JP2006333107A - Bias circuit and power amplifier using the same, and radio communication device - Google Patents

Bias circuit and power amplifier using the same, and radio communication device Download PDF

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JP2006333107A JP2005154189A JP2005154189A JP2006333107A JP 2006333107 A JP2006333107 A JP 2006333107A JP 2005154189 A JP2005154189 A JP 2005154189A JP 2005154189 A JP2005154189 A JP 2005154189A JP 2006333107 A JP2006333107 A JP 2006333107A
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弘憲 長沢
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bias circuit capable of obtaining high output with less distortion and a power amplifier using the same, and a radio communication device. <P>SOLUTION: The bias circuit is equipped with a bias circuit 12 having a voltage dividing circuit 13 which divides a first voltage to a specified value, a capacitor C2 which has one end connected to an output terminal Vout of the voltage dividing circuit 13 and the other end grounded, a first transistor Q1 which has a base b1 connected to the output terminal Vout of the voltage dividing circuit 13 through a resistor R2 and a collector c1 connected to a second power source, and a second transistor Q2 which has a collector c2 connected to an emitter e1, the collector c2 and a base b2 connected to each other, and an emitter e2 grounded, and a power amplification section 11 having a third transistor Q3 having a base b3 connected to the emitter e1 through a coil L. A high-frequency signal Pl leaking from the coil L is bypassed through equivalent capacity Hfe1×C2 and a negative feedback resistor R2 suppresses a decrease in Hfe1 during a large-amplitude operation. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、バイアス回路およびそれを用いた電力増幅器、無線通信装置に係り、特に低歪で高出力を得るのに好適な手段を備えたバイアス回路およびそれを用いた電力増幅器、無線通信装置に関する。   The present invention relates to a bias circuit, a power amplifier using the bias circuit, and a radio communication apparatus, and more particularly to a bias circuit including means suitable for obtaining a high output with low distortion, a power amplifier using the bias circuit, and a radio communication apparatus. .

従来、高周波電力増幅器に使用される電力増幅用トランジタスのベースバイアス回路として、2個直列に接続したダイオードと、エミッタフォロワトランジスタとを有する回路が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a circuit having two diodes connected in series and an emitter follower transistor is known as a power amplification transistor base bias circuit used in a high-frequency power amplifier (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に開示されたバイアス回路は、コレクタとベースが接続されたトランジスタを2個直列接続してなり、アノードが抵抗を介して制御電源に接続され、カソードが接地されたダイオードと、アノードにベースが接続され、エミッタが抵抗を介して接地されたトランジスタとを具備し、エミッタと抵抗の接続点が高周波遮断チョークコイルを介して高周波増幅用トランジスタのベースに接続されている。   The bias circuit disclosed in Patent Document 1 is formed by connecting two transistors having a collector and a base connected in series, an anode connected to a control power source through a resistor, a cathode grounded, and an anode A transistor having a base connected and an emitter grounded via a resistor, and a connection point between the emitter and the resistor connected to the base of the high frequency amplifying transistor via a high frequency cutoff choke coil.

然しながら、特許文献1に開示されたバイアス回路では、高周波信号がバイアス回路側へリークし易いという問題がある。   However, the bias circuit disclosed in Patent Document 1 has a problem that high-frequency signals are likely to leak to the bias circuit side.

即ち、高周波トランジスタのベースからバイアス回路側をみたインピーダンスが高周波トランジスタの入力インピーダンスに対して充分大きくない場合に、高周波信号の一部が高周波遮断チョークコイルを流れて、バイアス回路側へのリークが生じる。   That is, when the impedance viewed from the base of the high frequency transistor to the bias circuit side is not sufficiently large with respect to the input impedance of the high frequency transistor, a part of the high frequency signal flows through the high frequency cutoff choke coil and leaks to the bias circuit side. .

その結果、エミッタフォロワトランジスタの非線形性に起因してエミッタ電位の低下が生じるため、高周波トランジスタのベース電位も低下し、高周波トランジスタの利得が低下するという問題がある。   As a result, the emitter potential is lowered due to the non-linearity of the emitter follower transistor, so that there is a problem that the base potential of the high frequency transistor is also lowered and the gain of the high frequency transistor is lowered.

高周波トランジスタへの入力電力が大きくなるほど、高周波トランジスタのベース電位が低下するので、高周波トランジスタの入力電力の増加に対して高周波トランジスタの出力電力が追従できなくなり、歪が発生するという問題がある。   As the input power to the high-frequency transistor increases, the base potential of the high-frequency transistor decreases, so that there is a problem that the output power of the high-frequency transistor cannot follow the increase in input power of the high-frequency transistor and distortion occurs.

そのため、バイアス回路と電力増幅回路とを集積化する場合に、チップサイズの制約によりインダクタンスの大きな高周波遮断チョークコイルを形成することが困難なため、低歪で、且つ高出力の電力増幅器が得られないという問題がある。
特開2002−335135号公報(4頁、図2(b)、図4)
Therefore, when integrating a bias circuit and a power amplifier circuit, it is difficult to form a high-frequency cut-off choke coil with a large inductance due to chip size restrictions, and a low-distortion and high-output power amplifier can be obtained. There is no problem.
JP 2002-335135 A (page 4, FIG. 2 (b), FIG. 4)

本発明は、低歪で、且つ高出力が得られるバイアス回路およびそれを用いた電力増幅器、無線通信装置を提供する。   The present invention provides a bias circuit with low distortion and high output, a power amplifier using the bias circuit, and a wireless communication device.

本発明の一態様のバイアス回路は、第1の電源に接続され、第1の電圧を所定の値に分圧する分圧回路と、前記分圧回路の出力端に一端が接続され、他端が接地されたコンデンサと、前記分圧回路の出力端に抵抗を介してベースが接続され、第2の電源にコレクタが接続された第1トランジスタと、前記第1トランジスタのエミッタにコレクタが接続され、該コレクタとベースが直接または抵抗を介して接続され、エミッタが接地された第2トランジスタと、を具備することを特徴としている。   A bias circuit according to one embodiment of the present invention is connected to a first power supply, the voltage dividing circuit that divides the first voltage into a predetermined value, one end connected to the output end of the voltage dividing circuit, and the other end A grounded capacitor, a base connected to the output terminal of the voltage dividing circuit via a resistor, a first transistor having a collector connected to a second power supply, and a collector connected to the emitter of the first transistor; And a second transistor in which the collector and the base are connected directly or through a resistor and the emitter is grounded.

