JP2004511159A - 構成可能な電力増幅器及びバイアス制御 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図8
Description
(関連出願のクロスリファレンス)
本願は、「構成可能な電力増幅器のバイアス制御(CONFIGURABLE POWER AMPLIFIER BIAS CONTROL)」という発明の名称の2000年10月6日に出願された同時係属中の米国仮特許出願第60/238,846号と、「線形電力増幅器の一定電流バイアス回路(CONSTANT CURRENT BIASING CIRCUIT FOR LINEAR POWER AMPLIFIERS)」という発明の名称の2000年10月21日に出願された同時係属中の米国実用特許出願第09/693,398号の優先権を主張し、それらの内容全体は、本願明細書に参照により援用されたものとする。
【0002】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、ワイヤレス通信デバイスの送信機において、高周波電力増幅の効率を最大にすることに関し、さらに詳しく言えば、高効率の多段電力レベル増幅器に関する。
【0003】
【従来の技術】
高効率、低コストの電子モジュールの利用度の高まりに伴い、移動体通信システムの普及が急速に進んでいる。例えば、手持ち式の電話のような通信ハンドセットで二方向の音声及びデータ通信を行うために、さまざまな周波数、伝送方式、変調技術及び通信プロトコルを使用する通信方式が多数ある。異なる変調及び伝送方式にはそれぞれ利点と欠点があるが、1つの共通する要因は、高効率の電力増幅器が必要な点である。これらの通信デバイスの小型化に伴い、これらのデバイスにより与えられる機能性も向上し続ける。これらの手持ち式通信デバイスを開発するさいの1つの主要な問題は、電力消費量である。デバイスの小型化が進むにつれ、消費及び消散される電力量も深刻化してくる。電力増幅が高効率であると、消費される電力量が減少することにより、デバイスのバッテリー寿命が最大化される。
【0004】
これらのワイヤレスデバイスの別の主要な問題は、回路のサイズである。要求されるハードウェアを最小化するために、より少数の回路モジュールに可能な限り多くの機能性を統合することが望ましい。これにより、手持ち式デバイスを小型化及び低消費電力化することができる。
【0005】
多くのワイヤレス電力増幅器の応用では、広範囲の動作電力レベルにわたって高効率が要求される。これは、本質的に、電力増幅器に加えて、回路及び論理回路なしに達成し難い。典型的に、制御ダイにあるさらなる回路が、電力増幅器回路に加えて使用されなければならない。
【0006】
図1は、典型的なトランシーバ50の簡易ブロック図である。トランシーバ50は、バイアス回路100と、電力増幅器120と、電圧調整器140とを含む。バイアス回路100は、電圧調整器140によりバイアス回路100に与えられる参照電圧Vrefに基づいて、電力増幅器120へ一定の電流IBを維持する。
【0007】
電力増幅器へ印加される電圧バイアスのレベル、ひいては動作中に電力増幅器により消費される電力レベルを制御するためのバイアス制御システムが、電力増幅器を組み込んだワイヤレス通信デバイスとともに使用されることが多い。図2に、このようなバイアス制御システムの一例が示されている。この例に、エミッタフォロワバイアス回路100が示されている。エミッタフォロワバイアス回路100は、高周波(RF)電力増幅器120、さらに詳しく言えば、直流(DC)バイアス及びRF電力条件のRFトランジスタ32により要求されるベース電流IBを与える。エミッタフォロワバイアス回路100及び電力増幅器120の両方は、典型的に、同じ半導体技術、例えば、ガリウムヒ素(GaAs)ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)を使用して与えられる。
【0008】
