JP2008244595A - 電力増幅器および送受信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力端子1と、それぞれの一端が入力端子に共通接続される第1および第2のスイッチ3,4と、半導体基板上に形成され第1のスイッチまたは第2のスイッチの他端に接続されたゲートを有するマルチフィンガー型の第1のFET5および第2のFET6と、第1および第2のFETのそれぞれのドレインが共通接続される出力端子2と、第1、第2のFETのチャネルの温度および半導体基板の温度を検出する第1、第2、第3の温度検出器9、10、12と、第1、第3の温度検出器の出力差および第2、第3の温度検出器の出力差を熱起電力によって検出する第1および第2の検出回路13、14と、第1および第2の検出回路の出力を比較して、第1および第2のスイッチのうちの一方をONにし、他方をOFFにする比較器15と、を備えている。
【選択図】図1
Description
本発明の第1実施形態による電力増幅器を図1に示す。本実施形態の電力増幅器は、シリコン基板(図示せず)上に形成され、入力端子1と、出力端子2と、スイッチ3,4と、FET5,6と、チョークインダクタンス7,8と、温度検出器9,10と、基準温度検出器12と、検出回路13,14と、電位比較器15とを備えており、2個のFET5,6をパワー合成した構成となっている。スイッチ3は入力端子1とFET5のゲートとの接続をON、OFFし、スイッチ4は入力端子1とFET6のゲートとの接続をON、OFFする。スイッチ3,4のON、OFFの制御は電位比較器15によって行われる。
次に、本実施形態の比較例による電力増幅器を図6に示す。この比較例の電力増幅器200は、2個のマルチフィンガー型のFET205、206を備えている。これらのFET205,206のゲートは伝送線路を介して入力端子201に接続され、ドレインは伝送線路を介して出力端子202に接続される。本実施形態と異なり、FET205、206にはチャネル温度を検出する検出器は設けられていない。すなわち、この比較例は、通常、各FET内での熱劣化や熱暴走を抑制できても、2つのFET205,206の熱による特性変化差をフィードバックする手段が設けられていないため、2つのFET205、206の特性差、例えば位相差より生じたループ電流が発生する。このため、この比較例のFETの静特性は図7の破線に示すようになり、飽和領域となるべき領域で負性抵抗が現れ、実線で示す本実施形態によるFETの静特性に比べて劣化している。また、上記ループ電流の発生により、比較例の電力増幅器の出力特性、ゲイン特性、および効率は、図8に示す破線に示すようになり、図8の実線に示す本実施形態の電力増幅器の出力特性、ゲイン特性、および効率に比べて劣化している。すなわち、本実施形態は比較例に比べてループ電流が発生しにくく、線形性が改善されている。
次に、本発明の第2実施形態による送受信システムを図9に示す。本実施形態の送受信システム300は、アンテナ301と、アンテナスイッチ302と、ローノイズアンプ303と、フィルタ304と、ミキサー305と、発振回路306と、フィルタ307と、復調回路308と、ベースバンド回路309と、変調回路310と、ミキサー311と、スイッチ回路312と、フィルタ313,314と、FET5,6と、検出回路13,14と、電位比較器15とを備えている。FET5,6、検出回路13,14、電位比較器15は、第1実施形態で説明したFET5,6、検出回路13,14、電位比較器15と同じ構成を有している。また、スイッチ回路312は、第1実施形態のスイッチ3,4を合成した構成となっている。
2 出力端子
3 スイッチ
4 スイッチ
5 FET
6 FET
7、8 チョークインダクタンス
9 FET5のチャネル温度検出器
10 FET6のチャネル温度検出器
12 基板の温度検出器
13 検出回路
14 検出回路
15 電位比較器
Claims (8)
- 入力端子と、それぞれの一端が前記入力端子に共通接続される第1および第2のスイッチと、半導体基板上に形成され前記第1のスイッチの他端に接続されたゲートを有するマルチフィンガー型の第1のFETと、前記半導体基板上に形成され前記第2のスイッチの他端に接続されたゲートを有するマルチフィンガー型の第2のFETと、前記第1および第2のFETのそれぞれのドレインが共通接続される出力端子と、前記第1のFETのチャネルの温度を検出する第1の温度検出器と、前記第2のFETのチャネルの温度を検出する第2の温度検出器と、前記半導体基板の温度を検出する第3の温度検出器と、前記第1の温度検出器の出力と前記第3の温度検出器の出力との差を熱起電力によって検出する第1の検出回路と、前記第2の温度検出器の出力と前記第3の温度検出器の出力との差を熱起電力によって検出する第2の検出回路と、前記第1および第2の検出回路の出力を比較して、前記第1および第2のスイッチのうちの一方をONにし、他方をOFFにする比較器と、を備えたことを特徴とする電力増幅器。