本発明の一態様の電力増幅器は、第1の電源に接続され、第1の電圧を所定の値に分圧する分圧回路と、前記分圧回路の出力端に一端が接続され、他端が接地されたコンデンサと、前記分圧回路の出力端に抵抗を介してベースが接続され、第2の電源にコレクタが接続された第1トランジスタと、前記第1トランジスタのエミッタにコレクタが接続され、該コレクタとベースが直接または抵抗を介して接続され、エミッタが接地された第2トランジスタと、を備えたバイアス回路と、前記第1トランジスタのエミッタにコイルを介してベースが接続され、第3の電源にコレクタが接続され、エミッタが接地された第3トランジスタを備え、高周波信号を増幅する電力増幅部と、を具備することを特徴としている。   A power amplifier of one embodiment of the present invention is connected to a first power supply, and a voltage dividing circuit that divides the first voltage into a predetermined value, one end connected to the output end of the voltage dividing circuit, and the other end A grounded capacitor, a base connected to the output terminal of the voltage dividing circuit via a resistor, a first transistor having a collector connected to a second power supply, and a collector connected to the emitter of the first transistor; A bias circuit comprising: a second transistor having a collector and a base connected directly or via a resistor and an emitter grounded; a base connected to the emitter of the first transistor via a coil; A power amplifying unit for amplifying a high-frequency signal; and a third transistor having a collector connected to a power source and an emitter grounded.

本発明の一態様の無線通信装置は、外部から入力された入力信号に基づいて、高周波信号を変調する信号変調手段と、第1の電源に接続され、第1の電圧を所定の値に分圧する分圧回路と、前記分圧回路の出力端に一端が接続され、他端が接地されたコンデンサと、前記分圧回路の出力端に抵抗を介してベースが接続され、第2の電源にコレクタが接続された第1トランジスタと、前記第1トランジスタのエミッタにコレクタが接続され、該コレクタとベースが直接または抵抗を介して接続され、エミッタが接地された第2トランジスタとを備えたバイアス回路と、前記第1トランジスタのエミッタにコイルを介してベースが接続され、第3の電源にコレクタが接続され、エミッタが接地された第3トランジスタを備え、前記変調された高周波信号を増幅する電力増幅部と、前記増幅された信号を送信するアンテナと、を具備することを特徴としている。   A wireless communication device of one embodiment of the present invention is connected to a signal modulation unit that modulates a high-frequency signal based on an input signal input from the outside and a first power supply, and divides the first voltage into a predetermined value. A voltage dividing circuit to be compressed, a capacitor having one end connected to the output terminal of the voltage dividing circuit and the other end grounded, and a base connected to the output terminal of the voltage dividing circuit via a resistor, to a second power source A bias circuit comprising: a first transistor having a collector connected; and a second transistor having a collector connected to the emitter of the first transistor, the collector and the base connected directly or via a resistor, and the emitter grounded. A third transistor having a base connected to the emitter of the first transistor via a coil, a collector connected to a third power source, and an emitter grounded, and the modulated high frequency A power amplifier for amplifying a signal, is characterized by comprising an antenna for transmitting the amplified signal.

本発明によれば、低歪で、且つ高出力が得られるバイアス回路およびそれを用いた電力増幅器、無線通信装置が提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a bias circuit with low distortion and high output, a power amplifier using the bias circuit, and a wireless communication device.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の実施例1に係るバイアス回路およびそれを用いた電力増幅器の構成を示す回路図である。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a bias circuit and a power amplifier using the same according to Embodiment 1 of the present invention.

図1に示すように、本実施例の電力増幅器10は、電力増幅部11と、電力増幅部11にコイルLを介して接続され、バイアス電圧Vbiを供給するバイアス回路12とを具備している。   As shown in FIG. 1, the power amplifier 10 of the present embodiment includes a power amplifying unit 11 and a bias circuit 12 connected to the power amplifying unit 11 via a coil L and supplying a bias voltage Vbi. .

バイアス回路12は、第1の電源(図示せず)に抵抗R1を介して接続され、制御電圧V1を所定の値に分圧する分圧回路13と、コレクタc1が第2の電源(図示せず)に接続され、交流的にはコンデンサC1を介して接地された第1トランジスタQ1と、第1トランジスタQ1のエミッタe1にコレクタc2が接続され、コレクタc2とベースb2が接続され、エミッタe2が接地された第2トランジスタQ2とを具備している。   The bias circuit 12 is connected to a first power source (not shown) via a resistor R1, and a voltage dividing circuit 13 that divides the control voltage V1 into a predetermined value and a collector c1 are connected to a second power source (not shown). ), And in terms of alternating current, the first transistor Q1 is grounded via the capacitor C1, and the emitter c1 is connected to the emitter e1 of the first transistor Q1, the collector c2 and the base b2 are connected, and the emitter e2 is grounded. The second transistor Q2 is provided.

分圧回路13は、ベースb4とコレクタc4が、所謂ダイオード接続された第4トランジスタQ4と、ベースb5とコレクタc5が接続された第5トランジスタQ5の直列回路を有し、第4トランジスタQ4のコレクタc4が第1の電源に抵抗R1を介して接続され、第5トランジスタQ5のエミッタe5が接地されている。   The voltage divider circuit 13 has a series circuit of a fourth transistor Q4 in which a base b4 and a collector c4 are so-called diode-connected, and a fifth transistor Q5 in which a base b5 and a collector c5 are connected, and the collector of the fourth transistor Q4. c4 is connected to the first power supply via the resistor R1, and the emitter e5 of the fifth transistor Q5 is grounded.

更に、分圧回路13の出力端Voutには一端が接地されたコンデンサC2が接続されており、また出力端Voutは抵抗R2を介して第1トランジスタQ1のベースb1に接続されている。   Further, a capacitor C2 having one end grounded is connected to the output terminal Vout of the voltage dividing circuit 13, and the output terminal Vout is connected to the base b1 of the first transistor Q1 via the resistor R2.

ここで、この明細書における「抵抗」とは、配線による寄生抵抗ではなく、例えば、不純物拡散領域や抵抗体膜などで形成されたものを言う。   Here, “resistance” in this specification is not a parasitic resistance due to wiring, but, for example, a resistance formed by an impurity diffusion region or a resistor film.

抵抗R1により、分圧回路13の第4および第5トランジスタQ4、Q5の動作電流が定められ、コンデンサC1により、第1トランジスタQ1が交流的にはコレクタ接地回路として動作する。   The resistor R1 determines the operating currents of the fourth and fifth transistors Q4 and Q5 of the voltage dividing circuit 13, and the capacitor C1 causes the first transistor Q1 to operate as a collector ground circuit in terms of AC.

バイアス回路12は、第1トランジスタQ1のベース電位が第4および第5トランジスタQ4、Q5のベース・エミッタ間電圧の和の電圧(Vbe4+Vbe5)によって定まるように、第1トランジスタQ1のベース電流Ib1よりも充分大きな電流を第4および第5トランジスタQ4、Q5に流している。   The bias circuit 12 is more than the base current Ib1 of the first transistor Q1 so that the base potential of the first transistor Q1 is determined by the sum of the base-emitter voltages of the fourth and fifth transistors Q4 and Q5 (Vbe4 + Vbe5). A sufficiently large current is passed through the fourth and fifth transistors Q4 and Q5.

従って、バイアス回路12のバイアス電圧Vbiは(Vbe4+Vbe5)−Vbe1−R2Ib1≒(Vbe4+Vbe5)−Vbe1となる。   Therefore, the bias voltage Vbi of the bias circuit 12 is (Vbe4 + Vbe5) −Vbe1−R2Ib1≈ (Vbe4 + Vbe5) −Vbe1.

