JP2004172681A - 電力増幅器用バイアス回路 - Google Patents
電力増幅器用バイアス回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004172681A JP2004172681A JP2002332976A JP2002332976A JP2004172681A JP 2004172681 A JP2004172681 A JP 2004172681A JP 2002332976 A JP2002332976 A JP 2002332976A JP 2002332976 A JP2002332976 A JP 2002332976A JP 2004172681 A JP2004172681 A JP 2004172681A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- bias circuit
- base
- current
- power amplifier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
【解決手段】第1の抵抗器11を流れる電流の減少により第1のバイアス回路用トランジスタ2のベース電流が減少しようとすると、第2及び第3のバイアス回路用トランジスタ3,4のベース電流も共に減少し、第3のバイアス回路用トランジスタ4のコレクタ電流の減少を招き、第1のバイアス回路用トランジスタ2のベース電流の減少が補償される一方、第1のバイアス回路用トランジスタ2のベース電流が増加しようとすると、第2及び第3のバイアス回路用トランジスタ3,4のベース電流も増加し、第3のバイアス回路用トランジスタ4のコレクタ電流の増加を招き、第1のバイアス回路用トランジスタ2のベース電流の増加が抑圧されるようになっている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力増幅器のバイアス回路に係り、特に、マイクロ波等の高周波信号の電力増幅器のバイアス回路であって、温度特性の改善等を図ったものに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、携帯電話等のいわゆる移動体通信機などにおいて無線周波数信号の電力増幅を行う電力増幅器とそのバイアス回路としては、図3に示されたようなものが公知・周知となっている(非特許文献1参照)。
以下、同図を参照しつつこの従来回路について概括的に説明すれば、この従来回路は、npn型バイポーラトランジスタによる電力増幅用トランジスタ31を用いて電力増幅器51が構成されており、そのベースに被増幅信号が入力され、電力増幅用トランジスタ31による増幅作用を受けて、コレクタに電力増幅された信号が出力されるようになっている。
そして、この電力増幅用トランジスタ31は、そのベースにチョークインダクタ32を介して、バイアス回路52によるバイアス電圧の供給を受けるようになっている。
かかるバイアス回路52は、npn型バイポーラトランジスタによるバイアス供給用トランジスタ33を用いてなり、直列接続された第1及び第2の抵抗器34,35の一端がバイアス供給用トランジスタ33のコレクタと共に図示されない電源に接続される一方、他端がグランドに接続されると共に、相互の接続点がバイアス供給用トランジスタ33のベースに接続されたものとなっている。
かかる構成において、バイアス回路52からは、電力増幅用トランジスタ31へ対して、バイアス供給用トランジスタ33のサイズ、第1及び第2の抵抗器34,35の抵抗値の大きさに応じたバイアス電流が供給されるものとなっている。
【0003】
【非特許文献1】
吉増(YOSHIMASU)、外2名,「1.9GHz帯通信用ヘテロ接合型バイポーラトランジスタを用いたモノリシックマイクロ波集積回路における電力増幅器(An HBT MMIC Linear Power Amplifier for 1.9GHz Personal Communications)」,IEEE Microwave and Millimeter−Wave Circuits Symposium,1994年,p.59−62
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の従来回路を、例えば、InGaP/GaAsなどのGaAs系ヘテロ接合バイポーラトランジスタで構成し、プロセス上、製作可能な最小サイズを1ユニットとして、所望される出力電力を得るために、そのようなユニットを複数並列接続して電力増幅器を構成した場合において、次のような不都合を生ずることがある。
