JP2007067460A - High-frequency power amplifying electronic component - Google Patents

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Kazuhiro Koshio
和博 古塩
Kyoichi Takahashi
恭一 高橋
Hitoshi Akamine
均 赤嶺
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-frequency power amplifying electronic component capable of highly accurately detecting the capacity of power. <P>SOLUTION: The electronic component is provided with, for example, an NMOS transistor MN1 for receiving a bias voltage VREF and a high-frequency input signal from an input node RFin, and generating a current corresponding to the same; PMOS transistors MP1, MP2 for transferring the current of MN1; and an NMOS transistor MN2v for converting the transferred current into a voltage VDT by diode connection. The component is further provided with a differential amplifier circuit DIFAMP for subtracting the bias voltage VREF from the voltage VDT and amplifying a resulted voltage, and then, adding an offset voltage VOS to generate a detection voltage VDET. In such a configuration, a value of VREF, a value of VOS and an element size of MN2v can be adjusted by control signals SW1, SW3 and SW2, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、高周波電力増幅用電子部品に関し、特に携帯電話機等の送信電力の制御に必要とされる電力検出回路を含んだ電子部品に適用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to an electronic component for high frequency power amplification, and more particularly to a technique that is effective when applied to an electronic component including a power detection circuit required for controlling transmission power of a mobile phone or the like.

一般に、携帯電話機等の無線通信装置(移動体通信装置)における送信側出力部には、変調後の信号を増幅する高周波電力増幅回路が組み込まれている。このような無線通信装置では、ベースバンド回路もしくはマイクロプロセッサ等の制御回路から要求される送信レベルに応じて高周波電力増幅回路の増幅率を制御する必要がある。このため、高周波電力増幅回路の出力レベルを検出して帰還をかけることが行なわれている。   In general, a high-frequency power amplification circuit that amplifies a modulated signal is incorporated in a transmission-side output unit in a wireless communication device (mobile communication device) such as a mobile phone. In such a wireless communication apparatus, it is necessary to control the amplification factor of the high-frequency power amplifier circuit in accordance with the transmission level required from a control circuit such as a baseband circuit or a microprocessor. Therefore, feedback is performed by detecting the output level of the high frequency power amplifier circuit.

例えば、特許文献1では、このような高周波電力増幅回路の出力レベルを検出する手段が示されている。その構成は、高周波電力増幅回路の最終段のトランジスタに接続されたインピーダンス整合回路の中間ノードから、抵抗および容量素子を介して高周波電力増幅回路の出力信号を取り出すものとなっている。そして、電力検出回路が、この取り出した信号レベルに比例する電圧を生成するものとなっている。   For example, Patent Document 1 discloses means for detecting the output level of such a high-frequency power amplifier circuit. The configuration is such that an output signal of the high frequency power amplifier circuit is taken out from an intermediate node of the impedance matching circuit connected to the final stage transistor of the high frequency power amplifier circuit through a resistor and a capacitive element. The power detection circuit generates a voltage proportional to the extracted signal level.

また、電力検出回路の具体例として、取り出した信号をゲート入力とするトランジスタと、このトランジスタに流れる電流を転写するカレントミラー回路と、転写された電流を電圧に変換する回路と、変換された電圧からDCバイアス分を除去し増幅を行うアンプ回路とを含む構成が示されている。この特許文献1の技術を用いると、電力検出手段の小型化や低挿入損失などが実現可能となる。
特開2004−328555号公報
As a specific example of the power detection circuit, a transistor using the extracted signal as a gate input, a current mirror circuit that transfers a current flowing through the transistor, a circuit that converts the transferred current into a voltage, and a converted voltage A configuration including an amplifier circuit that performs amplification by removing a DC bias component from is shown. If the technique of this patent document 1 is used, it becomes possible to realize downsizing, low insertion loss, and the like of the power detection means.
JP 2004-328555 A

近年の携帯電話機においては、880〜915MHz帯の周波数を使用するGSM(Global System for Mobile Communication)と呼ばれる方式の他に例えば1710〜1785MHz帯の周波数を使用するDCS(Digital Cellular System)のような方式の信号を扱えるデュアルバンド方式の携帯電話機が提案されている。このような携帯電話機に使用される高周波電力増幅回路では、出力パワーアンプが各バンドに応じて設けられるため、その出力レベルを検出するカプラや電力検出回路なども各バンドに応じてそれぞれ必要になる。したがって、各回路および各部品に対してより一層の小型化が要求される。   In recent cellular phones, in addition to a system called GSM (Global System for Mobile Communication) using a frequency of 880 to 915 MHz, a system such as DCS (Digital Cellular System) using a frequency of 1710 to 1785 MHz is used. Dual-band mobile phones that can handle these signals have been proposed. In such a high-frequency power amplifier circuit used for a mobile phone, an output power amplifier is provided for each band, so a coupler and a power detection circuit for detecting the output level are also required for each band. . Therefore, further miniaturization is required for each circuit and each component.

こうした中、電力検出回路においては、小型化に加えて、これらの各バンドに応じて感度などの検波特性を高精度に制御する必要がある。しかしながら、前述した特許文献1の技術では、デュアルバンド方式に対応した電力検出回路の具体的構成は特に示されていない。仮に、2通りのバンドに対応して、単純に前述したような構成の電力検出回路を2個用いたとすると回路面積が大きくなってしまう。さらに、前述した特許文献1の技術では、プロセス等の製造起因などで電力検出回路内の回路素子特性にバラツキが生じた場合に、各電力検出回路毎に、それぞれの検波特性がばらついてしまう恐れがある。また、デュアルバンド方式の場合には、電力検出回路内の各バンド毎に、それぞれの検波特性がばらついてしまう恐れがある。   Under such circumstances, in the power detection circuit, in addition to downsizing, it is necessary to control detection characteristics such as sensitivity with high accuracy in accordance with each of these bands. However, in the technique of Patent Document 1 described above, the specific configuration of the power detection circuit corresponding to the dual band system is not particularly shown. If two power detection circuits having the above-described configuration are simply used corresponding to two bands, the circuit area becomes large. Further, in the technique disclosed in Patent Document 1 described above, when variations occur in circuit element characteristics in the power detection circuit due to manufacturing reasons such as processes, the detection characteristics of each power detection circuit may vary. There is. Further, in the case of the dual band method, there is a possibility that each detection characteristic varies for each band in the power detection circuit.

そこで、本発明の目的は、電力の大きさを高精度で検出することが可能な高周波電力増幅用電子部品を提供することにある。また、本発明の他の目的は、複数の通信方式に対応した電力検出回路において、その小型化と高精度化を実現することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an electronic component for high frequency power amplification capable of detecting the magnitude of power with high accuracy. Another object of the present invention is to realize miniaturization and high accuracy in a power detection circuit corresponding to a plurality of communication methods.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

本発明による高周波電力増幅用電子部品は、高周波電力信号とバイアス電圧を含む入力信号が入力され、この入力信号の大きさを反映した電圧を出力する検波回路と、この検波回路で出力した電圧から前記バイアス電圧分を減算し、この減算した電圧を増幅し、更にオフセット電圧を加算して出力するアンプ回路とを有するものとなっている。また、前記検波回路は、前記入力信号に応じた電流を生成する第1トランジスタと、第1トランジスタで生成した電流を転写するカレントミラー回路と、カレントミラー回路で転写した電流をダイオード接続によって電圧に変換して出力する第2トランジスタとを備えている。そして、このような構成に対して、バイアス電圧とオフセット電圧の大きさが、予め定めた設定値に応じてそれぞれ調整可能となっている。   An electronic component for high frequency power amplification according to the present invention receives a high frequency power signal and an input signal including a bias voltage, outputs a voltage reflecting the magnitude of the input signal, and a voltage output from the detection circuit. An amplifier circuit that subtracts the bias voltage, amplifies the subtracted voltage, and further adds and outputs an offset voltage. The detection circuit includes a first transistor that generates a current according to the input signal, a current mirror circuit that transfers a current generated by the first transistor, and a current transferred by the current mirror circuit that is converted into a voltage by diode connection. And a second transistor for conversion and output. And with respect to such a configuration, the magnitudes of the bias voltage and the offset voltage can be adjusted in accordance with predetermined set values.

すなわち、前記第1トランジスタが、例えばMOSトランジスタである場合、バイアス電圧をMOSトランジスタのしきい値電圧に設定し、高周波電力信号を受けて第1トランジスタをB級増幅動作されることが望ましい。これによって、微小な高周波電力信号であっても高精度で安定した電力検出が実現可能となる。しかしながら、MOSトランジスタのしきい値電圧はプロセスばらつき等によって変動するため、これに伴い電力検出特性が変動してしまう。そこで、バイアス電圧を調整可能とすることで、電力検出特性のばらつきが低減でき、高精度で安定した電力検出が実現可能になる。また、オフセット電圧がばらついた場合も、これに伴い電力検出特性にオフセットばらつきが生じることになるため、これを調整可能にすることで高精度で安定した電力検出が実現できる。   That is, when the first transistor is, for example, a MOS transistor, it is desirable that the bias voltage is set to the threshold voltage of the MOS transistor, and the first transistor is subjected to a class B amplification operation in response to a high frequency power signal. This makes it possible to realize highly accurate and stable power detection even with a minute high frequency power signal. However, since the threshold voltage of the MOS transistor fluctuates due to process variations or the like, the power detection characteristics fluctuate accordingly. Therefore, by making the bias voltage adjustable, variation in power detection characteristics can be reduced, and highly accurate and stable power detection can be realized. In addition, even when the offset voltage varies, offset variations occur in the power detection characteristics. Accordingly, by making this adjustable, highly accurate and stable power detection can be realized.

