JP2003324325A - 電力増幅器 - Google Patents
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Abstract
供する。 【解決手段】 この電力増幅器では、バイポーラトラン
ジスタQ1のベース端子Bとベースバイアス電圧供給端
子VBの間に接続された抵抗RBの両端には、第1およ
び第2のインピーダンス回路Z1,ZZを経由した高周
波成分についてのバイパス経路ができる。したがって、
ベースバイアス電圧供給端子VBから抵抗RBに向かう
ベース電流の交流成分の一部が上記バイパス経路へ割り
振られる。したがって、抵抗RBでの電圧降下の増大が
実効的に抑制され、ゲインコンプレッションを抑制する
ことができ、電力増幅器の低歪み動作が可能となる。ま
た、第1および第2のインピーダンス回路Z1,ZZの
少なくとも一方は、そのインピーダンスが直流成分に対
して開放であると共に交流成分に対して導通であるた
め、温度上昇によるベース電流増大を抵抗RBでの電圧
降下によって抑制できる。
Description
周波帯で使用される低歪みで発熱に対する動作安定度の
高い電力増幅器に関する。
テロ接合バイポーラトランジスタを代表として、携帯電
話等の電力増幅器に用いられている。
正帰還特性を有するデバイスであり、発熱によってベー
スおよびコレクタ電流が増大するので、熱的な安定動作
のために、温度上昇によるコレクタ電流増大を抑制する
回路が付加されるのが一般的である。
ンジスタを使用する場合は、出力電力を大きくするため
に、複数のバイポーラトランジスタを並列に接続して所
定の出力電力を得ることが一般的である。この場合、個
別のトランジスタ間の温度の不均一性によって、特定の
トランジスタに電流が集中してしまい、理想的な並列動
作が得られなかったり、最悪の場合、素子破壊を招いた
りする。このため、温度上昇によるコレクタ電流増大を
抑制する回路の付加は必須である。
制する回路として、ベース端子とベースバイアス電源の
間に抵抗を挿入した回路がある。この回路では、温度上
昇によるベース電流増大が、上記抵抗での電圧降下によ
って抑制されるので、結果的にコレクタ電流の増大が抑
制される。
スタの並列動作に適用した従来例(米国特許(US 56
08353))を、図11に示す。
スタQ101〜Q10nの並列動作を行う回路であり、
Q101〜Q10nはエミッタ接地バイポーラトランジ
スタ、RB101〜RB10nは、各トランジスタQ1
01〜Q10nのベース端子とベース電源VBの間に接
続された抵抗である。また、C101〜C10nは、各
トランジスタQ101〜Q10nのベース端子と信号入
力端子RFINの間に接続されたキャパシタである。こ
のキャパシタC101〜C10nは、信号入力端子RF
INとベース電源端子VBを直流に対して分離しつつ、
信号入力端子RFINから入力された高周波信号を各バ
イポーラトランジスタQ101〜Q10nのベース端子
に導く機能を有する。
ランジスタQ101〜Q10nの温度が不均一になり、
各バイポーラトランジスタQ101〜Q10nのベース
電流の不均一な分布が生じた場合でも、抵抗RB101
〜R10nでの電圧降下が、ベース電流が低いトランジ
スタQ10k(k=1〜n)では小さく、ベース電流が高
いトランジスタQ10k(k=1〜n)では大きくなる。
この結果として、各バイポーラトランジスタQ10k
(k=1〜n)のコレクタ電流が均一化され、熱的な安定
動作が得られる。
デジタル変復調方式を用いる通信装置用の電力増幅器
に、上記従来例におけるバイポーラトランジスタ回路を
使用する場合には、以下の課題がある。
PSK(4元位相偏移変調)やQAM(4元振幅変調)等、
信号の振幅と位相の両方に情報を乗せる方式が一般に用
いられるため、信号波形の忠実な増幅が必要であり、電
力増幅器には低歪み動作が要求される。したがって、こ
のような電力増幅器では、入力信号の電流振幅(ベース
電流振幅)の増大に比例した出力電流振幅(コレクタ電流
振幅)を出力する必要がある。
振幅が大きくなるに従い、ベース電流の増大によって、
抵抗RB101〜RB10nでの電圧降下が大きくなる
ので、ベース電流振幅の増大とコレクタ電流振幅の増大
が比例関係を維持できなくなる。これは、いわゆるゲイ
ンコンプレッションであり、増幅器に振幅歪みが生じて
しまう。
るためになされたものであり、熱的に安定動作しかつ低
歪の電力増幅器を提供することを目的とする。
め、この発明の電力増幅器は、コレクタ端子が信号出力
端子に接続されたエミッタ接地バイポーラトランジスタ
と、上記エミッタ接地バイポーラトランジスタのベース
端子とベースバイアス電圧供給端子との間に接続された
抵抗と、上記エミッタ接地バイポーラトランジスタのベ
ース端子と上記ベースバイアス電圧供給端子との間に上
記抵抗に対して並列に接続され、直流成分に対して開放
であると共に交流成分に対して導通であるインピーダン
ス回路部とを備えたことを特徴としている。
して並列に接続され、直流成分に対して開放であると共
に交流成分に対して導通であるインピーダンス回路部
が、交流信号に関して上記抵抗をバイパスするバイパス
経路を構成する。これにより、上記ベースバイアス電圧
供給端子から上記抵抗に向かうベース電流の交流成分の
一部が上記バイパス経路へ割り振られる。したがって、
上記抵抗での電圧降下の増大が実効的に抑制され、上記
ゲインコンプレッションを抑制することができ、電力増