- 前記第1のFETは、複数のMOSトランジスタからなり隣接するMOSトランジスタのソース領域またはドレイン領域が共有される第1のMOSトランジスタ群と、複数のMOSトランジスタからなり隣接するMOSトランジスタのソース領域またはドレイン領域が共有される第2のMOSトランジスタ群と、を備え、前記第1のMOSトランジスタ群の複数のMOSトランジスタのゲートと前記第2のMOSトランジスタ群の複数のMOSトランジスタのゲートとが共通に接続され、前記第1のMOSトランジスタ群の複数のMOSトランジスタのドレインと前記第2のMOSトランジスタ群の複数のMOSトランジスタのドレインとが共通に接続され、
前記第2のFETは、複数のMOSトランジスタからなり隣接するMOSトランジスタのソース領域またはドレイン領域が共有される第3のMOSトランジスタ群と、複数のMOSトランジスタからなり隣接するMOSトランジスタのソース領域またはドレイン領域が共有される第4のMOSトランジスタ群と、を備え、前記第3のMOSトランジスタ群の複数のMOSトランジスタのゲートと前記第4のMOSトランジスタ群の複数のMOSトランジスタのゲートとが共通に接続され、前記第3のMOSトランジスタ群の複数のMOSトランジスタのドレインと前記第4のMOSトランジスタ群の複数のMOSトランジスタのドレインとが共通に接続され、
前記第1の温度検出器は、前記第1のMOSトランジスタ群と前記第2のMOSトランジスタ群との間に設けられた第1のダミートランジスタであり、
前記第2の温度検出器は、前記第3のMOSトランジスタ群と前記第4のMOSトランジスタ群との間に設けられた第2のダミートランジスタであり、
前記第3の温度検出器は、前記第1のMOSトランジスタ群のMOSトランジスタのうち前記第2のMOSトランジスタ群と反対側のMOSトランジスタに隣接するように設けられるか、または前記第3のMOSトランジスタ群のMOSトランジスタのうち前記第4のMOSトランジスタ群と反対側のMOSトランジスタに隣接するように設けられた第3のダミートランジスタであることを特徴とする請求項1記載の電力増幅器。 - 前記第1のダミートランジスタは、前記第1のMOSトランジスタ群の隣接するMOSトランジスタおよび前記第2のMOSトランジスタ群の隣接するMOSトランジスタとソース領域およびドレイン領域を共有し、前記第2のダミートランジスタは、前記第3のMOSトランジスタ群の隣接するMOSトランジスタおよび前記第4のMOSトランジスタ群の隣接するMOSトランジスタとソース領域およびドレイン領域を共有することを特徴とする請求項2記載の電力増幅器。
- 前記第1乃至第4のMOSトランジスタ群のMOSトランジスタはnチャネルMOSトランジスタであることを特徴とする請求項2または3記載の電力増幅器。
- 前記第1および第2の検出回路はそれぞれ、検出値が基準値より小さい場合にはデータ「0」および「1」のいちの一方を出力し、前記検出値が前記基準値以上の場合にはデータ「0」および「1」の他方を出力することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電力増幅器。
- 前記比較器は、TDMA方式のタイムデビジョン毎に、前記第1および第2の検出回路の出力を比較して、前記第1および第2のスイッチのうちの一方をONにし、他方をOFFにすることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電力増幅器。
- 前記比較器は、前記第1の検出回路の出力が前記第2の検出回路の出力よりも高い場合には前記第2のスイッチをONにするとともに前記第1のスイッチをOFFにし、前記第1の検出回路の出力が前記第2の検出回路の出力よりも低い場合には前記第1のスイッチをONにするとともに前記第2のスイッチをOFFにし、前記第1の検出回路の出力と前記第2の検出回路の出力が同じ場合には前記第1および第2のスイッチのON、OFFを切り換えないことを特徴とする請求項6記載の電力増幅器。
- 受信回路と、電力増幅器を有する送信回路とを備え、前記電力増幅器は請求項1乃至7のいずれかに記載の電力増幅器であることを特徴とする送受信システム。
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