端子、コンデンサＣ２の第１の端子、及び伝送路の第２の端子は、互いに結
合されている。誘導子Ｌ３の第１の端子は、コモン基準地に結合されている。誘
導子Ｌ４の第１の端子は、第２の電力デバイスの出力に結合されている。誘導子
Ｌ４の第２の端子、誘導子Ｌ３の第２の端子、及びコンデンサＣ２の第２の端子
は、互いに結合されている。
【００１２】 さらに、本発明の他の実施形態は、ＲＦ通信システムにおいて使用するのに好
適なパスの切り替えが可能な電力増幅器を教示する。ＲＦ通信システムは、ＲＦ
通信システムに必要とされる最も高い出力電力に相当する第１の出力電力レベル
と、ＲＦ通信システムが最も典型的に動作する出力電力に相当する第２の出力電
力レベルとを有する。
適なパスの切り替えが可能な電力増幅器を教示する。ＲＦ通信システムは、ＲＦ
通信システムに必要とされる最も高い出力電力に相当する第１の出力電力レベル
と、ＲＦ通信システムが最も典型的に動作する出力電力に相当する第２の出力電
力レベルとを有する。
【００１３】 パスの切り替えが可能な電力増幅器は、第１の出力電力レベルにおける電力の
効率的信号増幅用に実質的に最適化された第１の電力デバイスと、第２の出力電
力レベルにおける電力の効率的信号増幅用に実質的に最適化された第２の電力デ
バイスと、パスの切り替えが可能な電力増幅器が動作する電力レベルを決定する
べく配置された状態決定回路と、使用不能な電力デバイスを、パスの切り替えが
可能な電力増幅器に結合された出力負荷から分離し、使用可能な電力デバイスに
よって生成される増幅された電気信号への使用不能な電力デバイスの影響を無視
できるようにするべく配置された複合ネットワークとを有する。状態決定回路は
、さらに、ａ）パスの切り替えが可能な電力増幅器が第１の出力電力レベルで動
作しているとき、第１の電力デバイスを使用可能にし、第２の電力デバイスを使
用不能にし、ｂ）パスの切り替えが可能な電力増幅器が第２の出力電力レベルで
動作しているとき、第２の電力デバイスを使用可能にし、第１の電力デバイスを
使用不能にするべく動作可能である。
効率的信号増幅用に実質的に最適化された第１の電力デバイスと、第２の出力電
力レベルにおける電力の効率的信号増幅用に実質的に最適化された第２の電力デ
バイスと、パスの切り替えが可能な電力増幅器が動作する電力レベルを決定する
べく配置された状態決定回路と、使用不能な電力デバイスを、パスの切り替えが
可能な電力増幅器に結合された出力負荷から分離し、使用可能な電力デバイスに
よって生成される増幅された電気信号への使用不能な電力デバイスの影響を無視
できるようにするべく配置された複合ネットワークとを有する。状態決定回路は
、さらに、ａ）パスの切り替えが可能な電力増幅器が第１の出力電力レベルで動
作しているとき、第１の電力デバイスを使用可能にし、第２の電力デバイスを使
用不能にし、ｂ）パスの切り替えが可能な電力増幅器が第２の出力電力レベルで
動作しているとき、第２の電力デバイスを使用可能にし、第１の電力デバイスを
使用不能にするべく動作可能である。
【００１４】 本発明の関連する実施形態は、３つ又はそれより多くの電力デバイスを有する
パスの切り替えが可能な電力増幅器を意図している。本実施形態において、３つ
又はそれより多くの電力デバイスの各々は、特定の動作状態（例えば、出力電力
レベル）用に適切に設計されている。従って、状態決定回路は、適切な電力デバ
イスを使用可能にし、同時に他の電力デバイスを使用不能にするべく動作する。
パスの切り替えが可能な電力増幅器を意図している。本実施形態において、３つ
又はそれより多くの電力デバイスの各々は、特定の動作状態（例えば、出力電力
レベル）用に適切に設計されている。従って、状態決定回路は、適切な電力デバ
イスを使用可能にし、同時に他の電力デバイスを使用不能にするべく動作する。
【００１５】 本発明の他の側面は、複数の電力レベルに亘って電気信号を増幅し、該増幅さ
れた電気信号が出力負荷を駆動する方法を教示する。前記方法は、第１及び第２
の電力デバイスを有するパスの切り替えが可能な電力増幅器を提供することから
始まる。前記第１の電力デバイスは、第１の電力レベルの間に電気信号を増幅す
ることを目的とし、前記第２の電力デバイスは、第２の電力レベルの間に電気信
号を増幅することを目的としている。次に、前記方法は、パスの切り替えが可能
な電力増幅器の電力レベルを決定し、電力レベルが第１の電力レベルであるとき
、電気信号を増幅する際に使用する第１の電力デバイスを選択する。しかしなが
ら、電力レベルが第２の電力レベルであるとき、前記方法は、電気信号を増幅す
る際に使用する第２の電力デバイスを選択する。
れた電気信号が出力負荷を駆動する方法を教示する。前記方法は、第１及び第２
の電力デバイスを有するパスの切り替えが可能な電力増幅器を提供することから
始まる。前記第１の電力デバイスは、第１の電力レベルの間に電気信号を増幅す
ることを目的とし、前記第２の電力デバイスは、第２の電力レベルの間に電気信
号を増幅することを目的としている。次に、前記方法は、パスの切り替えが可能
な電力増幅器の電力レベルを決定し、電力レベルが第１の電力レベルであるとき
、電気信号を増幅する際に使用する第１の電力デバイスを選択する。しかしなが
ら、電力レベルが第２の電力レベルであるとき、前記方法は、電気信号を増幅す
る際に使用する第２の電力デバイスを選択する。
【００１６】 （発明を実施するための最良の形態） 図１は、本発明の第１の実施形態に係るパスの切り替えが可能な電力増幅器１
００を示す。パスの切り替えが可能な電力増幅器１００は、セルラーホン、コー
ドレスホン、２方向ページャ、無線ＬＡＮ、並びにＡＭ及びＦＭアナログ送信機
のようなアプリケーションに好適である。認識されるように、システムの複雑さ
及び／又はコストに依存して、電力増幅器１００は、単に駆動用増幅器として役
立つか、又はシステムの完全な電力増幅器となり得る。
００を示す。パスの切り替えが可能な電力増幅器１００は、セルラーホン、コー
ドレスホン、２方向ページャ、無線ＬＡＮ、並びにＡＭ及びＦＭアナログ送信機
