JP2006303744A - 高周波電力増幅装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低パワー時の高周波電力増幅装置の高効率化を実現し、また低パワー時の電力増幅器の温度特性を改善する。
【解決手段】高周波電力増幅用トランジスタ２と、高周波電力増幅用トランジスタのベースにバイアス電流を供給するバイアス供給回路５１と、前記高周波電力増幅用ランジスタのベースとバイアス供給回路の間に接続されたバイアス制御回路５２を備えており、前記バイアス制御回路は高周波電力増幅用トランジスタの電源３２に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動体通信機器等に用いられる電力増幅器に関するものである。特に、低出力時の消費電流の低減に関するものである。

近年、携帯電話に代表される移動体通信機器は、小型化、長通話時間化へと急速に進んでいる。このため、通話時消費電力の大半を占める、送信用電力増幅器においては、より一層の高効率化が強く求められている。

特に、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）に代表される近年の通信方式では、パワーコントロール機能というものがある。これは、基地局に近い距離に端末がある場合、その端末は送信出力を下げて、基地局への通信を行う機能（Low Power Mode）である。

この時、送信用電力増幅器は、高パワー出力（約27.0dBm）から低パワー出力（約13dBm）に動作が切り替わることになる。この低パワー時において、送信用電力増幅器は、十分に線形性が得られる範囲で動作している。このため、線形性を維持しながら、バイアス点を下げること（動作電流を低減すること）が可能である。そこで、移動体通信端末において高効率化を図るため、図９に示すように構成したものがある。

図９において、１はバイアス供給用トランジスタ、２は高周波電力増幅用のトランジスタ、１１，１２，１３，１６は抵抗、１４，１５は温度補償用のショットキーダイオード、３１はバイアス供給用トランジスタ１のベース電位を決定するＶｃｔｒｌ電圧、３２は電力増幅用トランジスタ２のコレクタに電位を与えるＶｃｃ電圧である。電力増幅用トランジスタ２のコレクタのアイドル電流値は、Ｖｃｔｒｌ電圧３１、バイアス供給用トランジスタ１、抵抗１１，１２，１３，１６、ショットキーダイオード１４，１５により生成されるベース電流により決定され、Ｖｃｔｒｌ電圧３１を可変して高周波電力増幅用のトランジスタ２のバイアス点を制御している。

図１０は（特許文献１）に示されているもので、図９の制御性を改善するために、バイアス供給用トランジスタ１のエミッタに電力制御用トランジスタ３，抵抗２１，２２を新たに追加し、電力制御用トランジスタ３のベースに抵抗２１を介して電力制御電圧３３を加えるようにしている。この構成により、電力制御電圧３３を印加することにより低パワー時の電力増幅用トランジスタ２のコレクタのアイドル電流値の低減を可能としている。
特開２００３−５１７２０

しかし、図９に示した電力増幅器用バイアス回路では、低パワー時にＶｃｔｒｌ電圧３１を制御することで高周波電力増幅用トランジスタ２の動作電流を制御（制限）する場合、百ｍＶ単位でＶｃｔｒｌ電圧３１を制御（例えば２．８Ｖから２．７Ｖに制御）する必要があり、制御が困難で、特殊な回路や外部に精度の高いレギュレータを必要とするという問題がある。また図９に示す回路では、ダイオード１４，１５により高周波電力増幅用トランジスタ２の温度特性を補償するように動作しているが、低パワー時にＶｃｔｒｌ電圧３１で高周波電力増幅用トランジスタ２の動作電流を制御（制限）した場合、ダイオード１４，１５に流れる電流が減少するため、温度補償効果が低減するという問題がある。

図１０に示す例では、上記課題を解決するための提案がなされているが、Ｖｃｔｒｌ電源３１、高周波電力増幅器用トランジスタ２の電源３２の他に、バイアス制御用の電源３３が必要であり、制御が複雑な構成となっている。また、効率改善効果もバイアス制御のみによるものである。

本発明の目的は、上記課題を解決するものであり、さらに低パワー時の電力増幅装置の大幅な高効率化を実現し、電流制御（制限）の制御性に優れかつ簡素な構成の高周波電力増幅装置を提供することである。