GaAs技術を用いて与えられる場合のこのタイプの一般的なバイアス制御システムの主要な欠点の1つは、バッファトランジスタ30とRFトランジスタ32のそれぞれの2つのベース・エミッタ間電圧降下により、これらのトランジスタの各々のベース・エミッタ間電圧降下VBEがそれぞれ約+1.3ボルトであるため、動作温度範囲にわたって適切な動作を維持するために、Vrefが+3.0Vより大きくなければならない。しかしながら、移動体電話やPCS電話などの多くの通信デバイスでは、通信デバイスに供給電圧を与えるためにバッテリーが使用される。これらのバッテリーは、典型的に、+2.8VDCの最小動作電圧を与えるように構成される。通信デバイスは、多くの場合、利用可能な供給電圧が+2.8ボルトDC(VDC)より下がると遮断するように構成される。利用可能なバッテリー電圧が+3.0VDCより下がると、VDCなどの通信デバイスに供給される電圧が要求される+3.0ボルトであるように、バッテリーにより供給される+3.0VDC以下の動作電圧を上げるステップをとる必要がある。これを達成するためには、+3.0VDC以下の電圧を上げ、最小バッテリー電圧より大きな調整された電圧を通信デバイスに与えるための回路がさらに必要である。
【0009】
さらに、典型的に、参照電圧VREFをバイアス回路100に与えるために外部電圧が要求されるため、外部電圧源をバイアス回路100に接続するための外部入力49が与えられる。RF通信デバイスでは、静電放電(ESD)が通信デバイスの回路にダメージを与えることがある。ESDは、回路/構成部品間の接続を経由して通信デバイスの回路を通って広まる可能性がある。外部入力49があると、バイアス回路100を通って拾い上げられ広められるESDの危険性が増すことで、バイアス回路100及び/または電力増幅器120に潜在的にダメージを及ぼすため、バイアス回路100とともに、一般に通信デバイス150の信頼性が低下する。GaAs HBT技術は、典型的に、最大±1キロボルト(1KV)のESDに対する耐性を与える。±1KVを超えるESDは、一般的であり、通信デバイスの回路を危険にさらすことになる。
【0010】
さらに、通信デバイス150において、電力増幅器120のRFトランジスタ32に与えられるベース電流(IB)RFは、RFトランジスタ32により要求される電力の増減に応じてシフトする傾向がある。したがって、バイアス電流のこのようなシフトを補償するために、より高いバイアス電圧をRFトランジスタ32のベースに与えることが一般的である。これにより、効率性の低下、電力消費量の増大を招き、より高い供給電圧の必要性が生じる。
【0011】
バイアス回路100は、典型的に、最大RF出力電力レベルで最大ゲイン及び線形性を可能にする休止電流(IB)をRFトランジスタ32に与えるように構成される。しかしながら、低電力レベルで、このような固定された静止電流は、より低い電力レベルで適切に動作するために必要なものより高い。その結果、電力増幅器120の効率性は、より低いRF出力レベルで減少する。
【0012】
ノード34の電圧は、ミラートランジスタ26とバッファトランジスタ30のベース・エミッタ間降下により確立される。ノード34の電圧は、レジスタRrefを流れる参照電流Irefを確立する。温度が変動すると、トランジスタのベース・エミッタ間電圧降下が変動するため、温度に変化が生じると、ノード34の電圧が影響を受ける。したがって、温度が変化し、ミラートランジスタ26とバッファトランジスタ30のベース・エミッタ間電圧が変化すると、ノード34の電圧が変化する。これにより、電流Irefも変化する。Irefが変化すると、RFトランジスタ32の出力電流ICも変化する。残念なことに、電流ICが低下すると、RFトランジスタ32の線形性も低下する。
【0013】
したがって、当業界において、広範囲の出力電力レベルにわたって高効率の電力増幅を達成し、大量生産に経済的なワイヤレス電力増幅回路が望まれる。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、通信デバイスにおいて電力増幅器をバイアスするシステムが提供される。簡潔に記載すれば、アーキテクチャ面で、システムは、以下のように与えられる。電圧−電流変換器に、バンドギャップ電圧を発生させるバンドギャップ電圧発生器が与えられる。電圧−電流変換器は、バンドギャップ電圧に応じて参照電流を発生する。参照電流は、参照電流を所定レベルまで増倍するプログラマブルカレントミラーに与えられる。一定の電流を参照デバイスに出力及び維持するために、フィードバック増幅器が与えられる。
【0015】
また、関連する動作方法及びコンピュータ読み取り可能媒体が与えられる。本発明の他のシステム、方法、特徴及び利点は、以下の図面及び詳細な記載を参照にして、当業者に明らかであり、また、明らかになるであろう。このようなすべての追加のシステム、方法、特徴及び利点は、本願明細書内に含まれており、本発明の範囲内のものであり、特許請求の範囲により保護されるものであることを意図されたい。
【0016】