のようなアプリケーションに好適である。認識されるように、システムの複雑さ
及び／又はコストに依存して、電力増幅器１００は、単に駆動用増幅器として役
立つか、又はシステムの完全な電力増幅器となり得る。
【００１７】 パスの切り替えが可能な電力増幅器１００は、第１の電力デバイス１０２、第
２の電力デバイス１０４、複合ネットワーク１０６、及び状態決定回路１０８を
備えている。要約すれば、２つの電力デバイス１０２及び１０４は、２つの異な
る出力電力レベルにおける電力の効率的な動作用に設計されている。複合ネット
ワーク１０６及び状態決定回路は、出力電力レベルに応じて２つの電力デバイス
の間で出力パスを切り替えるべく共働し、これにより、電力増幅器の広範な動作
状態に亘って電力効率及び許容可能なリニアリティを達成する。
２の電力デバイス１０４、複合ネットワーク１０６、及び状態決定回路１０８を
備えている。要約すれば、２つの電力デバイス１０２及び１０４は、２つの異な
る出力電力レベルにおける電力の効率的な動作用に設計されている。複合ネット
ワーク１０６及び状態決定回路は、出力電力レベルに応じて２つの電力デバイス
の間で出力パスを切り替えるべく共働し、これにより、電力増幅器の広範な動作
状態に亘って電力効率及び許容可能なリニアリティを達成する。
【００１８】 第１の電力デバイス１０２は、信号入力１１０、信号出力１１２及びイネーブ
ル入力１１４を有する。同様に、第２の電力デバイス１０４は、信号入力１２０
、信号出力１２２及びイネーブル入力１２４を有する。電力増幅器の入力１２６
は、第１の電力デバイスの信号入力１１０及び第２の電力デバイスの信号入力１
２０の両方に結合されている。第１の電力デバイスの信号出力１１２及び第２の
電力デバイスの信号出力１２２は、共に複合ネットワーク１０６の入力に結合さ
れている。
ル入力１１４を有する。同様に、第２の電力デバイス１０４は、信号入力１２０
、信号出力１２２及びイネーブル入力１２４を有する。電力増幅器の入力１２６
は、第１の電力デバイスの信号入力１１０及び第２の電力デバイスの信号入力１
２０の両方に結合されている。第１の電力デバイスの信号出力１１２及び第２の
電力デバイスの信号出力１２２は、共に複合ネットワーク１０６の入力に結合さ
れている。
【００１９】 第１及び第２の電力デバイスは、使用可能な場合、信号入力において付加され
る電気信号が出力において増幅されるように動作する。所定の実施形態において
、第１の電力デバイス１０２は、高電力レベル用に設計され、第２の電力デバイ
ス１０４は、低電力レベル用に設計されている。すなわち、第１の電力デバイス
１０２及び第２の電力デバイス１０４の両方が、各電力レベルにおいてリニアリ
ティを許容し得る最大電圧揺動を提供する。第１の電力デバイス１０２は、電力
増幅器１００に要求される最も高い出力電力において、電力効率について実質的
に最適化されている。第２の電力デバイス１０４は、電力増幅器１００の最も使
用される出力電力レベルにおいて、電力効率について実質的に最適化されている
。
る電気信号が出力において増幅されるように動作する。所定の実施形態において
、第１の電力デバイス１０２は、高電力レベル用に設計され、第２の電力デバイ
ス１０４は、低電力レベル用に設計されている。すなわち、第１の電力デバイス
１０２及び第２の電力デバイス１０４の両方が、各電力レベルにおいてリニアリ
ティを許容し得る最大電圧揺動を提供する。第１の電力デバイス１０２は、電力
増幅器１００に要求される最も高い出力電力において、電力効率について実質的
に最適化されている。第２の電力デバイス１０４は、電力増幅器１００の最も使
用される出力電力レベルにおいて、電力効率について実質的に最適化されている
。
【００２０】 電力デバイス１０２及び１０４の実際の実施態様は、特定のアプリケーション
の目標や、設計者に課された制約等に依存して変化する。好ましい実施形態にお
いて、各電力デバイスは、ｎｐｎトランジスタＱ１及びｎｐｎトランジスタＱ２
のようなパワートランジスタを備えている。各電力デバイスは、さらに典型的に
は、パワートランジスタを初期状態に保持するＤＣバイアス回路を備え、「通常
の」動作条件下で、入力信号がパワートランジスタの出力を制御している。所定
の電力レベル用に最適化された電力効率を有する出力デバイス（generating pow
er devices）を備えた電力増幅器の設計及び構造は、電気分野の当業者に良く知
られている。
の目標や、設計者に課された制約等に依存して変化する。好ましい実施形態にお
いて、各電力デバイスは、ｎｐｎトランジスタＱ１及びｎｐｎトランジスタＱ２
のようなパワートランジスタを備えている。各電力デバイスは、さらに典型的に
は、パワートランジスタを初期状態に保持するＤＣバイアス回路を備え、「通常
の」動作条件下で、入力信号がパワートランジスタの出力を制御している。所定
の電力レベル用に最適化された電力効率を有する出力デバイス（generating pow
er devices）を備えた電力増幅器の設計及び構造は、電気分野の当業者に良く知
られている。
【００２１】 状態決定回路１０８は、第１及び第２の電力デバイス１０２及び１０４を選択
的に使用可能及び使用不能にするように動作可能である。図１に示す実施形態に
おいて、状態決定回路は、第１の電力デバイス１０２のイネーブル入力１１４、
及び第２の電力デバイス１０４のイネーブル入力１２４の両方に結合された単一
のデジタル出力１３０を有する。この場合、第１及び第２の電力デバイス１０２
及び１０４用のイネーブルロジックは、一方が他方とは反対になっている。或い
は、状態決定回路１０８は、第１及び第２の電力デバイス１０２及び１０４に別
々に結合された２つの制御出力を備えるように設計され得る。
的に使用可能及び使用不能にするように動作可能である。図１に示す実施形態に
おいて、状態決定回路は、第１の電力デバイス１０２のイネーブル入力１１４、
及び第２の電力デバイス１０４のイネーブル入力１２４の両方に結合された単一
のデジタル出力１３０を有する。この場合、第１及び第２の電力デバイス１０２