本発明の請求項１記載の高周波電力増幅装置は、高周波電力増幅用トランジスタと、高周波電力増幅用トランジスタのベースにバイアス電流を供給するバイアス供給回路と、前記高周波電力増幅用トランジスタのベースとバイアス供給回路の間に接続されたバイアス制御回路からなり、前記バイアス制御回路を、高周波電力増幅用トランジスタの電源電圧に対応して高周波電力増幅用トランジスタのバイアス電流を制御するよう構成したことを特徴とする。

本発明の請求項２記載の高周波電力増幅装置は、請求項１において、バイアス制御回路は、コレクタが前記バイアス供給回路の出力と高周波電力増幅用トランジスタのベースの間に接続されたバイアス制御用トランジスタと、 コレクタが前記バイアス制御用トランジスタのベースに接続されたインバータ用トランジスタとを備え、前記インバータ用トランジスタのベースを高周波電力増幅用トランジスタの電源に接続したことを特徴とする。

本発明の請求項３記載の高周波電力増幅装置は、請求項１において、バイアス制御回路は、コレクタが前記バイアス供給回路の出力と高周波電力増幅用トランジスタのベースの間に接続されたバイアス制御用トランジスタと、コレクタが前記バイアス制御用トランジスタのベースに接続されたインバータ用トランジスタとエミッタが前記インバータ用トランジスタのベースに接続されたトランジスタとを備え、前記トランジスタのコレクタを高周波電力増幅用トランジスタの電源に接続し前記トランジスタのベースに電力制御信号を印加したことを特徴とする。

本発明の請求項４記載の高周波電力増幅装置は、請求項２または請求項３において、前記バイアス制御用トランジスタのベースとコレクタを抵抗を介して接続したことを特徴とする。

本発明の請求項５記載の高周波電力増幅装置は、請求項２または請求項３において、前記バイアス制御用トランジスタのベースとエミッタを抵抗を介して接続したことを特徴とする。

本発明の請求項６記載の高周波電力増幅装置は、請求項２または請求項３において、前記バイアス制御用トランジスタのベースとコレクタを抵抗を介して接続し、前記バイアス制御用トランジスタのベースとエミッタを抵抗を介して接続したことを特徴とする。

本発明の請求項７記載の高周波電力増幅装置は、請求項２〜請求項６の何れかにおいて、前記バイアス制御用トランジスタのエミッタにショットキーダイオードまたはＰＮ接合ダイオードを直列に接続したことを特徴とする。

本発明の請求項８記載の多段高周波電力増幅器は、少なくとも２段以上で構成される多段高周波電力増幅器において、請求項１〜請求項７の何れかに記載の高周波電力増幅装置を少なくとも１つ以上設けたことを特徴とする。

本発明の高周波電力増幅装置によれば、低パワー時の効率を大きく改善することが可能である。またバイアス制御回路の工夫により、低パワー時の所望の効率特性の実現が可能である。さらにバイアス制御回路の工夫により、低パワー時の温度補償機能を付加することが可能であり、低パワー時の電力増幅器の温度特性を大幅に改善することができる。

本発明の請求項１の構成では、高周波電力増幅用トランジスタの電源電圧と動作電流が同時に制御されるため、高周波電力増幅装置の大幅な効率向上が可能となる。
また、本発明の請求項２の構成では、低パワー時に高周波電力増幅用トランジスタの電源電圧を低下させることで、バイアス制御用トランジスタが働き、高周波電力増幅トランジスタの動作電流を低減することが可能である。

また、本発明の請求項３の構成では、動作的には請求項２記載のバイアス制御回路と同様の動作を示し、低パワー時に高周波電力増幅用トランジスタの電源電圧を低下させることで、バイアス制御用トランジスタが働き、高周波電力増幅トランジスタの動作電流を低減することが可能である。さらに、消費電流低減用のトランジスタの追加により、バイアス制御回路の低消費電流低減が可能となる。

また、本発明の請求項４の構成では、バイアス制御用トランジスタのベース端子電圧に対する動作電流の変化を、抵抗の値を変えることによって任意の電流依存性を得ることが可能である。

また、本発明の請求項５の構成では、バイアス制御用トランジスタのベース端子電圧に対する動作電流の変化を、抵抗の値を変えることによって任意の電流依存性を得ることが可能である。

また、本発明の請求項６の構成では、バイアス制御用トランジスタのベース端子電圧に対する動作電流の変化を、抵抗の値を変えることによって任意の電流依存性を得ることが可能である。