また、前述したバイアス電圧やオフセット電圧の調整に加えて、前記第2トランジスタの素子サイズも調整可能にするとよい。すなわち、高周波電力信号の周波数帯や変調方式などに応じて検出感度にばらつきが生じる可能性が考えられるが、このような検出感度のばらつきは、第2トランジスタの素子サイズを調整することで吸収することができる。したがって、実使用上で目標とする検出感度を高精度で得ることが可能になる。   In addition to the adjustment of the bias voltage and offset voltage described above, the element size of the second transistor may be adjustable. In other words, there is a possibility that the detection sensitivity varies depending on the frequency band of the high-frequency power signal, the modulation method, and the like. Such variation in detection sensitivity is absorbed by adjusting the element size of the second transistor. be able to. Therefore, it is possible to obtain the target detection sensitivity in actual use with high accuracy.

また、本発明による高周波電力増幅用電子部品は、前述したような検波回路を複数備え、複数の検波回路に共通で前述したようなアンプ回路を有するものとなっている。すなわち、例えば異なる通信方式に対応して異なる周波数帯の高周波電力信号が入力された場合に、それぞれの高周波電力信号を個別に設けた検波回路で検出し、いずれか一方の検波回路を選択して、そのバイアス電圧および出力電圧をアンプ回路に入力するものである。そして、このような構成に対して、各検波回路毎のバイアス電圧と、各検波回路毎の第2トランジスタの素子サイズと、共通のアンプ回路に入力するオフセット電圧とがそれぞれ予め定めた設定値によって調整可能となっている。   The electronic component for high-frequency power amplification according to the present invention includes a plurality of detection circuits as described above, and has the amplifier circuit as described above in common with the plurality of detection circuits. That is, for example, when high-frequency power signals of different frequency bands corresponding to different communication methods are input, each high-frequency power signal is detected by a separately provided detection circuit, and one of the detection circuits is selected. The bias voltage and the output voltage are input to the amplifier circuit. For such a configuration, the bias voltage for each detection circuit, the element size of the second transistor for each detection circuit, and the offset voltage input to the common amplifier circuit are set according to predetermined setting values, respectively. It is adjustable.

これによって、異なる通信方式の高周波電力信号が入力された場合でも、それぞれの通信方式で個別に電力検出特性を調整できるため、高精度で安定した電力検出が実現可能となる。さらに、アンプ回路を共通で使用することで小面積化が実現できる。   As a result, even when a high frequency power signal of a different communication method is input, the power detection characteristics can be individually adjusted for each communication method, so that highly accurate and stable power detection can be realized. Furthermore, the area can be reduced by using the amplifier circuit in common.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、電力検出回路を備えた高周波電力増幅用電子部品において、電力の大きさを高精度で検出することが可能になる。また、複数の通信方式に対応した電力検出回路において、その小型化と高精度化を実現できる。   To briefly explain the effects obtained by typical inventions among the inventions disclosed in the present application, it is possible to detect the magnitude of power with high accuracy in an electronic component for high frequency power amplification provided with a power detection circuit. It becomes possible. In addition, the power detection circuit corresponding to a plurality of communication methods can be reduced in size and increased in accuracy.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

図1は、本発明の一実施の形態による高周波電力増幅用電子部品において、それに含まれる電力検出回路の構成の一例を示す回路図である。図1に示す電力検出回路は、入力ノードRFinより入力された高周波電力信号を受け、その電力信号の大きさを反映した電圧VDTを発生する検波部DETと、電圧VDTよりバイアス電圧を差し引いて増幅を行うディファレンシャルアンプ回路DIFAMPから構成される。   FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a power detection circuit included in an electronic component for high-frequency power amplification according to an embodiment of the present invention. The power detection circuit shown in FIG. 1 receives a high-frequency power signal input from the input node RFin, and amplifies the detection unit DET that generates a voltage VDT reflecting the magnitude of the power signal by subtracting the bias voltage from the voltage VDT. It comprises a differential amplifier circuit DIFFAMP for performing the above.

検波部DETは、例えば、NMOSトランジスタMN1,MN2と、PMOSトランジスタMP1,MP2と、NMOSトランジスタMN1にバイアス電圧VREFを供給するための抵抗素子R3,R4などを含んでいる。MN1のゲートには、R3とR4の間のノードN1から発生するバイアス電圧VREFに、入力ノードRFinから容量素子Ciを介した入力信号を加えた電圧V1の信号が供給される。MN1のソースは、接地電圧とされ、MN1のソース−ドレイン間には、この電圧V1の信号を反映した電流が発生する。なお、MN1のゲートとノードN1の間に設けられた抵抗素子R7は、RFinからの信号をノードN1側に回り込ませないようにするためのものである。   The detection unit DET includes, for example, NMOS transistors MN1 and MN2, PMOS transistors MP1 and MP2, and resistance elements R3 and R4 for supplying a bias voltage VREF to the NMOS transistor MN1. The gate of MN1 is supplied with a voltage V1 signal obtained by adding an input signal from the input node RFin via the capacitive element Ci to the bias voltage VREF generated from the node N1 between R3 and R4. The source of MN1 is a ground voltage, and a current reflecting the signal of the voltage V1 is generated between the source and drain of MN1. The resistor element R7 provided between the gate of the MN1 and the node N1 is for preventing a signal from RFin from wrapping around to the node N1 side.

MP1は、ソースが電源電圧VDDに、ドレインがMN1のドレインに、ゲートがMP2のゲートと共通に接続される。MP2は、ソースが電源電圧VDDに、ドレインがMN2のドレインに接続される。このように、MP1,MP2は、カレントミラー回路を構成し、MN1に発生した電流をMN2に転写する。MN2は、ソースが接地電圧と接続され、ゲートとドレインが共通にMP2のドレインと接続される。MN2は、ダイオード接続となっており、カレントミラー回路を介して入力されたMN1の発生電流を電圧VDTに変換する。そして、この電圧VDTが、ディファレンシャルアンプ回路DIFAMPに出力される。   MP1 has a source connected to the power supply voltage VDD, a drain connected to the drain of MN1, and a gate connected to the gate of MP2. MP2 has a source connected to the power supply voltage VDD and a drain connected to the drain of MN2. Thus, MP1 and MP2 constitute a current mirror circuit, and transfer the current generated in MN1 to MN2. The source of MN2 is connected to the ground voltage, and the gate and drain are commonly connected to the drain of MP2. MN2 is diode-connected and converts a current generated by MN1 input through a current mirror circuit into a voltage VDT. The voltage VDT is output to the differential amplifier circuit DIFFAMP.

ディファレンシャルアンプ回路DIFAMPは、例えば、2個のアンプ回路AMP1,AMP2と、AMP1,AMP2の増幅率を決める抵抗素子R1,R2(およびR1’,R2’)と、AMP1,AMP2のオフセット電圧VOSを決める抵抗素子R5,R6などを含んでいる。AMP1は、一方の入力ノード((+)側)にノードN1のバイアス電圧VREFが入力され、他方の入力ノード((−)側)に出力ノードN3からの負帰還信号が入力される。すなわち、抵抗素子R5とR6の間でオフセット電圧VOSを発生するノードN2と出力ノードN3との間に、N3側より抵抗素子R2とR1が直列に接続され、R2とR1の間のノードが負帰還の入力ノードとなっている。   The differential amplifier circuit DIFAMP determines, for example, two amplifier circuits AMP1 and AMP2, resistance elements R1 and R2 (and R1 ′ and R2 ′) that determine amplification factors of AMP1 and AMP2, and an offset voltage VOS of AMP1 and AMP2. Resistor elements R5 and R6 are included. In AMP1, the bias voltage VREF of the node N1 is input to one input node ((+) side), and the negative feedback signal from the output node N3 is input to the other input node ((−) side). That is, the resistance elements R2 and R1 are connected in series from the N3 side between the node N2 that generates the offset voltage VOS between the resistance elements R5 and R6 and the output node N3, and the node between R2 and R1 is negative. It is an input node for feedback.

AMP2は、一方の入力ノードにMN2のゲート(ドレイン)の電圧VDTが入力され、他方の入力ノードに、AMP1の出力をオフセットとして出力ノード(検出電圧)VDETからの負帰還信号が入力される。すなわち、AMP2の出力ノードVDETとAMP1の出力ノードN3との間にVDET側よりR1’とR2’が直列に接続され、R1’とR2’の間のノードが負帰還の入力ノードとなっている。そして、この検出電圧VDETが、入力ノードRFinにおける入力電力の大きさを表した電圧となる。   In AMP2, the voltage VDT of the gate (drain) of MN2 is input to one input node, and the negative feedback signal from the output node (detection voltage) VDET is input to the other input node with the output of AMP1 as an offset. That is, R1 ′ and R2 ′ are connected in series from the VDET side between the output node VDET of AMP2 and the output node N3 of AMP1, and the node between R1 ′ and R2 ′ is an input node for negative feedback. . The detection voltage VDET is a voltage representing the magnitude of input power at the input node RFin.

このような構成において、図1の構成の主要な特徴は、バイアス電圧VREFを発生する回路とオフセット電圧VOSを発生する回路が、それぞれトリミング手段を備えていることにある。図1では、例えば、電源電圧VDDと接地電圧との間で、抵抗素子R3とR4で抵抗分割したノードN1よりVREFを発生し、抵抗素子R5とR6で抵抗分割したノードN2よりVOSを発生している。ここでは、抵抗素子R4とR6が、図2に示すような可変抵抗となっており、これによってトリミング手段を実現している。   In such a configuration, the main feature of the configuration of FIG. 1 is that the circuit for generating the bias voltage VREF and the circuit for generating the offset voltage VOS each include trimming means. In FIG. 1, for example, between the power supply voltage VDD and the ground voltage, VREF is generated from a node N1 divided by resistors R3 and R4, and VOS is generated from a node N2 divided by resistors R5 and R6. ing. Here, the resistance elements R4 and R6 are variable resistances as shown in FIG. 2, thereby realizing trimming means.