及び１０４用のイネーブルロジックは、一方が他方とは反対になっている。或い
は、状態決定回路１０８は、第１及び第２の電力デバイス１０２及び１０４に別
々に結合された２つの制御出力を備えるように設計され得る。
【００２２】 状態決定回路１０８は、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、電
力レベルセンサ、ＰＬＤ又はＰＡＬのようなプログラム制御ロジック、及び／又
は他の適切な回路を備えることができる。例えば、電力増幅器１００がＣＤＭＡ
セルラー電話システムの一部であるとき、マイクロコントローラは、通常、シス
テムを動作させ、他の物の間で、出力電力レベルを制御する。或いは、状態決定
回路１０８は、出力電力レベルを直接計測する電力増幅器１２８に結合された電
力レベルセンサとすることができる。所定の実施形態において、状態決定回路１
０８は、デジタルプロセッサ及び電力レベルセンサ回路の両方を備え、状態決定
は、出力電力レベルの直接計測及びデジタルプロセッサに直接利用可能な他の情
報に基づき決定される。
力レベルセンサ、ＰＬＤ又はＰＡＬのようなプログラム制御ロジック、及び／又
は他の適切な回路を備えることができる。例えば、電力増幅器１００がＣＤＭＡ
セルラー電話システムの一部であるとき、マイクロコントローラは、通常、シス
テムを動作させ、他の物の間で、出力電力レベルを制御する。或いは、状態決定
回路１０８は、出力電力レベルを直接計測する電力増幅器１２８に結合された電
力レベルセンサとすることができる。所定の実施形態において、状態決定回路１
０８は、デジタルプロセッサ及び電力レベルセンサ回路の両方を備え、状態決定
は、出力電力レベルの直接計測及びデジタルプロセッサに直接利用可能な他の情
報に基づき決定される。
【００２３】 複合ネットワーク１０６は、第１の電力デバイス１０２の信号出力１１２と、
第２の電力デバイス１０４の信号出力１２２の両方に結合され、同様にして、電
力増幅器の出力１２８に結合されている。さらに、波線１３２で示すように、複
合ネットワーク１０６は、状態決定回路１０８に結合され得る。複合ネットワー
ク１０６は、使用可能な電力デバイスを電力増幅器の出力１２８に結合する役目
をする。さらに、複合ネットワーク１０６は、使用不能な電力デバイスを電力増
幅器の出力１２８から分離し、それによって、増幅された出力信号に対する使用
不能な電力デバイスの影響を無視できるようにする役目をする。複合ネットワー
ク１０６は、機械的リレー、単極ダブルスロー（ＳＰＤＴ）スイッチ、電界効果
トランジスタ（ＦＥＴ）スイッチ、ダイオードスイッチ、又は、誘導子、コンデ
ンサ及び伝送路部品の組み合わせを備えた多数の種々の回路によって実施され得
る。図２及び図３を参照して、いくつかの好適な実施形態について以下に説明す
る。
第２の電力デバイス１０４の信号出力１２２の両方に結合され、同様にして、電
力増幅器の出力１２８に結合されている。さらに、波線１３２で示すように、複
合ネットワーク１０６は、状態決定回路１０８に結合され得る。複合ネットワー
ク１０６は、使用可能な電力デバイスを電力増幅器の出力１２８に結合する役目
をする。さらに、複合ネットワーク１０６は、使用不能な電力デバイスを電力増
幅器の出力１２８から分離し、それによって、増幅された出力信号に対する使用
不能な電力デバイスの影響を無視できるようにする役目をする。複合ネットワー
ク１０６は、機械的リレー、単極ダブルスロー（ＳＰＤＴ）スイッチ、電界効果
トランジスタ（ＦＥＴ）スイッチ、ダイオードスイッチ、又は、誘導子、コンデ
ンサ及び伝送路部品の組み合わせを備えた多数の種々の回路によって実施され得
る。図２及び図３を参照して、いくつかの好適な実施形態について以下に説明す
る。
【００２４】 電力増幅器１００の好ましい実施形態において、第１の電力デバイス１０２及
び第２の電力デバイス１０４は、単一のデバイス上に形成される。次に、この単
一のデバイス及び複合ネットワーク１０６が、単一の集積回路パッケージ内に一
緒に形成される。或いは、これらの部品は別々にパッケージされた後、プリント
回路基板のようないくつかの適切な機構上に互いにワイヤリングされる。
び第２の電力デバイス１０４は、単一のデバイス上に形成される。次に、この単
一のデバイス及び複合ネットワーク１０６が、単一の集積回路パッケージ内に一
緒に形成される。或いは、これらの部品は別々にパッケージされた後、プリント
回路基板のようないくつかの適切な機構上に互いにワイヤリングされる。
【００２５】 図１の電力増幅器１００は、ちょうど２つの電力デバイスを使用することを示
している。しかしながら、２つより多くの電力デバイスを利用し得ることも考え
られる。その場合、各電力デバイスは、電力増幅器の特定の状態（例えば、動作
電力レベル）において電力効率を最適化される。同様に、状態決定回路１０８及
び複合ネットワーク１０６は、適切な電力デバイスを選択するように動作し、使
用不能な電力デバイスを出力１２８から分離する。
している。しかしながら、２つより多くの電力デバイスを利用し得ることも考え
られる。その場合、各電力デバイスは、電力増幅器の特定の状態（例えば、動作
電力レベル）において電力効率を最適化される。同様に、状態決定回路１０８及
び複合ネットワーク１０６は、適切な電力デバイスを選択するように動作し、使
用不能な電力デバイスを出力１２８から分離する。
【００２６】 図２は、本発明の一実施形態に係る複合ネットワーク２００を示す。複合ネッ
トワーク２００は、誘導子Ｌ１〜Ｌ４、コンデンサＣ１〜Ｃ３、ショットキーダ
イオードＳ１のようなダイオード、及び伝送路Ｔ１を備えている。また、図２に
は、電力デバイストランジスタＱ１及びＱ２、電力増幅器の出力１２８、及び出
力負荷２１０が示されている。複合ネットワーク２００の素子は、以下のように
互いに結合されている。
トワーク２００は、誘導子Ｌ１〜Ｌ４、コンデンサＣ１〜Ｃ３、ショットキーダ
イオードＳ１のようなダイオード、及び伝送路Ｔ１を備えている。また、図２に
は、電力デバイストランジスタＱ１及びＱ２、電力増幅器の出力１２８、及び出