幅器の低歪み動作が可能となる。
成分に対して開放であると共に交流成分に対して導通で
あるので、温度上昇によるベース電流増大を上記抵抗で
の電圧降下によって抑制できる。これにより、結果的
に、コレクタ電流の増大が抑制され、熱的な安定動作と
低歪み動作の両立が可能となる。
おいて、上記インピーダンス回路部は、一方の端子が上
記エミッタ接地バイポーラトランジスタのベース端子に
接続され、他方の端子が信号入力端子に接続された第1
のインピーダンス回路と、一方の端子が上記信号入力端
子に接続され、他方の端子が上記ベースバイアス電圧供
給端子に接続された第2のインピーダンス回路とを有
し、上記第1のインピーダンス回路または上記第2のイ
ンピーダンス回路の少なくとも一方が直流成分に対して
開放であると共に交流成分に対して導通である。
タのベース端子とベースバイアス電圧供給端子の間に接
続された抵抗の両端には、第1および第2のインピーダ
ンス回路を経由した高周波成分についてのバイパス経路
ができる。したがって、上記ベースバイアス電圧供給端
子から上記抵抗に向かうベース電流の交流成分の一部が
上記バイパス経路へ割り振られる。したがって、上記抵
抗での電圧降下の増大が実効的に抑制され、上記ゲイン
コンプレッションを抑制することができ、電力増幅器の
低歪み動作が可能となる。
ス回路の少なくとも一方は、その両端インピーダンスが
直流成分に対して開放であると共に交流成分に対して導
通であるため、温度上昇によるベース電流増大を上記抵
抗での電圧降下によって抑制できる。これにより、結果
的に、コレクタ電流の増大が抑制され、熱的な安定動作
と低歪み動作の両立が可能となる。
イポーラトランジスタと上記抵抗と上記第1のインピー
ダンス回路とが構成する増幅部を複数個だけ備え、上記
複数個の増幅部の第1のインピーダンス回路または上記
第2のインピーダンス回路の少なくとも一方が直流成分
に対して開放であると共に交流成分に対して導通であ
る。
だけ備え、上記エミッタ接地バイポーラトランジスタを
複数個だけ並列接続して電力増幅器を構成した。この場
合においても、直流に対しては開放となる第1のインピ
ーダンス回路または第2のインピーダンス回路の少なく
とも一方でもって、交流信号に関して上記抵抗をバイパ
スするバイパス経路を構成する。
供給端子と各バイポーラトランジスタのベース端子との
間のベース電流の交流成分の一部が上記バイパス経路へ
割り振られる。これにより、実効的に各抵抗での電圧降
下の増大が抑制され、上記従来例で見られたゲインコン
プレッションを抑制することができ、電力増幅器の低歪
み動作が可能となる。
各抵抗での電圧降下によって抑制されるので、結果的
に、各バイポーラトランジスタのコレクタ電流の増大が
抑制され、熱的に均一かつ安定な動作と低歪み動作の両
立が可能となる。
ス回路部は、一方の端子が信号入力端子に接続され、他
方の端子が上記エミッタ接地バイポーラトランジスタの
ベース端子に接続された第1のインピーダンス回路と、
一方の端子が上記ベースバイアス電圧供給端子に接続さ
れ、他方の端子が上記ベース端子に接続された第2のイ
ンピーダンス回路とを有し、上記第2のインピーダンス
回路が直流成分に対して開放であると共に交流成分に対
して導通である。
ースバイアス電圧供給端子とベース端子との間に接続さ
れた第2のインピーダンス回路が直流成分に対して開放
であると共に交流成分に対して導通である。
路が、交流信号に関して上記抵抗を直接にバイパスする
バイパス経路を構成する。これにより、上記ベースバイ
アス電圧供給端子から上記抵抗に向かうベース電流の交
流成分の一部が上記バイパス経路へ割り振られる。した
がって、上記抵抗での電圧降下の増大が実効的に抑制さ
れ、上記ゲインコンプレッションを抑制することがで
き、電力増幅器の低歪み動作が可能となる。
直流成分に対して開放であると共に交流成分に対して導
通であるので、温度上昇によるベース電流増大を上記抵
抗での電圧降下によって抑制できる。これにより、結果
的に、コレクタ電流の増大が抑制され、熱的な安定動作
と低歪み動作の両立が可能となる。
イポーラトランジスタと上記抵抗と上記第1のインピー
ダンス回路と上記第2のインピーダンス回路とが構成す
る増幅部を複数個だけ備え、上記複数個の増幅部の上記
第2のインピーダンス回路が直流成分に対して開放であ
ると共に交流成分に対して導通である。
のインピーダンス回路は直流成分に対して開放であると
共に交流成分に対して導通である。
路が、交流信号に関して上記抵抗を直接にバイパスする
バイパス経路を構成する。これにより、上記ベースバイ
アス電圧供給端子から上記抵抗に向かうベース電流の交
流成分の一部が上記バイパス経路へ割り振られる。した
がって、上記抵抗での電圧降下の増大が実効的に抑制さ
れ、上記ゲインコンプレッションを抑制することがで
き、電力増幅器の低歪み動作が可能となる。
直流成分に対して開放であると共に交流成分に対して導
通であるので、温度上昇によるベース電流増大を上記抵
抗での電圧降下によって抑制できる。これにより、結果
的に、コレクタ電流の増大が抑制され、熱的な安定動作
と低歪み動作の両立が可能となる。
2インピーダンス回路のうちの少なくとも一方が、キャ
パシタを有し、このキャパシタによって、直流成分に対
して開放であると共に交流成分に対して導通になってい
る。
または第2のインピーダンス回路の少なくとも一方は上
記キャパシタでもって、直流成分に対して開放であると
