JP2006032993A - 増幅装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 増幅用トランジスタのオン電圧における出力電力の制御感度のピークを抑えた高出力増幅装置を提供する。
【解決手段】 第2のバイアス回路5は、第1のバイアス回路4から増幅用トランジスタ63のベースに供給されるベース電流の一部を引抜き、バイアス回路の出力インピーダンスを高くすることで、制御感度のピークを抑えることが可能となる。一方、高出力時は第2バイアス回路による増幅トランジスタ63のベース電流の引き抜きを抑えることで、バイアス回路の出力インピーダンスは低くなるため、高出力動作が可能となる。
【選択図】 図1
【解決手段】 第2のバイアス回路5は、第1のバイアス回路4から増幅用トランジスタ63のベースに供給されるベース電流の一部を引抜き、バイアス回路の出力インピーダンスを高くすることで、制御感度のピークを抑えることが可能となる。一方、高出力時は第2バイアス回路による増幅トランジスタ63のベース電流の引き抜きを抑えることで、バイアス回路の出力インピーダンスは低くなるため、高出力動作が可能となる。
【選択図】 図1
Description
本発明は携帯電話装置などの無線通信装置に使用される増幅装置に関するものであり、特に出力電力利得制御の線形性の向上に関するものである。
一般に、携帯電話装置などの移動体通信機器においては、受信信号に応じて送信出力を制御する機能を要求されている。この要求を実現するため、送信出力段の増幅装置において所定の出力電力となるように出力電力利得を電圧制御する手段が用いられている。このため、送信出力段の増幅装置は高出力、低消費電力の他に、広い出力電力範囲において制御電圧に対して線形な出力電力利得を有することが要求される。
図8にトランジスタを用いたエミッタ接地型電力増幅装置の従来例1を示す。
この増幅装置は、入力端子RFinより入力される信号が入力整合回路64を介して増幅用トランジスタ63のベースに入力される。信号は増幅用トランジスタ63にて増幅され、増幅用トランジスタ63のコレクタより出力整合回路65を介して端子RFoutより出力される。駆動電圧は端子Vccより印加される。
この増幅装置は、入力端子RFinより入力される信号が入力整合回路64を介して増幅用トランジスタ63のベースに入力される。信号は増幅用トランジスタ63にて増幅され、増幅用トランジスタ63のコレクタより出力整合回路65を介して端子RFoutより出力される。駆動電圧は端子Vccより印加される。
バイアス回路66は、端子62に印加された制御電圧Vrefを受けて増幅用トランジスタ63にベース電圧とベース電流を供給する。
このバイアス回路66は、トランジスタ67、抵抗68を備え、トランジスタ67のベース・コレクタ間は短絡して抵抗68に接続され、エミッタは接地され、抵抗R1のもう一方の端子に制御電圧Vrefが印加されたカレントミラー回路となっている。
このバイアス回路66は、トランジスタ67、抵抗68を備え、トランジスタ67のベース・コレクタ間は短絡して抵抗68に接続され、エミッタは接地され、抵抗R1のもう一方の端子に制御電圧Vrefが印加されたカレントミラー回路となっている。
温度変化による増幅用トランジスタの動作変動は増幅用トランジスタと同一のプロセスを用いて作成されたトランジスタ67の動作変動により打ち消されるため、温度環境による影響を受けにくい構成となっている。
また、図9のバイアス回路を用いた従来例2がある。
図9のバイアス回路は、トランジスタ67a,67b,67cと、抵抗68a,68bを備え、トランジスタ67a,67bはそれぞれのベース−コレクタ間を短絡して、トランジスタ67aのエミッタはトランジスタ67bのベース−コレクタに接続され、トランジスタ67aのベース−コレクタは、抵抗68aとトランジスタ67cのベースに接続され、トランジスタ67bのエミッタは接地され、抵抗68aのもう一方の端子62には制御電圧Vrefが印加され、トランジスタ67cのコレクタには端子61の駆動電圧VDCが印加され、トランジスタ67cのエミッタは、抵抗68bを介して増幅用トランジスタ63のベースに接続された、エミッタフォロアを介して増幅用トランジスタ63にベース電流を供給するカレントミラー回路の構成である。