図面の構成部品は、必ずしも一定に比例した大きさのものではなく、本発明の原理を明確に示すために強調したものである。さらに、図において、同様の参照符号は、異なる図面の中で対応する部品を示している。
【0017】
【発明の実施の形態】
要求された出力電力に応じてバイアスレベルを調節することにより、バッテリーなどの電力源での電力ドレインを最小限に抑えながら、外部の調整された電圧または電流源を用いずに、電力増幅器のバイアスを与えることが望ましい任意のシステムに、構成可能なバイアス制御300が与えられる。
【0018】
本発明のバイアス制御により、供給電圧に依存しない温度補償された電圧バイアスVBIASを電力増幅器デバイスに与える。また、このバイアス制御は、電力増幅器に印加される高周波(RF)駆動電圧に応じて、電力増幅器に可変電流を供給可能なフィードバック回路を電流源に与える。
【0019】
図3は、通信デバイス250を示す簡易ブロック図を示す。図示していないが、通信デバイス250は、例えば、携帯電話またはパーソナル通信システム(PCS)通信またはその組み合わせに対して、送信機または受信機、またはその両方を含むように構成されてよい。さらに、通信デバイス250は、全地球測位システム(GPS)受信機を含むように構成されてよい。
【0020】
構成可能なバイアス制御ユニット300は、バイアス電圧(VBIAS)を電力増幅器120に与える。構成可能なバイアス制御ユニット300と電力増幅器120の両方に、供給電圧VCCが与えられる。供給電圧VCCは、例えば、バッテリーや電力供給源などの外部電源により与えられてよい。電力増幅器120は、高周波(RF)信号RF INを増幅して、増幅された高周波信号RF OUTを出力するように構成される。信号RF INは、例えば、通信デバイス250に組み込まれてよい高周波ベースバンド処理回路(図示せず)により与えられてよい。
【0021】
図4は、構成可能なバイアス制御ユニット300のさらなる図を示す。図から分かるように、構成可能なバイアス制御ユニット300は、フィードバック増幅器410と、コントローラ420と、スイッチ430と、バンドギャップ電圧発生器442と、電圧−電流変換器(V−I変換器)444と、プログラマブルカレントミラー(プログラマブルミラー)446と、参照デバイス460とを含む。図示していないが、これらの構成部品の各々に、供給電圧VCCが供給されることが好ましい。
【0022】
参照デバイス460を除いた構成可能なバイアス制御ユニット300は、第1の半導体材料480で作られることが好ましい。同様に、参照デバイス460とともに、電力増幅器ユニット120(図3)は、第2の半導体材料482で作られることが好ましい。第1の半導体材料は、それに作られた回路が、機能を果たすために、GaAs半導体技術と比較して動作電圧が低くなるように選択されてよい。さらに、第1の半導体材料は、1KVより大きいESDに対して耐性を与えるように選択されてよい。第2の半導体材料は、高電力消散能力を備えるように選択されてよい。
【0023】
一実施形態において、電力増幅器120(図3)と参照デバイス460は、ガリウムヒ素(GaAs)半導体材料で作られるのに対して、フィードバック増幅器410と、コントローラユニット420と、バンドギャップ電圧発生器442と、V−I変換器444と、プログラマブルミラー446は、相補型金属酸化膜半導体(CMOS)材料で作られる。CMOS回路は、例えば、2.5ボルトDCなどの低電圧で動作可能であるため、バイアスコントローラ300は、例えば、+3.0VDCなどの一定のレベルより下がった場合に、供給電圧VCCを昇圧するための電圧昇圧回路を必要とせずに与えられてよい。さらに、構成可能なバイアスコントローラ300の構成部品を製造するためにCMOS材料を使用することにより、コストの軽減が図られる。
【0024】
電力増幅器120と参照デバイス460は、GaAs半導体材料で作られ、単一の集積回路に含まれ、CMOSに製造されるバイアス制御ユニット300の構成部品とともに、単一の集積回路に配置されてよい。この代わりとして、電力増幅器120と参照デバイス460は、GaAs半導体材料で作られてよく、バイアス制御300の構成部品がCMOSで作られている集積回路とは別々の異なる集積回路に配置されてよい。
【0025】
