JP2005109651A

JP2005109651A - 無線周波増幅器

Info

Publication number: JP2005109651A
Application number: JP2003337493A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Tenjin; 薫天神
Original assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd; Kansai Nippon Electric Co Ltd
Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2005-04-21

Abstract

【課題】ＷＣＤＭＡ等の広帯域無線通信に必要な帯域を確保できる高出力用の無線周波増幅器を提供する。
【解決手段】入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴ間の第１経路Ａおよび第２経路ＢにＦＥＴ１１，１２がそれぞれ配置されている。第１経路Ａは、入力端子ＩＮとＦＥＴ１１のゲート間に入力整合回路１３が接続されるとともに、ＦＥＴ１１のドレインと出力端子ＯＵＴ間に出力整合回路１４が接続されて構成されている。第２経路Ｂは、入力端子ＩＮとＦＥＴ２のゲート間に入力整合回路１５が接続されるとともに、ＦＥＴ１２のドレインと出力端子ＯＵＴ間に出力整合回路１６が接続されて構成されている。入力整合回路１３を構成するインダクタＬ１と入力整合回路１５を構成するインダクタＬ２とをＬ１≠Ｌ２の関係で選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は無線周波増幅器に関し、特に高出力用として用いられる無線周波増幅器に関する。

無線周波増幅器として、複数個の能動素子を並列動作させて高出力化させた並列接続増幅器がある（例えば、特許文献１を参照）。以下、特許文献１を参考にして従来の並列接続増幅器１００について、図３を参照して説明する。図において、符号１，２は入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴ間の第１経路Ａおよび第２経路Ｂに配置された半導体チップからなる電力増幅用デバイスであるＧａＡｓＦＥＴで、各ＦＥＴ１，２のソースは接地端子に接続されている。第１経路Ａは、入力端子ＩＮとＦＥＴ１のゲート間に入力整合回路３が接続されるとともに、ＦＥＴ１のドレインと出力端子ＯＵＴ間に出力整合回路４が接続されて構成されている。第２経路Ｂは、入力端子ＩＮとＦＥＴ２のゲート間に入力整合回路５が接続されるとともに、ＦＥＴ２のドレインと出力端子ＯＵＴ間に出力整合回路６が接続されて構成されている。各入力整合回路３，５は、等価回路として、コンデンサＣ１とインダクタＬ１１，Ｌ１２からなる共振回路を構成している。また、各出力整合回路４，６は、等価回路として、コンデンサＣ２とインダクタＬ２１，Ｌ２２からなる共振回路を構成している。そして、第１経路Ａと第２経路Ｂ間を増幅周波数において高インピーダンスの金線７によって相互に一箇所又は複数箇所接続して、並列回路のインダクタ成分を変化させることにより、整合回路に影響はなく、増幅器の出力特性が悪化することはなく、第１経路Ａおよび第２経路Ｂの並列回路によるループ状の発振回路が形成されるのを防止する構成としている。
特開平６−６１５１号公報（図１）

ところで、上述の従来の並列接続増幅器１００は、第１経路Ａにおける共振点と第２経路Ｂにおける共振点とが同一であり尖度（Ｑ）が積算されるため、図４に示すように、帯域として単峰な形状となる。そのため、例えば、２ＧＨｚ帯のＷＣＤＭＡ（wideband Code Division Multiple Access ）の広帯域無線通信に用いる場合、所望の帯域を確保するために外付けのコンデンサを接続する必要があった。また、発振回路が形成されるのを防止するために、第１経路Ａと第２経路Ｂ間を金線７によって相互に一箇所又は複数箇所接続しているため、並列接続増幅器を製造するとき、その金線７を接続するための作業時間および材料費が必要となり並列接続増幅器の製造コストが増加するという問題がある。
従って、本発明の目的は、ＷＣＤＭＡ等の広帯域無線通信に必要な帯域を確保できる無線周波増幅器を提供することである。

本発明の無線周波増幅器は、入力側および出力側に整合回路を接続した複数個の能動素子を並列接続させた無線周波増幅器において、入力側の前記各整合回路を構成するインダクタの値を異ならせたことを特徴とする。
上記手段によれば、各経路の尖度（Ｑ）は積算されず、帯域として広い形状となり、また、入力側の共振点と出力側の共振点とが等しくなくなり並列回路によるループ状の発振回路が形成されにくくなる。