図9のバイアス回路は、トランジスタ67a,67b,67cと、抵抗68a,68bを備え、トランジスタ67a,67bはそれぞれのベース−コレクタ間を短絡して、トランジスタ67aのエミッタはトランジスタ67bのベース−コレクタに接続され、トランジスタ67aのベース−コレクタは、抵抗68aとトランジスタ67cのベースに接続され、トランジスタ67bのエミッタは接地され、抵抗68aのもう一方の端子62には制御電圧Vrefが印加され、トランジスタ67cのコレクタには端子61の駆動電圧VDCが印加され、トランジスタ67cのエミッタは、抵抗68bを介して増幅用トランジスタ63のベースに接続された、エミッタフォロアを介して増幅用トランジスタ63にベース電流を供給するカレントミラー回路の構成である。
トランジスタ67cの電流増幅により、従来例1よりも低い出力インピーダンスでベース電流を供給することができ、高い出力電力での動作が可能となる。
これらのバイアス回路を用いることで、利得が高く、効率が高く、温度環境の影響が少ない高出力増幅装置を得ることができる。
これらのバイアス回路を用いることで、利得が高く、効率が高く、温度環境の影響が少ない高出力増幅装置を得ることができる。
従来例3として(特許文献1)を挙げることができる。
これは、特性の異なる2系統のバイアス回路を並列に用いたもので、低出力時においてバイアス回路の出力インピーダンスが高く、高出力時においてバイアス回路の出力インピーダンスが低くなるように制御している。
特開2002−100938公報
これは、特性の異なる2系統のバイアス回路を並列に用いたもので、低出力時においてバイアス回路の出力インピーダンスが高く、高出力時においてバイアス回路の出力インピーダンスが低くなるように制御している。
しかし、従来の高出力増幅器では、低出力電力時(低制御電圧)に制御感度が非常に高くなり、特に増幅用トランジスタの立ち上がるベース電圧が増幅用トランジスタに供給される制御電圧において制御感度はピークを持つため、制御電圧に対して線形な出力電力特性を得ることができないという課題がある。単純にモデル化されたトランジスタの出力電力利得は、
Vbe<Von G = −∞ [dB] 式(1)
Vbe≧Von G ∝ 20・log(Icc) [dB] 式(2)
となる。ただし、Vbeは増幅用トランジスタ63のベース・エミッタ電圧、Vonは増幅用トランジスタ63のオン電圧、Gは増幅用トランジスタ63の出力電力利得、Iccは増幅用トランジスタ63のコレクタ電流である。
Vbe<Von G = −∞ [dB] 式(1)
Vbe≧Von G ∝ 20・log(Icc) [dB] 式(2)
となる。ただし、Vbeは増幅用トランジスタ63のベース・エミッタ電圧、Vonは増幅用トランジスタ63のオン電圧、Gは増幅用トランジスタ63の出力電力利得、Iccは増幅用トランジスタ63のコレクタ電流である。
図8のバイアス回路を用いてコレクタ電流を制御した場合、増幅用トランジスタ63のコレクタ電流は制御電圧に対して、
Ib=(Vref−Von)/R1 式(3)
の関係となる。R1は抵抗68aの抵抗値である。上式から増幅用トランジスタ63のオン電圧Vonで制御感度はピークを持つことがわかる。
Ib=(Vref−Von)/R1 式(3)
の関係となる。R1は抵抗68aの抵抗値である。上式から増幅用トランジスタ63のオン電圧Vonで制御感度はピークを持つことがわかる。
また、式(2)(3)からバイアス回路の出力インピーダンス(抵抗値R1)を小さくすると、最大出力電力が大きくなるが、増幅用トランジスタ63のオン電圧での制御感度のピークも大きくなることがわかる。つまり、増幅用トランジスタ63の立ち上がり時の制御感度ピークの低減と、最大出力時の出力電力はトレードオフの関係となる。