共に交流成分に対して導通な回路とすることができる。
したがって、簡単な回路構成でもって第1または第2の
インピーダンス回路の少なくとも一方を実現できる。
ーダンス回路は、キャパシタを有し、このキャパシタに
よって、直流成分に対して開放であると共に交流成分に
対して導通になっている。
ンス回路は、上記キャパシタでもって、直流成分に対し
て開放であると共に交流成分に対して導通の回路とする
ことができる。したがって、簡単な回路構成でもって上
記第2のインピーダンス回路を実現できる。
段を備え、上記ベース電圧供給端子と上記ベース電圧供
給手段との間に可変インピーダンス回路が接続されてい
る。
ス回路は、入力される信号の振幅に依存して、インピー
ダンスが変化する。このような可変インピーダンス回路
は、たとえば、可変インピーダンス素子としてのダイオ
ードあるいはバイポーラトランジスタを含んでいる。こ
の可変インピーダンス回路によれば、入力信号電力の増
大に伴って、ベース電圧供給手段から供給される電流が
増大したときに、ベース電圧供給手段とベース電圧供給
端子との間のインピーダンスが低下し、可変インピーダ
ンス回路での電圧降下が低減される。したがって、この
実施形態は、歪みをさらに抑制できる電力増幅器とな
る。
に依存する特性を有するので、上記可変インピーダンス
素子の付加は電力増幅器の熱的不安定動作を招く要因に
なるが、上記エミッタ接地バイポーラトランジスタのベ
ース端子とベースバイアス電圧供給端子との間に接続さ
れた抵抗による熱的安定動作効果によって、上記熱的不
安定動作を回避できる。
図面を参照して説明する。
力増幅器の第1の実施の形態を示す。この第1実施形態
の電力増幅器は、ベース端子B,コレクタ端子Coを有し
たエミッタ接地型バイポーラトランジスタQ1と、ベー
スバイアス電圧供給端子VBとベース端子Bの間に接続
された抵抗RBを備える。上記エミッタ接地型バイポー
ラトランジスタQ1のコレクタ端子Coは信号出力端子
RFOUTに接続されている。
2端子Pa1,Pb1を有する第1のインピーダンス回
路Z1を備え、このインピーダンス回路Z1は、その端
子Pa1が信号入力端子RFINに接続され、端子Pb
1が上記ベース端子Bに接続されている。また、この第
1実施形態は、第2のインピーダンス回路ZZを備え、
この第2のインピーダンス回路ZZの端子Paが上記信
号入力端子RFINに接続され、端子Pbが上記ベース
バイアス電圧供給端子VBに接続されている。
2インピーダンス回路ZZのうちの少なくとも一方は、
その2端子間が直流成分に対して開放状態であるととも
に交流成分に対して導通状態である。上記第1インピー
ダンス回路Z1と第2インピーダンス回路ZZがインピ
ーダンス回路部ZI1をなす。
に対してはベースバイアス電圧供給端子VBとベース端
子Bとの間にあるのは抵抗RBのみである。したがっ
て、温度上昇によるベース電流増大が上記抵抗RBでの
電圧降下によって抑制される。これにより、結果的に、
エミッタ接地型バイポーラトランジスタQ1のコレクタ
電流の増大を抑制できるので、トランジスタQ1の周囲
温度の変化あるいは自己発熱に対して安定な動作を確保
できる。
た高周波信号は、インピーダンス回路Z1を経由して、
ベース端子Bに導かれる。高周波的には、バイポーラト
ランジスタQ1のベース端子Bとベースバイアス電圧供
給端子VBの間に接続された抵抗RBの両端には、第
1,第2インピーダンス回路Z1,ZZを経由した高周波
成分についてのバイパス経路ができる。したがって、上
記抵抗RBに向かうベース電流の交流成分の一部が上記
バイパス経路へ割り振られる。したがって、実効的に、
上記抵抗RBでの電圧降下の増大が抑制され、上述した
ゲインコンプレッションを抑制することができ、電力増
幅器の低歪み動作が可能となる。
のインピーダンス回路Z1,ZZによって、抵抗RBに
対する高周波成分についてのバイパス経路を形成してい
るので、このバイパス経路での信号の通過位相あるいは
通過振幅を変えることによっても、ベース端子Bに注入
される電流波形を調整できる。また、この第1実施形態
では、上記バイパス経路を、2つのインピーダンス回路
Z1,ZZで構成しているので、上述のような、ベース
端子Bへ注入される電流波形の調整の自由度が高い回路
構成となる。
明の電力増幅器の第2の実施の形態を示す。この第2の
実施形態は、前述の第1の実施形態に比べて、具体的か
つ簡素な実施形態の一例であり、図1における第1のイ
ンピーダンス回路Z1をキャパシタC1で構成し、第2
のインピーダンス回路ZZをキャパシタCa1で構成し
たものである。
開放となるとともに交流に対して導通となる第1,第2
のインピーダンス回路Z1,ZZをキャパシタC1,Ca
1のような簡素な素子で回路構成でき、前述の第1実施
形態と同様に、熱的な安定動作と低歪み動作の両立を実
現できる。
明の第3の実施形態を示す。この第3実施形態は、前述
の第2実施形態において、キャパシタCa1に直列に抵
抗Ra1を接続した直列回路を第2のインピーダンス回
路としたものである。第1のインピーダンス回路は、第
2実施形態と同様、キャパシタC1で構成した。
ンピーダンス回路を構成する抵抗Ra1の抵抗値によっ
て、抵抗RBを流れるベース電流の交流成分を調整でき
る。したがって、この第3実施形態によれば、第2の実
施形態に比べて、電力増幅器のゲインコンプレッション
を高精度に抑制できる。
明の電力増幅器の第4の実施形態を示す。この第4実施