本発明によれば、インダクタを構成する金線の接続数を増加させることなく並列回路によるループ状の発振回路が形成されるのを抑制でき、かつ広帯域に対応できる無線周波増幅器を提供することができる。

以下に、本発明の一実施形態の無線周波増幅器としての並列接続増幅器２００について図１を参照して説明する。図において、符号１１，符号１２は入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴ間の第１経路Ａおよび第２経路Ｂに配置された半導体チップからなる電力増幅用デバイスであるＧａＡｓＦＥＴで、各ＦＥＴ１１，１２のソースは接地端子に接続されている。第１経路Ａは、入力端子ＩＮとＦＥＴ１１のゲート間に入力整合回路１３が接続されるとともに、ＦＥＴ１１のドレインと出力端子ＯＵＴ間に出力整合回路１４が接続されて構成されている。第２経路Ｂは、入力端子ＩＮとＦＥＴ２のゲート間に入力整合回路１５が接続されるとともに、ＦＥＴ１２のドレインと出力端子ＯＵＴ間に出力整合回路１６が接続されて構成されている。入力整合回路１３は、等価回路として、コンデンサＣ３，Ｃ４とインダクタＬ１からなる共振回路を構成している。入力整合回路１５は、等価回路として、コンデンサＣ３，Ｃ４とインダクタＬ２からなる共振回路を構成している。また、各出力整合回路１４，１６は、等価回路として、それぞれコンデンサＣ５とインダクタＬ３，Ｌ４からなる共振回路を構成している。

各入力整合回路１３，１５の共振点ｆin１，ｆin２はつぎのように表される。
ｆin１＝１／２π√（Ｌ１×（Ｃ３＋Ｃ４））……（１）
ｆin２＝１／２π√（Ｌ２×（Ｃ３＋Ｃ４））……（２）
式（１）および（２）において、Ｌ１≠Ｌ２であり、
ｆin１≠ｆin２……（３）
式（３）により、尖度（Ｑ）は積算されず、図２に示すように、帯域として広い形状となる。Ｌ１≠Ｌ２は、並列接続増幅器２００を半導体装置で構成するとき、金線からなるボンディングワイヤーの長短により設定する。

また、各出力整合回路１４，１６の共振点ｆout１，ｆout２はつぎのように表される。
ｆout１＝ｆout２＝１／２π（（Ｌ３＋Ｌ４）×Ｃ５）……（４）
式（１）〜（４）より、並列接続増幅器２００の入力側および出力側における共振点ｆinおよびｆoutは次のように表される。
ｆin≠ｆout……（５）
式（５）より、第１経路Ａおよび第２経路Ｂの並列回路によるループ状の発振回路が形成されにくくなる。

以上のように、入力整合回路１３，１５において、Ｌ１≠Ｌ２となるインダクタを入力インピーダンス整合に影響しない範囲内で、所望の帯域内の共振周波数を得る事が出来る値に選択することにより、並列接続増幅器２００の入力側と出力側とで共振点が異なり、第１経路Ａおよび第２経路Ｂの並列回路によるループ状の発振回路が形成されにくくなる。

尚、入力整合回路および出力整合回路は、図１に示される共振回路に限定されず、所望の帯域内の共振周波数を得る事が出来る条件を満足すれば、第１経路Ａと第２経路Ｂとで入力整合回路内のインダクタの値を異なるようにしておれば、他の共振回路であってもよい。

本発明の一実施形態の並列接続増幅器２００の回路図。図１に示す並列接続増幅器２００における帯域を示す図。従来の並列接続増幅器１００の回路図。図３に示す並列接続増幅器１００における帯域を示す図。

符号の説明

１１，１２ＧａＡｓＦＥＴ
１３，１５入力整合回路
１４，１６出力整合回路
２００並列接続増幅器
Ｃ３〜Ｃ５コンデンサ
Ｌ１〜Ｌ４インダクタ

Claims

入力側および出力側に整合回路を接続した複数個の能動素子を並列接続させた無線周波増幅器において、
入力側の前記各整合回路を構成するインダクタの値を異ならせたことを特徴とする無線周波増幅器。