すなわち、例えば、ある高周波出力電力を得るため、電力増幅用トランジスタ31を36ユニット並列接続して電力増幅器51を構成する一方、npn型トランジスタ33のサイズを、その36ユニットの電力増幅用トランジスタ31からなる電力増幅器51のバイアス供給に十分なものとして1ユニットに構成し、電源電圧を2.8Vとした場合に、GaAs系ヘテロ接合バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間電圧は1.3Vと高いために、電源電圧が上述のように設定された場合、先の図3に示された構成においては、第1の抵抗器34に印加される電圧が、2.8V−2×1.3V=0.2Vと小さくなってしまう。そのため、この第1の抵抗器34の抵抗値を調整して電力増幅用トランジスタ31のコレクタ電流の温度特性をフラットにしようとすると、図4に示されたように、この例の場合に電力増幅用トランジスタ31に要求されるコレクタ電流60mAに対して、実際のコレクタ電流は10mAと小さくなってしまうという不都合が生ずる。
【0005】
これに対して、例えば、図4に示された温度特性を維持しつつ、このような不都合を解消する方策としては、図3に示されたバイアス回路52を6個並列に接続することが考えられる。
しかしながら、バイアス回路52を6個並列接続することは、集積回路化する際、チップ面積の増大を招くこととなるばかりか、チップコストの上昇を招くという問題を生ずる。
【0006】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、チップ面積が小さくて済み、かつ、電力増幅用トランジスタのコレクタ電流の温度特性がフラットな電力増幅器用バイアス回路を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記発明の目的を達成するため、本発明に係る電力増幅器用バイアス回路は、電力増幅器を構成するnpn型バイポーラトランジスタのベースへバイアス電流を供給する電力増幅器用バイアス回路であって、
第1乃至第3のバイアス回路用トランジスタを有し、前記第1のバイアス回路用トランジスタは、そのエミッタが前記電力増幅器のnpn型バイポーラトランジスタのベースに接続される一方、そのベースが、前記第2のバイアス回路用トランジスタのベース及び前記第3のバイアス回路用トランジスタのコレクタと相互に接続されると共に第1の抵抗器を介して、前記第1及び第2のバイアス回路用トランジスタのコレクタと共に電源電圧が印加されるよう設けられ、
前記第2のバイアス回路用トランジスタのエミッタとグランドとの間には、第2及び第3の抵抗器が直列接続され、前記第2及び第3の抵抗器の相互の接続点は、前記第3のバイアス回路用トランジスタのベースに接続され、前記第3のバイアス回路用トランジスタのエミッタは、第4の抵抗器を介してグランドに接続されるよう構成されてなるものである。
【0008】
かかる構成においては、第1の抵抗器を介しての第1のバイアス回路用トランジスタのベース電流の供給が減少傾向となると、第2のバイアス回路用トランジスタのベース電流及びエミッタ電流の減少、それに伴う第3のバイアス回路用トランジスタのベース電流の減少を招き、それによって、第1のバイアス回路用トランジスタのベース電流の減少が補償される一方、第1の抵抗器を介しての第1のバイアス回路用トランジスタのベース電流の供給が増加傾向となると、第2のバイアス回路用トランジスタのベース電流及びエミッタ電流の増加、それに伴う第3のバイアス回路用トランジスタのベース電流の増加を招き、それによって、第1のバイアス回路用トランジスタのベース電流の増加が抑圧されるようになっており、第1のバイアス回路用トランジスタのエミッタ電流を温度変化に関わらずほぼ一定とすることができ、電力増幅用トランジスタへのベース電流の供給の安定化がなされるようになっているものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図1及び図2を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
本発明の実施の形態における電力増幅器用バイアス回路101は、電力増幅器102を構成する電力増幅用トランジスタ1にバイアス供給を行うためのものである。まず、電力増幅器102について説明すれば、本発明の実施の形態における電力増幅器102は、電力増幅用トランジスタ1を用いてなり、そのベースに接続された信号入力端子6に被増幅信号としての高周波信号が外部の図示されない回路から入力される一方、コレクタに接続された出力端子7から増幅出力が得られるようになっているものである。本発明の実施の形態においては、電力増幅用トランジスタ1として、例えば、InGaP/GaAsなどのGaAs系ヘテロ接合バイポーラトランジスタであって、npn型のものが用いられており、エミッタはグランドに接続されたものとなっている。
そして、この電力増幅用トランジスタ1のベースには、チョークインダクタ8を介して本発明の実施の形態における電力増幅器用バイアス回路101からのバイアス供給がなされるようになっている。
【0010】