形態は、ベース端子Bとコレクタ端子Coを有するエミ
ッタ接地型バイポーラトランジスタQ1と、ベースバイ
アス電圧供給端子VBとベース端子Bの間に接続された
抵抗RBとを有する。上記エミッタ接地型バイポーラト
ランジスタQ1のコレクタ端子Coは信号出力端子RF
OUTに接続されている。
RFINに端子Pa1が接続され、ベース端子Bに端子
Pb1が接続された第1のインピーダンス回路Z1と、
ベースバイアス電圧供給端子VBに端子Paが接続さ
れ、ベース端子Bに端子Pbが接続された第2のインピ
ーダンス回路ZZを有する。この第1,第2のインピー
ダンス回路Z1,ZZがインピーダンス回路部ZI2を
なす。
ンス回路ZZは、その2端子Pa,Pb間が直流に対し
て開放状態にあるとともに交流に対して導通となる。し
たがって、この第4実施形態では、直流に対してはベー
スバイアス電圧供給端子VBとベース端子Bの間にある
のは抵抗RBのみである。
上昇によるベース電流増大を、上記抵抗RBでの電圧降
下によって抑制できるので、結果的にコレクタ電流の増
大を抑制できる。したがって、トランジスタQ1の周囲
温度の変化あるいは自己発熱に対する安定な動作を確保
できる。
た高周波信号は、インピーダンス回路Z1を経由してベ
ース端子Bに導かれる。この第4実施形態では、高周波
的には、バイポーラトランジスタQ1のベース端子Bと
ベースバイアス電圧供給端子VBの間に接続された抵抗
RBの両端には、第2インピーダンス回路ZZが構成す
る高周波成分についてのバイパス経路ができる。したが
って、上記抵抗RBに向かうベース電流の交流成分の一
部が上記バイパス経路へ割り振られることになり、実効
的に上記抵抗RBでの電圧降下の増大が抑制され、上記
従来例の課題であるゲインコンプレッションを抑制する
ことができ、電力増幅器の低歪み動作が可能となる。
における電力増幅器の第5の実施の形態を示す。この第
5実施形態は、第4の実施形態のより具体的かつ簡素な
実施形態の一例である。すなわち、この第5実施形態で
は、図4に示した第1インピーダンス回路Z1をキャパ
シタC1とし、第2インピーダンス回路ZZをキャパシ
タCa1としたものである。
シタC1,キャパシタCa1からなる簡素な回路構成の
第1インピーダンス回路Z1,第2インピーダンス回路
ZZによって、第4実施形態と同様に、熱的な安定動作
と低歪み動作とを両立できる。
は、1つのバイポーラトランジスタQ1を備えたが、上
記信号入力端子RFINと信号出力端子RFOUTとの
間に並列接続された複数のエミッタ接地バイポーラトラ
ンジスタを備えてもよい。
の電力増幅器の第6の実施形態を示す。この第6実施形
態は、エミッタ接地型のn個のバイポーラトランジスタ
Q1〜Qnを備える。エミッタ接地型バイポーラトラン
ジスタQ1〜Qnは、そのコレクタ端子Co1〜Conが
信号出力端子RFOUTに接続され、エミッタが接地さ
れている。
トランジスタQ1は、そのベース端子B1が第1のイン
ピーダンス回路Z1の端子Pb1および抵抗RB1に接
続されている。また、上記インピーダンス回路Z1の端
子Pa1は、信号入力端子RFINに接続され、抵抗R
B1はベース端子B1とベースバイアス電圧供給端子V
Bとの間に接続されている。
地型バイポーラトランジスタQk(k=2〜n)のベース
端子Bkは、k番目の第1インピーダンス回路Zk(k
=2〜n)の端子Pbk(k=2〜n)およびk番目の抵
抗RBkに接続されている。また、k番目のインピーダ
ンス回路Zk(k=2〜n)の端子Pak(k=2〜n)
は、信号入力端子RFINに接続され、k番目の抵抗R
Bk(k=2〜n)はk番目のトランジスタQk(k=2
〜n)のベース端子Bkとベースバイアス電圧供給端子
VBとの間に接続されている。
Zは、信号入力端子RFINとベースバイアス電圧供給
端子VBとの間に接続されている。
ランジスタQ1と第1のインピーダンス回路Z1と抵抗
RB1が1番目の増幅部U1を構成し、上記k番目のエ
ミッタ接地型バイポーラトランジスタQkと第1のイン
ピーダンス回路Zkと抵抗RBkがk番目の増幅部Uk
を構成している。したがって、この第6実施形態では、
n個のエミッタ接地型バイポーラトランジスタQ1〜Q
nとn個の抵抗RB1〜RBnとn個の第1インピーダ
ンス回路Z1〜Znからなるn個の増幅部U1〜Unを
備え、このn個の増幅部U1〜Unは、信号出力端子R
FOUTと信号入力端子RFIN,ベースバイアス電圧
供給端子VBとの間に並列に接続されている。
ーダンス回路(Z1〜Zn)のすべてと、1個の第2イン
ピーダンス回路ZZとのうちの少なくとも一方は、その
2端子間が直流成分に対して開放状態にあるとともに交
流成分に対して導通である。
に対してはベースバイアス電圧供給端子VBと各バイポ
ーラトランジスタQ1〜Qnのベース端子B1〜Bnの
間にあるのは抵抗RB1〜nのみである。
上昇による各バイポーラトランジスタQ1〜Qnのベー
ス電流増大を上記抵抗RBk(k=1〜n)での電圧降下
によって抑制できる。したがって、結果的に、各バイポ
ーラトランジスタQ1〜Qnのコレクタ電流の増大を抑
制できる。したがって、各バイポーラトランジスタQ1
〜Qnの周囲温度の変化あるいは自己発熱に対して安定
な動作を確保できる。
た高周波信号は、第1インピーダンス回路Z1〜Znに
よって、各バイポーラトランジスタQ1〜Qnのベース
端子B1〜Bnに導かれる。
