JP2003258576A - 高周波電力増幅器およびそれを用いた電子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小規模な回路構成で集積回路化に適した高周
波電力増幅器およびそれを用いた電子装置を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 第１および第２の電力増幅回路２、３
と、それにパワーコントロール信号によって制御可能な
ベースバイアス電流をそれぞれ供給する第１および第２
のベースバイアス回路４、５と、バンドセレクト信号の
レベルの高低に応じて、第１および第２のベースバイア
ス回路４、５へのパワーコントロール信号の経路（第１
および第２の経路）のいずれか一方を切り換えて導通さ
せる経路選択回路８を備える。経路選択回路８は、バン
ドセレクト信号のレベルの高低に応じていずれか一方が
導通する第１および第２のスイッチ回路６、７からな
る。第１のスイッチ回路６が、信号経路とバンドセレク
ト信号の入力部との間に設けられたＨＢＴ（Ｔｒ３）か
らなるダイオードを含み、第２のスイッチ回路７が、信
号経路とグランドとの間に設けらるとともにベースがバ
ンドセレクト信号の入力部に接続されたＨＢＴ（Ｔｒ
４）を含む

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波電力増幅
器、特に２つの方式（デュアルバンドシステム）に対応
した移動体通信機器に用いられて、２つの電力増幅回路
を切り換えて動作させることのできる高周波電力増幅器
およびそれを用いた電子装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】デュアルバンドシステム用の高周波電力
増幅器の従来例としては、例えば特開２０００−３３２
５５１号公報に開示されたもの（以下、従来例１とす
る）が知られている。

【０００３】従来例１においては、２つの電力増幅回路
と、各電力増幅回路にそれぞれバイアスを供給する２つ
のバイアス回路と、外部からのバンドセレクト信号に応
じて各バイアス回路の切換を排他的に行うバイアススイ
ッチ回路を備えている。バイアススイッチ回路は、外部
から２つのバイアス回路に印加されるパワーコントロー
ル信号を、バンドセレクト信号に応じて排他的に導通、
遮断することによってバイアス回路の切換を行う。

【０００４】実際には、パワーコントロール信号の２つ
の経路にそれぞれ設けられたスイッチ回路を制御して信
号の断続を行うが、その際に一方のスイッチ回路を接続
するときに他方のスイッチ回路が遮断するように、いず
れか一方のスイッチ回路には信号反転のためのもう１つ
のスイッチ回路（インバータ回路）を介してバンドセレ
クト信号を印加するように構成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
１においては、２つのスイッチ回路を１つのバンドセレ
クト回路で排他的に制御するために、インバータ回路を
必要としており、回路構成が複雑になり、回路規模が大
きくなるという問題がある。

【０００６】本発明は上記の問題点を解決することを目
的とするもので、小規模な回路構成で集積回路化に適し
た高周波電力増幅器およびそれを用いた電子装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の高周波電力増幅器は、第１および第２の電
力増幅回路と、該第１および第２の電力増幅回路の主要
能動素子であるバイポーラトランジスタに、外部から入
力されるパワーコントロール信号によって制御可能なベ
ースバイアス電流をそれぞれ供給する第１および第２の
ベースバイアス回路と、前記第１および第２の電力増幅
回路を動作させる信号の通る第１および第２の信号経路
と、外部から入力されるバンドセレクト信号のレベルの
高低に応じて、前記第１および第２の経路のいずれか一
方を切り換えて導通させる経路選択回路とを備えた高周
波電力増幅器であって、該経路選択回路が、第１および
第２の信号経路にそれぞれ設けられるとともに、前記バ
ンドセレクト信号のレベルの高低に応じていずれか一方
が導通する第１および第２のスイッチ回路からなり、前
記第１のスイッチ回路が、前記第１の信号経路と前記バ
ンドセレクト信号の入力部との間に設けられたダイオー
ドを含み、前記第２のスイッチ回路が、前記第２の信号
経路とグランドとの間に設けられるとともにベースが前
記バンドセレクト信号の入力部に接続されたバイポーラ
トランジスタを含むことを特徴とする。

【０００８】そして、前記第１および第２の信号経路
が、前記第１および第２のベースバイアス回路への前記
パワーコントロール信号の経路であることを特徴とす
る。

【０００９】あるいは、前記第１および第２の信号経路
が、前記第１および第２のベースバイアス回路から前記
第１および第２の電力増幅回路へそれぞれ供給されるベ
ースバイアス電流の経路であることを特徴とする。