また、本発明の請求項７の構成では、バイアス制御用トランジスタのベースに電圧が印加されて高周波電力増幅用トランジスタの電流低減を図った場合、ＰＮ接合ダイオードが電力増幅用トランジスタの温度特性変動を補償する温度補償機能を発揮するという作用が得られる。また、ＰＮ接合ダイオードに代わってショットキーダイオードを使用した場合には、さらに強い温度補償機能を発揮するという作用が得られる。

以下、発明の各実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１，図２（ａ）（ｂ）は本発明の（実施の形態１）を示している。

図１は（実施の形態１）の高周波電力増幅装置６１の構成を示し、高周波電力増幅用トランジスタ２とバイアス供給回路５１およびバイアス制御回路５２を有している。バイアス供給回路５１にはＶｃｔｒｌ端子６２を介してＶｃｔｒｌ電圧３１が印加されており、高周波電力増幅用トランジスタ２のコレクタには電源電圧端子６３を介して電源３２から電源電圧が印加されている。また、バイアス制御回路５２の制御信号入力にも電源３２から電源電圧が印加されている。

図２（ａ）はその具体的な回路図を示す。
高周波電力増幅用トランジスタ２のコレクタは電源電圧端子６３に接続され、高周波電力増幅用トランジスタ２のエミッタは基準電位に接続されている。

バイアス供給回路５１は、Ｖｃｔｒｌ端子６２と基準電位との間に抵抗１６と温度補償用のショットキーダイオード１４と抵抗１１を直列に接続し、バイアス供給用トランジスタ１のベースを抵抗１６とダイオード１４との接続点に接続し、バイアス供給用トランジスタ１のエミッタと前記基準電位との間に温度補償用のショットキーダイオード１５と抵抗１２を直列に接続し、バイアス供給用トランジスタ１のコレクタをＶｃｔｒｌ端子６２に接続し、バイアス供給用トランジスタ１のエミッタを抵抗１３を介して前記高周波電力増幅用トランジスタ２のベースに接続して構成されている。

バイアス制御回路５２は、バイアス制御用トランジスタ３とバイアス制御用トランジスタ３の制御信号を反転させるインバータ用トランジスタ４を有しており、バイアス制御用トランジスタ３のコレクタを、バイアス供給回路５１の出力と高周波電力増幅用トランジスタ２のベースの間、さらに具体的には、バイアス制御用トランジスタ３のコレクタをバイアス供給用トランジスタ１のエミッタと抵抗１３との接続点に接続し、 バイアス制御用トランジスタ３のエミッタを抵抗２１を介して基準電位に接続し、バイアス制御用トランジスタ３のベースをインバータ用トランジスタ４のコレクタと抵抗２３との接続点に接続し、インバータ用トランジスタ４のエミッタを抵抗２５を介して基準電位に接続し、抵抗２４を介してインバータ用トランジスタ４のベースとエミッタを接続し、インバータ用トランジスタ４のベースを抵抗２２を介して電源電圧端子６３に接続し、バイアス制御用トランジスタ３のベースとインバータ用トランジスタ４のコレクタとの接続点を抵抗２３を介してＶｃｔｒｌ端子６２に接続して構成されている。

４１は高周波電力増幅用トランジスタ２のアイドル電流、４２は高周波電力増幅用トランジスタ２のベース電流、４３はバイアス制御用トランジスタ３のコレクタ電流を表している。

このバイアス制御回路５２のインバータ用トランジスタ４のベースには抵抗２２を介して電源３２から給電され、バイアス制御用トランジスタ３のベースには抵抗２３を介してＶｃｔｒｌ電圧３１から給電されている。

この（実施の形態１）の高周波電力増幅装置６１は、低パワー時に電源電圧３２を低下させることで、インバータ用トランジスタ４がオフ状態となる。インバータ用トランジスタ４がオフ状態となると、バイアス制御用トランジスタ３がオン状態となり、バイアス制御用トランジスタ３のコレクタ電流４３が流れる。このため、高周波電力増幅用トランジスタ２のベース電流４２が減少し、その結果、高周波電力増幅用トランジスタのアイドル電流４１が減少する。

図２（ｂ）は高周波電力増幅用トランジスタ２の電源電圧３２に対するアイドル電流４１の依存性を実線Ａ１で示しており、高周波電力増幅用トランジスタの電源電圧３２が約３Ｖ付近までは高いアイドル電流４１を示し、３Ｖから１Ｖ付近にかけて電流が減少し、その後アイドル電流が安定する。