バンドギャップ電圧発生器442は、温度またはソース電圧VCCに依存しない安定した電圧VBGをV−I変換器444に与えるように構成される。V−I変換器444は、電圧VBGを参照電流IREFに変換する。この参照電流IREFは、電流IREFをミラリングし、電流IREFを所定量だけ選択的に増倍して、IREF2として出力で得られる参照電流を増大するプログラマブルミラー446に与えられる。参照電流IREF2は、参照デバイス460に与えられる。
【0026】
バンドギャップ電圧発生器442は、公知のバンドギャップ電圧発生器の原理及び構成に応じて構成されてよい。「CMOS回路設計、レイアウト及びシミュレーション(CMOS Circuit Design, Lyaout, and Simulation)」、R.Jacom Baker、Harry W.Li、David E.Boyce、第469〜479頁(1998)及び「アナログ集積回路の分析及び設計(Analysis and Design of Analog Integrated Circuits)」、Paul R.Gray、Robert G.Meyer、第345頁(1993)に、このようなバンドギャップ電圧発生器のいくつかの例が開示されている。バンドギャップ電圧発生器442により発生するバンドギャップ電圧VBGは、スイッチ430を介してV−I変換器444に送られる。
【0027】
スイッチ430は、外部バイアス源(図示せず)により与えられ、入力Aを介して受け取られるバイアス電圧か、バンドギャップ電圧発生器442により与えられるバンドギャップ電圧VBGのいずれかをV−I変換器444に選択的に与えるように構成されることが好ましい。コントローラ420は、所定の入力または供給源からの入力に応じて、スイッチ430を制御する。構成可能なバイアスコントローラ300の別の実施形態では、スイッチ430が含まれず、外部バイアス電圧を受け取るための手段がない。
【0028】
図5は、V−I変換器444の実施形態を示す図である。V−I変換器444は、第1の入力503及び第2の入力505と、出力507とを有する演算増幅器として構成される。「アナログ集積回路の分析及び設計」、Paul R.Gray、Robert G.Meyer、第345頁(1993)に、適切なV−I変換器構成の他の例が開示されている。演算増幅器501の入力503は、バンドギャップ電圧発生器442から電圧VBGを受ける。出力507は、負の電界効果トランジスタ(NFET)510のゲートに接続される。電圧VBGは、レジスタRBGの両端にかけられる。電流IRFEは、レジスタRBG及びFET520を流れることにより、FET520のソースとドレインとの間に電圧降下を発生する。この電圧は、VBIAS1としてV−I変換器444から出力される。NFET510を介して演算増幅器501の出力に、外部レジスタRBGが接続される。NFET510は、フィードバックループ515とレジスタRBGとともに、一定の参照電流IREFを設定するように作用する。フィードバックループ515は、レジスタRBGの両端に電圧VBGをかけるように作用することで、温度及び電圧供給VCCに依存しない一定の電流IREF1を発生する。この電流IREF1は、正の電界効果トランジスタ(PFET)520を流れることにより、プログラマブルミラー446(図6)に出力されるバイアス電圧VBIAS1をPFET520のドレインで発生する。
【0029】
プログラマブルミラー446は、参照デバイス460(図4)に電流IREF2の出力を与える。プログラマブルミラー446は、コントローラ420(図4)を介して制御可能なように構成されることが好ましい。
【0030】
図6は、プログラマブルミラー446の一例を示すブロック図である。プログラマブルミラー446は、PFET801と、PFET803と、スイッチ802及び804と、スイッチ806及び808を含む。PFET801は、第1の電流セルを構成する。PFET803は、第2の電流セルを構成する。
【0031】
PFET801は、ベースでV−I変換器444から供給電圧VCCまたは電圧VBIAS1のいずれかを受けるように構成される。供給電圧VCC及び/またはVBIAS1の印加は、スイッチ802及び804を介して制御される。スイッチ802及び804は、コントローラ420からの入力(図示せず)を介して制御される。同様にPFET803は、ベースでV−I変換器から供給電圧VCCまたは電圧VBIAS1のいずれかを受けるように構成される。供給電圧VCC及び/またはVBIAS1の印加は、スイッチ802及び804を介して制御される。スイッチ806及び808は、コントローラ420からの入力(図示せず)を介して制御される。スイッチ802は、スイッチ804が閉じたときに開かれるように構成され、その逆も同様である。同様に、スイッチ806は、スイッチ808が閉じられたときに開かれるように構成され、その逆も同様である。この例において、スイッチ802及び804は、V−I変換器444からの電圧VBIAS1がPFET801のゲートに供給されるように設定される。さらに、スイッチ806及び808は、PFET803をオフにするように設定される。スイッチ802、804、806及び808は、FETスイッチとして構成されることが好ましい。