力負荷２１０が示されている。複合ネットワーク２００の素子は、以下のように
互いに結合されている。
【００２７】 ショットキーダイオードＳ１は、誘導子Ｌ１の第１の端子とトランジスタＱ１
との間の電気的カップリングとして作用する。ショットキーダイオードＳ１の陽
極は、誘導子Ｌ１の第１の端子に結合され、ショットキーダイオードＳ１の陰極
は、トランジスタＱ１に結合されている。誘導子Ｌ２の第１の端子は、コモン基
準地（common ground reference）２０６に結合されている。誘導子Ｌ２の第２ の端子、誘導子Ｌ１の第２の端子、及びコンデンサＣ１の第１の端子は、互いに
結合されている。伝送路Ｔ１の第１の端子、コンデンサＣ１の第２の端子、及び
電力増幅器の出力１２８は、互いに結合されている。コンデンサＣ２の第２の端
子は、コモン供給電圧２０８に結合されている。コンデンサＣ３の第１の端子、
コンデンサＣ２の第１の端子、及び伝送路Ｔ１の第２の端子は、互いに結合され
ている。誘導子Ｌ３の第１の端子は、コモン基準電圧２０８に結合されている。
誘導子Ｌ４の第１の端子は、トランジスタＱ２に結合されている。誘導子Ｌ４の
第２の端子、誘導子Ｌ３の第２の端子、及びコンデンサＣ２の第２の端子は、互
いに結合されている。
との間の電気的カップリングとして作用する。ショットキーダイオードＳ１の陽
極は、誘導子Ｌ１の第１の端子に結合され、ショットキーダイオードＳ１の陰極
は、トランジスタＱ１に結合されている。誘導子Ｌ２の第１の端子は、コモン基
準地（common ground reference）２０６に結合されている。誘導子Ｌ２の第２ の端子、誘導子Ｌ１の第２の端子、及びコンデンサＣ１の第１の端子は、互いに
結合されている。伝送路Ｔ１の第１の端子、コンデンサＣ１の第２の端子、及び
電力増幅器の出力１２８は、互いに結合されている。コンデンサＣ２の第２の端
子は、コモン供給電圧２０８に結合されている。コンデンサＣ３の第１の端子、
コンデンサＣ２の第１の端子、及び伝送路Ｔ１の第２の端子は、互いに結合され
ている。誘導子Ｌ３の第１の端子は、コモン基準電圧２０８に結合されている。
誘導子Ｌ４の第１の端子は、トランジスタＱ２に結合されている。誘導子Ｌ４の
第２の端子、誘導子Ｌ３の第２の端子、及びコンデンサＣ２の第２の端子は、互
いに結合されている。
【００２８】 複合ネットワーク２００は、以下のように動作する。電力デバイス１０４（す
なわちＱ２）が使用可能にされたとき、ショットキーダイオードＳ１には電流が
流れず、電力増幅器の出力１２８に対して高インピーダンスとなる。従って、使
用可能にされた電力デバイス１０４によって生成された電力の大部分は、出力負
荷２１０に伝達される。出力負荷２１０が５０Ωのノミナルインピーダンスを有
するとすれば、伝送路Ｔ１は、λ／４長で５０Ωの伝送路として選択する必要が
ある。出力負荷２１０は５０Ωであるので、伝送路Ｔ１は、電力デバイス１０４
によって観測されるインピーダンスを変化させない。電力デバイス１０２（すな
わちＱ１）が使用可能にされたとき、伝送路Ｔ１は、電力デバイス１０４へのパ
スの低出力インピーダンスのため開回路のように作用する（認識されるように、
短絡によって終端されたλ／４伝送路は、横方向反対側の短絡終端に対して無限
のインピーダンスを呈する）。
なわちＱ２）が使用可能にされたとき、ショットキーダイオードＳ１には電流が
流れず、電力増幅器の出力１２８に対して高インピーダンスとなる。従って、使
用可能にされた電力デバイス１０４によって生成された電力の大部分は、出力負
荷２１０に伝達される。出力負荷２１０が５０Ωのノミナルインピーダンスを有
するとすれば、伝送路Ｔ１は、λ／４長で５０Ωの伝送路として選択する必要が
ある。出力負荷２１０は５０Ωであるので、伝送路Ｔ１は、電力デバイス１０４
によって観測されるインピーダンスを変化させない。電力デバイス１０２（すな
わちＱ１）が使用可能にされたとき、伝送路Ｔ１は、電力デバイス１０４へのパ
スの低出力インピーダンスのため開回路のように作用する（認識されるように、
短絡によって終端されたλ／４伝送路は、横方向反対側の短絡終端に対して無限
のインピーダンスを呈する）。
【００２９】 図２の実施形態において、部品Ｌ１〜Ｌ４及びＣ１〜Ｃ３は、５０Ωの出力負
荷２１０が所望のインピーダンスとして観測されるように選択される。例えば、
ショットキーダイオードＳ１が約１２００平方マイクロメータの接合領域を有し
、誘導子Ｌ１が約１ナノヘンリーであり、誘導子Ｌ２が約２２ナノヘンリーであ
り、誘導子Ｌ３が約２２ナノヘンリーであり、誘導子Ｌ４が約１ナノヘンリーで
あり、コンデンサＣ１が約１．６ピコファラッドであり、コンデンサＣ２が約４
．２ピコファラッドであり、コンデンサＣ３が約１１ピコファラッドであるとき
、ネットワークデバイス２００は所望するように作動することが分かった。認識
されるように、これらの部品の値は、ＣＤＭＡセルラーシステムの電力レベルに
対して単に適切な例であり、対応する電力効率を提供する。他のアプリケーショ
ンに必要な部品の値を選択することは当業者には良く理解できるであろう。
荷２１０が所望のインピーダンスとして観測されるように選択される。例えば、
ショットキーダイオードＳ１が約１２００平方マイクロメータの接合領域を有し
、誘導子Ｌ１が約１ナノヘンリーであり、誘導子Ｌ２が約２２ナノヘンリーであ
り、誘導子Ｌ３が約２２ナノヘンリーであり、誘導子Ｌ４が約１ナノヘンリーで
あり、コンデンサＣ１が約１．６ピコファラッドであり、コンデンサＣ２が約４
．２ピコファラッドであり、コンデンサＣ３が約１１ピコファラッドであるとき
、ネットワークデバイス２００は所望するように作動することが分かった。認識
されるように、これらの部品の値は、ＣＤＭＡセルラーシステムの電力レベルに
対して単に適切な例であり、対応する電力効率を提供する。他のアプリケーショ
ンに必要な部品の値を選択することは当業者には良く理解できるであろう。
【００３０】 図３は、本発明の他の実施形態に係るネットワークデバイス３００を示す。ネ