このように、高周波電力増幅用トランジスタの電源電圧３２を制御することで、低パワー時の電流制御を可能としており、電源電圧低減による効率向上の効果と、バイアス制御による効率向上の効果を同時に実現でき、高周波電力増幅装置の大幅な高効率化が達成できる優位性がある。

（実施の形態２）
図３（ａ）（ｂ）は本発明の（実施の形態２）を示し、バイアス制御回路５２の一部を構成しているインバータ用トランジスタ４のベース回路にバイアス制御回路の消費電流低減のためのトランジスタ５が追加されている点だけが図２（ａ）とは異なっている。

具体的には、トランジスタ５のエミッタはインバータ用トランジスタ４のベースに接続され、コレクタは高周波電力増幅用トランジスタ２の電源に接続し、ここではトランジスタ５のコレクタは抵抗２２を介して電源電圧端子６３に接続されている。トランジスタ５のベースは、電力制御信号としてのＶｃｔｒｌ電圧３１が印加されるＶｃｔｒｌ端子６２に抵抗２６を介して接続されている。

この構成によると、本発明の（実施の形態１）と同様に、低パワー時に高周波電力増幅用トランジスタ２の電源電圧３２を低下させることで、インバータ用トランジスタ４がオフ状態となる。インバータ用トランジスタ４がオフ状態となると、バイアス制御用トランジスタ３がオン状態となり、バイアス制御用トランジスタ３のコレクタ電流４３が流れる。このため、高周波電力増幅用トランジスタ２のベース電流４２が減少し、その結果、高周波電力増幅用トランジスタのアイドル電流４１が減少する。

図３（ｂ）に実施の形態２の高周波電力増幅用トランジスタの電源電圧３２に対する高周波電力増幅用トランジスタのアイドル電流４１の依存性を示す。図２（ｂ）と同様の依存性を示し、この（実施の形態２）においても、高周波電力増幅用トランジスタの電源電圧を制御することで、低パワー時の電流制御を可能としており、電源電圧低減による効率向上の効果と、バイアス制御による効率向上の効果を同時に実現でき、高周波電力増幅装置の大幅な高効率化が達成できる。

さらに、トランジスタ５と抵抗２６を付加した効果を（実施の形態１）の構成と対比して説明する。
高周波電力増幅装置のオフ時には、バイアス供給用トランジスタ１のベース電位を決定するＶｃｔｒｌ電圧３１を０Ｖにすることで、高周波電力増幅装置をオフ状態にするが、（実施の形態１）においては、Ｖｃｔｒｌ電圧３１を０Ｖとした場合にも、高周波電力増幅用トランジスタ３２から抵抗２２，２４，２５を介してグランドに接続する経路があり、この経路に電流が流れることでオフ時にバイアス制御回路での待機電流が流れる。一方、トランジスタ５と抵抗２６を付加した（実施の形態２）においては、トランジスタ５を追加したことで、Ｖｃｔｒｌが０Ｖ時には、トランジスタ５がオフ状態となり、高周波電力増幅用トランジスタの電源電圧３２からグランドへの経路が遮断され、オフ時にバイアス制御回路の待機電流を無くしてバイアス制御回路５２の消費電流低減が可能である。

（実施の形態３）
図４（ａ）（ｂ）は本発明の（実施の形態３）を示し、バイアス制御回路５２の一部を構成しているバイアス制御用トランジスタ３のベースとコレクタの間に抵抗２７を接続した点だけが図３（ａ）とは異なっている。

この構成によると、バイアス制御用トランジスタ３のベース端子電圧に対する高周波電力増幅用トランジスタ２のアイドル電流４１の変化を、抵抗２７の値を変えることによってコントロールすることが可能で、結果として、高周波電力増幅用トランジスタの電源電圧３２に対するアイドル電流４１の依存性をコントロールすることが可能である。よって、抵抗２７の値を変えることにより所望のアイドル電流依存性を得ることが可能となる。

さらに、抵抗２７を付加した効果を（実施の形態２）の構成の場合と対比して具体的に説明する。
図４（ｂ）では、（実施の形態２）の場合の電源電圧３２に対するアイドル電流４１の依存性を実線Ａで示し、図４（ａ）の場合の電源電圧３２に対するアイドル電流４１の依存性を破線Ｂで示している。