【００１０】また、本発明の高周波電力増幅器は、前記
ダイオードが、コレクタとベースを接続したバイポーラ
トランジスタであることを特徴とする。

【００１１】さらに、本発明の高周波電力増幅器は、前
記バイポーラトランジスタがＨＢＴであることを特徴と
する。

【００１２】そして、本発明の電子装置は、上記の高周
波電力増幅器を用いたことを特徴とする。

【００１３】このように構成することにより、本発明の
高周波電力増幅器においては、小規模で簡単な経路選択
回路によって、２つの電力増幅回路の切換を行うことが
できる。

【００１４】また、本発明の電子装置においては、小型
化、低価格化を図ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の高周波電力増幅
器の一実施例のブロック図を示す。図１において、高周
波電力増幅器１は、第１の電力増幅回路２、第２の電力
増幅回路３、第１のベースバイアス回路４、第２のベー
スバイアス回路５、第１のスイッチ回路６、および第２
のスイッチ回路７から構成されている。

【００１６】第１の電力増幅回路２は主要能動素子とし
て高周波における電力増幅に適した化合物半導体による
ＨＢＴ（ヘテロジャンクション・バイポーラトランジス
タ）を用いて構成されており、第１のベースバイアス回
路４から供給される第１のベースバイアス電流によっ
て、その増幅率が制御される。そして、第１のベースバ
イアス電流は、第１のベースバイアス回路４に外部から
供給されるパワーコントロール信号によってその大きさ
が制御される。パワーコントロール信号が第１のベース
バイアス回路４に供給されないときには、第１の電力増
幅回路２は動作しない。第１のベースバイアス回路４に
供給されるパワーコントロール信号の経路（第１の信号
経路）には、その経路をバンドセレクト信号に応じて導
通あるいは遮断させる第１のスイッチ回路６が設けられ
ている。

【００１７】第２の電力増幅回路３もＨＢＴを用いて構
成されており、第２のベースバイアス回路５から供給さ
れる第２のベースバイアス電流によって、その増幅率が
制御される。そして、第２のベースバイアス電流は、第
２のベースバイアス回路５に外部から供給されるパワー
コントロール信号によってその大きさが制御される。し
たがって、パワーコントロール信号は２つに分配されて
第１のベースバイアス回路４と第２のベースバイアス回
路５の両方に供給されることになる。パワーコントロー
ル信号が第２のベースバイアス回路６に供給されないと
きには、第２の電力増幅回路３は動作しない。第２のベ
ースバイアス回路５に供給されるパワーコントロール信
号の経路（第２の信号経路）には、その経路をバンドセ
レクト信号に応じて導通あるいは遮断させる第２のスイ
ッチ回路７が設けられている。

【００１８】そして、第１のスイッチ回路６と第２のス
イッチ回路７は、１つのバンドセレクト信号によって、
いずれか一方が導通するときに他方が遮断するように制
御される。なお、第１のスイッチ回路６と第２のスイッ
チ回路７で経路選択回路８が構成されている。

【００１９】このように構成された高周波電力増幅器１
において、第１の電力増幅回路２は、入力端子Ｐｉｎ１
から入力された高周波信号を電力増幅して出力端子Ｐｏ
ｕｔ１から出力する。また、第２の電力増幅回路３は、
入力端子Ｐｉｎ２から入力された高周波信号を電力増幅
して出力端子Ｐｏｕｔ２から出力する。パワーコントロ
ール信号は、バンドセレクト信号によってその経路が選
択されて、第１のベースバイアス回路４と第２のベース
バイアス回路５のいずれか一方のみに供給され、パワー
コントロール信号が供給されたベースバイアス回路から
ベースバイアス電流を供給された方の電力増幅回路が動
作する。なお、ベースバイアス電流の供給されない方の
電力増幅回路は、たとえ高周波信号が入力されていても
増幅動作はしない。このようにして、高周波電力増幅器
１においては、いずれか一方の電力増幅回路のみが切り
換えられて電力増幅動作をする。

【００２０】次に、図２に、高周波電力増幅器１の具体
的な回路図を示す。図２において、第１のベースバイア
ス回路４は、コレクタが電源Ｖｃｃに接続され、エミッ
タが第１の電力増幅回路２に接続され、ベースがパワー
コントロール信号の入力端子ＰＣに接続されたバイポー
ラトランジスタＴｒ１から構成されている。バイポーラ
トランジスタＴｒ１としては、第１の電力増幅回路２の
主要能動素子と同様のＨＢＴが用いられている。一方、
第２のベースバイアス回路５は、コレクタが電源Ｖｃｃ
に接続され、エミッタが第２の電力増幅回路３に接続さ
れ、ベースがパワーコントロール信号の入力端子ＰＣに
接続されたバイポーラトランジスタＴｒ２から構成され
ている。バイポーラトランジスタＴｒ２としても、第２
の電力増幅回路３の主要能動素子と同様のＨＢＴが用い
られている。