バイポーラトランジスタQk(k=1〜n)のベース端子
Bk(k=1〜n)とベースバイアス電圧供給端子VBの
間に接続された抵抗RBk(k=1〜n)の両端には、第
2のインピーダンス回路ZZと第1のインピーダンス回
路Zk(k=1〜n)を経由した高周波成分についてのバ
イパス経路が形成される。したがって、上記抵抗RBk
(k=1〜n)に向かうベース電流の交流成分の一部が上
記バイパス経路へ割り振られる。このため、実効的に、
上記抵抗RBk(k=1〜n)での電圧降下の増大が抑制
され、上記従来例の課題であるゲインコンプレッション
を抑制することができ、電力増幅器の低歪み動作が可能
となる。
インピーダンス回路ZZおよびn個の第1インピーダン
ス回路Zk(k=1〜n)によって、n個の抵抗RBk
(k=1〜n)についての高周波成分についてのバイパス
経路を形成している。この場合、各バイパス経路での信
号の通過位相あるいは通過振幅を変えることによって
も、各バイポーラトランジスタQ1〜Qnのベース端子
B1〜Bnに注入される電流波形を調整できる。この第
6実施形態では、上記各バイパス経路において2つのイ
ンピーダンス回路ZZ,Zk(k=1〜n)が介在してい
るので、この2つのインピーダンス回路ZZ,Zk(k=
1〜n)によって、各ベース端子B1〜Bnへ注入され
る電流波形の調整の自由度を高くすることができる。
リア・ネットワーク)等の通信装置に用いられる送信用
電力増幅器では、所定の出力を得るために、この第6実
施形態のごとく、複数のバイポーラトランジスタを並列
に接続して増幅動作をするのが一般的である。したがっ
て、この第6実施形態の電力増幅器によれば、これらの
用途に使用する場合の好ましい実施形態となる。
明の電力増幅器の第7の実施の形態を示すものである。
この第7実施形態は、前述の第6実施形態のより具体的
かつ簡素な実施形態の一例である。この第7実施形態
は、図6におけるn個のインピーダンス回路Z1〜Zn
を、n個のキャパシタC1〜Cnで構成し、かつ、1つ
の第2インピーダンス回路ZZを1個のキャパシタCa
xで構成したものである。
n個のキャパシタC1〜Cn,1個のキャパシタCax
で第1,第2のインピーダンス回路を構成した簡素な回
路構成でもって、前述の第6実施形態と同様、熱的な安
定動作と低歪み動作とを両立できる。
明の電力増幅器の第8の実施形態を示す。この第8実施
形態は、前述の第7実施形態におけるキャパシタCax
に換えて、このキャパシタCaxに抵抗Raxを直列に
接続した直列回路を備え、この直列回路が第2のインピ
ーダンス回路を構成している。
の抵抗値によって、n個の各抵抗RBk(k=1〜n)を
流れるベース電流の交流成分を調整できる。したがっ
て、この第8実施形態によれば、第7の実施形態に比べ
て、電力増幅器のゲインコンプレッションを高精度に抑
制できる。
明の電力増幅器の第9の実施形態を示す。この第9実施
形態は、n個のエミッタ接地型のバイポーラトランジス
タQ1〜Qnを備えている。このn個のエミッタ接地型
バイポーラトランジスタQ1〜Qnのコレクタ端子Co
1〜Conは信号出力端子RFOUTに接続されてい
る。
ンジスタQ1〜Qnのうちの1番目のエミッタ接地型バ
イポーラトランジスタQ1のベース端子B1と信号入力
端子RFINとの間には1番目の第1のインピーダンス
回路Z1が接続されている。また、上記ベース端子B1
とベースバイアス電圧供給端子VBとの間には、1番目
の抵抗RB1と1番目の第2のインピーダンス回路Zx
1とが並列に接続されている。
ラトランジスタQk(k=2〜n)のベース端子Bk(k
=2〜n)と信号入力端子RFINとの間には、k番目
の第1のインピーダンス回路Zk(k=2〜n)が接続さ
れている。また、上記ベース端子Bkとベースバイアス
電圧供給端子VBとの間には、k番目の抵抗RBkとk
番目の第2のインピーダンス回路Zxk(k=2〜n)と
が並列に接続されている。
ランジスタQ1と第1のインピーダンス回路Z1と抵抗
RB1と第2のインピーダンス回路Zx1が1番目の増
幅部V1を構成し、上記k番目のエミッタ接地型バイポ
ーラトランジスタQkと第1のインピーダンス回路Zk
と抵抗RBkと第2のインピーダンス回路Zxkがk番
目の増幅部Vkを構成している。したがって、この第9
実施形態では、n個のエミッタ接地型バイポーラトラン
ジスタQ1〜Qnとn個の抵抗RB1〜RBnとn個の
第1インピーダンス回路Z1〜Znとn個の第2インピ
ーダンス回路Zx1〜Zxnからなるn個の増幅部V1
〜Vnを備え、このn個の増幅部V1〜Vnは、信号出
力端子RFOUTと信号入力端子RFIN,ベースバイ
アス電圧供給端子VBとの間に並列に接続されている。
インピーダンス回路Zxk(k=1〜n)は、その2端子
Pxak,Pxbk(k=1〜n)間が直流成分に対して
開放状態にあると共に交流成分に対して導通である。
に対しては、ベースバイアス電圧供給端子VBと各バイ
ポーラトランジスタQk(k=1〜n)のベース端子Bk
(k=1〜n)の間にあるのは抵抗RBk(k=1〜n)の
みである。したがって、この第9実施形態では、温度上
昇によるベース電流増大が、上記抵抗RBk(k=1〜
n)での電圧降下によって抑制される。したがって、結
果的に、各バイポーラトランジスタQk(k=1〜n)の
コレクタ電流の増大を抑制できるから、トランジスタQ
1〜Qnの周囲温度の変化あるいは自己発熱に対して安
定な動作を確保できる。