特性の異なる2系統のバイアス回路を並列に用いた従来例3(特開2001−100938公報)のバイアス回路は、低出力時においてバイアス回路の出力インピーダンスが高く、高出力時においてバイアス回路の出力インピーダンスが低くなるように制御することが可能である。しかし、増幅用トランジスタの立ち上がり時のピークを抑えるためR1を大きくすると、第1のバイアス回路から第2のバイアス回路に切り替わる制御電圧で制御感度にピークを持ち、バイアス回路E2からE3に切り替を滑らかにすると、抵抗RE1を小さくすると立ち上がり時のピークが大きくなるため制御感度の抑制は十分でない。
本発明は、高出力で増幅用トランジスタ立ち上がり時の制御感度のピークを抑え、かつ従来のバイアス回路のもつ温度特性や効率の劣化の少ない増幅装置を提供することを目的とする。
本発明の請求項1記載の増幅装置は、入力信号を増幅して出力する増幅用トランジスタと、制御電圧条件に応じて前記増幅用トランジスタに対してベース電流を供給する第1のバイアス回路と、第1のバイアス回路が供給するベース電圧の一部を制御電圧条件に応じて引き抜く第2のバイアス回路とを備え、前記第1のバイアス回路と前記第2のバイアス回路に前記増幅用トランジスタの出力電力利得制御の制御電圧を印加するように構成したことを特徴とする。
本発明の請求項2記載の増幅装置は、請求項1において、第2のバイアス回路は、第1のバイアス回路に対してシャントに接続する第1のトランジスタとこの第1のトランジスタのベースにベース電流とベース電圧を供給する回路を備えることを特徴とする。
本発明の請求項3記載の増幅装置は、請求項2において、第2のバイアス回路は、第1のトランジスタのベースと第2のトランジスタのコレクタが抵抗を介して定電圧源に接続され、第1のトランジスタのコレクタは抵抗を介して第1のバイアス回路に接続され、第1のトランジスタのエミッタは抵抗を介して接地し、第2のトランジスタのベースに抵抗を介して制御電圧が印加され、第2のトランジスタエミッタは抵抗を介して接地したことを特徴とする。
本発明の請求項4記載の増幅装置は、請求項2において、第2のバイアス回路は、第1のトランジスタのベースと第2のトランジスタのコレクタと第3のトランジスタのエミッタが互いに接続され、第1のトランジスタのコレクタは抵抗を介して第1のバイアス回路に接続され、第1のトランジスタのエミッタは抵抗を介して接地し、第2のトランジスタのベースには抵抗を介して制御電圧が印加され、第2のトランジスタのエミッタは抵抗を介して接地し、第3のトランジスタのベースとコレクタは短絡して抵抗を介して駆動電圧が印加されることを特徴とする。
本発明の請求項5記載の増幅装置は、請求項1において、第1のバイアス回路は、制御電圧の増加に対して単調に増加するアイドリング電流を前記増幅用トランジスタに供給することを特徴とする。
本発明の請求項6記載の増幅装置は、請求項1〜請求項5の何れかにおいて、第1のバイアス回路と第2のバイアス回路が別の制御電源によって制御されることを特徴とする。
この構成によると、第2のバイアス回路によって増幅用トランジスタ立ち上がり時の増幅用トランジスタに供給するベース電流を抑制することで、バイアス回路の出力インピーダンスを調節し、増幅用トランジスタの立ち上がる制御電圧においてみられる制御感度のピークを抑えることが可能となる。また、増幅装置の高出力時は第2のバイアス回路による増幅用トランジスタに供給されるベース電流の引抜きをなくすことで、従来のバイアス回路による低インピーダンスでの増幅特性が得られる。
以下、本発明の各実施の形態を図1〜図7に基づいて説明する。
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態を示す。
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態を示す。
この増幅装置は、入力端子RFinより入力される信号が入力整合回路64を介して増幅用トランジスタ63のベースに入力される。信号は増幅用トランジスタ63にて増幅され、増幅用トランジスタ63のコレクタより出力整合回路65を介して端子RFoutより出力される。駆動電圧は端子Vccより印加される。
増幅用トランジスタ63のバイアス回路は、第1のバイアス回路4と第2のバイアス回路5から構成される。