【００２１】また、第１のベースバイアス回路４に供給
されるパワーコントロール信号の経路（第１の信号経
路）に設けられた第１のスイッチ回路６は、その経路に
直列に設けられた抵抗Ｒ１と、その第１のベースバイア
ス回路４側に一端が接続された抵抗Ｒ２と、コレクタと
ベースが抵抗Ｒ２の他端に接続されるとともにエミッタ
がバンドセレクト信号入力端子ＢＳに接続されたバイポ
ーラトランジスタＴｒ３から構成されている。バイポー
ラトランジスタＴｒ３は、コレクタとベースが接続され
ることによって、コレクタとベースの接続点がアノード
で、エミッタがカソードのダイオードとして動作する。
バイポーラトランジスタＴｒ３としては、第１の電力増
幅回路２やバイポーラトランジスタＴｒ１やＴｒ２に合
わせてＨＢＴが用いられている。

【００２２】また、第２のベースバイアス回路５に供給
されるパワーコントロール信号の経路（第２の信号経
路）に設けられた第２のスイッチ回路７は、その経路に
一端が接続された抵抗Ｒ４と、コレクタが抵抗Ｒ４の他
端に接続されエミッタが接地されるとともにベースが抵
抗Ｒ３を介してバンドセレクト信号入力端子ＢＳに接続
されたバイポーラトランジスタＴｒ４から構成されてい
る。バイポーラトランジスタＴｒ４としては、第２の電
力増幅回路３やバイポーラトランジスタＴｒ１やＴｒ
２、Ｔｒ３に合わせてＨＢＴが用いられている。

【００２３】次に、図２を用いて高周波電力増幅器１に
おけるバンド切換動作について説明する。なお、パワー
コントロール信号は０〜３Ｖ程度のアナログ信号であ
り、バンドセレクト信号はＨレベルが３Ｖ弱でＬレベル
が０〜０．５Ｖ程度のデジタル信号である。

【００２４】まず、バンドセレクト信号がＨレベルであ
る場合を考える。この場合には、バイポーラトランジス
タＴｒ３のベース（コレクタ）電圧がエミッタ電圧以下
になるため、バイポーラトランジスタＴｒ３は遮断状態
になる。そのため、第１のスイッチ回路６としては逆に
抵抗Ｒ１を介した導通状態になり、パワーコントロール
信号は第１の信号経路を介して第１のベースバイアス回
路４のバイポーラトランジスタＴｒ１のベースに供給さ
れる。これによってバイポーラトランジスタＴｒ１のコ
レクタ・エミッタ間に電流が流れ、これが第１の電力増
幅回路２に対するベースバイアス電流となり、第１の電
力増幅回路２が動作する。

【００２５】一方、第２のスイッチ回路７においては、
Ｈレベルのバンドセレクト信号が抵抗Ｒ３を介してバイ
ポーラトランジスタＴｒ４のベースに印加され、バイポ
ーラトランジスタＴｒ４が導通状態になる。バイポーラ
トランジスタＴｒ４が導通すると、第２の信号経路を介
して第２のベースバイアス回路５に供給されるべきパワ
ーコントロール信号が抵抗Ｒ４とバイポーラトランジス
タＴｒ４を介してグランドに流れてしまい、第２のベー
スバイアス回路５には供給されない。すなわち、第２の
スイッチ回路７は遮断状態になる。そのため、第２のベ
ースバイアス回路５のバイポーラトランジスタＴｒ２は
遮断状態となり、第２の電力増幅回路３にはベースバイ
アス電流が供給されず、第２の電力増幅回路３は動作し
ない。

【００２６】逆に、バンドセレクト信号がＬレベルであ
る場合を考える。この場合には、バイポーラトランジス
タＴｒ３のエミッタ電圧がベース（コレクタ）電圧以下
になるため、バイポーラトランジスタＴｒ３は導通状態
になる。バイポーラトランジスタＴｒ３が導通すると、
第１の信号経路を介して第１のベースバイアス回路４に
供給されるべきパワーコントロール信号が抵抗Ｒ２とバ
イポーラトランジスタＴｒ３を介してバンドセレクト信
号の入力端子の方に流れてしまい、第１のベースバイア
ス回路４には供給されない。すなわち、第１のスイッチ
回路６は遮断状態になる。そのため、第１のベースバイ
アス回路４のバイポーラトランジスタＴｒ１は遮断状態
となり、第１の電力増幅回路２にはベースバイアス電流
が供給されず、第１の電力増幅回路２は動作しない。