ットワークデバイス３００は、電力増幅器の入力１２６を電力増幅器の出力１２
８に接続するパスを切り替えるのに使用され得る機械的及び電気的な種々のスイ
ッチを概略的に表している。適切なスイッチは、機械的リレー、単極ダブルスロ
ースイッチ、トランジスタ及びダイオードスイッチを備えている。コネクション
１３２で示したように、図３の実施形態において、状態決定回路１０８は、電力
デバイス１０２及び１０４を制御するだけでなく、ネットワークデバイス３００
のスイッチを作動させる。
ットワークデバイス３００は、電力増幅器の入力１２６を電力増幅器の出力１２
８に接続するパスを切り替えるのに使用され得る機械的及び電気的な種々のスイ
ッチを概略的に表している。適切なスイッチは、機械的リレー、単極ダブルスロ
ースイッチ、トランジスタ及びダイオードスイッチを備えている。コネクション
１３２で示したように、図３の実施形態において、状態決定回路１０８は、電力
デバイス１０２及び１０４を制御するだけでなく、ネットワークデバイス３００
のスイッチを作動させる。
【００３１】 ここでは、本発明のいくつかの実施形態についてのみ詳細に説明したが、本発
明は、本発明の思想及び範囲から離れることなく、多くの他の特定の形態で具現
化され得ることが理解されなければならない。
明は、本発明の思想及び範囲から離れることなく、多くの他の特定の形態で具現
化され得ることが理解されなければならない。
【００３２】 例えば、図１の第１及び第２の電力デバイス１０２及び１０４のような電力デ
バイスは、線形又は非線形デバイスのいずれかであるか、或いはそれらの組み合
わせであってもよい。さらに、電力デバイスは、バイポーラトランジスタや電界
効果トランジスタ（ＦＥＴ）技術のような適切な電力増幅技術を利用することが
できる。
バイスは、線形又は非線形デバイスのいずれかであるか、或いはそれらの組み合
わせであってもよい。さらに、電力デバイスは、バイポーラトランジスタや電界
効果トランジスタ（ＦＥＴ）技術のような適切な電力増幅技術を利用することが
できる。
【００３３】 特定の電力レベルにおける電力の効率的な動作用に設計された種々の電力デバ
イスの利用については、いくぶん詳細に上記した。しかしながら、電力デバイス
は、信号波形（例えば、デジタル対アナログ）、周囲温度、電力供給波形等のよ
うな他の動作条件に対応する電力の効率的な動作用に設計され得る。これらの実
施形態において、状態決定回路は、利用し得る最も良い電力デバイスを使用可能
にし、他のものを使用不能にする、同様にして、電力デバイスが、所定の動作範
囲内におけるリニアリティのような他の目的のために最適化され、次に状態決定
回路が、電力効率以外の何かを含む基準に基づき利用され得る最も良い電力デバ
イスを使用可能にするということが考えられる。
イスの利用については、いくぶん詳細に上記した。しかしながら、電力デバイス
は、信号波形（例えば、デジタル対アナログ）、周囲温度、電力供給波形等のよ
うな他の動作条件に対応する電力の効率的な動作用に設計され得る。これらの実
施形態において、状態決定回路は、利用し得る最も良い電力デバイスを使用可能
にし、他のものを使用不能にする、同様にして、電力デバイスが、所定の動作範
囲内におけるリニアリティのような他の目的のために最適化され、次に状態決定
回路が、電力効率以外の何かを含む基準に基づき利用され得る最も良い電力デバ
イスを使用可能にするということが考えられる。
【００３４】 従って、本例及び本実施形態は、例示であって制限するものではなく、本発明
は、ここに開示した詳細に制限されず、添付した請求の範囲の範囲内において改
良することができる。
は、ここに開示した詳細に制限されず、添付した請求の範囲の範囲内において改
良することができる。
【図１】 図１は、本発明の一実施形態に係るパスの切り替えが可能な電力増
幅器の概要を示す。
幅器の概要を示す。
【図２】 図２は、図１のパスの切り替えが可能な電力増幅器で使用するのに
適した複合ネットワークの概要を示しており、該複合ネットワークは、本発明の
他の実施形態に係るものである。
適した複合ネットワークの概要を示しており、該複合ネットワークは、本発明の
他の実施形態に係るものである。
【図３】 図３は、図１のパスの切り替えが可能な電力増幅器で使用するのに
適した他の複合ネットワークの概要を示しており、該複合ネットワークは、本発
明の更に他の実施形態に係るものである。
適した他の複合ネットワークの概要を示しており、該複合ネットワークは、本発
明の更に他の実施形態に係るものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オルセン， ゴードン エー． アメリカ合衆国 オレゴン州 97223 テ ィガード，エス．ダブリュー． ミント プレース 13567 Ｆターム(参考） 5J091 AA01 AA41 AA51 CA36 FA15 HA02 HA19 HA29 HA33 HA38 HA39 SA13 TA01 5J092 AA01 AA41 AA51 CA36 FA15 HA02 HA19 HA29 HA33 HA38 HA39 SA13 TA01
Claims (51)
- 【請求項１】 電力増幅器の出力において出力信号を生成するべく、電力増幅
器の入力において受信した入力信号を増幅するのに適切であるパスの切り替えが
可能な電力増幅器であって、該パスの切り替えが可能な電力増幅器は、 電力増幅器の入力に結合された第１の電力デバイスの入力と、第１の電力デバ
イスの出力とを備え、前記入力信号を増幅するのに適切であって、且つ、パスの
切り替え可能な電力増幅器の第１の動作状態の間に使用されることを目的とした
第１の電力デバイスと、 電力増幅器の入力に結合された第２の電力デバイスの入力と、第２の電力デバ
イスの出力とを備え、前記入力信号を増幅するのに適切であって、且つ、パスの
切り替え可能な電力増幅器の第２の動作状態の間に使用されることを目的とした
第２の電力デバイスと、 第１の電力デバイスの出力に結合された第１の複合ネットワークデバイスの入