電力増幅器用バイアス回路101は、第1乃至第3のバイアス回路用トランジスタ2〜4を中心に構成されたものとなっており、本発明の実施の形態において、これらバイアス回路用トランジスタ2〜4としては、具体的には、InGaP/GaAsなどのGaAs系ヘテロ接合バイポーラトランジスタであって、npn型のものが用いられている。
具体的な構成を述べれば、まず、第1のバイアス回路用トランジスタ2のエミッタは、チョークインダクタ8を介して先の電力増幅用トランジスタ1のベースに接続されている。
一方、第1及び第2のバイアス回路用トランジスタ2,3のベースは、相互に接続されると共に、この接続点には、第1の抵抗器11の一端及び第3のバイアス回路用トランジスタ4のコレクタが接続され、この第1の抵抗器11の他端と第2のバイアス回路用トランジスタ3のコレクタは、第1のバイアス回路用トランジスタ2のコレクタと共に電源端子15に接続されたものとなっている。
【0011】
また、第2のバイアス回路用トランジスタ3のエミッタとグランドとの間には、第2及び第3の抵抗器12,13が直列接続され、その相互の接続点は、第3のバイアス回路用トランジスタ4のベースに接続されたものとなっている。
そして、第3のバイアス回路用トランジスタ4のエミッタは、第4の抵抗器14を介してグランドに接続されたものとなっている。
【0012】
次に、かかる構成における動作について説明すれば、まず、本発明の実施の形態における電力増幅器用バイアス回路101の概略動作を先に述べれば、本回路は、第1の抵抗器11に流れる電流が温度によって変化すると、その電流変化が第2のバイアス回路用トランジスタ3によってフィードバックされ、第3のバイアス回路用トランジスタ4のコレクタ電流が制御されて、第1のバイアス回路用トランジスタ2のベース電流補正がなされて、電力増幅用トランジスタ1のベース電流が制御されることで、この電力増幅用トランジスタ1のコレクタ電流の温度特性がフラットな特性となるようなものとなっている。
【0013】
以下、より具体的に説明すれば、最初に、雰囲気温度が低温状態にある場合、この場合、第1のバイアス回路用トランジスタ2及び電力増幅用トランジスタ1のベース・エミッタ間電圧が上昇し、それに伴い、第1の抵抗器11に流れる電流が減少し、同時に第2のバイアス回路用トランジスタ3のベースに供給されるベース電流も減少する。そして、第2のバイアス回路用トランジスタ3のエミッタから第2の抵抗器12を介して供給される第3のバイアス回路用トランジスタ4のベース電流が減少し、第3のバイアス回路用トランジスタ4のコレクタ電流も減少する。その結果、第1のバイアス回路用トランジスタ2に供給されるベース電流は増加し、電力増幅用トランジスタ1のベース電流を増加させて電力増幅用トランジスタ1のコレクタ電流が低温によって減少するのが抑圧されることとなる。
【0014】
次に、雰囲気温度が高温状態にある場合、第1のバイアス回路用トランジスタ2及び電力増幅用トランジスタ1のベース・エミッタ間電圧が減少し、第1の抵抗器11に流れる電流が増加して、同時に第2のバイアス回路用トランジスタ3に供給されるべース電流も増加する。それに伴い、第2のバイアス回路用トランジスタ3のエミッタから第2の抵抗器12を介して供給される第3のバイアス回路用トランジスタ4のベース電流が増加し、第3のバイアス回路用トランジスタ4のコレクタ電流が増加する。その結果、第1のバイアス回路用トランジスタ2に供給されるベース電流は減少し、電力増幅用トランジスタ1のベース電流を減少させ、電力増幅用トランジスタ1のコレクタ電流の増加が抑圧されることとなる。
ここで、第3のバイアス回路用トランジスタ4に供給されるベース電流の変化量は、第2の抵抗器12と第3の抵抗器13の抵抗値を適宜選択することで調整でき、また、第3のバイアス回路用トランジスタ4のコレクタ電流の変化量は、第4の抵抗器14の抵抗値の選択によって調整できるものとなっている。
【0015】
図2には、本発明の実施の形態における電力増幅用バイアス回路を用いた場合の電力増幅用トランジスタ1のコレクタ電流の雰囲気温度に対する変化特性例が示されており、以下、同図について説明する。
まず、この温度特性は、図1に示された回路を、プロセス上、製作可能な最小サイズを1ユニットとして、必要とされるある高周波出力電力を得るために、電力増幅用トランジスタ1を、36ユニット並列接続した構成とする一方、第1のバイアス回路用トランジスタ2を、電力増幅用トランジスタ1に供給するベース電流に対して余裕をもたせたものとして2ユニットで構成し、さらに、第2及び第3のバイアス回路用トランジスタ3,4は、それぞれ最小サイズの1ユニットとして、第1乃至第4の抵抗器11〜14の抵抗値を電源電圧2.8Vで最適化した状態における電力増幅用トランジスタ1のコレクタ電流の温度変化を示すものである。
図2によれば、電力増幅用トランジスタ1のコレクタ電流をほぼ所望の値に維持しつつ、かつ、温度特性をほぼフラットな特性とできることが確認できるものとなっている。また、従来の回路サイズに比べて小さいサイズで、図2に示すフラットな特性を実現している。
【0016】
【発明の効果】