【００２７】一方、第２のスイッチ回路７においては、
Ｌレベルのバンドセレクト信号が抵抗Ｒ３を介してバイ
ポーラトランジスタＴｒ４のベースに印加され、バイポ
ーラトランジスタＴｒ４が遮断状態になる。そのため、
第２のスイッチ回路７としては逆に導通状態になり、パ
ワーコントロール信号は第２の信号経路を介して第２の
ベースバイアス回路５のバイポーラトランジスタＴｒ２
のベースに供給される。これによってバイポーラトラン
ジスタＴｒ２のコレクタ・エミッタ間に電流が流れ、こ
れが第２の電力増幅回路３に対するベースバイアス電流
となり、第２の電力増幅回路３が動作する。

【００２８】このように、本発明の高周波電力増幅器１
においては、２つのバイポーラトランジスタと４つの抵
抗からなる簡単な経路選択回路８によって、バンドセレ
クト信号のレベルの高低に応じて２つの電力増幅回路の
切換を行うことができる。また、バイポーラトランジス
タのベースとコレクタを直結してダイオードとして動作
させることによって、回路全体をバイポーラトランジス
タと抵抗の２種類の素子で構成することができるため、
高周波電力増幅器１の同一プロセスによる集積回路化が
容易になる。しかも、各バイポーラトランジスタとして
ＨＢＴを用いることによって、高周波電力増幅器１の高
周波特性を向上させることができる。

【００２９】図３に、本発明の高周波電力増幅器の別の
実施例のブロック図を示す。図３において、図１と同一
もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明を省
略する。

【００３０】図３に示した高周波電力増幅器１０におい
ては、第１のベースバイアス回路４から第１の電力増幅
回路２へのベースバイアス電流の供給経路が第１の信号
経路となっており、ここに第１のスイッチ回路１１が設
けられている。また、第２のベースバイアス回路５から
第２の電力増幅回路３へのベースバイアス電流の供給経
路が第２の信号経路となっており、ここに第２のスイッ
チ回路１２が設けられている。この場合には、第１およ
び第２の電力増幅回路２、３を動作させる信号とは、第
１および第２のベースバイアス回路４、５からそれぞれ
供給されるベースバイアス電流を指すことになり、この
ベースバイアス電流の流れる経路が遮断されることによ
って第１もしくは第２の電力増幅回路は動作停止する。
この点を除けば、図１に示した高周波電力増幅器１との
構成に違いはない。

【００３１】そして、第１のスイッチ回路１１と第２の
スイッチ回路１２は、１つのバンドセレクト信号によっ
て、いずれか一方が導通するときに他方が遮断するよう
に制御される。なお、第１のスイッチ回路１１と第２の
スイッチ回路１２で経路選択回路１３が構成されてい
る。

【００３２】このように構成された高周波電力増幅器１
０において、経路選択回路１３の働きは、図１における
経路選択回路８と同じであり、経路選択回路１３の具体
的な回路も、図２に示した経路選択回路８の具体的な回
路と基本的に同じである。したがって、高周波電力増幅
器１０においては、高周波電力回路１と同様の作用効果
を奏することができる。

【００３３】なお、上記の各実施例においては、バイポ
ーラトランジスタのベースとコレクタを接続することに
よってダイオードとして動作させていたが、あらかじめ
ダイオードとして構成されたものを用いても構わないも
のである。また、バイポーラトランジスタとして高周波
特性に優れた化合物半導体によるＨＢＴを用いるものと
していたが、一般的なシリコンプロセスによるバイポー
ラトランジスタでも構わないものである。

【００３４】図４に、本発明の電子装置の一実施例の斜
視図を示す。図４において、電子装置の１つである携帯
電話端末２０は、筐体２１と、その中に配置されたプリ
ント基板２２と、プリント基板２２上に実装された本発
明の高周波電力増幅器１を備えている。高周波電力増幅
器１は２つの方式に対応した携帯電話端末で、高周波電
力増幅器１は、２つの方式に対応したＲＦ信号をそれぞ
れ電力増幅してアンテナから出力するために用いられ
る。