た高周波信号は、n個の第1のインピーダンス回路Z1
〜Znによって、各バイポーラトランジスタQ1〜Qn
のベース端子B1〜Bnに導かれる。
各バイポーラトランジスタQ1〜Qnのベース端子B1
〜Bnとベースバイアス電圧供給端子VBの間に接続さ
れた抵抗RB1〜RBnの両端には、第2のインピーダ
ンス回路Zx1〜Zxnを経由した高周波成分について
のバイパス経路ができる。したがって、上記抵抗RB1
〜RBnに向かって流れるベース電流の交流成分の一部
が上記バイパス経路へ割り振られるので、上記抵抗RB
1〜RBnでの電圧降下の増大を実効的に抑制でき、ゲ
インコンプレッションを抑制でき、電力増幅器の低歪み
動作が可能となる。
られる送信用電力増幅器では、所定の出力を得るために
複数のバイポーラトランジスタを並列に接続して増幅動
作をするのが一般的である。したがって、この第9実施
形態における電力増幅器はこれらの用途に使用する場合
の好ましい実施形態となる。
の発明の電力増幅器の第10の実施の形態を示す。この
第10実施形態は、前述の第9実施形態のより具体的か
つ簡素な実施形態の一例である。すなわち、この第10
実施形態は、図9における第2のインピーダンス回路Z
x1〜ZxnをキャパシタCx1〜Cxnで構成し、第
1のインピーダンス回路Z1〜ZnをキャパシタC1〜
Cnで構成している。この第10実施形態によれば、こ
のような簡素な回路構成でもって、熱的な安定動作と低
歪み動作の両立を実現できる。
この発明の第11の実施の形態を示す。この第11実施
形態の電力増幅器は、上述の図1に示される第1実施形
態の電力増幅器Amp1のベースバイアス電圧供給端子
VBとベース電圧供給手段であるベース電圧供給回路1
21との間に、可変インピーダンス回路122が接続さ
れている。すなわち、この第11実施形態では、図1の
電力増幅器Amp1の増幅用バイポーラトランジスタQ
1のベースBとベース電圧供給回路121との間に可変
インピーダンス回路122が接続されている。
ピーダンスは、この可変インピーダンス回路122を流
れる電流値に依存する。つまり、この可変インピーダン
ス回路122の存在により、入力信号電力の増大に伴っ
て上記ベース電圧供給回路121から供給される電流が
増大したときに、ベースバイアス電圧供給端子VBとベ
ース電圧供給回路121との間のインピーダンスが低下
する。したがって、上記増幅用バイポーラトランジスタ
Q1のベースBへの入力信号の信号電力が増大したとき
に、上記可変インピーダンス回路122での電圧降下が
低減されることになるので、電力増幅器としての歪みを
一層抑制することができる。
は、例えば、可変インピーダンス素子としてのダイオー
ド、バイポーラトランジスタのベース−エミッタ接合、
あるいはベース−コレクタ接合などにより実現される。
これらの可変インピーダンス素子は、温度に依存する特
性を有するため、増幅用バイポーラトランジスタQ1の
ベース−エミッタ接合の温度特性に上記可変インピーダ
ンス素子が持つ温度特性が重畳される。従来では、この
ことに起因して、温度上昇によるベース電流の増大がよ
り顕著になり、電力増幅器の熱的不安定動作を招く要因
になっていた。これに対して、この第11実施形態で
は、増幅器Amp1を構成する図1の抵抗RBによる電
圧降下によって、温度上昇によるベース電流の増大を抑
制でき、かつ、この抵抗RBを付加しても電力増幅器の
低歪み動作を実現できる。
12の実施形態を示す。この第12実施形態は、図12
に示した第11の実施の形態における可変インピーダン
ス回路122をより具体的な回路構成の可変インピーダ
ンス回路132とした。
ンピーダンス素子をダイオードDxとした。このダイオ
ードDxは、ベース電圧供給手段であるベース電圧供給
回路121とベースバイアス電圧供給端子VBとの間
に、ベースバイアス電圧供給端子VBに向かって順方向
に接続されている。このダイオードDxとベース電圧供
給回路121との間に抵抗Rx1が接続され、このダイ
オードDxと抵抗Rx1との接続点Pxとグランドとの
間に、抵抗Rx2とキャパシタCxとが直列に接続され
ている。
タCxは、バイアス調整および可変インピーダンス量の
調整のためのものであり、各素子(抵抗Rx1,Rx2お
よびキャパシタCx)の抵抗値,容量値は適宜設定され
る。
13の実施形態を示す。この第13の実施形態は、図1
2に示した第11の実施の形態における可変インピーダ
ンス回路122をより具体的な回路構成の可変インピー
ダンス回路142とした。
変インピーダンス素子はバイポーラトランジスタQxの
ベース−エミッタ接合により構成される。このバイポー
ラトランジスタQxは、エミッタがベースバイアス電圧
供給端子VBに接続され、コレクタが抵抗Rx1を介し
て、ベース電圧供給手段であるベース電圧供給回路12
1に接続されている。また、このバイポーラトランジス
タQxのベースは、上記コレクタに接続されている。
1は、上記コレクタとベースとの接続点Px2に接続さ
れ、この接続点Px2とグランドとの間には、抵抗Rx
2とキャパシタCxが直列に接続されている。
タCxは、バイアス調整および可変インピーダンス量の
調整のためのものであり、各素子(Rx1,Rx2および
Cx)の抵抗値,容量値は適宜設定される。
14の実施の形態を示す。この第14実施形態は、図1
2の第11実施形態のベース電圧供給回路121に替え
て、第1のベース電圧供給回路151と第2のベース電
圧供給回路152を備える。また、この第14実施形態