この図４（ｂ）より、抵抗２７を付加することで電源電圧３２に対するアイドル電流４１の依存性が緩やかになるが、この理由は、抵抗２７を付加した場合、バイアス制御用トランジスタ３がオン状態の時、バイアス制御用トランジスタ３のベースには、抵抗２３と抵抗２７との分配比で決まる電圧がかかることになる。このため、バイアス制御用トランジスタ３のベース電圧は、抵抗２７を付加しない場合と比べて緩やかに変化することとなる。またこのとき、抵抗２７が接続されている高周波電力増幅用トランジスタ２のベース電圧は、トランジスタのしきい値以上の電圧がかかるため、しきい値電圧は変わらない。このため、図４（ｂ）のアイドル電流の依存性は破線Ｂのように、実線Ａに比べて緩やかになる。

なお、この（実施の形態３）では図３（ａ）の構成に抵抗２７を追加した場合を例に挙げて説明したが、同様に図２（ａ）の構成におけるバイアス制御用トランジスタ３のベースとコレクタ間を抵抗２７で接続しても同様の効果が得られる。

（実施の形態４）
図５（ａ）（ｂ）は本発明の（実施の形態４）を示し、バイアス制御回路５２の一部を構成しているバイアス制御用トランジスタ３のベースとエミッタの間に抵抗２８を接続した点だけが図３（ａ）とは異なっている。

この構成によると、バイアス制御用トランジスタ３のベース端子電圧に対する高周波電力増幅用トランジスタ２のアイドル電流４１の変化を、抵抗２８の値を変えることによってコントロールすることが可能で、結果として、高周波電力増幅用トランジスタ２の電源電圧３２に対するアイドル電流４１の依存性をコントロールすることが可能である。よって、抵抗２８の値を変えることにより所望のアイドル電流依存性を得ることが可能となる。

さらに、抵抗２８を付加した効果を（実施の形態２）の構成の場合と対比して具体的に説明する。
図５（ｂ）では、（実施の形態２）の場合の電源電圧３２に対するアイドル電流４１の依存性を実線Ａで示し、図５（ａ）の場合の電源電圧３２に対するアイドル電流４１の依存性を一点鎖線Ｃで示している。

図４（ｂ）より、抵抗２８を付加することで電源電圧３２に対するアイドル電流４１の依存性が緩やかになるが、この理由は、抵抗２８を付加した場合、バイアス制御用トランジスタ３がオン状態の時、バイアス制御用トランジスタ３のベースには、抵抗２３，２８，２１の分圧比で決まる電圧がかかることになる。このため、バイアス制御用トランジスタ３のベース電圧が、抵抗２８を付加しない時と比べて低くなるため、図４（ｂ）に示すようにアイドル電流４１の電源電圧３２依存性は、（実施の形態２）の依存性Ａに対して低電圧側へ平行にシフトした形となる。

なお、この（実施の形態４）では図３（ａ）の構成に抵抗２８を追加した場合を例に挙げて説明したが、同様に図２（ａ）の構成におけるバイアス制御用トランジスタ３のベースとエミッタ間を抵抗２８で接続しても同様の効果が得られる。

（実施の形態５）
図６（ａ）（ｂ）は本発明の（実施の形態５）を示し、バイアス制御回路５２の一部を構成しているバイアス制御用トランジスタ３のベースとコレクタの間に抵抗２７を接続し、さらに、バイアス制御用トランジスタ３のベースとエミッタの間に抵抗２８を接続した点だけが図３（ａ）とは異なっている。

この構成によると、バイアス制御用トランジスタ３のベース端子電圧に対する高周波電力増幅用トランジスタ２のアイドル電流４１の変化を、抵抗２７，２８の値を変えることによってコントロールすることが可能で、結果として、高周波電力増幅用トランジスタ２の電源電圧３２に対するアイドル電流４１の依存性をコントロールすることが可能である。よって、抵抗２７，２８の値を変えることにより所望のアイドル電流依存性を得ることが可能となる。

さらに、抵抗２７，２８を付加した効果を（実施の形態２）（実施の形態３）の構成の場合と対比して具体的に説明する。
図６（ｂ）では、（実施の形態２）〜（実施の形態４）の場合の電源電圧３２に対するアイドル電流４１の依存性をそれぞれ実線Ａ，破線Ｂ，一点鎖線Ｃで示し、図６（ａ）の場合の電源電圧３２に対するアイドル電流４１の依存性を点線Ｄで示している。