図2は、図1の電力検出回路において、そのトリミング手段の一例を示す回路図であり、(a)はバイアス電圧の調整回路、(b)はオフセット電圧を調整回路である。図2(a)では、図1の抵抗素子R4が、並列接続の4個の抵抗素子R41,R42,R43,R44と抵抗素子R41〜R44にそれぞれ直列接続された4個のスイッチ素子によって実現されている。この4個のスイッチ素子は、それぞれ制御信号SW1[1],[2],[3],[4](SW1[4:1])によって制御される。また、図2(b)に示すように、図1の抵抗素子R6も同様に、4個の抵抗素子R61〜R64と4個のスイッチ素子によって実現され、これらのスイッチ素子が、それぞれ制御信号SW3[4:1]によって制御される。   FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the trimming means in the power detection circuit of FIG. 1, wherein (a) is a bias voltage adjustment circuit, and (b) is an offset voltage adjustment circuit. In FIG. 2A, the resistance element R4 of FIG. 1 is realized by four resistance elements R41, R42, R43, R44 connected in parallel and four switch elements connected in series to the resistance elements R41 to R44, respectively. ing. The four switch elements are controlled by control signals SW1 [1], [2], [3], [4] (SW1 [4: 1]), respectively. Further, as shown in FIG. 2B, the resistance element R6 of FIG. 1 is similarly realized by four resistance elements R61 to R64 and four switch elements, and these switch elements are respectively controlled by the control signal SW3. Controlled by [4: 1].

したがって、例えば、R41〜R44(R61〜R64)を同一の抵抗値とし、オンにするスイッチ素子の数を制御することによって、図1の抵抗素子R4およびR6の抵抗値を変更でき、バイアス電圧VREFおよびオフセット電圧VOSを調整できる。なお、抵抗素子の数は、勿論4個に限定されるものではなく、求める抵抗値の調整精度などに応じて定められる。また、トリミング手段も、並列接続の抵抗素子に特に限定されるものではない。例えば、直列接続の抵抗素子を用いて抵抗素子間のノードの中から電圧を取り出すノードを選択する方式や、ダイオード接続されたMOSトランジスタのドレインに電流を流した時のドレイン電圧を利用する方式などでもよい。この場合は、ドレインに流す電流またはMOSトランジスタのサイズを可変とする。   Therefore, for example, by setting R41 to R44 (R61 to R64) to the same resistance value and controlling the number of switch elements to be turned on, the resistance values of the resistance elements R4 and R6 in FIG. 1 can be changed, and the bias voltage VREF In addition, the offset voltage VOS can be adjusted. Of course, the number of resistance elements is not limited to four, and is determined according to the required adjustment accuracy of the resistance value. Further, the trimming means is not particularly limited to a parallel-connected resistance element. For example, a method for selecting a node for extracting a voltage from among nodes between resistance elements using a series-connected resistance element, a method for using a drain voltage when a current is passed through the drain of a diode-connected MOS transistor, etc. But you can. In this case, the current flowing through the drain or the size of the MOS transistor is variable.

つぎに、図1の電力検出回路の動作について説明する。まず、この電力検出回路の検出電圧VDETは、ディファレンシャルアンプ回路DIFAMPによって式(1)のように与えられる。   Next, the operation of the power detection circuit of FIG. 1 will be described. First, the detection voltage VDET of the power detection circuit is given by the differential amplifier circuit DIFFAMP as shown in Expression (1).

VDET=(1+R1’/R2’)VDT−(R1’/R2’)(1+R2/R1)VREF+(R1’/R2’)(R2/R1)VOS (1)
ここで、R1=R1’、R2=R2’とすると、式(2)のようになる。
VDET = (1 + R1 ′ / R2 ′) VDT− (R1 ′ / R2 ′) (1 + R2 / R1) VREF + (R1 ′ / R2 ′) (R2 / R1) VOS (1)
Here, when R1 = R1 ′ and R2 = R2 ′, the equation (2) is obtained.

VDET=(1+R1/R2)(VDT−VREF)+VOS (2)
この式(2)より、図1の電力検出回路は、電圧VDTよりバイアス電圧VREFを差し引くことでRFinからの正味の入力電力分を電圧値として抽出し、その抽出した電圧値を増幅してオフセット電圧VOSを加えるものとなっている。そして、電圧VDTは、後述するようにバイアス電圧VREFにRFinの入力電力を反映した電圧ΔVが加わったような値となるが、このΔVをいかに高精度で得るかが重要となる。また、電圧VOSがプロセスばらつき等によって変動すると、VDETの値がVOS分シフトすることになるので、この電圧にも精度が要求される。
VDET = (1 + R1 / R2) (VDT−VREF) + VOS (2)
From this equation (2), the power detection circuit of FIG. 1 extracts the net input power from RFin as a voltage value by subtracting the bias voltage VREF from the voltage VDT, and amplifies the extracted voltage value to offset it. The voltage VOS is applied. As will be described later, the voltage VDT has a value such that a voltage ΔV reflecting the input power of RFin is added to the bias voltage VREF. How to obtain this ΔV with high accuracy is important. Further, when the voltage VOS varies due to process variations or the like, the value of VDET is shifted by VOS, so that this voltage also requires accuracy.

こうした中、電圧VDTは、次のように生成される。まず、NMOSトランジスタMN1に入力されるバイアス電圧VREFは、MN1にB級増幅動作を行わせるように調整する。すなわち、MN1のしきい値電圧Vth近辺に調整し、RFinからの入力信号が微弱であっても検出できるようにしておく。MN1は、RFinからの交流信号の半波分で動作し、それに応じたドレイン電流を生成する。このドレイン電流は、MP1,MP2のカレントミラー回路で転写され、MN2によって電圧VDTに変換される。なお、MN1は半波分で動作するが、電圧VDTは、MN1で電流を発生する際や、その電流をMP1,MP2を介してMN2に入力する際の各MOSトランジスタの遅延および寄生容量、更にはAMP2の入力容量等によって整流および平滑化される。この様子を模式的に図3に示す。   Under such circumstances, the voltage VDT is generated as follows. First, the bias voltage VREF input to the NMOS transistor MN1 is adjusted so that the MN1 performs the class B amplification operation. That is, the threshold voltage Vth is adjusted to be near MN1 so that the signal can be detected even if the input signal from RFin is weak. MN1 operates with a half-wave portion of the AC signal from RFin, and generates a drain current corresponding thereto. This drain current is transferred by a current mirror circuit of MP1 and MP2, and converted to a voltage VDT by MN2. Although MN1 operates for half a wave, the voltage VDT is applied to the delay and parasitic capacitance of each MOS transistor when a current is generated at MN1 or when the current is input to MN2 via MP1 and MP2. Is rectified and smoothed by the input capacity of the AMP2. This is schematically shown in FIG.

図3は、図1の電力検出回路において、その検波部で電圧が生成されるまでの過程を示す模式図である。バイアス電圧VREFがMN1のしきい値電圧Vthに等しい場合(Vth1の場合)、RFinからの入力波形に対してVREFより高い電圧の部分でMN1が動作する。そして、仮にMN1とMN2の素子サイズが等しい場合、これに伴う電流および電圧が前述したように整流および平滑化されることで、電圧VDTとしてVREF+ΔV1が得られる。   FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a process until a voltage is generated by the detection unit in the power detection circuit of FIG. 1. When the bias voltage VREF is equal to the threshold voltage Vth of MN1 (in the case of Vth1), MN1 operates at a voltage higher than VREF with respect to the input waveform from RFin. If the element sizes of MN1 and MN2 are equal, the current and voltage associated therewith are rectified and smoothed as described above, so that VREF + ΔV1 is obtained as voltage VDT.

ところが実際には、MN1のしきい値電圧Vthは、プロセスばらつきによって変動してしまう。したがって、従来技術においては、バイアス電圧VREFのトリミング手段を備えていないため、例えば図3のように、MN1のしきい値電圧Vthがバイアス電圧VREFよりも大きくなるような場合(Vth2の場合)が起こり得た。その結果、電圧VDTの大きさは、前述した値よりも小さいVREF+ΔV2となり、MN1のしきい値電圧のばらつきに伴って電圧VDTにもばらつきが生じてしまう。更に、この場合、RFinからの入力信号が微弱だと電力検出自体が困難となる恐れがある。   However, in practice, the threshold voltage Vth of MN1 varies due to process variations. Therefore, since the conventional technique does not include trimming means for the bias voltage VREF, there is a case where the threshold voltage Vth of MN1 becomes larger than the bias voltage VREF (in the case of Vth2) as shown in FIG. Could happen. As a result, the magnitude of the voltage VDT becomes VREF + ΔV2 which is smaller than the above-described value, and the voltage VDT also varies as the threshold voltage of the MN1 varies. Further, in this case, if the input signal from RFin is weak, it may be difficult to detect the power itself.

そこで、バイアス電圧VREFを調整可能とし、MN1のしきい値電圧Vthに合わせ込めるようにすることで、このようなΔVのばらつきを低減できる。これに加えて、抵抗素子R6を調整することによって、オフセット電圧VOSのばらつきも低減できる。これらによって、検出電圧VDETとして、入力ノードRFinへの入力電力の大きさを高精度に反映した電圧を得ることが可能となる。なお、オフセット電圧VOSは、RFinへの入力電力がゼロの時の検出電圧VDETの初期値となる。検出電圧VDETの初期値は、電力検出回路が適用されるシステムに応じて異なる場合があり、各システムに応じて最適な値に設定される。   Therefore, the variation in ΔV can be reduced by adjusting the bias voltage VREF so that it can be adjusted to the threshold voltage Vth of MN1. In addition, the variation of the offset voltage VOS can be reduced by adjusting the resistance element R6. As a result, it is possible to obtain a voltage that accurately reflects the magnitude of the input power to the input node RFin as the detection voltage VDET. The offset voltage VOS is the initial value of the detection voltage VDET when the input power to RFin is zero. The initial value of the detection voltage VDET may vary depending on the system to which the power detection circuit is applied, and is set to an optimal value according to each system.

図4は、図1の電力検出回路を変形した構成の一例を示す回路図である。図4に示す電力検出回路は、図1の構成例と異なり、そのNMOSトランジスタMN2が、素子サイズが可変なNMOSトランジスタMN2vとなっている。それ以外の構成については図1と同様であるため説明は省略する。図4の電力検出回路では、バイアス電圧VREFとオフセット電圧VOSのトリミング手段に加えて、MN2vによる検出感度のトリミング手段を備えている。   FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a modified configuration of the power detection circuit of FIG. The power detection circuit shown in FIG. 4 differs from the configuration example of FIG. 1 in that the NMOS transistor MN2 is an NMOS transistor MN2v whose element size is variable. Since other configurations are the same as those in FIG. The power detection circuit of FIG. 4 includes trimming means for detection sensitivity by MN2v in addition to trimming means for the bias voltage VREF and the offset voltage VOS.