力と、第２の電力デバイスの出力に結合された第２の複合ネットワークデバイス
の入力と、電力増幅器の出力に結合された複合ネットワークデバイスの出力とを
備え、第１の電力デバイス及び第２の電力デバイスのうちの１つのみが電力増幅
器の出力を駆動するように、第１の電力デバイス及び第２の電力デバイスの間で
選択するように動作可能である複合ネットワークデバイスと、 を備えていることを特徴とするパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項２】 前記パスの切り替えが可能な電力増幅器が、該パスの切り替え
が可能な電力増幅器の動作状態を決定するように動作可能な状態決定回路をさら
に備えていることを特徴とする請求項１に記載のパスの切り替えが可能な電力増
幅器。 - 【請求項３】 前記状態決定回路は、電力デバイスが、パスの切り替えが可能
な電力増幅器の状態に基づき、電力増幅器の出力を駆動するのを制御するように
配置されることを特徴とする請求項２に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅
器。 - 【請求項４】 前記状態決定回路は、パスの切り替えが可能な電力増幅器が第
１の状態で動作しているとき、第１の電力デバイスを使用可能にし、第２の電力
デバイスを使用不能にすることを特徴とする請求項３に記載のパスの切り替えが
可能な電力増幅器。 - 【請求項５】 前記状態決定回路は、パスの切り替えが可能な電力増幅器が第
２の状態で動作しているとき、第２の電力デバイスを使用可能にし、第１の電力
デバイスを使用不能にすることを特徴とする請求項４に記載のパスの切り替えが
可能な電力増幅器。 - 【請求項６】 前記複合ネットワークデバイスは、電力増幅器の出力を駆動す
る電力デバイスとして、使用可能な電力デバイスを選択することを特徴とする請
求項５に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項７】 前記複合ネットワークデバイスは、第１の電力デバイスの出力
、第２の電力デバイスの出力、及び電力増幅器の出力の間に、単極ダブルスロー
（ＳＰＤＴ）スイッチを備えていることを特徴とする請求項６に記載のパスの切
り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項８】 前記複合ネットワークデバイスは、第１の電力デバイスの出力
、第２の電力デバイスの出力、及び電力増幅器の出力の間に結合されたアクティ
ブスイッチであることを特徴とする請求項６に記載のパスの切り替えが可能な電
力増幅器。 - 【請求項９】 前記アクティブスイッチは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）
スイッチであることを特徴とする請求項８に記載のパスの切り替えが可能な電力
増幅器。 - 【請求項１０】 前記アクティブスイッチは、ダイオードスイッチであること
を特徴とする請求項８に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項１１】 前記複合ネットワークデバイスは、第１の電力デバイスの出
力、第２の電力デバイスの出力、及び電力増幅器の出力の間に結合された機械的
リレーであることを特徴とする請求項６に記載のパスの切り替えが可能な電力増
幅器。 - 【請求項１２】 前記複合ネットワークデバイスは、 第１及び第２の端子を有し、該第１の端子が第１の電力デバイスの出力に電気
的に結合された誘導子Ｌ１と、 第１及び第２の端子を有するコンデンサＣ１と、 第１及び第２の端子を有し、該第１の端子はコモン基準地に結合され、前記第
２の端子、誘導子Ｌ１の第２の端子、及びコンデンサＣ１の第１の端子が互いに
結合された誘導子Ｌ２と、 第１及び第２の端子を有し、該第１の端子、コンデンサＣ１の第２の端子、及
び電力増幅器の出力が互いに結合されている伝送路と、 第１及び第２の端子を有し、該第２の端子がコモン基準地に結合されたコンデ
ンサＣ２と、 第１及び第２の端子を有し、該第１の端子、コンデンサＣ２の第１の端子、及
び伝送路の第２の端子が互いに結合されたコンデンサＣ３と、 第１及び第２の端子を有し、該第１の端子がコモン基準地に結合された誘導子
Ｌ３と、 第１及び第２の端子を有し、該第１の端子が第２の電力デバイスの出力に結合
され、前記第２の端子、誘導子Ｌ３の第２の端子、及びコンデンサＣ２の第２の
端子が互いに結合された誘導子Ｌ４と、 を備えていることを特徴とする請求項６に記載のパスの切り替えが可能な電力増
幅器。 - 【請求項１３】 前記複合ネットワークデバイスは、誘導子Ｌ１の第１の端子
と第１の電力デバイスの出力との間の電気的カップリングとして作用するダイオ
ードをさらに備え、ダイオードの陽極は、誘導子Ｌ１の第１の端子に結合され、
ダイオードの陰極は、第１の電力デバイスの出力に結合されていることを特徴と
する請求項１２に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項１４】 前記ダイオードは、ショットキーダイオードであることを特
徴とする請求項１３に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項１５】 前記ショットキーダイオードは、約１２００平方マイクロメ
ータの接合領域を有することを特徴とする請求項１４に記載のパスの切り替えが
可能な電力増幅器。 - 【請求項１６】 誘導子Ｌ１が約１ナノヘンリーであり、誘導子Ｌ２が約２２
ナノヘンリーであり、誘導子Ｌ３が約２２ナノヘンリーであり、誘導子Ｌ４が約
１ナノヘンリーであり、コンデンサＣ１が約１．６ピコファラッドであり、コン
デンサＣ２が約４．２ピコファラッドであり、コンデンサＣ３が約１１ピコファ
ラッドであることを特徴とする請求項１２に記載のパスの切り替えが可能な電力
増幅器。 - 【請求項１７】 パスの切り替えが可能な電力増幅器の第１の動作状態が、高
電力レベルで動作するパスの切り替えが可能な電力増幅器に相当し、パスの切り