以上、述べたように、本発明によれば、電力増幅器を構成するトランジスタへバイアス電流を供給するバイアス回路の出力段となるトランジスタのベース電流の雰囲気温度による変動を、フィードバックにより補償できるような構成とすることにより、比較的簡素な構成で、集積回路化の際にチップ面積が小さくて済み、かつ、電力増幅器を構成するトランジスタのコレクタ電流の温度特性をフラットなものとすることができるという効果を奏するものである。
また、GaAs系ヘテロ接合バイポーラトランジスタのようにベース・エミッタ間電圧の高いものを低電圧で動作させた場合でも、本発明の回路構成とすれば、前述の効果と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における電力増幅器用バイアス回路の回路構成例を示す回路図である。
【図2】本発明の実施の形態における電力増幅器用バイアス回路を用いた電力増幅器の電力増幅用トランジスタのコレクタ電流の温度特性を示す特性線図である。
【図3】従来の電力増幅器用バイアス回路の回路構成例を示す回路図である。
【図4】図3に示された従来回路における電力増幅用トランジスタのコレクタ電流の温度特性を示す特性線図である。
【符号の説明】
1…電力増幅用トランジスタ
2…第1のバイアス回路用トランジスタ
3…第2のバイアス回路用トランジスタ
4…第3のバイアス回路用トランジスタ
11…第1の抵抗器
12…第2の抵抗器
13…第3の抵抗器
14…第4の抵抗器
101…電力増幅器用バイアス回路
102…電力増幅器
Claims (1)
- 電力増幅器を構成するnpn型バイポーラトランジスタのベースへバイアス電流を供給する電力増幅器用バイアス回路であって、
第1乃至第3のバイアス回路用トランジスタを有し、前記第1のバイアス回路用トランジスタは、そのエミッタが前記電力増幅器のnpn型バイポーラトランジスタのベースに接続される一方、そのベースが、前記第2のバイアス回路用トランジスタのベース及び前記第3のバイアス回路用トランジスタのコレクタと相互に接続されると共に第1の抵抗器を介して、前記第1及び第2のバイアス回路用トランジスタのコレクタと共に電源電圧が印加されるよう設けられ、
前記第2のバイアス回路用トランジスタのエミッタとグランドとの間には、第2及び第3の抵抗器が直列接続され、前記第2及び第3の抵抗器の相互の接続点は、前記第3のバイアス回路用トランジスタのベースに接続され、前記第3のバイアス回路用トランジスタのエミッタは、第4の抵抗器を介してグランドに接続されるよう構成されてなることを特徴とする電力増幅器用バイアス回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002332976A JP2004172681A (ja) | 2002-11-18 | 2002-11-18 | 電力増幅器用バイアス回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002332976A JP2004172681A (ja) | 2002-11-18 | 2002-11-18 | 電力増幅器用バイアス回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004172681A true JP2004172681A (ja) | 2004-06-17 |
Family
ID=32697811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002332976A Pending JP2004172681A (ja) | 2002-11-18 | 2002-11-18 | 電力増幅器用バイアス回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004172681A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007295238A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Sharp Corp | 電力増幅器及び無線通信装置 |
US7579914B2 (en) | 2006-09-29 | 2009-08-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Bias circuit and power amplifier |
WO2023065846A1 (zh) * | 2021-10-19 | 2023-04-27 | 深圳飞骧科技股份有限公司 | 升压保护电路、功率放大器及芯片 |
-
2002
- 2002-11-18 JP JP2002332976A patent/JP2004172681A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007295238A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Sharp Corp | 電力増幅器及び無線通信装置 |