では、図12の可変インピーダンス回路122に替え
て、可変インピーダンス回路153を備える。
ンス素子をバイポーラトランジスタQxとした。このバ
イポーラトランジスタQxは、エミッタがベースバイア
ス電圧供給端子VBに接続され、コレクタが第2のベー
ス電圧供給回路152に接続されている。また、このバ
イポーラトランジスタQxのベースは、抵抗Rx11を
経由して、第1のベース電圧供給回路151に接続され
ている。また、上記ベースと抵抗Rx11との接続点P
x11とグランドとの間には、抵抗Rx22とキャパシ
タCxxとが直列に接続されている。
ピーダンス素子はバイポーラトランジスタQxのベース
−エミッタ接合により構成されるが、バイポーラトラン
ジスタQxのベースが第1ベース電圧供給回路151に
接続され、コレクタが第2ベース電圧供給回路152に
接続されている点が、図14の構成例と異なる。この第
14実施形態では、ベースバイアス電圧供給端子VBへ
供給する電流は、バイポーラトランジスタQx1のコレ
クタに直結された第2ベース電圧供給回路152から供
給できる。したがって、電力増幅器Amp1の図1に示
す電力増幅用トランジスタQ1へのベース電流供給能力
が高く、高出力時のゲインコンプレッションを抑制でき
る。
14の実施形態では、電力増幅器Amp1として、図1
に示した第1実施形態を備えたが、この電力増幅器Am
p1を、図2〜図10に示した第2〜第10実施形態の
うちのいずれか1つの電力増幅器としてもよい。
力増幅器は、エミッタ接地バイポーラトランジスタのベ
ース端子とベースバイアス電圧供給端子との間に接続さ
れた抵抗に対して並列に接続され、直流成分に対して開
放であると共に交流成分に対して導通であるインピーダ
ンス回路部が、交流信号に関して上記抵抗をバイパスす
るバイパス経路を構成する。これにより、ベースバイア
ス電圧供給端子から上記抵抗に向かうベース電流の交流
成分の一部が上記バイパス経路へ割り振られる。したが
って、上記抵抗での電圧降下の増大が実効的に抑制さ
れ、上記ゲインコンプレッションを抑制することがで
き、電力増幅器の低歪み動作が可能となる。
成分に対して開放であると共に交流成分に対して導通で
あるので、温度上昇によるベース電流増大を上記抵抗で
の電圧降下によって抑制できる。これにより、結果的
に、コレクタ電流の増大が抑制され、熱的な安定動作と
低歪み動作の両立が可能となる。
ジスタのベース端子とベースバイアス電圧供給端子の間
に接続された抵抗の両端には、第1および第2のインピ
ーダンス回路を経由した高周波成分についてのバイパス
経路ができる。したがって、ベースバイアス電圧供給端
子から上記抵抗に向かうベース電流の交流成分の一部が
上記バイパス経路へ割り振られる。したがって、上記抵
抗での電圧降下の増大が実効的に抑制され、上記ゲイン
コンプレッションを抑制することができ、電力増幅器の
低歪み動作が可能となる。
ス回路の少なくとも一方は、インピーダンスが直流成分
に対して開放であると共に交流成分に対して導通である
ため、温度上昇によるベース電流増大を上記抵抗での電
圧降下によって抑制できる。これにより、結果的に、コ
レクタ電流の増大が抑制され、熱的な安定動作と低歪み
動作の両立が可能となる。
イポーラトランジスタと上記抵抗と上記第1のインピー
ダンス回路とが構成する増幅部を複数個だけ備え、上記
エミッタ接地バイポーラトランジスタを複数個だけ並列
接続して電力増幅器を構成した。この場合においても、
直流に対しては開放となる第1のインピーダンス回路ま
たは第2のインピーダンス回路の少なくとも一方でもっ
て、交流信号に関して上記抵抗をバイパスするバイパス
経路を構成する。
供給端子と各バイポーラトランジスタのベース端子との
間のベース電流の交流成分の一部が上記バイパス経路へ
割り振られる。これにより、実効的に各抵抗での電圧降
下の増大が抑制され、従来例で見られたゲインコンプレ
ッションを抑制することができ、電力増幅器の低歪み動
作が可能となる。
各抵抗での電圧降下によって抑制されるので、結果的
に、各バイポーラトランジスタのコレクタ電流の増大が
抑制され、熱的に均一かつ安定な動作と低歪み動作の両
立が可能となる。
ス回路部は、一方の端子が上記ベースバイアス電圧供給
端子に接続され、他方の端子が上記ベース端子に接続さ
れた第2のインピーダンス回路を有し、上記第2のイン
ピーダンス回路が直流成分に対して開放であると共に交
流成分に対して導通である。
路が、交流信号に関して上記抵抗を直接にバイパスする
バイパス経路を構成する。これにより、上記ベースバイ
アス電圧供給端子から上記抵抗に向かうベース電流の交
流成分の一部が上記バイパス経路へ割り振られる。した
がって、上記抵抗での電圧降下の増大が実効的に抑制さ
れ、上記ゲインコンプレッションを抑制することがで
き、電力増幅器の低歪み動作が可能となる。
直流成分に対して開放であると共に交流成分に対して導
通であるので、温度上昇によるベース電流増大を上記抵
抗での電圧降下によって抑制できる。これにより、結果
的に、コレクタ電流の増大が抑制され、熱的な安定動作
と低歪み動作の両立が可能となる。
バイポーラトランジスタと上記抵抗と上記第1のインピ
ーダンス回路と上記第2のインピーダンス回路とが構成
する増幅部を複数個だけ備え、各増幅部が有する第2の
インピーダンス回路は直流成分に対して開放であると共
に交流成分に対して導通である。