【0032】
PFET801及び803は、電圧VBIAS1(図5)を受けて、FET801及び/または803の各々を流れる電流を発生するように構成される。この電流は、電流IREF(f)に等しく、fは乗数である。乗数は、PFETが電流IREFに適用する増倍(増幅)レベルに相当する。乗数fは、例えば、CMOS材料にPFET801または803を製造するための物理的な半導体面積により決定されてよい。FET用の面積が大きいほど、乗数fも大きい。
【0033】
V−I変換器444からバイアス電圧VBIAS1を受けるように両方の電流セルが接続される場合、プログラマブルミラー446の出力電流IREF2は、PFET801及び803を流れる電流の和に等しくなる。プログラマブルミラー446は、コントローラ420からの入力に基づいて、所定量だけ電流IREF1を増倍(増幅)するように構成される。電流IREF1のこのような乗算は、V−I変換器444から電圧VBIAS1を受けるように、PFET801及び/または803を調和して選択的に切り換えることにより達成される。各PFET801及び803は、所定量の電流増幅を与える。各PFET801及び/または803が調和して切り換えられると、電流IREF2は、所定の増分だけ増大する。これらのPFETは選択的に切り換えられて、適切なバイアス電圧VBIASを電力増幅器120(図3)に与えるのに必要とされるような出力電流IREF2を増大する増大ステップを与える。プログラマブルミラー446にさらなるPFETが与えられて、電流IREF2の分解能を高めることができる。
【0034】
図7は、フィードバック増幅器410の実施形態を示すブロック図である。フィードバック増幅器410は、一定の電流IBIASを参照デバイス460及び電流増幅器120に与えるように構成される。フィードバック増幅器410は、電界効果トランジスタ(FET)ソースフォロワ増幅器902と、FET共通ソース増幅器904と、FET906及び908からなるカレントミラーとを含む。フィードバック増幅器410は、参照トランジスタ461のコントローラで電圧VFBを感知し、対応する電流IBIASが参照デバイス460に流れるように構成される。フィードバック増幅器410は、例えば、演算相互コンダクタンス増幅器、演算増幅器(OP−AMP)、ソースフォロワ回路またはエミッタフォロワ回路などの公知の回路を用いて与えられてよい。
【0035】
ソースフォロワ増幅器902のゲートは、参照デバイス460のコレクタに接続される。この例において、参照デバイス460は、参照トランジスタ461として与えられる。共通ソース増幅器904のゲート・ソース間電圧に加えて、ソースフォロワ902のゲート・ソース間電圧は、所定の電圧レベル、例えば、名目上、+1.5Vを超える参照トランジスタ461のコレクで電圧VFBを維持するように作用する。
【0036】
共通ソース増幅器904を流れる電流は、FET906及びFET908を流れる電流を制御する。FET906は、FET908により電流IBIASソースを制御するダイオード接続されたFETとして構成されることが好ましい。FET906及びFET908からなるカレントミラーは、例えば、1:50の電流増倍率をもつように構成されてよい。ミラー908は、参照デバイス461のベースとフィードバック増幅器410に電流IBIASを供給する。
【0037】
電力増幅器120への高周波(RF)入力電力が増大されると、電力トランジスタ466のコレクタ電流は増大する。これを行うには、フィードバック増幅器410が、参照デバイス460及び電力増幅器120への電流IBIASを増大させる必要がある。さらに詳しく言えば、参照トランジスタ461のベースとトランジスタ466への電流IBIASが増大される。これが起こると、電圧ソースフォロワ902のゲートの電圧VFBが増大するため、共通ソース増幅器904のゲートが増大する。
【0038】
フィードバック増幅器410は、プログラマブルミラー446のFET801及びFET803が飽和状態から移るレベルを電圧VFBが超えないように構成されることが好ましい。