図5は、図4の電力検出回路において、そのトリミング手段の一例を示す回路図である。図5では、図4のNMOSトランジスタMN2vが、並列接続の4個のNMOSトランジスタMN2v1,MN2v2,MN2v3,MN2v4と、これらのNMOSトランジスタMN2v1〜4にそれぞれ直列接続された4個のスイッチ素子によって実現されている。MN2v1〜4のそれぞれは、ダイオード接続を備えている。4個のスイッチ素子は、それぞれ制御信号SW2[1],[2],[3],[4](SW2[4:1])によって制御される。なお、トランジスタの数は、4個に限定されるものではなく、求める調整範囲に応じて適宜定められる。   FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the trimming means in the power detection circuit of FIG. In FIG. 5, the NMOS transistor MN2v of FIG. 4 is realized by four NMOS transistors MN2v1, MN2v2, MN2v3, and MN2v4 connected in parallel and four switch elements connected in series to these NMOS transistors MN2v1 to MN4, respectively. ing. Each of the MNs 2v1 to 4 has a diode connection. The four switch elements are controlled by control signals SW2 [1], [2], [3], [4] (SW2 [4: 1]), respectively. Note that the number of transistors is not limited to four, and is appropriately determined according to an adjustment range to be obtained.

このようにNMOSトランジスタMN2vの素子サイズ(ゲート幅W)を調整可能にすると、これに応じて検出感度(RFinの変化分に対する電圧VDT(VDET)の変化分)を調整することが可能になる。したがって、MN2vのトリミング手段によって、電力検出回路が適用されるシステムに応じて所望の検出感度を設定したり、または、各電力検出回路毎のプロセスばらつき等に伴う検出感度のばらつきを低減することなども可能になる。   When the element size (gate width W) of the NMOS transistor MN2v can be adjusted in this way, the detection sensitivity (change in voltage VDT (VDET) relative to change in RFin) can be adjusted accordingly. Therefore, the trimming means of MN2v sets a desired detection sensitivity according to the system to which the power detection circuit is applied, or reduces variations in detection sensitivity due to process variations for each power detection circuit, etc. Will also be possible.

なお、検出感度は、式(2)から判るように抵抗素子R1(R1’),R2(R2’)を可変にすることによって調整することも可能である。ただし、例えば図2と同様な方式で抵抗素子R1,R2を可変にするよりも、図5のようにMOSトランジスタの素子サイズを可変にした方が、一般的には小面積で高精度を得られるため、NMOSトランジスタMN2vによって検出感度を調整する方が望ましい。   The detection sensitivity can be adjusted by making the resistance elements R1 (R1 ') and R2 (R2') variable as can be seen from the equation (2). However, for example, it is generally possible to obtain high accuracy with a small area by making the MOS transistor element size variable as shown in FIG. 5, rather than making the resistance elements R1 and R2 variable by the same method as in FIG. Therefore, it is desirable to adjust the detection sensitivity by the NMOS transistor MN2v.

図6は、本発明の一実施の形態による高周波電力増幅用電子部品を用いた無線通信システムの構成例を示すブロック図である。ここでは、例えば、GSM(Global System for Mobile Communications)と、DCS(Digital Cellular System)またはPCS(Personal Communication Services)のような2つの通信方式を備えた携帯電話機の構成例を示している。図6に示すシステムは、例えば、ベースバンドモジュール100と、パワーアンプモジュール200と、フロントエンドモジュール300などから構成される。これらのモジュールは、特に制限はされないが、例えば、それぞれに対応した3つのICデバイスで実現する場合や、パワーアンプモジュール200とフロントエンドモジュール300を一つのICデバイスに統合することで、2つのICデバイスで構成する場合などがある。   FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a wireless communication system using the high frequency power amplification electronic component according to the embodiment of the present invention. Here, a configuration example of a mobile phone having two communication methods such as GSM (Global System for Mobile Communications) and DCS (Digital Cellular System) or PCS (Personal Communication Services) is shown. The system shown in FIG. 6 includes, for example, a baseband module 100, a power amplifier module 200, a front end module 300, and the like. These modules are not particularly limited. For example, two modules can be realized by implementing three IC devices corresponding to each module, or by integrating the power amplifier module 200 and the front end module 300 into one IC device. There are cases where it consists of devices.

ベースバンドモジュール100は、ベースバンド回路110と、その送信信号から高調波成分を除去するバンドパスフィルタBPF1,BPF2と、ベースバンド回路110への受信信号を増幅するロウノイズアンプLNA1,LNA2と、その出力から不要波を除去するバンドパスフィルタBPF3,BPF4などから構成される。ベースバンド回路110は、GSMやDCSのシステムにおけるGMSK変復調やEDGEモードのPSK変復調を行う機能や、送信データ(ベースバンド信号)に基づいてI,Q信号を生成したり受信信号から抽出されたI,Q信号を処理する機能などを備えている。   The baseband module 100 includes a baseband circuit 110, bandpass filters BPF1 and BPF2 that remove harmonic components from the transmission signal, low noise amplifiers LNA1 and LNA2 that amplify the reception signal to the baseband circuit 110, and It is composed of bandpass filters BPF3 and BPF4 that remove unnecessary waves from the output. The baseband circuit 110 has a function of performing GMSK modulation / demodulation in a GSM or DCS system or PSK modulation / demodulation in an EDGE mode, or generates I and Q signals based on transmission data (baseband signals) or I I extracted from a received signal. , Q signal processing function and the like.

その送信系回路には、例えば、GSMとDCSの送信信号をそれぞれ増幅する可変利得アンプGCA1,GCA2と、これらの出力をそれぞれ発振器VCO1,VCO2で発生した発振信号によってアップコンバートするミキサTx−MIX1,Tx−MIX2が含まれる。また、受信系回路には、例えば、GSMとDCSの受信信号を、それぞれ発振器VCO1,VCO2で発生した発振信号によってダウンコンバートするミキサRx‐MIX1,Rx−MIX2が含まれる。なお、可変利得アンプGCA1,GCA2の利得は、利得制御回路111によって制御される。   The transmission circuit includes, for example, variable gain amplifiers GCA1 and GCA2 that amplify GSM and DCS transmission signals, respectively, and mixers Tx-MIX1 that upconvert these outputs using oscillation signals generated by the oscillators VCO1 and VCO2, respectively. Tx-MIX2 is included. In addition, the reception system circuit includes, for example, mixers Rx-MIX1 and Rx-MIX2 that downconvert the received signals of GSM and DCS by the oscillation signals generated by the oscillators VCO1 and VCO2, respectively. The gains of the variable gain amplifiers GCA1 and GCA2 are controlled by the gain control circuit 111.

パワーアンプモジュール200は、本実施の形態の電子部品に該当し、その中の電力検出回路220がこれまでに述べたような構成を備えたものとなっている。ここでは、GSM用の増幅回路(パワーアンプ部)210aとDCS用の増幅回路210bが設けられており、各増幅回路は、例えば2段構成や3段構成からなるLD−MOSFET(Lateral Diffusion Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)を含んでいる。増幅回路210a,210bの出力電力POUT1,POUT2は、バイアス回路230によって制御される。バイアス回路230に対しては、ベースバンドモジュール100より、GSMかDCSかを示すモード選択信号VBANDと、定電流Icontが供給される。バイアス回路230は、VBANDとIcontに基づいて、各モードに応じたバイアス電流を生成し、このバイアス電流をパワーアンプ部210aか210bのいずれかに供給する。   The power amplifier module 200 corresponds to the electronic component of the present embodiment, and the power detection circuit 220 therein has a configuration as described above. Here, an amplifier circuit (power amplifier unit) 210a for GSM and an amplifier circuit 210b for DCS are provided, and each amplifier circuit is an LD-MOSFET (Lateral Diffusion Metal Oxide) having, for example, a two-stage configuration or a three-stage configuration. Semiconductor Field Effect Effect Transistor). Output power POUT1, POUT2 of the amplifier circuits 210a, 210b is controlled by the bias circuit 230. A mode selection signal VBAND indicating GSM or DCS and a constant current Icont are supplied from the baseband module 100 to the bias circuit 230. The bias circuit 230 generates a bias current corresponding to each mode based on VBAND and Icont, and supplies the bias current to either the power amplifier unit 210a or 210b.

また、増幅回路210a,210bの出力電力POUT1,POUT2は、方向性結合器242a,242bによって取り出され、電力検出回路220の入力ノードRFin1,RFin2に入力される。電力検出回路220は、モード選択信号VBANDなどによって制御され、そのいずれかのモードの出力電力を反映した検出電圧VDETをベースバンドモジュール100内の利得制御回路111に出力する。利得制御回路111は、検出電圧VDETと内部の出力レベル指示信号Vrampとを比較して、可変利得アンプGCA1,GCA2に対するパワー制御信号PCSを生成してそれらのゲインを制御する。そして、この制御によって、パワーアンプ部210a,210bに入力する高周波信号の振幅が制御され、これに伴いパワーアンプ部210a,210bの出力電力も制御される。   The output powers POUT1 and POUT2 of the amplifier circuits 210a and 210b are taken out by the directional couplers 242a and 242b and input to the input nodes RFin1 and RFin2 of the power detection circuit 220. The power detection circuit 220 is controlled by a mode selection signal VBAND or the like, and outputs a detection voltage VDET reflecting the output power of any mode to the gain control circuit 111 in the baseband module 100. The gain control circuit 111 compares the detection voltage VDET with the internal output level instruction signal Vramp, generates a power control signal PCS for the variable gain amplifiers GCA1 and GCA2, and controls their gains. By this control, the amplitude of the high-frequency signal input to the power amplifier units 210a and 210b is controlled, and the output power of the power amplifier units 210a and 210b is also controlled accordingly.