第1乃至第5トランジスタQ1〜Q5が同じトランジスタ、例えばGaAs基板に形成されたInGaP/GaAs系HBT(Hetero junction Bipolar Transistor)の場合に、Vbi〜Vbe〜1.3Vが得られる。   When the first to fifth transistors Q1 to Q5 are the same transistor, for example, an InGaP / GaAs HBT (Hetero Junction Bipolar Transistor) formed on a GaAs substrate, Vbi to Vbe to 1.3 V are obtained.

電力増幅部11は、バイアス回路12の第1トランジスタQ1のエミッタe1に高周波阻止用チョークコイルLを介してベースb3が接続され、第3の電源(図示せず)にコレクタc3が接続され、エミッタe3が接地された第3トランジスタQ3を具備している。   The power amplifier 11 has a base b3 connected to the emitter e1 of the first transistor Q1 of the bias circuit 12 via a high frequency blocking choke coil L, a collector c3 connected to a third power source (not shown), and an emitter The third transistor Q3 is provided with e3 grounded.

第3トランジスタQ3のベースb3は、直流カットコンデンサC3と抵抗R3の直列回路を介して高周波信号発生部14に接続され、コレクタc3は負荷ZLに接続されている。   The base b3 of the third transistor Q3 is connected to the high-frequency signal generator 14 via a series circuit of a DC cut capacitor C3 and a resistor R3, and the collector c3 is connected to the load ZL.

高周波信号発生部14から入力信号Pinがベースb3に入力されると、入力信号Pinは第3トランジスタQ3でAB級増幅され、出力電力Poutが負荷ZLに供給される。   When the input signal Pin is input from the high frequency signal generator 14 to the base b3, the input signal Pin is subjected to class AB amplification by the third transistor Q3, and the output power Pout is supplied to the load ZL.

次に、バイアス回路12のコンデンサC2および抵抗R2の効果について詳しく説明する。
始に、バイアス回路12がコンデンサC2および抵抗R2を有しない場合の動作について説明する。
Next, effects of the capacitor C2 and the resistor R2 of the bias circuit 12 will be described in detail.
First, an operation when the bias circuit 12 does not have the capacitor C2 and the resistor R2 will be described.

集積回路では、チップサイズの制約条件により充分大きなインダクタンスを有する高周波阻止用チョークコイルLを作ることができない場合に、高周波の入力信号Pinの一部Plが高周波阻止用チョークコイルLを流れて第2トランジスタQ2のコレクタc2に伝わる。   In the integrated circuit, when the high-frequency blocking choke coil L having a sufficiently large inductance cannot be formed due to the restriction condition of the chip size, a part Pl of the high-frequency input signal Pin flows through the high-frequency blocking choke coil L and the second It is transmitted to the collector c2 of the transistor Q2.

コレクタc2とベースb2が接続された第2トランジスタQ2はダイオードとして動作し、非線形な電流電圧特性を示すので、高周波の入力信号Pinの影響を受けて第2トランジスタQ2のコレクタ直流電位が低下する。   The second transistor Q2 to which the collector c2 and the base b2 are connected operates as a diode and exhibits non-linear current-voltage characteristics. Therefore, the collector DC potential of the second transistor Q2 is lowered under the influence of the high-frequency input signal Pin.

第2トランジスタQ2のコレクタ電位(第1トランジスタQ1のエミッタ電位)が低下すると、それに応じて第3トランジスタQ3のベース電位も低下する。   When the collector potential of the second transistor Q2 (emitter potential of the first transistor Q1) decreases, the base potential of the third transistor Q3 also decreases accordingly.

第3トランジスタQ3のベース電位の低下により、ベース電流Ib3が減少して第3トランジスタQ3の利得が低下する。   As the base potential of the third transistor Q3 decreases, the base current Ib3 decreases and the gain of the third transistor Q3 decreases.

入力信号Pinが大きくなるほど、第3トランジスタQ3のベース電位の低下が大きくなり、入力信号Pinの増大に出力電力Poutが追従できなくなり、出力電力Poutに歪が発生する。   As the input signal Pin increases, the decrease in the base potential of the third transistor Q3 increases, the output power Pout cannot follow the increase in the input signal Pin, and distortion occurs in the output power Pout.

図2はコレクタc2とベースb2が接続された第2トランジスタQ2の電圧電流特性を示す図で、縦軸の電流Ixは第2トランジスタQ2のエミッタ電流Ie2を示し、横軸の電圧Vxは第2トランジスタQ2のコレクタ電位を示している。   FIG. 2 is a diagram showing the voltage-current characteristics of the second transistor Q2 in which the collector c2 and the base b2 are connected. The vertical axis current Ix indicates the emitter current Ie2 of the second transistor Q2, and the horizontal axis voltage Vx indicates the second voltage Vx. The collector potential of the transistor Q2 is shown.

図2に示すように、第2トランジスタQ2のコレクタc2に高周波阻止用チョークコイルLを介して高周波の入力信号Pinが漏れ込んでくると、破線cで示すエミッタ電流Ie2が交流振幅ΔIaを持ち、それに応じて破線dで示すコレクタ電位Vc2が交流振幅ΔVaを持つことになる。   As shown in FIG. 2, when a high-frequency input signal Pin leaks into the collector c2 of the second transistor Q2 via the high-frequency blocking choke coil L, the emitter current Ie2 indicated by the broken line c has an AC amplitude ΔIa, Accordingly, collector potential Vc2 indicated by broken line d has AC amplitude ΔVa.

第2トランジスタQ2の電圧電流特性bは非線形(近似的には指数関数)であるため、エミッタ電流振幅ΔIa、コレクタ電圧振幅ΔVaがある大きさ以上になると、第2トランジスタQ2のコレクタ直流電位はVxからVyへ変化する。
これにより、第2トランジスタQ2のコレクタ直流電位の低下が生じる。
Since the voltage-current characteristic b of the second transistor Q2 is non-linear (approximately an exponential function), when the emitter current amplitude ΔIa and the collector voltage amplitude ΔVa exceed a certain level, the collector DC potential of the second transistor Q2 becomes Vx Changes from Vy to Vy.
As a result, the collector DC potential of the second transistor Q2 is reduced.

次に、バイアス回路12がコンデンサC2のみを有し、抵抗R2を有しない場合の動作について説明する。   Next, the operation when the bias circuit 12 has only the capacitor C2 and does not have the resistor R2 will be described.

コンデンサC1により、第1トランジスタQ1はコレクタ接地回路として動作するので、第1トランジスタQ1のベースb1に並列接続されたコンデンサC2は、第1トランジスタQ1の交流電流利得Hfe1倍されて、等価的にHfe1×C2の容量としてエミッタe1側に現れることになる。   Since the first transistor Q1 operates as a collector ground circuit by the capacitor C1, the capacitor C2 connected in parallel to the base b1 of the first transistor Q1 is multiplied by the AC current gain Hfe1 of the first transistor Q1, and equivalently Hfe1. It appears on the emitter e1 side as a capacitance of × C2.