図６（ｂ）より、抵抗２７，２８を付加することで、（実施の形態２）に対して（実施の形態３）における効果と（実施の形態４）における効果の組み合わせた効果が得られることがわかる。よって、この（実施の形態５）では、より自由度の高い電源電圧３２に対するアイドル電流４１の依存性を実現することが可能となる。

なお、この（実施の形態５）では図３（ａ）の構成に抵抗２７，２８を追加した場合を例に挙げて説明したが、同様に図２（ａ）の構成におけるバイアス制御用トランジスタ３のベースとコレクタ間，ベースとエミッタ間を、それぞれ抵抗２７，２８で接続しても同様の効果が得られる。

（実施の形態６）
図７（ａ）（ｂ）は本発明の（実施の形態６）を示し、バイアス制御回路５２の一部を構成しているバイアス制御用トランジスタ３のエミッタにショットキーダイオード２９を直列に接続した点だけが図３（ａ）とは異なっている。

この構成によると、高周波電力増幅用トランジスタ２の電源電圧３２を制御してアイドル電流４１の低減を図る場合、ショットキーダイオード２９が高周波電力増幅用トランジスタ２の温度特性を打ち消すように働き、アイドル電流４１の温度変化を低減するという作用が得られる。

（実施の形態６）の特徴を説明するため、図７（ｂ）にアイドル電流の温度依存性を示す。ここで、破線Ｅ１は（実施の形態２）における電源電圧３２が高い高パワー時の温度依存性、一点鎖線Ｅ２は（実施の形態２）における低パワー時の温度依存性、実線Ｅ３は（実施の形態６）における低パワー時の温度依存性を示す。

破線Ｅ１に示す高パワー時の温度依存性は、バイアス供給回路５１内のショットキーダイオード１４，１５と高周波電力増幅用トランジスタ２の温度補償効果でアイドル電流４１の温度変化が低減されている。しかし、点線Ｅ２に示す低パワー時には、その温度補償のバランスが崩れ、高温時にアイドル電流４１が増加する傾向となる。

一方、実線Ｅ３に示す（実施の形態６）によれば、ショットキーダイオード２９が、低パワー時における高周波電力増幅用トランジスタ２の温度特性を打ち消すように働くため、アイドル電流４１の温度変化を大幅に改善することが可能である。その他の効果は（実施の形態２）と同様である。

ここではショットキーダイオード２９を使用した場合を例に挙げて説明したが、バイアス制御用トランジスタ３のエミッタにＰＮ接合ダイオードを直列に接続しても、同様の温度補償効果が得られる。

なお、ここでは（実施の形態２）の構成にショットキーダイオード２９を追加した場合を例に挙げて説明したが、図２（ａ）または図４（ａ）または図５（ａ）または図６（ａ）におけるバイアス制御用トランジスタ３のエミッタにショットキーダイオード２９またはＰＮ接合ダイオードを直列に接続しても、同様の温度補償効果が得られる。

（実施の形態７）
図８は（実施の形態２）の高周波電力増幅装置を２段構成にした多段高周波電力増幅器を示す。

高周波入力端子７４に入力された高周波信号は、入力整合回路７１を介して初段の高周波電力増幅装置６１ａの高周波電力増幅用トランジスタ２のベースに供給され、増幅して高周波電力増幅用トランジスタ２のコレクタに発生した高周波信号は、段間整合回路７２を介して次段の高周波電力増幅装置６１ｂの高周波電力増幅用トランジスタ２のベースに供給され、増幅して高周波電力増幅用トランジスタ２のコレクタに発生する。この高周波信号は、出力整合回路７３を介して高周波出力端子７５から出力される。

ここでは、初段と次段の両方の高周波電力増幅装置６１ａ，６１ｂのバイアス制御回路５２として図３（ａ）に示した回路を使用したので、低パワー時における大幅な効率改善が可能である。

また、このような多段高周波電力増幅器は、（実施の形態１）（実施の形態３）〜（実施の形態５）にも適用することができ、その場合にも同様の効果が得られる。
さらに、ここでは初段、次段ともに図３（ａ）に示した回路を使用したが、次段のみに本発明の高周波電力増幅装置を使用したり、前段と後段で異なる回路構成の高周波電力増幅装置を使用することで、高周波電力増幅器の特性最適化が可能となる。