フロントエンドモジュール300は、パワーアンプ部210a,210bの送信出力から高調波などのノイズを除去するロウパスフィルタLPF1,LPF2と、GSMの信号とDCSの信号を合成したり分離したりする分波器DPX1,DPX2と、送受信の切替えスイッチT/R−SWなどを含んでいる。そして、切替えスイッチT/R−SWには、アンテナANTが接続される。なお、特に制限はされないが、パワーアンプモジュール200におけるパワーアンプ部210a,210bとバイアス回路230と電力検出回路220は、1つの半導体チップ上に形成される。   The front-end module 300 includes low-pass filters LPF1 and LPF2 that remove noise such as harmonics from transmission outputs of the power amplifier units 210a and 210b, and a duplexer that synthesizes and separates GSM signals and DCS signals. DPX1 and DPX2 and transmission / reception changeover switch T / R-SW are included. An antenna ANT is connected to the changeover switch T / R-SW. Although not particularly limited, the power amplifier units 210a and 210b, the bias circuit 230, and the power detection circuit 220 in the power amplifier module 200 are formed on one semiconductor chip.

図7は、本発明の一実施の形態による高周波電力増幅用電子部品を用いた無線通信システムの他の構成例を示すブロック図である。図6で述べたシステムが利得制御回路111によって出力電力の制御を行っていたのに対し、図7のシステムは、パワーアンプモジュール200内にAPC回路250を備えることで出力電力の制御を行う構成となっている。その他の構成は、図6と同様であるため説明は省略する。   FIG. 7 is a block diagram showing another configuration example of the wireless communication system using the high frequency power amplification electronic component according to the embodiment of the present invention. While the system described in FIG. 6 controls output power by the gain control circuit 111, the system in FIG. 7 includes an APC circuit 250 in the power amplifier module 200 to control output power. It has become. Other configurations are the same as those in FIG.

図7のシステムでは、APC回路250に対して、電力検出回路220からの検出電圧VDETと、ベースバンドモジュール100からの出力レベル指示信号Vrampが入力される。APC回路250は、この2つの入力を比較して、バイアス回路230に対して出力制御信号Vapcを出力する。バイアス回路230は、出力制御信号Vapcに応じてパワーアンプ部210a,210bのゲインを制御し、これに応じてパワーアンプ部210a,210bの出力電力が変化するように制御する。   In the system of FIG. 7, the detection voltage VDET from the power detection circuit 220 and the output level instruction signal Vramp from the baseband module 100 are input to the APC circuit 250. The APC circuit 250 compares these two inputs and outputs an output control signal Vapc to the bias circuit 230. The bias circuit 230 controls the gains of the power amplifier units 210a and 210b according to the output control signal Vapc, and controls the output power of the power amplifier units 210a and 210b to change accordingly.

なお、図6および図7のシステムにおいては、可変利得アンプGCA1,GCA2の後段にミキサTx‐MIX1,Tx−MIX2が設けられているが、可変利得アンプGCA1,GCA2の前段にミキサTx‐MIX1,Tx−MIX2を設けても良い。また、図6および図7には示されていないが、前記モジュール以外に、ベースバンドモジュール100に対する制御信号やパワー制御信号の基になる出力レベル指示信号を生成してシステム全体を制御するマイクロプロセッサ(CPU)を設けるようにしても良い。   6 and 7, the mixers Tx-MIX1 and Tx-MIX2 are provided at the subsequent stage of the variable gain amplifiers GCA1 and GCA2. However, the mixers Tx-MIX1, at the previous stage of the variable gain amplifiers GCA1 and GCA2 are provided. Tx-MIX2 may be provided. Although not shown in FIGS. 6 and 7, in addition to the module, a microprocessor that generates an output level instruction signal that is a basis of a control signal and a power control signal for the baseband module 100 and controls the entire system. (CPU) may be provided.

以上のような無線通信システムでは、2つの通信方式に対応しているため、各モジュールのサイズが大きくなってしまう。こうした中、パワーアンプモジュール200においては、2系統のパワーアンプ部210a,210bの各出力電力POUT1,POUT2を小型で高精度に検出する電力検出回路220が求められる。そこで、図1〜図5で述べたようなトリミング手段を用い、更に2つの通信方式に対応させる場合は、例えば、図8に示すよう構成を用いるとよい。   Since the wireless communication system as described above supports two communication methods, the size of each module becomes large. Under such circumstances, the power amplifier module 200 requires a power detection circuit 220 that detects the output powers POUT1 and POUT2 of the two power amplifier units 210a and 210b in a small size and with high accuracy. Therefore, when using the trimming means as described with reference to FIGS. 1 to 5 and further supporting two communication systems, for example, the configuration shown in FIG. 8 may be used.

図8は、図6および図7の無線通信システムにおいて、そのパワーアンプモジュール内の電力検出回路の構成例を示す回路図である。図8に示す電力検出回路は、例えば、ロウバンド(GSM)用とハイバンド(DCS)用の2つの検波部DET1,DET2と、検波部DET1,DET2で検出された結果を増幅する共通のディファレンシャルアンプ回路DIFAMPから構成される。各検波部DET1,DET2は、それぞれ、図4の検波部DETと同様の構成となっており、この2つの検波部DET1,DET2に対して共通に設けられたDIFAMPも図4と同様の構成となっている。   FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration example of a power detection circuit in the power amplifier module in the wireless communication system of FIGS. 6 and 7. The power detection circuit shown in FIG. 8 includes, for example, two detection units DET1 and DET2 for low band (GSM) and high band (DCS), and a common differential amplifier that amplifies the results detected by the detection units DET1 and DET2. The circuit is composed of DIFFAMP. Each of the detectors DET1 and DET2 has the same configuration as that of the detector DET in FIG. 4, and DIFFAMP provided in common to the two detectors DET1 and DET2 has the same configuration as in FIG. It has become.

検波部DET1では、抵抗素子R13,R14によってバイアス電圧VREF1が生成され、このVREF1に入力ノードRFin1からのAC信号を加えた電圧V1がNMOSトランジスタMN11に印加される。そして、MN11で発生した電流は、カレントミラー回路となるPMOSトランジスタMP11,MP12を介してNMOSトランジスタMN12に供給され、MN12によって電圧VDT1に変換される。   In the detection unit DET1, a bias voltage VREF1 is generated by the resistance elements R13 and R14, and a voltage V1 obtained by adding an AC signal from the input node RFin1 to the VREF1 is applied to the NMOS transistor MN11. The current generated in MN11 is supplied to the NMOS transistor MN12 via the PMOS transistors MP11 and MP12 serving as a current mirror circuit, and is converted into the voltage VDT1 by the MN12.

一方、検波部DET2では、抵抗素子R23,R24によってバイアス電圧VREF2が生成され、このVREF2に入力ノードRFin2からのAC信号を加えた電圧V2がNMOSトランジスタMN21に印加される。そして、MN21で発生した電流は、カレントミラー回路となるPMOSトランジスタMP21,MP22を介してNMOSトランジスタMN22に供給され、MN22によって電圧VDT2に変換される。   On the other hand, in the detection unit DET2, a bias voltage VREF2 is generated by the resistance elements R23 and R24, and a voltage V2 obtained by adding an AC signal from the input node RFin2 to the VREF2 is applied to the NMOS transistor MN21. The current generated in MN21 is supplied to the NMOS transistor MN22 via the PMOS transistors MP21 and MP22 serving as a current mirror circuit, and is converted into the voltage VDT2 by the MN22.

ディファレンシャルアンプ回路DIFAMPは、図4と同様のアンプ回路AMP1,AMP2および抵抗素子R1(R1’),R2(R2’)を含んでおり、抵抗素子R5,R6によってオフセット電圧VOSが供給される。ここで、AMP1における負帰還側でない入力ノード((+)側)は、スイッチ素子SW_Aによって、バイアス電圧VREF1かVREF2のいずれか一方に接続可能となっている。また、AMP2における負帰還側でない入力ノード((+)側)は、スイッチ素子SW_Bによって、電圧VDT1かVDT2のいずれか一方に接続可能となっている。   The differential amplifier circuit DIFFAMP includes amplifier circuits AMP1 and AMP2 similar to those in FIG. 4 and resistance elements R1 (R1 ') and R2 (R2'), and an offset voltage VOS is supplied by the resistance elements R5 and R6. Here, the input node ((+) side) which is not on the negative feedback side in AMP1 can be connected to either the bias voltage VREF1 or VREF2 by the switch element SW_A. Further, the input node ((+) side) which is not on the negative feedback side in AMP2 can be connected to either the voltage VDT1 or VDT2 by the switch element SW_B.

したがって、ロウバンドモードの場合、スイッチ素子SW_A,SW_Bによって、AMP1への入力をVREF1側に、AMP2への入力をVDT1側に選択することでロウバンドモード時の出力電力POUT1を検出できる。同様に、ハイバンドモードの場合、スイッチ素子SW_A,SW_Bによって、AMP1への入力をVREF2側に、AMP2への入力をVDT2側に選択することでハイバンドモード時の出力電力POUT2を検出できる。このようにスイッチ素子SW_A,SW_Bを用いることで、2つの検波部DET1,DET2に対しても1つのディファレンシャルアンプ回路DIFAMPで対応できるため、回路面積の低減が実現可能となる。また、スイッチ素子SW_A,SW_Bは、その容量成分によって電圧VDT1,VDT2の整流および平滑化に寄与することが可能である。   Therefore, in the low band mode, the output power POUT1 in the low band mode can be detected by selecting the input to AMP1 on the VREF1 side and the input to AMP2 on the VDT1 side by the switch elements SW_A and SW_B. Similarly, in the high band mode, the output power POUT2 in the high band mode can be detected by selecting the input to AMP1 on the VREF2 side and the input to AMP2 on the VDT2 side by the switch elements SW_A and SW_B. As described above, by using the switch elements SW_A and SW_B, the two detection units DET1 and DET2 can be handled by one differential amplifier circuit DIFFAMP, so that the circuit area can be reduced. The switch elements SW_A and SW_B can contribute to rectification and smoothing of the voltages VDT1 and VDT2 by their capacitance components.