US7579914B2 (en) | 2006-09-29 | 2009-08-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Bias circuit and power amplifier |
WO2023065846A1 (zh) * | 2021-10-19 | 2023-04-27 | 深圳飞骧科技股份有限公司 | 升压保护电路、功率放大器及芯片 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6753734B2 (en) | Multi-mode amplifier bias circuit | |
CN110120788B (zh) | 一种用于功率放大器的偏置电路及功率放大器 | |
KR100330916B1 (ko) | 전력증폭기및전력증폭기용바이어스회로 | |
US7245189B2 (en) | High linearity digital variable gain amplifier | |
US6922107B1 (en) | Dual (constant voltage/constant current) bias supply for linear power amplifiers | |
JP2010124433A (ja) | 高周波電力増幅器 | |
US6972630B2 (en) | Self-biased darlington amplifier | |
US5844443A (en) | Linear high-frequency amplifier with high input impedance and high power efficiency | |
US7233208B2 (en) | Bias compensation circuit for RF power amplifier | |
JP2007067820A (ja) | 高周波電力増幅器 | |
JP2004282130A (ja) | バイアス電流供給回路及び増幅回路 | |
JP2001102873A (ja) | 線形増幅器及びこれを用いた無線通信装置 | |
US6529065B2 (en) | Circuit configuration for controlling the operating point of a power amplifier | |
CN209949058U (zh) | 一种用于功率放大器的偏置电路及功率放大器 | |
US6879214B2 (en) | Bias circuit with controlled temperature dependence | |
US8130041B2 (en) | Power amplifier device | |
JP3770306B2 (ja) | ベースバイアス回路及びこのベースバイアス回路を用いた電力増幅器 | |
JP5423381B2 (ja) | 半導体集積回路装置および電力増幅器 | |
JP2004172681A (ja) | 電力増幅器用バイアス回路 | |
US20200050230A1 (en) | Circuit arrangement for compensating current variations in current mirror circuit | |
US8248166B2 (en) | Triplet transconductor | |
JP2008172538A (ja) | バイアス回路および電力増幅器 | |
JP2006067379A (ja) | 高周波電力増幅器 | |
US11349437B2 (en) | Power amplifier circuit and bias control circuit | |
US6614306B1 (en) | Bias circuit for class AB high frequency amplifiers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050930 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070821 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071022 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071204 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080204 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080304 |