その結果、電力増幅部11側から見たバイアス回路12のインピーダンスZinは、第2トランジスタQ2のインピーダンス(Zq2)と等価容量Hfe1×C2のインピーダンス(1/jω(Hfe1×C2))との並列接続になる。Hfe1×C2の値をある程度大きく取れば、Zq2>>1/jω(Hfe1×C2)とすることができ、近似的にZin=1/jω(Hfe1×C2)となり、第2トランジスタQ2の電圧電流特性aは見かけ上線形で、その傾き(ω(Hfe1×C2))を充分大きくすることができる。   As a result, the impedance Zin of the bias circuit 12 viewed from the power amplification unit 11 side is connected in parallel with the impedance (Zq2) of the second transistor Q2 and the impedance (1 / jω (Hfe1 × C2)) of the equivalent capacitor Hfe1 × C2. become. If the value of Hfe1 × C2 is increased to some extent, Zq2 >> 1 / jω (Hfe1 × C2) can be obtained, and approximately Zin = 1 / jω (Hfe1 × C2), and the voltage current of the second transistor Q2 The characteristic a is apparently linear, and the slope (ω (Hfe1 × C2)) can be made sufficiently large.

従って、高周波阻止チョークコイルLを通してリークしてきた高周波の入力信号Plを等価容量Hfe1×C2により接地へとバイパスし、バイアス回路12へ流入するのを阻止することが可能である。   Therefore, the high-frequency input signal Pl leaked through the high-frequency blocking choke coil L can be bypassed to the ground by the equivalent capacitor Hfe1 × C2 and blocked from flowing into the bias circuit 12.

これにより、高周波阻止チョークコイルLを通してリークしてきた高周波の入力信号Plによる第2トランジスタQ2のエミッタ電流振幅はΔIaからΔIbへと大幅に低減され、それに応じてコレクタ電圧振幅もΔVaからΔVbに低減される。   As a result, the emitter current amplitude of the second transistor Q2 due to the high frequency input signal Pl leaking through the high frequency blocking choke coil L is greatly reduced from ΔIa to ΔIb, and accordingly the collector voltage amplitude is also reduced from ΔVa to ΔVb. The

その結果、第2トランジスタQ2のコレクタ直流電位Vxは非線形な電圧電流特性の影響を受けることなく、ほぼVxに維持される。   As a result, the collector DC potential Vx of the second transistor Q2 is maintained substantially at Vx without being affected by the non-linear voltage-current characteristics.

従って、第1トランジスタQ1のエミッタ電位、即ち第3トランジスタQ3のベース電位となるバイアス電圧Vbiの変動を抑制することが可能である。   Accordingly, it is possible to suppress fluctuations in the bias voltage Vbi that becomes the emitter potential of the first transistor Q1, that is, the base potential of the third transistor Q3.

しかし、更に高周波の入力信号Pinが大きくなると、等価容量Hfe1×C2だけでは第1トランジスタQ1のエミッタe1における電圧の変動が無視できなくなり、ベース・エミッタ間電圧Vbe1の変動が大きくなるので、第1トランジスタQ1の交流電流利得Hfe1の低下が生じる。   However, when the high-frequency input signal Pin is further increased, the voltage variation at the emitter e1 of the first transistor Q1 cannot be ignored only by the equivalent capacitance Hfe1 × C2, and the variation in the base-emitter voltage Vbe1 becomes larger. The AC current gain Hfe1 of the transistor Q1 is reduced.

図3は、第1トランジスタQ1の等価回路を示す図である。
図3に示すように、第1トランジスタQ1のHfe1はコレクタ電流Icをベース電流Ibで割った値である。また、ベース電流Ibは等価容量Ciを流れる電流I1と等価抵抗Riを流れる電流I2の和であり、コレクタ電流Icは等価抵抗Riを流れる電流I2の直流電流増幅率β倍である。
FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of the first transistor Q1.
As shown in FIG. 3, Hfe1 of the first transistor Q1 is a value obtained by dividing the collector current Ic by the base current Ib. The base current Ib is the sum of the current I1 flowing through the equivalent capacitance Ci and the current I2 flowing through the equivalent resistance Ri, and the collector current Ic is a DC current amplification factor β times the current I2 flowing through the equivalent resistance Ri.

ここで、等価容量Ciが大きくなると、ベース電流Ibも大きくなるが、コレクタ電流Icは変わらないのでHfeが低下することになる。   Here, when the equivalent capacitance Ci increases, the base current Ib also increases. However, since the collector current Ic does not change, Hfe decreases.

等価容量Ciはベース・エミッタ間電圧Vbeの関数であり、ベース・エミッタ間電圧Vbeが大きくなると、等価容量Ciも大きくなる。   The equivalent capacitance Ci is a function of the base-emitter voltage Vbe, and as the base-emitter voltage Vbe increases, the equivalent capacitance Ci also increases.

従って、大信号動作時には、第1トランジスタQ1のHfe1が低下し、等価容量Hfe1×C2による高周波信号Plのバイパス効果が充分働かなくなる。   Therefore, during a large signal operation, Hfe1 of the first transistor Q1 decreases, and the bypass effect of the high-frequency signal Pl due to the equivalent capacitance Hfe1 × C2 does not work sufficiently.

そのため、大信号動作時には、高周波増幅用の第3トランジスタQ3は入力電力Pinの増大に追従した出力電力Poutを出力できなくなり、歪が発生する。   Therefore, during the large signal operation, the third transistor Q3 for high frequency amplification cannot output the output power Pout following the increase in the input power Pin, and distortion occurs.

次に、バイアス回路12がコンデンサC2と抵抗R2の両方を有する場合の動作について説明する。   Next, the operation when the bias circuit 12 has both the capacitor C2 and the resistor R2 will be described.

抵抗R2により、第1トランジスタQ1のベース・エミッタ間電圧Vbe1の変動を抑えるように負帰還作用が生じる。   The resistor R2 causes a negative feedback action so as to suppress the fluctuation of the base-emitter voltage Vbe1 of the first transistor Q1.

即ち、第1トランジスタQ1のベース・エミッタ間電圧Vbe1が大きくなろうとすると、第1トランジスタQ1のベース電流Ib1が増加するので、抵抗R2による電圧降下が増加し、ベース・エミッタ間電圧Vbe1を小さくする方向に作用する。   That is, if the base-emitter voltage Vbe1 of the first transistor Q1 is increased, the base current Ib1 of the first transistor Q1 increases, so that the voltage drop due to the resistor R2 increases and the base-emitter voltage Vbe1 is decreased. Acts on direction.

その結果、大信号動作時においても、第1トランジスタQ1のベース・エミッタ間電圧Vbe1の増加が抑制されるので、第1トランジスタQ1のHfeの低下も抑制されることになる。   As a result, since the increase in the base-emitter voltage Vbe1 of the first transistor Q1 is suppressed even during the large signal operation, the decrease in Hfe of the first transistor Q1 is also suppressed.