【0039】
コントローラ420は、電力管理回路、ベースバンド処理回路または他の論理制御回路(図4)などの外部ソースからの入力に基づいて、構成可能なバイアス制御300の機能を制御する。コントローラ420は、コントローラ420と関連するメモリに格納された情報に基づいて、構成可能なバイアス制御300の機能を制御するように構成されてよい。例えば、コントローラ420は、所与の入力に対して特定の出力をと特定する真理値表またはルックアップテーブル(LUT)として構成されてよい。
【0040】
コントローラ420は、バンドギャップ電圧発生器442と、V−I変換器444と、プログラマブルミラー446と、フィードバック増幅器410とのオン/オフ状態を制御するように構成されてよい。言い換えれば、コントローラ420は、必要に応じてこれらの構成部品への電力をオンまたはオフにするように構成されてよい。一実施形態において、これは、これらの構成部品が通信デバイス250の動作に不要なとき、構成可能なバイアス制御300及び電力増幅器120により消費される電力を減少させるために実行されてよい。さらに、コントローラ420は、スイッチ430を制御するように構成されてもよい。
【0041】
図8は、構成可能なバイアスコントローラ300のさらなる実施形態を示すブロック図である。この実施形態において、構成可能なバイアスコントローラ300は、バイアス電圧(VBIAS)を2つの別々の電力増幅器または電力増幅器ステージへ与える回路を含むように構成される。この実施形態において、2つのセクション860及び862が与えられる。各セクション860及び862は、各々が、スイッチングユニット430及び431をそれぞれ含むとともに、V−I変換器444と、プログラマブルミラー446と、フィードバック増幅器410と、参照デバイス460とを含む点で同一のものである。スイッチ430及び431は、コントローラ420により制御され、スイッチ430及び431がバンドギャップ電圧VBGを受けるようにされると、セクション860及び862の両方にバンドギャップ電圧VBGを与える。この代わりとして、スイッチ430及び431は、入力Aを介して外部ソースから外部バイアス電圧を受けるように切り換えられてよい。この外部バイアス電圧は、セクション860及び862の各々に与えられてよい。この代わりとして、スイッチ430及び431は、別々の入力及び/または異なる外部電圧バイアスソースから外部バイアス電圧を受けるように構成されてよい。
【0042】
さらに、構成可能な増幅器及びバイアス制御は、ソフトウェア、ハードウェア、またはソフトウェアとハードウェアの組み合わせで与えられてよい。一実施形態において、構成可能な増幅器及びバイアス制御の選択された部分が、ハードウェア及びソフトウェアで与えられる。本発明のハードウェア部分は、特定のハードウェア論理を用いて与えられてよい。ソフトウェア部分は、メモリに格納され、適切な命令実行システム(マイクロプロセッサ)により実行されてよい。高効率の多段電力レベル増幅器のハードウェア手段は、当業者にすべて公知のものである以下の技術の任意のものまたはその組み合わせを含むものであってよい。すなわち、データ信号に論理関数を実行する論理ゲートを有する個別論理回路、適切な論理ゲートを有する特定用途向け集積回路、プログラマブルゲートアレイ(PGA)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)などである。
【0043】
さらに、論理関数を実行する実行可能命令の順序付きリストを含む構成可能な増幅器及びバイアス制御ソフトウェアは、コンピュータベースシステム、プロセッサ搭載システム、または命令実効システム、装置から命令をフェッチして、その命令を実行する他のシステムなどの命令実行システム、装置またはデバイスにより、またはそれとともに使用するための任意のコンピュータ読み取り可能媒体において実施される。
【0044】
本発明のさまざまな実施形態を上述してきたが、本発明の範囲内のより多数の実施形態及び実行例が可能であることは、当業者に明らかであろう。したがって、本発明は、特許請求の範囲及びそれと同等のもの以外で制約を受けるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は簡易携帯トランシーバを示すブロック図である。
【図2】
図2は図1の電力増幅器を示すブロック図である。
【図3】
図3は構成可能なバイアス制御を有する通信デバイス250を示すブロック図である。