第1のバイアス回路4は、ゲート・コレクタを接続したトランジスタ6と抵抗9,10からなる。第2のバイアス回路5は、第1のバイアス回路4に対してシャントに接続されたトランジスタ7と、トランジスタ7の動作電圧をきめるトランジスタ8と、抵抗11,12,13,14,15から構成されている。
第1のバイアス回路4は、ゲート・コレクタを接続したトランジスタ6と抵抗9,10からなる。第2のバイアス回路5は、第1のバイアス回路4に対してシャントに接続されたトランジスタ7と、トランジスタ7の動作電圧をきめるトランジスタ8と、抵抗11,12,13,14,15から構成されている。
第1のバイアス回路4は、前述した図8に示すバイアス回路66aと同様であるから説明を省略する。
第2のバイアス回路5は、第1のバイアス回路4の備える抵抗9と抵抗10の接点に接続する。抵抗11の一端は抵抗9と抵抗10との接点に接続され、抵抗11の他端はトランジスタ7のコレクタに接続されている。トランジスタ7のエミッタは抵抗12を介して接地されている。トランジスタ7のベースには抵抗13を介して駆動電圧VDCが印加され、トランジスタ7のベースと抵抗13の接点にはトランジスタ8のコレクタが接続され、トランジスタ8のエミッタは抵抗14を介して接地され、トランジスタ8のベースは抵抗15を介して制御電圧Vrefが印加される。トランジスタ6,7,8は同一ウェハ上に同一プロセスを用いて作成されたバイポーラトランジスタである。
第2のバイアス回路5は、第1のバイアス回路4の備える抵抗9と抵抗10の接点に接続する。抵抗11の一端は抵抗9と抵抗10との接点に接続され、抵抗11の他端はトランジスタ7のコレクタに接続されている。トランジスタ7のエミッタは抵抗12を介して接地されている。トランジスタ7のベースには抵抗13を介して駆動電圧VDCが印加され、トランジスタ7のベースと抵抗13の接点にはトランジスタ8のコレクタが接続され、トランジスタ8のエミッタは抵抗14を介して接地され、トランジスタ8のベースは抵抗15を介して制御電圧Vrefが印加される。トランジスタ6,7,8は同一ウェハ上に同一プロセスを用いて作成されたバイポーラトランジスタである。
増幅用トランジスタ63のベース・エミッタ間にオン電圧が印加されると、ベース電流Ibが増幅用トランジスタ63に供給され始める。このとき第2のバイアス回路5の回路動作を考慮しなければ、第1のバイアス回路4から増幅用トランジスタ63に供給されるベース電流は、
Ib=(Vref−Von)/(R1+R2+Rbe) 式(4)
で表すことができる。Vrefは制御電圧、Vonは増幅用トランジスタのオン電圧、Rbeは増幅用トランジスタ63の入力インピーダンスである。R1は抵抗9の抵抗値、R2は抵抗10の抵抗値である。
Ib=(Vref−Von)/(R1+R2+Rbe) 式(4)
で表すことができる。Vrefは制御電圧、Vonは増幅用トランジスタのオン電圧、Rbeは増幅用トランジスタ63の入力インピーダンスである。R1は抵抗9の抵抗値、R2は抵抗10の抵抗値である。
制御電圧Vref=Vonの電圧条件において、第2のバイアス回路5の備える抵抗14,15が十分大きい場合、トランジスタ8はオフとなり、トランジスタ7のベースには抵抗13を介して駆動電圧VDCが印加される。
VDCをトランジスタ7のオン電圧以上に設定するとトランジスタ7はオンとなり、トランジスタ7のエミッタサイズを調節することでトランジスタ7のオン抵抗Ron2は十分低くなるため、式(4)で示す増幅用トランジスタ63のベース電流の一部がトランジスタ7のコレクタ電流として流れる。
増幅用トランジスタ63に供給されるベース電流は、
Ib=((Vref−Von)/(R1+R2+Rbe))/
((R3+R4+Ron2)/(R1+R2+Rbe+R3+R4+Ron2))式(5)
となり、バイアス回路の出力インピーダンスは
(R1+R2+Rbe+R3+R4+Ron2)/(R3+R4+Ron2)
倍となる。R3は抵抗11の抵抗値、R4は抵抗12の抵抗値である。
Ib=((Vref−Von)/(R1+R2+Rbe))/
((R3+R4+Ron2)/(R1+R2+Rbe+R3+R4+Ron2))式(5)
となり、バイアス回路の出力インピーダンスは
(R1+R2+Rbe+R3+R4+Ron2)/(R3+R4+Ron2)