従って、大振幅の高周波入力信号Pinが第3トランジスタQ3に入力された場合でも、第3トランジスタQ3の出力電力Poutの歪の発生を抑え、且つ高出力を得ることが可能である。   Therefore, even when a high-amplitude high-frequency input signal Pin is input to the third transistor Q3, it is possible to suppress distortion of the output power Pout of the third transistor Q3 and obtain a high output.

図4乃至図7は、シミュレーションによる電力増幅器10の出力特性を、コンデンサC2および抵抗R2を有しない従来の電力増幅器と比較して示す図で、図4は第1トランジスタQ1のエミッタe1における直流電位と出力電力Poutとの関係を示す図、図5は第1トランジスタQ1のエミッタe1における高周波信号Plの振幅と出力電力Poutとの関係を示す図である。   4 to 7 are diagrams showing the output characteristics of the power amplifier 10 by simulation compared with a conventional power amplifier having no capacitor C2 and resistor R2, and FIG. 4 shows the DC potential at the emitter e1 of the first transistor Q1. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the amplitude of the high-frequency signal Pl at the emitter e1 of the first transistor Q1 and the output power Pout.

更に、図6は電力増幅器10の利得と出力電力Poutとの関係を示す図、図7は出力電力Poutの位相特性を示す図である。
各図において、実線aが本実施例による場合、破線bが従来例による場合である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the gain of the power amplifier 10 and the output power Pout, and FIG. 7 is a diagram showing the phase characteristics of the output power Pout.
In each figure, the solid line a is according to the present embodiment, and the broken line b is according to the conventional example.

図4に示すように、高周波の入力信号Pinを増加させると出力電力Poutも増加していくが、高周波阻止コイルLを通過する高周波信号Plも増加するので、第1トランジスタQ1のエミッタの直流電位は徐々に低下していく。   As shown in FIG. 4, when the high-frequency input signal Pin is increased, the output power Pout also increases, but the high-frequency signal Pl passing through the high-frequency blocking coil L also increases, so that the DC potential of the emitter of the first transistor Q1 is increased. Gradually decreases.

しかし、本実施例の実線aは出力電力Poutが15dBmWを超えるあたりから抵抗R2の負帰還作用により、従来例の破線bに比べてエミッタe1の直流電位の低下が低く抑えられている。   However, in the solid line a of this embodiment, since the output power Pout exceeds 15 dBmW, the decrease in the DC potential of the emitter e1 is suppressed lower than that of the conventional broken line b due to the negative feedback action of the resistor R2.

図5に示すように、第1トランジスタQ1のエミッタe1における高周波信号Plの振幅は第1トランジスタQ1のエミッタe1の直流電位と逆の関係にあるので、図4と同様に本実施例の実線aは出力電力Poutが15dBmWを超えるあたりから、従来例の破線bに比べて高周波信号Plの振幅が低く抑えられている。   As shown in FIG. 5, since the amplitude of the high-frequency signal Pl at the emitter e1 of the first transistor Q1 is opposite to the direct current potential of the emitter e1 of the first transistor Q1, the solid line a in this embodiment is the same as in FIG. Since the output power Pout exceeds 15 dBm, the amplitude of the high-frequency signal Pl is suppressed lower than that of the conventional broken line b.

更に、図6に示すように、出力電力Poutの増加につれて利得(出力電力Pout/入力電力Pin)は徐々に増加していき、利得のピークを示す。
しかし、本実施例の実線aは利得のピークを与える出力電力Paが、従来例の破線bの利得のピークを与える出力電力Pbより大きく、本実施例の出力電力Poutは歪が低く抑えられていることを示している。
Further, as shown in FIG. 6, the gain (output power Pout / input power Pin) gradually increases as the output power Pout increases, and shows a peak of gain.
However, the solid line a in this embodiment has an output power Pa that gives a gain peak, which is larger than the output power Pb that gives the gain peak in the conventional broken line b, and the output power Pout in this embodiment has low distortion. It shows that.

図7に示すように、出力電力Poutの増加につれて入力電力Pinと出力電力Poutに徐々に電圧位相遅れ生じていく。
しかし、本実施例の実線aは従来例の破線bに比べて極小値を示す変曲点を持つこともなく、位相特性においては従来と同等の特性を示している。
As shown in FIG. 7, as the output power Pout increases, a voltage phase delay gradually occurs between the input power Pin and the output power Pout.
However, the solid line a in this embodiment does not have an inflection point indicating a minimum value compared to the broken line b in the conventional example, and the phase characteristic shows the same characteristic as the conventional one.

これにより、増幅器10はコンデンサC1および抵抗R2により、歪が少なく、且つ高い出力を得ることが可能である。   Thereby, the amplifier 10 can obtain a high output with little distortion by the capacitor C1 and the resistor R2.

次に、本実施例の電力増幅器10を用いた無線通信装置について説明する。本実施例は、外部からの入力信号、例えば音声/画像信号を所定の圧縮方式で圧縮してエンコードした信号の送信、あるいは受信された信号をデコードして元の音声/画像信号の再生をおこなう無線通信装置の場合である。   Next, a wireless communication apparatus using the power amplifier 10 of this embodiment will be described. In this embodiment, an external input signal, for example, a signal obtained by compressing and encoding an audio / image signal by a predetermined compression method, or a received signal is decoded to reproduce the original audio / image signal. This is the case of a wireless communication device.

図8に示すように、本実施例の無線通信装置30は、電波信号を送信または受信するアンテナ31と、アンテナ31が電波信号を送信するかまたは受信するかを選択する切り替え器32と、外部から入力された入力信号を処理した電波信号をアンテナ31に出力する信号送信手段33と、アンテナ31が受信した電波信号を処理して外部に出力する信号受信手段34とを具備している。   As shown in FIG. 8, the wireless communication device 30 of this embodiment includes an antenna 31 that transmits or receives a radio signal, a switch 32 that selects whether the antenna 31 transmits or receives a radio signal, The signal transmission means 33 which outputs the radio signal which processed the input signal input from the antenna 31 to the antenna 31, and the signal reception means 34 which processes the radio signal received by the antenna 31 and outputs it to the outside are provided.

信号送信手段33は、外部から入力された信号を処理する入力信号処理回路35と、入力信号処理回路35の出力信号により第1発振回路36の出力信号を変調する変調回路37と、変調回路37の出力信号を増幅してアンテナ31へ出力する電力増幅部11とバイアス回路12を有する電力増幅器10とを具備している。   The signal transmission unit 33 includes an input signal processing circuit 35 that processes a signal input from the outside, a modulation circuit 37 that modulates the output signal of the first oscillation circuit 36 by an output signal of the input signal processing circuit 35, and a modulation circuit 37. And a power amplifier 10 having a bias circuit 12 are provided.

信号受信手段34は、アンテナ31が受信した電波信号を増幅するローノイズアンプ39と、ローノイズアンプ39の出力と第2発振回路40の出力信号を混合して電波信号を復調するミキサー41と、復調された信号を処理して外部に出力する出力信号処理回路42とを具備している。   The signal receiving means 34 is demodulated by a low noise amplifier 39 that amplifies the radio signal received by the antenna 31, a mixer 41 that demodulates the radio signal by mixing the output of the low noise amplifier 39 and the output signal of the second oscillation circuit 40. And an output signal processing circuit 42 for processing the output signal and outputting it to the outside.