【図4】
図4は構成可能なバイアス制御300を示すブロック図である。
【図5】
図5は電圧−電流変換器444を示すブロック図である。
【図6】
図6はプログラマブルミラーユニット446を示すブロック図である。
【図7】
図7はフィードバック増幅器410を示すブロック図である。
【図8】
図8は構成可能なバイアス制御300のさらなる実施形態を示すブロック図である。
Claims (23)
- 高周波入力信号を増幅する高周波(RF)電力増幅器と、
前記RF電力増幅器に一定のバイアス電流を与えるように構成された構成可能なバイアスコントローラとを含み、
前記構成可能なバイアスコントローラは、第1の半導体材料で作られ、
前記RF電力増幅器は、第2の半導体材料に構成される通信デバイス。 - 前記RF電力増幅器は、第1の半導体材料で作られる請求項1に記載の通信デバイス。
- 前記第1の半導体材料は、相補型金属酸化膜半導体材料を含む請求項1に記載の通信デバイス。
- 前記第2の半導体材料は、ガリウムヒ素半導体材料を含む請求項1に記載の通信デバイス。
- 前記構成可能なバイアスコントローラ及び前記RF電力増幅器は、共通の集積回路に組み立てられる請求項1に記載の通信デバイス。
- 前記構成可能なバイアスコントローラは、
バンドギャップ電圧を発生させるバンドギャップ電圧と、
前記バンドギャップ電圧に応じて参照電流を発生させる電圧−電流変換器と、
前記参照電流を所定のレベルに増倍するプログラマブルカレントミラーと、
参照デバイスへ一定の電流を出力し維持するフィードバック増幅器とを含む請求項1に記載の通信デバイス。 - 前記構成可能なバイアスコントローラは、前記参照デバイスをさらに含み、前記参照デバイスは、バイアス電圧出力を与えるように構成される請求項5に記載の通信デバイス。
- 前記プログラマブルカレントミラーは、前記増倍された参照電流を電力増幅器に与える請求項5に記載の通信デバイス。
- 前記参照デバイスは、前記第2の半導体材料で作られる請求項6に記載の通信デバイス。
- 前記構成可能なバイアスコントローラは、前記電圧−電流変換器に前記バンドギャップ電圧または外部バイアス電圧源により与えられる参照電圧を選択的に与えるスイッチングデバイスをさらに含む請求項5に記載の通信デバイス。
- 前記構成可能なバイアスコントローラは、前記バンドギャップ電圧発生器と、前記電圧−電流変換器と、前記プログラマブルカレントミラーを、前記通信デバイスの動作に不要なときオフにするように構成される請求項5に記載の通信デバイス。
- 高周波受信機をさらに含む請求項5に記載の通信デバイス。
- 前記高周波受信機は、パーソナル通信システム(PCS)対応の受信機を含む請求項10に記載の通信デバイス。
- 前記高周波受信機は、符号分割多元接続(CDMA)対応の受信機を含む請求項10に記載の通信デバイス。
- 全地球測位衛星(GPS)受信機をさらに含む請求項1に記載の通信デバイス。
- 前記RF電力増幅器は、多段電力増幅器を含む請求項1に記載の通信デバイス。
- バンドギャップ電圧を発生させるバンドギャップ電圧と、
前記バンドギャップ電圧に応じて参照電流を発生させる電圧−電流変換器と、
前記参照電流を所定のレベルに増倍するプログラマブルカレントミラーと、
参照デバイスへ一定の電流を出力し維持するフィードバック増幅器とを含む構成可能なバイアスコントローラ。 - バイアス電圧出力を与える参照デバイスをさらに含む請求項17に記載の構成可能なバイアスコントローラ。
- 前記バンドギャップ電圧発生器と、前記電圧−電流変換器と、前記プログラマブルカレントミラーは、第1の半導体材料で作られる請求項18に記載の構成可能なバイアスコントローラ。
- 前記参照デバイスは、第2の半導体材料で作られる請求項18に記載の構成可能なバイアスコントローラ。
- 前記電圧−電流変換器に前記バンドギャップ電圧または外部バイアス電圧源により与えられる参照電圧を選択的に与えるスイッチングデバイスをさらに含む請求項17に記載の構成可能なバイアスコントローラ。
- 前記構成可能なバイアスコントローラは、前記バンドギャップ電圧発生器と、前記電圧−電流変換器と、前記プログラマブルカレントミラーを、動作に不要なときオフにするように構成される請求項21に記載の構成可能なバイアスコントローラ。
- 電力増幅器と共通する集積回路に組み立てられる請求項17に記載の構成可能なバイアスコントローラ。
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