倍となる。R3は抵抗11の抵抗値、R4は抵抗12の抵抗値である。
これによって、増幅装置に供給されるベース電流の制御電圧に対する勾配は緩やかなものとなる。トランジスタ7のエミッタサイズと抵抗11,12を増幅用トランジスタ63エミッタサイズ、第1のバイアス回路4のインピーダンスから決めることで出力インピーダンスの調整が可能である。
制御電圧Vrefを大きくしてゆくと、トランジスタ8がオンするため、トランジスタ7のベースに印加される電圧は低下し、
VDC・(R6+Ron)/(R5+R6+Ron3)
となる。Ron3はトランジスタ8のオン抵抗である。トランジスタ7のベース電圧がオン電圧以下となるように抵抗13,14、トランジスタ8のエミッタサイズおよび駆動電圧VDCを設定することで、トランジスタ7はオフし、コレクタ電流が流れなくなる。
VDC・(R6+Ron)/(R5+R6+Ron3)
となる。Ron3はトランジスタ8のオン抵抗である。トランジスタ7のベース電圧がオン電圧以下となるように抵抗13,14、トランジスタ8のエミッタサイズおよび駆動電圧VDCを設定することで、トランジスタ7はオフし、コレクタ電流が流れなくなる。
トランジスタ7のコレクタを介してバイアス回路から引き抜かれた電流がなくなるため、式(4)で表されるベース電流が増幅用トランジスタ63に供給される。トランジスタ7の動作時に比べてバイアス回路の出力インピーダンスは低くなる。トランジスタ7をオフとする制御電圧V1は
Von+((R6+Ron3)/(R5+R6+Ron3)) 式(6)
から設定することが可能である。
Von+((R6+Ron3)/(R5+R6+Ron3)) 式(6)
から設定することが可能である。
次に第1の実施形態における制御電圧に対する出力電力特性と制御感度特性の変化と、増幅用トランジスタ63に供給されるベース電流Ibの制御電圧に対する変化を従来のバイアス回路と比較して説明する。
図2〜図4を用いて図1の特性と従来例の特性の違いについて詳しく説明する。
なお、後述の第2の実施形態,第3の実施形態,第4の実施形態についても、定性的にこの第1の実施形態の動作特性と同様である。
なお、後述の第2の実施形態,第3の実施形態,第4の実施形態についても、定性的にこの第1の実施形態の動作特性と同様である。
図1の第1,第2のバイアス回路4,5のトランジスタは、何れもGaAs HBTであり、測定周波数はいずれも0.9GHzである。
増幅用トランジスタ63の制御電圧に対する出力電力の依存性を図2に示す。図3には出力制御感度と制御電圧の関係を示す。
増幅用トランジスタ63の制御電圧に対する出力電力の依存性を図2に示す。図3には出力制御感度と制御電圧の関係を示す。
実線は図1に示す本発明の第1の実施形態のバイアス回路を用いた制御電圧特性、波線は図8に示すバイアス回路を用いた従来の増幅装置の制御電圧特性である。
従来の増幅装置において制御電圧Vref=1ボルトで出力電力が立ち上がるのに対して、図1に示した回路構成の場合、Vref=1.3ボルトで出力電力が立ち上がる。これは、入力信号Pinが0dBmと大きいため、従来の増幅装置では入力信号から供給されるベース電圧およびベース電流により動作していたものが、ベース電流の引抜きにより入力信号により供給されるベース電流がないために、増幅用トランジスタのオン電圧で立ち上がるからである。
従来の増幅装置において制御電圧Vref=1ボルトで出力電力が立ち上がるのに対して、図1に示した回路構成の場合、Vref=1.3ボルトで出力電力が立ち上がる。これは、入力信号Pinが0dBmと大きいため、従来の増幅装置では入力信号から供給されるベース電圧およびベース電流により動作していたものが、ベース電流の引抜きにより入力信号により供給されるベース電流がないために、増幅用トランジスタのオン電圧で立ち上がるからである。
従来の増幅装置では、図3に示すように出力電力の立ち上がりで出力制御感度のピークを持ち100dB/V以上となるのに対して、図1に示した回路構成では、出力電力の立ち上がる制御電圧において、制御感度は65dB/Vと従来の場合の約1/2となっている。また、制御電圧Vrefの広い出力レンジにおいて制御感度は30〜65dB/Vの間で平坦であり、線形な出力−制御電圧特性を得ることができた。また、制御電圧Vref=2ボルト以上において従来の増幅装置と本発明の増幅装置の出力電力は一致し、高出力時において本発明による出力電力の低減がないことがわかる。