これにより、無線通信装置30において、低歪で、且つ高出力な無線通信を行なうことが可能である。   Thereby, the wireless communication apparatus 30 can perform wireless communication with low distortion and high output.

以上説明したように、本実施例では、等価容量Hfe1×C2により、高周波阻止用コイルLからリークする高周波信号Plをバイパスし、抵抗R2の負帰還作用により、高出力時の第1トランジスタQ1のHfe1の低下を抑制することができる。   As described above, in this embodiment, the equivalent capacitance Hfe1 × C2 bypasses the high-frequency signal Pl leaking from the high-frequency blocking coil L, and the negative feedback action of the resistor R2 causes the first transistor Q1 to operate at high output. A decrease in Hfe1 can be suppressed.

その結果、高出力時の等価コンデンサHfe1×C2の容量低下によるバイアス電圧Vbiの変動を抑制することができる。従って、低歪で、且つ高出力な出力電力Poutが得られる。   As a result, it is possible to suppress fluctuations in the bias voltage Vbi due to a reduction in the capacitance of the equivalent capacitor Hfe1 × C2 during high output. Therefore, low distortion and high output power Pout can be obtained.

また、高周波阻止用コイルLが小さくても良いため、チップサイズを大きくすることなくバイアス回路および電力増幅回路を集積化することができるので、小型の電力増幅器および無線通信装置が得られる。   Further, since the high frequency blocking coil L may be small, the bias circuit and the power amplifier circuit can be integrated without increasing the chip size, so that a small power amplifier and a wireless communication device can be obtained.

例えば、高周波の入力信号Pinの周波数が1.95GHz、第1トランジスタQ1のHfe1が2のとき、コンデンサC2を1.5pF、抵抗R2を50Ω程度とすることにより、高周波阻止用チョークコイルLは1nH程度で本実施例の充分な効果を得ることができる。   For example, when the frequency of the high frequency input signal Pin is 1.95 GHz and Hfe1 of the first transistor Q1 is 2, by setting the capacitor C2 to 1.5 pF and the resistance R2 to about 50Ω, the high frequency blocking choke coil L is 1 nH. The sufficient effect of the present embodiment can be obtained with the degree.

ここでは、無線通信装置30が信号送信手段33と信号受信手段34とを有する場合について説明したが、信号送信手段33だけを有していても構わない。   Although the case where the wireless communication device 30 includes the signal transmission unit 33 and the signal reception unit 34 has been described here, the wireless communication device 30 may include only the signal transmission unit 33.

図9は本発明の実施例2に係るバイアス回路を用いた電力増幅器の構成を示す回路図である。   FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a power amplifier using a bias circuit according to Embodiment 2 of the present invention.

本実施例において、上記実施例1と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。   In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different portions will be described.

本実施例が実施例1と異なる点は、分圧回路を互いに帰還接続されたトランジスタの直列回路としたことにある。   This embodiment differs from the first embodiment in that the voltage dividing circuit is a series circuit of transistors connected in feedback to each other.

即ち、図9に示すように、電力増幅器50のバイアス回路52では、分圧回路53が第6および第7トランジスタQ6、Q7を有し、第6トランジスタQ6のエミッタe6が第7トランジスタQ7のベースb7に、第7トランジスタQ7のコレクタc7が第6トランジスタQ6のベースb6に帰還接続されている。   That is, as shown in FIG. 9, in the bias circuit 52 of the power amplifier 50, the voltage dividing circuit 53 has sixth and seventh transistors Q6 and Q7, and the emitter e6 of the sixth transistor Q6 is the base of the seventh transistor Q7. At b7, the collector c7 of the seventh transistor Q7 is feedback-connected to the base b6 of the sixth transistor Q6.

更に、コレクタc6が第2の電源に接続され、エミッタe6が抵抗R4を介して接地されている。
また、第7トランジスタQ7のコレクタc7が抵抗R1を介して第1の電源に接続され、エミッタe7が接地されている。
Further, the collector c6 is connected to the second power source, and the emitter e6 is grounded via the resistor R4.
The collector c7 of the seventh transistor Q7 is connected to the first power supply via the resistor R1, and the emitter e7 is grounded.

バイアス回路52は、回路の立ち上がり時において、制御電圧V1が第6トランジスタQ6のベースb6に印加されると第6トランジスタQ6がONになり、抵抗R4にエミッタ電流が流れて、抵抗R4に降下電圧が発生する。   In the bias circuit 52, when the control voltage V1 is applied to the base b6 of the sixth transistor Q6 at the start-up of the circuit, the sixth transistor Q6 is turned on, an emitter current flows through the resistor R4, and a voltage drop occurs at the resistor R4. Will occur.

抵抗R4の降下電圧が第7トランジスタQ7のベースb7に印加されると第7トランジスタQ7がONになり、抵抗R1にコレクタ電流が流れ、抵抗R1に降下電圧が発生する。   When the drop voltage of the resistor R4 is applied to the base b7 of the seventh transistor Q7, the seventh transistor Q7 is turned on, a collector current flows through the resistor R1, and a drop voltage is generated at the resistor R1.

抵抗R1の降下電圧により第6トランジスタQ6のベースb6の電位が低下し、抵抗R4の降下電圧も低下するので、第6および第7トランジスタQ6、Q7を流れる電流がバランスして、出力端Voutには第6および第7トランジスタQ6、Q7のベース・エミッタ間電圧の和の電圧(Vbe6+Vbe7)が得られる。   The voltage at the base b6 of the sixth transistor Q6 is lowered due to the drop voltage of the resistor R1, and the drop voltage of the resistor R4 is also lowered. Therefore, the currents flowing through the sixth and seventh transistors Q6 and Q7 are balanced, and the output terminal Vout Is the sum of the base-emitter voltages of the sixth and seventh transistors Q6 and Q7 (Vbe6 + Vbe7).

これにより、例えば、第1の電源の制御電圧V1が増加して第6トランジスタQ6のベース・エミッタ間電圧Vbe6が大きくなろうとすると、第6トランジスタQ6のエミッタ電流が増加して抵抗R4による降下電圧が増加する。   Thereby, for example, if the control voltage V1 of the first power supply increases and the base-emitter voltage Vbe6 of the sixth transistor Q6 increases, the emitter current of the sixth transistor Q6 increases and the voltage drop due to the resistor R4 Will increase.

次に、第7トランジスタQ7のコレクタ電流が増加して抵抗R1による降下電圧が増加するので、第6トランジスタQ6のベース・エミッタ間電圧Vbe6を小さくする方向に作用する。   Next, since the collector current of the seventh transistor Q7 increases and the voltage drop due to the resistor R1 increases, this acts in the direction of decreasing the base-emitter voltage Vbe6 of the sixth transistor Q6.