さらに、図8の電力検出回路では、図4と同様に、各モード毎のバイアス電圧VREF1,VREF2を定める抵抗素子R14,R24と、各モード毎の検出感度等を定めるNMOSトランジスタMN12,MN22と、各モードに共通してDIFAMPのオフセット電圧VOSを定める抵抗素子R6にトリミング手段が備わっている。ここでは、図2と同様の構成で、R14、R24およびR6の抵抗値がスイッチ素子の制御信号SW11[4:1]、SW21[4:1]およびSW3[4:1]によって定められ、図5と同様の構成で、MN12およびMN22の素子サイズが制御信号SW12[4:1]およびSW22[4:1]によって定められる。   Further, in the power detection circuit of FIG. 8, as in FIG. 4, resistance elements R14 and R24 that determine bias voltages VREF1 and VREF2 for each mode, NMOS transistors MN12 and MN22 that determine detection sensitivity and the like for each mode, A trimming means is provided in the resistance element R6 that determines the offset voltage VOS of DIFFAMP in common with each mode. Here, with the same configuration as in FIG. 2, the resistance values of R14, R24 and R6 are determined by the control signals SW11 [4: 1], SW21 [4: 1] and SW3 [4: 1] of the switch elements. 5, the element sizes of MN12 and MN22 are determined by control signals SW12 [4: 1] and SW22 [4: 1].

これらの制御信号は、例えば図9のような方式で生成される。図9は、図8の電力検出回路に対して、その各制御信号の生成方式の一例を示す模式図であり、(a)、(b)はそれぞれ異なる方式の一例を示すものである。   These control signals are generated by a method as shown in FIG. 9, for example. FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of a method of generating each control signal for the power detection circuit of FIG. 8, and (a) and (b) show examples of different methods.

図9(a)では、例えば、図8に示した電力検出回路を電力検出部220aとして、これと同一の半導体チップ上に記憶部90と、デコーダ91と、制御部92などが設けられている。記憶部90は、例えば不揮発性メモリ等の不揮発性の記憶手段であり、半導体チップの外部端子となる調整用端子Aを介して、各制御信号SW11,SW21,SW3,SW12,SW22の設定値が格納される。この場合は、例えば、電力検出回路220を含むパワーアンプモジュール200の製造後の検査段階で設定値を記憶部90に格納することができる。また、場合によっては、例えば携帯電話システム等の組み立て後において、ユーザの要求等に応じて電力検出特性を変更することも可能である。   In FIG. 9A, for example, the power detection circuit shown in FIG. 8 is used as a power detection unit 220a, and a storage unit 90, a decoder 91, a control unit 92, and the like are provided on the same semiconductor chip. . The storage unit 90 is a non-volatile storage unit such as a non-volatile memory, for example, and the set values of the control signals SW11, SW21, SW3, SW12, and SW22 are set via an adjustment terminal A that is an external terminal of the semiconductor chip. Stored. In this case, for example, the setting value can be stored in the storage unit 90 at the inspection stage after manufacturing the power amplifier module 200 including the power detection circuit 220. In some cases, for example, after assembling a mobile phone system or the like, it is also possible to change the power detection characteristics in accordance with a user request or the like.

記憶部90に格納された値は、実使用上、例えば、パワーアンプモジュール200の電源投入時に読み出され、図8の当該抵抗素子およびNMOSトランジスタに設定される。この際、場合によっては、図9(a)に示すように、記憶部90から読み出した値をデコーダ91を介して設定してもよい。これは、例えば、複数のスイッチ素子の中のいずれか1つのみをオンにすることで抵抗値や素子サイズを設定するようなトリミング方式の場合に有益となり、これによって記憶部90の面積が削減可能となる。図9の例では、デコーダ91によって、例えば“00”,…,“11”の2ビットを“0001”,…,“1000”の4ビットに展開する。   For practical use, for example, the value stored in the storage unit 90 is read when the power amplifier module 200 is turned on, and is set in the resistance element and the NMOS transistor in FIG. At this time, the value read from the storage unit 90 may be set via the decoder 91 as shown in FIG. This is useful, for example, in the case of a trimming method in which only one of a plurality of switch elements is turned on to set a resistance value and an element size, thereby reducing the area of the storage unit 90. It becomes possible. In the example of FIG. 9, the decoder 91 expands, for example, 2 bits “00”,..., “11” into 4 bits “0001”,.

また、図8のモード切り替え用のスイッチ素子SW_A,SW_Bは、図6,図7のモード選択信号VBANDを受け、例えば、図9(a)に示すように制御部92を介して設定される。この制御部92の中には、例えばスイッチ素子SW_A,SW_Bの状態を保持するラッチ回路などが含まれている。なお、記憶部90は、不揮発性メモリの代わりにフューズなどを用いてもよい。この場合は、調整用端子Aが不要であり、一度設定を行った後は変更することができないが、容易性や確実性の面でメリットがある。   Further, the mode switching switch elements SW_A and SW_B in FIG. 8 receive the mode selection signal VBAND in FIGS. 6 and 7 and are set via the control unit 92 as shown in FIG. 9A, for example. The control unit 92 includes, for example, a latch circuit that holds the states of the switch elements SW_A and SW_B. Note that the storage unit 90 may use a fuse or the like instead of the nonvolatile memory. In this case, the adjustment terminal A is unnecessary and cannot be changed after once set, but there is an advantage in terms of ease and certainty.

図9(b)では、例えば、図8に示した電力検出回路を電力検出部220aとして、これと同一の半導体チップ上に保持部93と、制御部92などが設けられている。ここでは図9(a)と異なり、各制御信号SW11,SW21,SW3,SW12,SW22の設定値を格納する不揮発性の記憶部90が、電力検出部220aとは別の半導体チップ上に形成されている。すなわち、携帯電話システム等では、通常、内部に不揮発性メモリチップを備えており、例えば、これを利用する。この場合は、携帯電話システム等の組み立て後の検査段階で設定値を記憶部90に格納することになる。   In FIG. 9B, for example, the power detection circuit shown in FIG. 8 is used as a power detection unit 220a, and a holding unit 93, a control unit 92, and the like are provided on the same semiconductor chip. Here, unlike FIG. 9A, a non-volatile storage unit 90 that stores set values of the control signals SW11, SW21, SW3, SW12, and SW22 is formed on a semiconductor chip different from the power detection unit 220a. ing. That is, a cellular phone system or the like normally includes a nonvolatile memory chip inside, and uses this, for example. In this case, the set value is stored in the storage unit 90 at the inspection stage after the assembly of the mobile phone system or the like.

記憶部90に格納された値は、実使用上、例えば、携帯電話システム等の電源投入時に読み出され、半導体チップの外部端子となる調整用端子Bを介して保持部93に転送され保持される。保持部93は、例えば、内部にラッチ回路などを含んでいる。なお、各制御信号の数が多い場合は、調整用端子Bの本数が激増する恐れがあるため、例えばラッチ回路をシフトレジスタで構成し、調整用端子Bを介してシリアル転送で値を転送できるようにするとよい。   For practical use, the value stored in the storage unit 90 is read, for example, when a mobile phone system or the like is turned on, and is transferred to and held in the holding unit 93 via the adjustment terminal B serving as an external terminal of the semiconductor chip. The The holding unit 93 includes, for example, a latch circuit inside. If the number of control signals is large, the number of adjustment terminals B may increase drastically. For example, a latch circuit may be configured by a shift register, and values can be transferred by serial transfer via the adjustment terminals B. It is good to do so.

以上のように、図8に示すような電力検出回路を用いることで、パワーアンプモジュールが複数の通信方式に対応している場合でも、各通信方式に対応する検波部DET1,DET2毎にそれぞれトリミングを行うことができるため、各通信方式毎に高精度な電力検出が実現可能となる。すなわち、通信方式(周波数帯及び変調方式)が異なると、図8におけるRFin1,RFin2への入力電力の大きさが同じであっても、それを検出電圧VDETに変換する際の検出感度が異なる可能性が考えられる。この場合、NMOSトランジスタMN12,MN22の個別のトリミングによってこれらの検出感度のズレを吸収する。   As described above, by using the power detection circuit as shown in FIG. 8, trimming is performed for each of the detection units DET1 and DET2 corresponding to each communication method even when the power amplifier module supports a plurality of communication methods. Therefore, highly accurate power detection can be realized for each communication method. That is, if the communication method (frequency band and modulation method) is different, even if the input power to RFin1 and RFin2 in FIG. 8 is the same, the detection sensitivity when converting it to the detection voltage VDET can be different. Sex is conceivable. In this case, these detection sensitivity shifts are absorbed by individual trimming of the NMOS transistors MN12 and MN22.

また、図8に示すような電力検出回路を用いることで、これまでにも述べたように、プロセスばらつき等に伴う各電力検出回路毎の特性ばらつきを低減することが可能となる。さらに、このような高精度な電力検出回路を小面積で実現可能となる。したがって、製造歩留まりの向上や製造コストの削減が図れる。   Further, by using the power detection circuit as shown in FIG. 8, it is possible to reduce the characteristic variation for each power detection circuit due to the process variation as described above. Furthermore, such a highly accurate power detection circuit can be realized with a small area. Therefore, the manufacturing yield can be improved and the manufacturing cost can be reduced.

図10は、図8の電力検出回路において、入力電力と検出電圧の関係の一例を示すグラフである。図11は、図8の電力検出回路において、入力電力と検出感度の関係の一例を示すグラフである。図10および図11内の点線は、検波特性の仕様の一例を示している。図10では、図6,図7におけるパワーアンプ210aまたは210bの出力電力POUTと、それに対する電力検出回路220の検出電圧VDETとの関係を示している。図11では、図10と同様の出力電力POUTと、その出力電力の際の検出感度を示している。すなわち、図11は、図10のグラフ特性において各出力電力時の傾きに該当する。   FIG. 10 is a graph showing an example of the relationship between input power and detection voltage in the power detection circuit of FIG. FIG. 11 is a graph showing an example of the relationship between input power and detection sensitivity in the power detection circuit of FIG. The dotted line in FIGS. 10 and 11 shows an example of the specification of the detection characteristic. FIG. 10 shows the relationship between the output power POUT of the power amplifier 210a or 210b in FIGS. 6 and 7 and the detected voltage VDET of the power detection circuit 220 corresponding thereto. FIG. 11 shows the output power POUT similar to that in FIG. 10 and the detection sensitivity at that output power. That is, FIG. 11 corresponds to the slope at each output power in the graph characteristics of FIG.