増幅用トランジスタのベース電流−制御電圧特性を図4に示す。
実線は図1に示す回路構成の制御電圧特性、破線は図8に示すバイアス回路を用いた従来の増幅装置の制御電圧特性である。Vref=1ボルトからベース電流が流れ始めるが、本発明の増幅装置は、従来の増幅装置と比べて制御電圧に対するベース電流の傾きが小さく、バイアス回路の出力インピーダンスが高いことが分かる。Vref=2.0ボルト付近でベース電流の傾きは大きくなっているが、図1のトランジスタ7のベースのベース電圧が下がるためコレクタ電流が減り、第2のバイアス回路5により引き抜かれるベース電流が減少するためである。Vref=2.3ボルトで第2のバイアス回路5によるベース電流の引抜きは無くなり、増幅用トランジスタ63のバイアス条件は第1のバイアス回路4のみによって決められる。
実線は図1に示す回路構成の制御電圧特性、破線は図8に示すバイアス回路を用いた従来の増幅装置の制御電圧特性である。Vref=1ボルトからベース電流が流れ始めるが、本発明の増幅装置は、従来の増幅装置と比べて制御電圧に対するベース電流の傾きが小さく、バイアス回路の出力インピーダンスが高いことが分かる。Vref=2.0ボルト付近でベース電流の傾きは大きくなっているが、図1のトランジスタ7のベースのベース電圧が下がるためコレクタ電流が減り、第2のバイアス回路5により引き抜かれるベース電流が減少するためである。Vref=2.3ボルトで第2のバイアス回路5によるベース電流の引抜きは無くなり、増幅用トランジスタ63のバイアス条件は第1のバイアス回路4のみによって決められる。
このように、本発明の増幅装置は、第2のバイアス回路5により第1バイアス回路4から引き抜く電流量を調節することで、増幅用トランジスタ63に供給されるベース電流の制御電圧に対する勾配を調節することが可能であり、広い出力範囲において平坦な制御感度を得ることが可能である。
(第2の実施形態)
図5は本発明の第2の実施形態を示す。
図5におけるバイアス電流引抜き回路である第2のバイアス回路5は、図1における抵抗13を、抵抗25とベース・コレクタを接続したトランジスタ24との直列回路に置き換えることにより構成されている。その他は図1と同様である。
図5は本発明の第2の実施形態を示す。
図5におけるバイアス電流引抜き回路である第2のバイアス回路5は、図1における抵抗13を、抵抗25とベース・コレクタを接続したトランジスタ24との直列回路に置き換えることにより構成されている。その他は図1と同様である。
図1の場合と同様に、低い制御電圧Vrefが印加された場合、トランジスタ8がオフするため、トランジスタ7はベースに抵抗25とダイオード接続したトランジスタ24を介して駆動電圧VDCが印加されてオンし、トランジスタ7を介してバイアス回路から増幅用トランジスタ63のベースに供給されるベース電流の一部を基準電位GNDに引抜き、バイアス回路の出力インピーダンスは大きくなる。
高い制御電圧Vrefが印加されると、トランジスタ8がオンし、トランジスタ7のベース電圧は下がり、オフするため、バイアス回路から増幅用トランジスタ63に供給されるベース電流は大きくなり、バイアス回路の出力インピーダンスは低くなる。
図1では抵抗13に抵抗値の大きな抵抗が必要であったが、この第2の実施形態の図5ではトランジスタ7のベースに供給されるベース電流は抵抗25とトランジスタ24によって制御されるため、抵抗25を大きなものにする必要がなく、高集積化が可能となる。
(第3の実施形態)
図6は本発明の第3の実施形態を示す。
図6におけるバイアス電流引抜き回路である第2のバイアス回路5は、図1におけるトランジスタ7,8を、電界効果トランジスタ38,39に置き換えることにより構成されている。その他は図1と同様である。
図6は本発明の第3の実施形態を示す。
図6におけるバイアス電流引抜き回路である第2のバイアス回路5は、図1におけるトランジスタ7,8を、電界効果トランジスタ38,39に置き換えることにより構成されている。その他は図1と同様である。