即ち、抵抗R4により、第6トランジスタQ6のベース・エミッタ間電圧Vbe6の変動を抑えるように負帰還作用が生じるので、第1の電源の制御電圧V1の変動に対して、バイアス電圧Vbiを安定化させることが可能である。   That is, the resistance R4 causes a negative feedback action to suppress the fluctuation of the base-emitter voltage Vbe6 of the sixth transistor Q6, so that the bias voltage Vbi is stabilized against the fluctuation of the control voltage V1 of the first power supply. It is possible to make it.

以上説明したように、本実施例では、分圧回路が互いに帰還接続されたトランジスタの直列回路を有するので、抵抗R4の負帰還作用により、第1の電源の制御電圧V1が変動しても、安定なバイアス電圧Vbiが得られる利点がある。   As described above, in this embodiment, since the voltage dividing circuit includes a series circuit of transistors that are feedback-connected to each other, even if the control voltage V1 of the first power supply fluctuates due to the negative feedback action of the resistor R4, There is an advantage that a stable bias voltage Vbi can be obtained.

図10は本発明の実施例3に係るバイアス回路を用いた電力増幅器の構成を示す回路図である。   FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of a power amplifier using a bias circuit according to Embodiment 3 of the present invention.

本実施例において、上記実施例1と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。   In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different portions will be described.

本実施例が実施例1と異なる点は、第2トランジスタQ2のベースb2とコレクタc2を、抵抗を介して接続したことにある。   This embodiment differs from the first embodiment in that the base b2 and the collector c2 of the second transistor Q2 are connected via a resistor.

即ち、図10に示すように、電力増幅器60のバイアス回路62では、第2トランジスタQ2のベースb2とコレクタc2が抵抗R5を介して接続されている。   That is, as shown in FIG. 10, in the bias circuit 62 of the power amplifier 60, the base b2 and the collector c2 of the second transistor Q2 are connected via the resistor R5.

ベースb2とコレクタc2を、抵抗R5を介して接続したことにより、第2トランジスタQ2の等価回路は抵抗とダイオードの直列回路と見なせる。   By connecting the base b2 and the collector c2 via the resistor R5, the equivalent circuit of the second transistor Q2 can be regarded as a series circuit of a resistor and a diode.

その結果、ダイオードに加えて抵抗R5の寄与分だけ第2トランジスタQ2の負荷インピーダンスが高くなるため、同じバイアス電圧Vbiを得るのに第2トランジスタQ2に流す電流は少なくて済み、第2トランジスタQ2の消費電流を削減することが可能である。   As a result, since the load impedance of the second transistor Q2 is increased by the contribution of the resistor R5 in addition to the diode, less current flows through the second transistor Q2 to obtain the same bias voltage Vbi. It is possible to reduce current consumption.

以上説明したように、本実施例では、第2トランジスタQ2のベースb2とコレクタc2を、抵抗R5を介して接続したので、同じバイアス電圧Vbiを得るのに第2トランジスタQ2の消費電流を削減できる利点がある。   As described above, in this embodiment, since the base b2 and the collector c2 of the second transistor Q2 are connected via the resistor R5, the current consumption of the second transistor Q2 can be reduced to obtain the same bias voltage Vbi. There are advantages.

図11は本発明の実施例4に係るバイアス回路を用いた電力増幅器の構成を示す回路図である。   FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a power amplifier using a bias circuit according to Embodiment 4 of the present invention.

本実施例において、上記実施例1と同一の構成部分には同一符号を付してその部分の説明は省略し、異なる部分について説明する。   In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different portions will be described.

本実施例が実施例1と異なる点は、分圧回路を互いに帰還接続されたトランジスタの直列回路とし、第2トランジスタQ2のベースb2とコレクタc2を、抵抗を介して接続したことにある。   This embodiment differs from the first embodiment in that the voltage dividing circuit is a series circuit of transistors that are feedback-connected to each other, and the base b2 and the collector c2 of the second transistor Q2 are connected via a resistor.

即ち、図11に示すように、電力増幅器70のバイアス回路72では、分圧回路53と、ベースb2とコレクタc2が抵抗R5を介して接続された第2トランジスタQ2を備えている。   That is, as shown in FIG. 11, the bias circuit 72 of the power amplifier 70 includes a voltage dividing circuit 53, and a second transistor Q2 in which a base b2 and a collector c2 are connected via a resistor R5.

分圧回路53により、第1の電源の制御電圧V1が変動しても、バイアス電圧Vbiを安定化させ、且つ同じバイアス電圧Vbiを得るのに第2トランジスタQ2の消費電流を削減することが可能である。   The voltage dividing circuit 53 can stabilize the bias voltage Vbi even when the control voltage V1 of the first power supply fluctuates, and reduce the current consumption of the second transistor Q2 to obtain the same bias voltage Vbi. It is.

以上説明したように、本実施例では、第1の電源の制御電圧Vconの変動に対して安定したバイアス電圧Vbiを供給し、且つ同じバイアス電圧Vbiを得るのに第2トランジスタQ2の消費電流が削減できる利点がある。   As described above, in this embodiment, the current consumption of the second transistor Q2 is sufficient to supply a stable bias voltage Vbi against fluctuations in the control voltage Vcon of the first power supply and to obtain the same bias voltage Vbi. There is an advantage that can be reduced.

上述した実施例においては、電力増幅部11がトランジスタQ3による1段増幅回路の場合について説明したが、バイアス回路12を複数用いた多段増幅回路であっても構わない。   In the above-described embodiments, the case where the power amplifier 11 is a one-stage amplifier circuit using the transistor Q3 has been described. However, a multi-stage amplifier circuit using a plurality of bias circuits 12 may be used.

また、トランジスタQ1〜Q7がGaAs基板に形成されたInGaP/GaAs系HBTの場合について説明したが、Si基板に形成されたSiGe/Si系HBTや、Siバイポーラトランジスタであっても構わない。
バイアス電圧としては、SiGe/Si系HBTで0.7V程度、Siバイポーラトランジスタで0.6V程度が得られる。
Further, although the case where the transistors Q1 to Q7 are InGaP / GaAs HBTs formed on a GaAs substrate has been described, SiGe / Si HBTs formed on a Si substrate or Si bipolar transistors may be used.
As the bias voltage, about 0.7 V is obtained for the SiGe / Si-based HBT, and about 0.6 V is obtained for the Si bipolar transistor.

更に、第1トランジスタQ1については、バイポーラトランジスタに限定されるものではなく、電界効果トランジスタであっても本発明の効果を得ることが可能である。   Further, the first transistor Q1 is not limited to the bipolar transistor, and even the field effect transistor can obtain the effects of the present invention.