本発明は移動体通信機器やこの移動体通信機器を通信手段として搭載した各種機器の消費電流の低減を実現し、電源がバッテリであっても長期間にわたって安定した通信を実現できる。

本発明の高周波電力増幅装置の構成を示す図 本発明の（実施の形態１）における高周波電力増幅装置の回路図と電源電圧とアイドル電流の依存性を示す特性図 本発明の（実施の形態２）における高周波電力増幅装置の回路図と電源電圧とアイドル電流の依存性を示す特性図 本発明の（実施の形態３）における高周波電力増幅装置の回路図と電源電圧とアイドル電流の依存性を示す特性図 本発明の（実施の形態４）における高周波電力増幅装置の回路図と電源電圧とアイドル電流の依存性を示す特性図 本発明の（実施の形態５）における高周波電力増幅装置の回路図と電源電圧とアイドル電流の依存性を示す特性図 本発明の（実施の形態６）における高周波電力増幅装置の回路図とアイドル電流の温度依存性を示す特性図 本発明の（実施の形態７）における多段高周波電力増幅器の構成を示す回路図 従来の高周波電力増幅器の回路図 別の従来例の回路図

符号の説明

１ バイアス供給用トランジスタ
２ 高周波電力増幅用トランジスタ
３ バイアス制御用トランジスタ
４ インバータ用トランジスタ
５ バイアス制御回路の消費電流低減のためのトランジスタ５
３１ Ｖｃｔｒｌ電圧
３２ 高周波電力増幅用トランジスタの電源電圧
４１ 高周波電力増幅用トランジスタのアイドル電流
４２ 高周波電力増幅用トランジスタのベース電流
４３ バイアス制御用トランジスタのコレクタ電流
５１ バイアス供給回路
５２ バイアス制御回路
６１ 高周波電力増幅装置
６１ａ 初段の高周波電力増幅装置
６１ｂ 次段の高周波電力増幅装置

Claims (8)

1. 高周波電力増幅用トランジスタと、高周波電力増幅用トランジスタのベースにバイアス電流を供給するバイアス供給回路と、前記高周波電力増幅用トランジスタのベースとバイアス供給回路の間に接続されたバイアス制御回路からなり、前記バイアス制御回路を、高周波電力増幅用トランジスタの電源電圧に対応して高周波電力増幅用トランジスタのバイアス電流を制御するよう構成した
   高周波電力増幅装置。
2. バイアス制御回路は、
   コレクタが前記バイアス供給回路の出力と高周波電力増幅用トランジスタのベースの間に接続されたバイアス制御用トランジスタと、
   コレクタが前記バイアス制御用トランジスタのベースに接続されたインバータ用トランジスタとを備え、前記インバータ用トランジスタのベースを高周波電力増幅用トランジスタの電源に接続した
   請求項１記載の高周波電力増幅装置。
3. バイアス制御回路は、
   コレクタが前記バイアス供給回路の出力と高周波電力増幅用トランジスタのベースの間に接続されたバイアス制御用トランジスタと、
   コレクタが前記バイアス制御用トランジスタのベースに接続されたインバータ用トランジスタと
   エミッタが前記インバータ用トランジスタのベースに接続されたトランジスタと
   を備え、前記トランジスタのコレクタを高周波電力増幅用トランジスタの電源に接続し前記トランジスタのベースに電力制御信号を印加した
   請求項１記載の高周波電力増幅装置。
4. 前記バイアス制御用トランジスタのベースとコレクタを抵抗を介して接続した
   請求項２または請求項３に記載の高周波電力増幅装置。
5. 前記バイアス制御用トランジスタのベースとエミッタを抵抗を介して接続した
   請求項２または請求項３に記載の高周波電力増幅装置。
6. 前記バイアス制御用トランジスタのベースとコレクタを抵抗を介して接続し、前記バイアス制御用トランジスタのベースとエミッタを抵抗を介して接続した
   請求項２または請求項３に記載の高周波電力増幅装置。
7. 前記バイアス制御用トランジスタのエミッタにショットキーダイオードまたはＰＮ接合ダイオードを直列に接続した
   請求項２〜請求項６の何れかに記載の高周波電力増幅装置。
8. 少なくとも２段以上で構成される多段高周波電力増幅器において、請求項１〜請求項７の何れかに記載の高周波電力増幅装置を少なくとも１つ以上設けた
   多段高周波電力増幅器。

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