替えが可能な電力増幅器の第２の動作状態が、低電力レベルで動作するパスの切
り替えが可能な電力増幅器に相当することを特徴とする請求項２に記載のパスの
切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項１８】 第１の電力デバイスは、高電力レベルにおける電力の効率的
動作用に特に設計され、第２の電力デバイスは、低電力レベルにおける電力の効
率的動作用に特に設計されていることを特徴とする請求項１７に記載のパスの切
り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項１９】 第１の電力デバイスは、第１の電力デバイスの出力である出
力を有する第１のトランジスタを備え、第２の電力デバイスは、第２の電力デバ
イスの出力である出力を有する第２のトランジスタを備えていることを特徴とす
る請求項１８に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項２０】 第１及び第２のトランジスタは、ｎｐｎトランジスタである
ことを特徴とする請求項１９に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項２１】 第１及び第２のトランジスタは、電界効果トランジスタであ
ることを特徴とする請求項１９に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項２２】 前記状態決定回路は、出力電力を検出するための回路を備え
ていることを特徴とする請求項１７に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器
。 - 【請求項２３】 前記状態決定回路は、デジタルプロセッサを備えていること
を特徴とする請求項１７に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項２４】 パスの切り替えが可能な電力増幅器は、セルラー伝送システ
ム内で使用されることを特徴とする請求項２３に記載のパスの切り替えが可能な
電力増幅器。 - 【請求項２５】 前記セルラー伝送システムは、コード分割マルチプルアクセ
ス（ＣＤＭＡ）システムに一致し、パスの切り替えが可能な電力増幅器の状態は
、ＣＤＭＡシステムの状態によって部分的に定義されていることを特徴とする請
求項２４に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項２６】 第１及び第２の電力デバイスは、単一の集積回路内で形成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器
。 - 【請求項２７】 複合ネットワークデバイス及び単一の集積回路が、単一の集
積回路パッケージ内で結合されていることを特徴とする請求項２６に記載のパス
の切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項２８】 パスの切り替えが可能な電力増幅器は、パスの切り替えが可
能な電力増幅器の複数の動作状態における使用を目的とした複数の電力デバイス
を有することを特徴とする請求項１に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器
。 - 【請求項２９】 第１の電力デバイスは、線形の電力デバイスであることを特
徴とする請求項１に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項３０】 第１の電力デバイスは、非線形の電力デバイスであることを
特徴とする請求項１に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項３１】 ＲＦ通信システムに必要とされる最も高い出力電力に相当す
る第１の出力電力レベルと、ＲＦ通信システムが典型的に動作する出力電力に相
当する第２の出力電力レベルとを有するＲＦ通信システムでの使用に適したパス
の切り替えが可能な電力増幅器であって、 該パスの切り替えが可能な電力増幅器は、 第１の出力電力レベルにおける電力の効率的信号増幅用に実質的に最適化され
た第１の電力デバイスと、 第２の出力電力レベルにおける電力の効率的信号増幅用に実質的に最適化され
た第２の電力デバイスと、 パスの切り替えが可能な電力増幅器が動作する電力レベルを決定するべく配置
され、さらに、ａ）パスの切り替えが可能な電力増幅器が第１の出力電力レベル
で動作しているとき、第１の電力デバイスを使用可能にし、第２の電力デバイス
を使用不能にし、ｂ）パスの切り替えが可能な電力増幅器が第２の出力電力レベ
ルで動作しているとき、第２の電力デバイスを使用可能にし、第１の電力デバイ
スを使用不能にするべく動作可能な状態決定回路と、 使用不能な電力デバイスを、パスの切り替えが可能な電力増幅器に結合された
出力負荷から分離し、使用可能な電力デバイスによって生成される増幅された電
気信号への使用不能な電力デバイスの影響を無視できるようにするべく配置され
た複合ネットワークと、 を備えることを特徴とするパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項３２】 前記複合ネットワークデバイスは、第１の電力デバイス、第
２の電力デバイス、及び電力増幅器の出力の間に、単極ダブルスロー（ＳＰＤＴ
）スイッチを備えていることを特徴とする請求項３１に記載のパスの切り替えが
可能な電力増幅器。 - 【請求項３３】 前記複合ネットワークデバイスは、第１の電力デバイス、第
２の電力デバイス、及び電力増幅器の出力の間に結合されたアクティブスイッチ
であることを特徴とする請求項３１に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器
。 - 【請求項３４】 前記複合ネットワークデバイスは、第１の電力デバイス、第
２の電力デバイス、及び電力増幅器の出力の間に結合された機械的リレーである