図1の場合と同様に、低い制御電圧Vrefが印加された場合、トランジスタ39がオフするため、トランジスタ38はベースに抵抗を介して駆動電圧VDCが印加されてオンし、トランジスタ38を介してバイアス回路から増幅用トランジスタのベースに供給されるベース電流の一部を基準電位GNDに引抜き、バイアス回路の出力インピーダンスは大きくなる。
高い制御電圧Vrefが印加されると、トランジスタ39がオンし、トランジスタ38はベース電圧がさがるためオフし、バイアス回路から増幅用トランジスタに供給されるベース電流は大きくなり、バイアス回路の出力インピーダンスは低くなる。
(第4の実施形態)
図7は本発明の第4の実施形態を示す。
図7におけるバイアス電流引抜き回路である第2のバイアス回路5は、図5におけるトランジスタ7,8,24を電界効果トランジスタ38,39,55に置き換えることにより構成されている。その他は図1と同様である。
図7は本発明の第4の実施形態を示す。
図7におけるバイアス電流引抜き回路である第2のバイアス回路5は、図5におけるトランジスタ7,8,24を電界効果トランジスタ38,39,55に置き換えることにより構成されている。その他は図1と同様である。
図1の場合と同様に、低い制御電圧Vrefが印加された場合、トランジスタ39がオフするため、トランジスタ38はベースに抵抗R5とダイオード接続したトランジスタ55を介して駆動電圧VDCが印加されてオンし、トランジスタ38を介してバイアス回路から増幅用トランジスタ63のベースに供給されるベース電流の一部を基準電位GNDに引抜き、バイアス回路の出力インピーダンスは大きくなる。
高い制御電圧Vrefが印加されると、トランジスタ39がオンし、トランジスタ38はベース電圧が下がるためオフし、バイアス回路から増幅用トランジスタ63に供給されるベース電流は大きくなり、バイアス回路の出力インピーダンスは低くなる。
なお、第1の実施形態〜第4の実施形態において、第1のバイアス回路4にはカレントミラー回路を用いる場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではない。エミッタフォロアを介して増幅用トランジスタにベース電流を供給するカレントミラー回路や、図9に示した従来例2のようなバイアス回路でも同様に用いることができる。
また、上記の各実施形態において、第1,第2のバイアス回路4,5には、単一の電源から同じ制御電圧Vrefを印加したが、これは第1のバイアス回路と第2のバイアス回路が別の制御電源によって制御されるように構成しても同様に実施できる。
また、上記の各実施形態において、第2のバイアス回路5のトランジスタには、それぞれGaAsHBT、SiGe HBT、Siトランジスタ、エンハンスメント型電界効果トランジスタのいずれかを使用して、これを集積回路で構成することができる。
また、上記の各実施形態において、増幅用トランジスタ63と第1,第2のバイアス回路4,5とは、III−V族化合物半導体基板もしくはシリコン基板上に作成することが可能であり、同一基板上に同一プロセスを用いて増幅回路を集積化することが可能である。
本発明は携帯電話装置などの移動体通信機器に使用して、各種の出力電力利得制御の線形性の向上を実現し、移動体通信機器の省電力に寄与できる。
RFin 入力端子
64 入力整合回路
63 増幅用トランジスタ
65 出力整合回路
RFout 端子
4 第1のバイアス回路
5 第2のバイアス回路
6,7,8,24 トランジスタ
9,10 抵抗
11,12,13,14,15,25 抵抗
38,39,55 電界効果トランジスタ
VDC 駆動電圧
Vref 制御電圧
GND 基準電位
64 入力整合回路
63 増幅用トランジスタ
65 出力整合回路
RFout 端子
4 第1のバイアス回路
5 第2のバイアス回路
6,7,8,24 トランジスタ
9,10 抵抗
11,12,13,14,15,25 抵抗
38,39,55 電界効果トランジスタ
VDC 駆動電圧
Vref 制御電圧
GND 基準電位
Claims (6)
- 入力信号を増幅して出力する増幅用トランジスタと、