本発明の実施例1に係るバイアス回路を用いた電力増幅器の構成を示す回路図。1 is a circuit diagram showing a configuration of a power amplifier using a bias circuit according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1に係る第2トランジスタの電圧電流特性を模式的に示す図。The figure which shows typically the voltage-current characteristic of the 2nd transistor which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る第1トランジスタの等価回路を示す回路図。1 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a first transistor according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例1に係る第1トランジスタのエミッタ直流電位との出力電力との関係を示す図。The figure which shows the relationship with the output electric power with the emitter DC potential of the 1st transistor which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る第1トランジスタのエミッタにおける高周波信号の振幅と出力電力との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the amplitude of the high frequency signal in the emitter of the 1st transistor which concerns on Example 1 of this invention, and output electric power. 本発明の実施例1に係る電力増幅器の利得と出力電力との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the gain and output power of the power amplifier which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る電力増幅器の出力電力の位相特性を示す図。The figure which shows the phase characteristic of the output electric power of the power amplifier which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る電力増幅器を用いた無線通信装置の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication device using a power amplifier according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例2に係るバイアス回路を用いた電力増幅器の構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the structure of the power amplifier using the bias circuit which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係るバイアス回路を用いた電力増幅器の構成を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a power amplifier using a bias circuit according to Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施例4に係るバイアス回路を用いた電力増幅器の構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the structure of the power amplifier using the bias circuit which concerns on Example 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10、50、60、70 電力増幅器
11 電力増幅部
12、52、62、72 バイアス回路
13、53 分圧回路
14 高周波信号発生部
30 無線通信装置
31 アンテナ
32 切り替え器
33 信号送信手段
34 信号受信手段
35 入力信号処理手段
36 第1発振回路
37 変調回路
39 ローノイズアンプ
40 第2発信回路
41 ミキサー
42 出力信号処理回路
Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7 トランジスタ
C1、C2、C3 コンデンサ
R1、R2、R3、R4、R5 抵抗
L コイル
10, 50, 60, 70 Power amplifier 11 Power amplifier 12, 52, 62, 72 Bias circuit 13, 53 Voltage divider 14 High-frequency signal generator 30 Radio communication device 31 Antenna 32 Switch 33 Signal transmitter 34 Signal receiver 35 Input signal processing means 36 First oscillation circuit 37 Modulation circuit 39 Low noise amplifier 40 Second transmission circuit 41 Mixer 42 Output signal processing circuits Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7 Transistors C1, C2, C3 Capacitor R1, R2, R3, R4, R5 Resistance L Coil

Claims (5)

第1の電源に接続され、第1の電圧を所定の値に分圧する分圧回路と、
前記分圧回路の出力端に一端が接続され、他端が接地されたコンデンサと、
前記分圧回路の出力端に抵抗を介してベースが接続され、第2の電源にコレクタが接続された第1トランジスタと、
前記第1トランジスタのエミッタにコレクタが接続され、該コレクタとベースが直接または抵抗を介して接続され、エミッタが接地された第2トランジスタと、
を具備することを特徴とするバイアス回路。
A voltage dividing circuit connected to the first power source and dividing the first voltage to a predetermined value;
A capacitor having one end connected to the output end of the voltage dividing circuit and the other end grounded;
A first transistor having a base connected to the output terminal of the voltage dividing circuit via a resistor and a collector connected to a second power source;
A second transistor having a collector connected to the emitter of the first transistor, a collector connected to the base directly or via a resistor, and an emitter grounded;
A bias circuit comprising:
第1の電源に接続され、第1の電圧を所定の値に分圧する分圧回路と、
前記分圧回路の出力端に一端が接続され、他端が接地されたコンデンサと、
前記分圧回路の出力端に抵抗を介してベースが接続され、第2の電源にコレクタが接続された第1トランジスタと、
前記第1トランジスタのエミッタにコレクタが接続され、該コレクタとベースが直接または抵抗を介して接続され、エミッタが接地された第2トランジスタと、
を備えたバイアス回路と、
前記第1トランジスタのエミッタにコイルを介してベースが接続され、第3の電源にコレクタが接続され、エミッタが接地された第3トランジスタを備え、高周波信号を増幅する電力増幅部と、
を具備することを特徴とする電力増幅器。
A voltage dividing circuit connected to the first power source and dividing the first voltage to a predetermined value;
A capacitor having one end connected to the output end of the voltage dividing circuit and the other end grounded;
A first transistor having a base connected to the output terminal of the voltage dividing circuit via a resistor and a collector connected to a second power source;
A second transistor having a collector connected to the emitter of the first transistor, a collector connected to the base directly or via a resistor, and an emitter grounded;
A bias circuit comprising:
A power amplifier for amplifying a high-frequency signal, comprising a third transistor having a base connected to the emitter of the first transistor via a coil, a collector connected to a third power source, and an emitter grounded;
A power amplifier comprising:
前記分圧回路がコレクタとベースがそれぞれ接続された第4および第5トランジスタの直列回路で、前記第4トランジスタのコレクタが前記第1電源に接続され、前記第5トランジスタのエミッタが接地されていることを特徴とする請求項2に記載の電力増幅器。   The voltage dividing circuit is a series circuit of fourth and fifth transistors each having a collector and a base connected to each other, the collector of the fourth transistor is connected to the first power supply, and the emitter of the fifth transistor is grounded. The power amplifier according to claim 2. 前記分圧回路が第6および第7トランジスタを有し、前記第6トランジスタにおいては、コレクタが前記第2の電源に接続され、ベースが前記第7トランジスタのコレクタに接続され、エミッタが抵抗を介して接地され、
前記第7トランジスタにおいては、コレクタが前記第1の電源に接続され、ベースが前記第6トランジスのエミッタに接続され、エミッタが接地されていることを特徴とする請求項2に記載の電力増幅器。
The voltage dividing circuit includes sixth and seventh transistors. In the sixth transistor, a collector is connected to the second power source, a base is connected to the collector of the seventh transistor, and an emitter is connected via a resistor. Grounded
3. The power amplifier according to claim 2, wherein in the seventh transistor, a collector is connected to the first power source, a base is connected to an emitter of the sixth transistor, and an emitter is grounded.
外部から入力された入力信号に基づいて、高周波信号を変調する信号変調手段と、
第1の電源に接続され、第1の電圧を所定の値に分圧する分圧回路と、前記分圧回路の出力端に一端が接続され、他端が接地されたコンデンサと、前記分圧回路の出力端に抵抗を介してベースが接続され、第2の電源にコレクタが接続された第1トランジスタと、前記第1トランジスタのエミッタにコレクタが接続され、該コレクタとベースが直接または抵抗を介して接続され、エミッタが接地された第2トランジスタとを備えたバイアス回路と、
前記第1トランジスタのエミッタにコイルを介してベースが接続され、第3の電源にコレクタが接続され、エミッタが接地された第3トランジスタを備え、前記変調された高周波信号を増幅する電力増幅部と、
前記増幅された信号を送信するアンテナと、
を具備することを特徴とする無線通信装置。
Signal modulating means for modulating a high-frequency signal based on an input signal input from the outside;
A voltage dividing circuit which is connected to a first power source and divides the first voltage into a predetermined value; a capacitor whose one end is connected to an output end of the voltage dividing circuit and whose other end is grounded; and the voltage dividing circuit And a collector connected to the emitter of the first transistor, and the collector and the base are connected directly or via a resistor. A bias circuit including a second transistor connected to each other and having an emitter grounded;
A power amplifier for amplifying the modulated high-frequency signal, comprising a third transistor having a base connected to the emitter of the first transistor via a coil, a collector connected to a third power source, and an emitter grounded; ,
An antenna for transmitting the amplified signal;
A wireless communication apparatus comprising:
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