図10において、検出電圧VDETの仕様は、例えば、POUT<−5dBmでは150mV±30mV、POUT=33dBmではVDET=2V±0.2Vでなければならないとする。また、図11において、検出感度の仕様は、−5dBm≦POUT≦33dBmで0.05V/V〜0.22V/Vでなければならないとする。   In FIG. 10, it is assumed that the specification of the detection voltage VDET must be, for example, 150 mV ± 30 mV when POUT <−5 dBm, and VDET = 2V ± 0.2 V when POUT = 33 dBm. In FIG. 11, it is assumed that the specification of the detection sensitivity should be 0.05 V / V to 0.22 V / V with −5 dBm ≦ POUT ≦ 33 dBm.

通常、設計段階でこのような仕様を満たしたとしても、製造時に素子特性のバラツキが発生したり、またはバンド切換えにより周波数を変更すると仕様を満たせなくなる場合がある。すなわち、図10および図11に示す特性Aおよび特性Bのような場合である。このような場合、例えば、パワーアンプモジュール200のテスト工程内で図8のバイアス電圧VREF1,VREF2を調整し、更に必要に応じてMN12,MN22の素子サイズやオフセット電圧VOSをそれぞれ調整することによって、図11および図12の特性Cのように仕様を満たすことが可能となる。すなわち、通信方式(周波数帯)が2種類ある場合も、各検波部DET1,DET2毎に調整することで、いずれの周波数帯においても前述したような検波特性の仕様を満たすように調整することができる。   Normally, even if such a specification is satisfied at the design stage, there may be variations in element characteristics during manufacturing, or the specification may not be satisfied if the frequency is changed by band switching. That is, it is a case like the characteristic A and the characteristic B shown in FIGS. In such a case, for example, by adjusting the bias voltages VREF1 and VREF2 in FIG. 8 within the test process of the power amplifier module 200, and further adjusting the element sizes and offset voltages VOS of MN12 and MN22 as necessary, The specification can be satisfied as shown by the characteristic C in FIGS. That is, even when there are two types of communication systems (frequency bands), adjustment can be made for each of the detection units DET1 and DET2 so as to satisfy the above-described detection characteristic specifications in any frequency band. it can.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

例えば、図8等では、2種類の通信方式に対応した電力検出回路の構成を示したが、同様にして、3種類の検波部と共通のディファレンシャルアンプ回路によって3種類の通信方式に対応させることなども可能である。また、本実施の形態では、検波部を構成する各トランジスタ素子として、MOS(Metal Oxide Semiconductor)型を用いたが、これに限らずMIS(Metal Insulator Semiconductor)型のトランジスタであれば同様に適用できる。また、場合によっては、バイポーラトランジスタを用いた場合でも適用可能である。この場合は、バイアス電圧VREFのトリミングによって、ベース−エミッタ間電圧VBEを調整し、また、並列に接続するダイオード接続のバイポーラトランジスタ数(ダイオード面積)を調整することで検出感度を調整することになる。   For example, in FIG. 8 and the like, the configuration of the power detection circuit corresponding to two types of communication systems is shown, but similarly, the three types of detection units and the common differential amplifier circuit are used to support the three types of communication systems. Etc. are also possible. In this embodiment, a MOS (Metal Oxide Semiconductor) type is used as each transistor element constituting the detection unit. However, the present invention is not limited to this, and any MIS (Metal Insulator Semiconductor) type transistor can be similarly applied. . In some cases, the present invention can be applied even when a bipolar transistor is used. In this case, the detection sensitivity is adjusted by adjusting the base-emitter voltage VBE by trimming the bias voltage VREF and adjusting the number of diode-connected bipolar transistors (diode area) connected in parallel. .

本発明の半導体装置は、携帯電話システムにおいて、その送信電力の発生や送信電力の検出を行うための電子部品であるパワーアンプモジュールに適用して特に有益な技術である。さらに、これに限らず、例えば無線LANやRFID(Radio Frequency Identification)など、各種無線通信システムの送信電力を検出する電子部品として広く適用可能である。   The semiconductor device of the present invention is a particularly useful technique when applied to a power amplifier module which is an electronic component for generating transmission power and detecting transmission power in a mobile phone system. Further, the present invention is not limited to this, and can be widely applied as an electronic component for detecting transmission power of various wireless communication systems such as a wireless LAN and RFID (Radio Frequency Identification).

本発明の一実施の形態による高周波電力増幅用電子部品において、それに含まれる電力検出回路の構成の一例を示す回路図である。1 is a circuit diagram illustrating an example of a configuration of a power detection circuit included in an electronic component for high-frequency power amplification according to an embodiment of the present invention. FIG. 図1の電力検出回路において、そのトリミング手段の一例を示す回路図であり、(a)はバイアス電圧の調整回路、(b)はオフセット電圧を調整回路である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the trimming means in the power detection circuit of FIG. 1, wherein (a) is a bias voltage adjustment circuit, and (b) is an offset voltage adjustment circuit. 図1の電力検出回路において、その検波部で電圧が生成されるまでの過程を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a process until a voltage is generated by the detection unit in the power detection circuit of FIG. 1. 図1の電力検出回路を変形した構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the structure which deform | transformed the electric power detection circuit of FIG. 図4の電力検出回路において、そのトリミング手段の一例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the trimming means in the power detection circuit of FIG. 4. 本発明の一実施の形態のよる高周波電力増幅用電子部品を用いた無線通信システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the radio | wireless communications system using the electronic component for high frequency power amplification by one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態のよる高周波電力増幅用電子部品を用いた無線通信システムの他の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other structural example of the radio | wireless communications system using the electronic component for high frequency power amplification by one embodiment of this invention. 図6および図7の無線通信システムにおいて、そのパワーアンプモジュール内の電力検出回路の構成例を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration example of a power detection circuit in the power amplifier module in the wireless communication system of FIGS. 6 and 7. 図8の電力検出回路に対して、その各制御信号の生成方式の一例を示す模式図であり、(a)、(b)はそれぞれ異なる方式の一例を示すものである。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a method for generating each control signal for the power detection circuit of FIG. 8, and (a) and (b) illustrate examples of different methods. 図8の電力検出回路において、入力電力と検出電圧の関係の一例を示すグラフである。9 is a graph showing an example of the relationship between input power and detection voltage in the power detection circuit of FIG. 8. 図8の電力検出回路において、入力電力と検出感度の関係の一例を示すグラフである。9 is a graph showing an example of the relationship between input power and detection sensitivity in the power detection circuit of FIG. 8.

符号の説明Explanation of symbols

AMP アンプ回路
ANT アンテナ
BPF バンドパスフィルタ
Ci 容量素子
DET 検波部
DIFAMP ディファレンシャルアンプ回路
DPX 分波器
GCA 可変利得アンプ
LPF ロウパスフィルタ
LNA ロウノイズアンプ
MN NMOSトランジスタ
MP PMOSトランジスタ
R 抵抗素子
RFin 入力ノード
SW 制御信号
SW_A,SW_B スイッチ素子
Tx−MIX,Rx−MIX ミキサ
T/R−SW 切り替えスイッチ
VBAND モード選択信号
VCO 発振器
VDD 電源電圧
VDET 検出電圧
VREF バイアス電圧
VOS オフセット電圧
90 記憶部
91 デコーダ
92 制御部
93 保持部
100 ベースバンドモジュール
110 ベースバンド回路
111 利得制御回路
200 パワーアンプモジュール
210a,210b パワーアンプ部
220 電力検出回路
220a 電力検出部
230 バイアス回路
242a,242b 方向性結合器
250 APC回路
300 フロントエンドモジュール
AMP amplifier circuit ANT antenna BPF bandpass filter Ci capacitive element DET detection unit DIFFAMP differential amplifier circuit DPX duplexer GCA variable gain amplifier LPF lowpass filter LNA low noise amplifier MN NMOS transistor MP PMOS transistor R resistor element RFin input node SW control signal SW_A, SW_B Switch element Tx-MIX, Rx-MIX Mixer T / R-SW changeover switch VBAND Mode selection signal VCO Oscillator VDD Power supply voltage VDET Detection voltage VREF Bias voltage VOS Offset voltage 90 Storage unit 91 Decoder 92 Control unit 93 Holding unit 100 Baseband module 110 Baseband circuit 111 Gain control circuit 200 Power amplifier module 210a , 210b Power amplifier unit 220 Power detection circuit 220a Power detection unit 230 Bias circuit 242a, 242b Directional coupler 250 APC circuit 300 Front end module

Claims (10)