制御電圧条件に応じて前記増幅用トランジスタに対してベース電流を供給する第1のバイアス回路と、
第1のバイアス回路が供給するベース電圧の一部を制御電圧条件に応じて引き抜く第2のバイアス回路と
を備え、前記第1のバイアス回路と前記第2のバイアス回路に前記増幅用トランジスタの出力電力利得制御の制御電圧を印加するように構成した
増幅装置。 - 第2のバイアス回路は、第1のバイアス回路に対してシャントに接続する第1のトランジスタとこの第1のトランジスタのベースにベース電流とベース電圧を供給する回路を備えることを特徴とする
請求項1に記載の増幅装置。 - 第2のバイアス回路は、
第1のトランジスタのベースと第2のトランジスタのコレクタが抵抗を介して定電圧源に接続され、
第1のトランジスタのコレクタは抵抗を介して第1のバイアス回路に接続され、
第1のトランジスタのエミッタは抵抗を介して接地し、第2のトランジスタのベースに抵抗を介して制御電圧が印加され、
第2のトランジスタのエミッタは抵抗を介して接地した
請求項2に記載の増幅装置。 - 第2のバイアス回路は、
第1のトランジスタのベースと第2のトランジスタのコレクタと第3のトランジスタのエミッタが互いに接続され、
第1のトランジスタのコレクタは抵抗を介して第1のバイアス回路に接続され、
第1のトランジスタのエミッタは抵抗を介して接地し、
第2のトランジスタのベースには抵抗を介して制御電圧が印加され、
第2のトランジスタのエミッタは抵抗を介して接地し、
第3のトランジスタのベースとコレクタは短絡して抵抗を介して駆動電圧が印加される
請求項2に記載の増幅装置。 - 第1のバイアス回路は、
制御電圧の増加に対して単調に増加するアイドリング電流を前記増幅用トランジスタに供給する
請求項1に記載の増幅装置。 - 第1のバイアス回路と第2のバイアス回路が別の制御電源によって制御されることを特徴とした
請求項1〜請求項5の何れかに記載の増幅装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004204034A JP2006032993A (ja) | 2004-07-12 | 2004-07-12 | 増幅装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004204034A JP2006032993A (ja) | 2004-07-12 | 2004-07-12 | 増幅装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006032993A true JP2006032993A (ja) | 2006-02-02 |
Family
ID=35898879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004204034A Withdrawn JP2006032993A (ja) | 2004-07-12 | 2004-07-12 | 増幅装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006032993A (ja) |
-
2004
- 2004-07-12 JP JP2004204034A patent/JP2006032993A/ja not_active Withdrawn
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A621 | Written request for application examination |
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RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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A761 | Written withdrawal of application |
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