【００３５】このように構成された携帯電話端末２０に
おいては、本発明の高周波電力増幅器１を用いているた
め、小型化と低価格化を図ることができる。

【００３６】なお、図２においては電子装置として携帯
電話端末を示したが、電子装置としては携帯電話端末に
限るものではなく、本発明の高周波電力増幅器を用いた
ものであれば何でも構わないものである。

【００３７】

【発明の効果】本発明の高周波電力増幅器によれば、第
１および第２の電力増幅回路と、その主要能動素子であ
るバイポーラトランジスタに、外部から入力されるパワ
ーコントロール信号によって制御可能なベースバイアス
電流をそれぞれ供給する第１および第２のベースバイア
ス回路と、第１および第２の電力増幅回路を動作させる
信号の通る第１および第２の信号経路と、外部から入力
されるバンドセレクト信号のレベルの高低に応じて、第
１および第２の経路のいずれか一方を切り換えて導通さ
せる経路選択回路を備え、その経路選択回路が、第１お
よび第２の信号経路にそれぞれ設けられるとともに、バ
ンドセレクト信号のレベルの高低に応じていずれか一方
が導通する第１および第２のスイッチ回路からなり、第
１のスイッチ回路が、第１の信号経路とバンドセレクト
信号の入力部との間に設けられたダイオードを含み、第
２のスイッチ回路が、第２の信号経路とグランドとの間
に設けられるとともにベースが前記バンドセレクト信号
の入力部に接続されたバイポーラトランジスタを含むこ
とによって、経路選択回路を小規模化して小型化を図る
ことができる。

【００３８】また、本発明の電子装置によれば、本発明
の高周波電力増幅器を用いることによって、低価格化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高周波電力増幅器の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】図１の高周波電力増幅器の具体例を示す回路図
である。

【図３】本発明の高周波電力増幅器の別の実施例を示す
ブロック図である。

【図４】本発明の電子装置の一実施例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１、１０…高周波電力増幅器 ２…第１の電力増幅回路 ３…第２の電力増幅回路 ４…第１のベースバイアス回路 ５…第２のベースバイアス回路 ６、１１…第１のスイッチ回路 ７、１２…第２のスイッチ回路 ８、１３…経路選択回路 ２０…携帯電話端末

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Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１および第２の電力増幅回路と、 該第１および第２の電力増幅回路の主要能動素子である
   バイポーラトランジスタに、外部から入力されるパワー
   コントロール信号によって制御可能なベースバイアス電
   流をそれぞれ供給する第１および第２のベースバイアス
   回路と、 前記第１および第２の電力増幅回路を動作させる信号の
   通る第１および第２の信号経路と、 外部から入力されるバンドセレクト信号のレベルの高低
   に応じて、前記第１および第２の経路のいずれか一方を
   切り換えて導通させる経路選択回路とを備えた高周波電
   力増幅器であって、 該経路選択回路が、第１および第２の信号経路にそれぞ
   れ設けられるとともに、前記バンドセレクト信号のレベ
   ルの高低に応じていずれか一方が導通する第１および第
   ２のスイッチ回路からなり、 前記第１のスイッチ回路が、前記第１の信号経路と前記
   バンドセレクト信号の入力部との間に設けられたダイオ
   ードを含み、 前記第２のスイッチ回路が、前記第２の信号経路とグラ
   ンドとの間に設けられるとともにベースが前記バンドセ
   レクト信号の入力部に接続されたバイポーラトランジス
   タを含むことを特徴とする高周波電力増幅器。
2. 【請求項２】 前記第１および第２の信号経路が、前記
   第１および第２のベースバイアス回路への前記パワーコ
   ントロール信号の経路であることを特徴とする、請求項
   １に記載の高周波電力増幅器。
3. 【請求項３】 前記第１および第２の信号経路が、前記
   第１および第２のベースバイアス回路から前記第１およ
   び第２の電力増幅回路へそれぞれ供給されるベースバイ
   アス電流の経路であることを特徴とする、請求項１に記
   載の高周波電力増幅器。
4. 【請求項４】 前記ダイオードが、コレクタとベースを
   接続したバイポーラトランジスタであることを特徴とす
   る、請求項１ないし３のいずれかに記載の高周波電力増
   幅器。
5. 【請求項５】 前記バイポーラトランジスタがＨＢＴで
   あることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに
   記載の高周波電力増幅器。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の高
   周波電力増幅器を用いたことを特徴とする電子装置。