路が、交流信号に関して上記抵抗を直接にバイパスする
バイパス経路を構成する。これにより、上記ベースバイ
アス電圧供給端子から上記抵抗に向かうベース電流の交
流成分の一部が上記バイパス経路へ割り振られる。した
がって、上記抵抗での電圧降下の増大が実効的に抑制さ
れ、上記ゲインコンプレッションを抑制することがで
き、電力増幅器の低歪み動作が可能となる。
直流成分に対して開放であると共に交流成分に対して導
通であるので、温度上昇によるベース電流増大を上記抵
抗での電圧降下によって抑制できる。これにより、結果
的に、コレクタ電流の増大が抑制され、熱的な安定動作
と低歪み動作の両立が可能となる。
2インピーダンス回路のうちの少なくとも一方が、キャ
パシタを有し、このキャパシタによって、直流成分に対
して開放であると共に交流成分に対して導通になってい
る。したがって、簡単な回路構成でもって第1または第
2のインピーダンス回路の少なくとも一方を実現でき
る。
ーダンス回路は、キャパシタを有し、このキャパシタに
よって、直流成分に対して開放であると共に交流成分に
対して導通になっている。したがって、簡単な回路構成
でもって上記第2のインピーダンス回路を実現できる。
す回路図である。
す回路図である。
す回路図である。
す回路図である。
す回路図である。
す回路図である。
す回路図である。
す回路図である。
す回路図である。
を示す回路図である。
を示す回路図である。
を示す回路図である。
を示す回路図である。
を示す回路図である。
クタ端子、 RB,RB1〜RBn,Rx1,Rx11,Rx2,Rx22…
抵抗、 C1〜Cn,Ca1,Cax,Cx1〜Cxn,Cx,Cxx
…キャパシタ、 121,151,152…ベース電圧供給回路、 122,132,142,153…可変インピーダンス回
路。
Claims (9)
- 【請求項1】 コレクタ端子が信号出力端子に接続され
たエミッタ接地バイポーラトランジスタと、上記エミッ
タ接地バイポーラトランジスタのベース端子とベースバ
イアス電圧供給端子との間に接続された抵抗と、 上記エミッタ接地バイポーラトランジスタのベース端子
と上記ベースバイアス電圧供給端子との間に上記抵抗に
対して並列に接続され、直流成分に対して開放であると
共に交流成分に対して導通であるインピーダンス回路部
とを備えたことを特徴とする電力増幅器。 - 【請求項2】 請求項1に記載の電力増幅器において、 上記インピーダンス回路部は、 一方の端子が上記エミッタ接地バイポーラトランジスタ
のベース端子に接続され、他方の端子が信号入力端子に
接続された第1のインピーダンス回路と、 一方の端子が上記信号入力端子に接続され、他方の端子
が上記ベースバイアス電圧供給端子に接続された第2の
インピーダンス回路とを有し、 上記第1のインピーダンス回路または上記第2のインピ
ーダンス回路の少なくとも一方が直流成分に対して開放
であると共に交流成分に対して導通であることを特徴と
する電力増幅器。 - 【請求項3】 請求項2に記載の電力増幅器において、 上記エミッタ接地バイポーラトランジスタと上記抵抗と
上記第1のインピーダンス回路とが構成する増幅部を複
数個だけ備え、 上記複数個の増幅部の第1のインピーダンス回路または
上記第2のインピーダンス回路の少なくとも一方が直流
成分に対して開放であると共に交流成分に対して導通で
あることを特徴とする電力増幅器。 - 【請求項4】 請求項1に記載の電力増幅器において、 上記インピーダンス回路部は、 一方の端子が信号入力端子に接続され、他方の端子が上
記エミッタ接地バイポーラトランジスタのベース端子に
接続された第1のインピーダンス回路と、 一方の端子が上記ベースバイアス電圧供給端子に接続さ
れ、他方の端子が上記ベース端子に接続された第2のイ
ンピーダンス回路とを有し、 上記第2のインピーダンス回路が直流成分に対して開放
であると共に交流成分に対して導通であることを特徴と
する電力増幅器。 - 【請求項5】 請求項4に記載の電力増幅器において、 上記エミッタ接地バイポーラトランジスタと上記抵抗と
上記第1のインピーダンス回路と上記第2のインピーダ
ンス回路とが構成する増幅部を複数個だけ備え、 上記複数個の増幅部の上記第2のインピーダンス回路が
直流成分に対して開放であると共に交流成分に対して導
通であることを特徴とする電力増幅器。 - 【請求項6】 請求項2または3に記載の電力増幅器に
おいて、 上記第1または第2インピーダンス回路のうちの少なく
とも一方が、キャパシタを有し、このキャパシタによっ
て、直流成分に対して開放であると共に交流成分に対し
て導通になっていることを特徴とする電力増幅器。 - 【請求項7】 請求項4または5に記載の電力増幅器に
おいて、上記第2のインピーダンス回路は、キャパシタ
を有し、このキャパシタによって、直流成分に対して開
放であると共に交流成分に対して導通になっていること
を特徴とする電力増幅器。 - 【請求項8】 請求項1に記載の電力増幅器において、 ベース電圧供給手段を備え、 上記ベースバイアス電圧供給端子と上記ベース電圧供給
手段との間に、可変インピーダンス回路が接続されてい
ることを特徴とする電力増幅器。 - 【請求項9】 請求項8に記載の電力増幅器において、 上記可変インピーダンス回路は、ダイオードあるいはバ
イポーラトランジスタを含んでいることを特徴とする電
力増幅器。
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