高周波電力信号とバイアス電圧を含む入力信号が入力され、前記入力信号に応じた電流を生成する第1トランジスタと、
前記第1トランジスタで生成した電流を転写するカレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路で転写した電流をダイオード接続によって電圧に変換する第2トランジスタと、
前記第2トランジスタで変換した電圧から前記バイアス電圧を減算し、前記減算した電圧を増幅し、前記増幅した電圧にオフセット電圧を加算した電圧を出力するアンプ回路とを備え、
前記高周波電力信号の大きさを反映した電圧が前記アンプ回路の出力によって得られる高周波電力増幅用電子部品であって、
予め設定値が定められ、
前記設定値に基づいて前記バイアス電圧の大きさを調整する手段と、
前記設定値に基づいて前記オフセット電圧の大きさを調整する手段とを有することを特徴とする高周波電力増幅用電子部品。
A first transistor that receives an input signal including a high-frequency power signal and a bias voltage, and generates a current corresponding to the input signal;
A current mirror circuit for transferring the current generated by the first transistor;
A second transistor for converting the current transferred by the current mirror circuit into a voltage by diode connection;
An amplifier circuit that subtracts the bias voltage from the voltage converted by the second transistor, amplifies the subtracted voltage, and outputs a voltage obtained by adding an offset voltage to the amplified voltage;
A voltage reflecting the magnitude of the high-frequency power signal is an electronic component for high-frequency power amplification obtained by the output of the amplifier circuit,
The set value is determined in advance,
Means for adjusting the magnitude of the bias voltage based on the set value;
And a means for adjusting the magnitude of the offset voltage based on the set value.
請求項1記載の高周波電力増幅用電子部品において、さらに、
前記設定値に基づいて前記第2トランジスタの素子サイズを調整する手段を有することを特徴とする高周波電力増幅用電子部品。
The electronic component for high frequency power amplification according to claim 1, further comprising:
An electronic component for high frequency power amplification comprising means for adjusting an element size of the second transistor based on the set value.
請求項1記載の高周波電力増幅用電子部品において、
前記バイアス電圧および前記オフセット電圧は、それぞれ電源電圧を抵抗分割することで生成され、前記設定値に基づいて前記抵抗分割の比率が変更可能となっていることを特徴とする高周波電力増幅用電子部品。
In the electronic component for high frequency power amplification according to claim 1,
The bias voltage and the offset voltage are each generated by dividing a power supply voltage by resistance, and the ratio of the resistance division can be changed based on the set value. .
請求項1記載の高周波電力増幅用電子部品において、
前記第1トランジスタは、MOSトランジスタであり、
前記バイアス電圧は、前記MOSトランジスタのしきい値電圧と等しくなるように調整されることを特徴とする高周波電力増幅用電子部品。
In the electronic component for high frequency power amplification according to claim 1,
The first transistor is a MOS transistor;
The electronic component for high frequency power amplification, wherein the bias voltage is adjusted to be equal to a threshold voltage of the MOS transistor.
請求項1記載の高周波電力増幅用電子部品において、
前記アンプ回路は、
一方の入力ノードに前記バイアス電圧が入力される第1アンプ回路と、
一方の入力ノードに前記第2トランジスタによって変換された電圧が入力される第2アンプ回路と、
前記第1アンプ回路の他方の入力ノードと前記オフセット電圧の出力ノードとの間に接続される第1抵抗素子と、
前記第1アンプ回路の他方の入力ノードと前記第1アンプ回路の出力ノードとの間に接続される第2抵抗素子と、
前記第2アンプ回路の他方の入力ノードと前記第1アンプ回路の出力ノードとの間に接続される第3抵抗素子と、
前記第2アンプ回路の他方の入力ノードと前記第2アンプ回路の出力ノードとの間に接続される第4抵抗素子とを有し、
前記第1抵抗素子と前記第4抵抗素子は同一の抵抗値であり、
前記第2抵抗素子と前記第3抵抗素子は同一の抵抗値であり、
前記第2アンプ回路の出力ノードによって、前記高周波電力信号の大きさを反映した電圧が得られることを特徴とする高周波電力増幅用電子部品。
In the electronic component for high frequency power amplification according to claim 1,
The amplifier circuit is
A first amplifier circuit to which the bias voltage is input to one input node;
A second amplifier circuit in which the voltage converted by the second transistor is input to one input node;
A first resistance element connected between the other input node of the first amplifier circuit and an output node of the offset voltage;
A second resistance element connected between the other input node of the first amplifier circuit and an output node of the first amplifier circuit;
A third resistance element connected between the other input node of the second amplifier circuit and an output node of the first amplifier circuit;
A fourth resistance element connected between the other input node of the second amplifier circuit and an output node of the second amplifier circuit;
The first resistance element and the fourth resistance element have the same resistance value,
The second resistance element and the third resistance element have the same resistance value,
An electronic component for high-frequency power amplification, wherein a voltage reflecting the magnitude of the high-frequency power signal is obtained by an output node of the second amplifier circuit.
請求項2記載の高周波電力増幅用電子部品において、
前記第2トランジスタを調整する手段は、ダイオード接続されたトランジスタにスイッチ素子が直列に接続され、前記直列に接続された回路が複数並列に接続された構成によって実現され、前記設定値として前記スイッチ素子のオン/オフを定めることで素子サイズが調整されることを特徴とする高周波電力増幅用電子部品。
In the electronic component for high frequency power amplification according to claim 2,
The means for adjusting the second transistor is realized by a configuration in which a switch element is connected in series to a diode-connected transistor, and a plurality of the circuits connected in series are connected in parallel. An electronic component for high-frequency power amplification, wherein the element size is adjusted by determining on / off of.
第1高周波電力信号と第1バイアス電圧を含む第1入力信号が入力され、前記第1入力信号の大きさを反映した電圧を出力する第1検波回路と、
第2高周波電力信号と第2バイアス電圧を含む第2入力信号が入力され、前記第2入力信号の大きさを反映した電圧を出力する第2検波回路と、
前記第1バイアス電圧と前記第1検波回路の出力電圧の組み合わせか、前記第2バイアス電圧と前記第2検波回路の出力電圧の組み合わせかを選択する手段と、
前記第1検波回路と前記第2検波回路に共通に設けられ、前記選択する手段で選択した一方の組み合わせに基づいて、対応する出力電圧から対応するバイアス電圧を減算し、前記減算した電圧を増幅し、前記増幅した電圧にオフセット電圧を加算した電圧を出力するアンプ回路とを備え、
前記第1検波回路は、
前記第1入力信号に応じた電流を生成する第1トランジスタと、
前記第1トランジスタで生成した電流を転写する第1カレントミラー回路と、
前記第1カレントミラー回路で転写した電流をダイオード接続によって電圧に変換して出力する第2トランジスタとを備え、
前記第2検波回路は、
前記第2入力信号に応じた電流を生成する第3トランジスタと、
前記第3トランジスタで生成した電流を転写する第2カレントミラー回路と、
前記第2カレントミラー回路で転写した電流をダイオード接続によって電圧に変換して出力する第4トランジスタとを備える高周波電力増幅用電子部品であって、
予め設定値が定められ、
前記設定値に基づいて前記第1バイアス電圧の大きさを調整する手段と、
前記設定値に基づいて前記第2バイアス電圧の大きさを調整する手段と、
前記設定値に基づいて前記第2トランジスタの素子サイズを調整する手段と、
前記設定値に基づいて前記第4トランジスタの素子サイズを調整する手段と、
前記設定値に基づいて前記オフセット電圧の大きさを調整する手段とを有することを特徴とする高周波電力増幅用電子部品。
A first detection circuit that receives a first input signal including a first high-frequency power signal and a first bias voltage and outputs a voltage reflecting the magnitude of the first input signal;
A second detection circuit that receives a second input signal including a second high-frequency power signal and a second bias voltage and outputs a voltage reflecting the magnitude of the second input signal;
Means for selecting a combination of the first bias voltage and the output voltage of the first detection circuit, or a combination of the second bias voltage and the output voltage of the second detection circuit;
Based on one combination selected by the means for selecting provided in common to the first detection circuit and the second detection circuit, the corresponding bias voltage is subtracted from the corresponding output voltage, and the subtracted voltage is amplified. And an amplifier circuit that outputs a voltage obtained by adding an offset voltage to the amplified voltage,
The first detection circuit includes:
A first transistor that generates a current according to the first input signal;
A first current mirror circuit for transferring a current generated by the first transistor;
A second transistor that converts the current transferred by the first current mirror circuit into a voltage by diode connection and outputs the voltage;
The second detection circuit includes:
A third transistor that generates a current according to the second input signal;
A second current mirror circuit for transferring the current generated by the third transistor;
A high frequency power amplification electronic component comprising: a fourth transistor for converting the current transferred by the second current mirror circuit into a voltage by diode connection and outputting the voltage;
The set value is determined in advance,
Means for adjusting the magnitude of the first bias voltage based on the set value;
Means for adjusting the magnitude of the second bias voltage based on the set value;
Means for adjusting the element size of the second transistor based on the set value;
Means for adjusting the element size of the fourth transistor based on the set value;
And a means for adjusting the magnitude of the offset voltage based on the set value.
請求項7記載の高周波電力増幅用電子部品において、
前記第1検波回路、前記第2検波回路、前記アンプ回路、および前記調整する手段は、同一の半導体チップ上に形成され、
前記半導体チップ上には、さらに、前記調整する手段で用いる前記設定値を保持するための不揮発性の記憶手段が形成されることを特徴とする高周波電力増幅用電子部品。
The electronic component for high frequency power amplification according to claim 7,
The first detection circuit, the second detection circuit, the amplifier circuit, and the adjusting means are formed on the same semiconductor chip,
An electronic component for high-frequency power amplification, wherein a non-volatile storage means for holding the set value used by the adjusting means is further formed on the semiconductor chip.
請求項7記載の高周波電力増幅用電子部品において、
前記第1検波回路、前記第2検波回路、前記アンプ回路、および前記調整する手段は、同一の半導体チップ上に形成され、
前記半導体チップとは別の半導体チップ上に、前記調整する手段で用いる前記設定値を保持するための不揮発性の記憶手段が形成されることを特徴とする高周波電力増幅用電子部品。
The electronic component for high frequency power amplification according to claim 7,
The first detection circuit, the second detection circuit, the amplifier circuit, and the adjusting means are formed on the same semiconductor chip,
An electronic component for high frequency power amplification, wherein a non-volatile storage means for holding the set value used by the adjusting means is formed on a semiconductor chip different from the semiconductor chip.
請求項8記載の高周波電力増幅用電子部品において、
前記不揮発性の記憶手段は、不揮発性メモリで実現され、
前記半導体チップには、前記不揮発性メモリに前記設定値を格納するための外部端子が設けられることを特徴とする高周波電力増幅用電子部品。
The electronic component for high frequency power amplification according to claim 8,
The nonvolatile storage means is realized by a nonvolatile memory,
The electronic component for high frequency power amplification, wherein the semiconductor chip is provided with an external terminal for storing the set value in the nonvolatile memory.
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