ことを特徴とする請求項３１に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項３５】 前記複合ネットワークデバイスは、 第１及び第２の端子を有し、該第１の端子が第１の電力デバイスに電気的に結
合された誘導子Ｌ１と、 第１及び第２の端子を有するコンデンサＣ１と、 第１及び第２の端子を有し、該第１の端子はコモン基準地に結合され、前記第
２の端子、誘導子Ｌ１の第２の端子、及びコンデンサＣ１の第１の端子が互いに
結合された誘導子Ｌ２と、 第１及び第２の端子を有し、該第１の端子、コンデンサＣ１の第２の端子、及
び電力増幅器の出力が互いに結合されている伝送路と、 第１及び第２の端子を有し、該第２の端子がコモン基準地に結合されたコンデ
ンサＣ２と、 第１及び第２の端子を有し、該第１の端子、コンデンサＣ２の第１の端子、及
び伝送路の第２の端子が互いに結合されたコンデンサＣ３と、 第１及び第２の端子を有し、該第１の端子がコモン基準地に結合された誘導子
Ｌ３と、 第１及び第２の端子を有し、該第１の端子が第２の電力デバイスに結合され、
前記第２の端子、誘導子Ｌ３の第２の端子、及びコンデンサＣ２の第２の端子が
互いに結合された誘導子Ｌ４と、 を備えていることを特徴とする請求項３１に記載のパスの切り替えが可能な電力
増幅器。 - 【請求項３６】 前記複合ネットワークデバイスは、誘導子Ｌ１の第１の端子
と第１の電力デバイスの出力との間の電気的カップリングとして作用するダイオ
ードをさらに備え、ダイオードの陽極は、誘導子Ｌ１の第１の端子に結合され、
ダイオードの陰極は、第１の電力デバイスに結合されていることを特徴とする請
求項３５に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項３７】 前記ダイオードは、ショットキーダイオードであることを特
徴とする請求項３６に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項３８】 第１の電力デバイスは、第１の電力デバイスの出力であるコ
レクタを有する第１のトランジスタを備え、第２の電力デバイスは、第２の電力
デバイスの出力であるコレクタを有する第２のトランジスタを備えることを特徴
とする請求項３１に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項３９】 第１及び第２のトランジスタは、ｎｐｎトランジスタである
ことを特徴とする請求項３８に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項４０】 第１及び第２のトランジスタは、電界効果トランジスタであ
ることを特徴とする請求項３８に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項４１】 前記状態決定回路は、出力電力を検出するための回路を備え
ていることを特徴とする請求項３１に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器
。 - 【請求項４２】 前記状態決定回路は、デジタルプロセッサを備えていること
を特徴とする請求項３１に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項４３】 パスの切り替えが可能な電力増幅器は、セルラー伝送システ
ム内で使用されることを特徴とする請求項４２に記載のパスの切り替えが可能な
電力増幅器。 - 【請求項４４】 前記セルラー伝送システムは、コード分割マルチプルアクセ
ス（ＣＤＭＡ）システムに一致し、パスの切り替えが可能な電力増幅器の電力レ
ベルは、ＣＤＭＡシステムの状態によって部分的に定義されていることを特徴と
する請求項４３に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項４５】 第１及び第２の電力デバイスは、単一の集積回路内で形成さ
れていることを特徴とする請求項３１に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅
器。 - 【請求項４６】 複合ネットワークデバイス及び単一の集積回路が、単一の集
積回路パッケージ内で結合されていることを特徴とする請求項４５に記載のパス
の切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項４７】 パスの切り替えが可能な電力増幅器は、パスの切り替えが可
能な電力増幅器の複数の動作電力レベルにおける使用を目的とした複数の電力デ
バイスを有することを特徴とする請求項３１に記載のパスの切り替えが可能な電
力増幅器。 - 【請求項４８】 第１の電力デバイスは、線形の電力デバイスであることを特
徴とする請求項３１に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項４９】 第２の電力デバイスは、線形の電力デバイスであることを特
徴とする請求項４８に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項５０】 第２の電力デバイスは、非線形の電力デバイスであることを
特徴とする請求項４８に記載のパスの切り替えが可能な電力増幅器。 - 【請求項５１】 増幅された電気信号により負荷を駆動するべく、複数の電力
レベルに亘って電気信号を増幅する方法であって、該方法は、 第１の電力レベルの間に電気信号を増幅することを目的とした第１の電力デバ
イスと、第２の電力レベルの間に電気信号を増幅することを目的とした第２の電
力デバイスとを備えたパスの切り替えが可能な電力増幅器を提供し、 前記パスの切り替えが可能な電力増幅器の電力レベルを決定し、 電力レベルが第１の電力レベルであるとき、電気信号を増幅する際に使用する
第１の電力デバイスを選択し、 電力レベルが第２の電力レベルであるとき、電気信号を増幅する際に使用する
第２の電力デバイスを選択することを特徴とする方法。
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