JP2008514051A

JP2008514051A - ダイオード電圧制御を用いた電力増幅器のための温度補償回路

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Publication number: JP2008514051A
Application number: JP2007531063A
Authority: JP
Inventors: ジェオン，ジョー・ヨン; キム，ジュン・ヒュン
Original assignee: アバゴ・テクノロジーズ・ワイヤレス・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2008-05-01
Anticipated expiration: 2024-12-02
Also published as: GB2432736B; US7310015B2; GB0611352D0; CN1951002A; KR20060024666A; JP4461178B2; GB2432736A8; US20060055447A1; GB2432736A; DE112004002745T5; DE112004002745B4; KR100704686B1; WO2006031000A1

Abstract

ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路が提供される。該回路内において、第１の抵抗器(Rref)、第１のダイオード(D1)、及び第２のダイオード(D2)が、基準電圧に直列に接続される。前記温度補償回路は、前記基準電圧に接続された第２の抵抗器(R1)と、該第２の抵抗器に直列に接続された第３の抵抗器(R2)と、該基準電圧に接続された１つの端子を有する第４の抵抗器(Rc)と、アースに接続された１つの端子を有する第５の抵抗器(Re)と、該第２の抵抗器と該第３の抵抗器との間の接点(VS)に接続されたベース端子、該第４の抵抗器のその他の端子に接続されたコレクタ端子、及び該第５の抵抗器のその他の端子に接続されたエミッタ端子とを有する、バイアストランジスタと、前記第１のダイオードと前記第２のダイオードとの間の直列接続端子と該バイアストランジスタの該コレクタ端子との間に接続された第６の抵抗器(Rf)とを備える。前記コレクタ端子の電圧が、温度の補償を変化させる。

Description

本発明は、携帯電話機か又は個人用携帯情報端末（ＰＤＡ）のような個人用携帯通信装置内に含まれる電力増幅器に関し、特に、電力増幅器のための温度補償された回路に関する。

電子技術の発展によって、携帯電子装置は、効率的に設計され、高コストに事実上製造されている。携帯電子装置は、大抵、ポケベル（携帯無線呼び出し器：pager）、携帯電話機、音楽プレーヤ、計算機、ラップトップコンピュータ、及びＰＤＡを含む。携帯電子装置は、一般には、ＤＣ電力を必要とし、１つか又は複数のバッテリが、ＤＣ電力を供給するための１つのエネルギー源として用いられる。

コードレス電話機（モバイルハンドセット：mobile handset）か又は携帯電話機（cellular phone）のようなワイヤレスな携帯通信端末は、小型且つ軽量になってきている。従って、コードレス電話機のかなりの部分を占めるバッテリのサイズが、小型且つ軽量であるコードレス電話機内に適合するためにより小型になってきている。携帯電話機の場合には、より小型の端末及びバッテリに加えて、より長い通話時間が要求される。従って、バッテリの持続時間は、コードレス電話機か又は携帯電話機のような移動通信端末において１つの重要な要素である。

これらのパーソナル無線通信装置の使用における温度は、季節の変化か、増幅器の動作か、又は動作継続時間に従って変化する。温度における変化にもかかわらず、電力増幅器のある特定の特性を維持することは、端末の性能を決定することにおける、別の重要な要素である。

温度を補償するためのバイアス回路が、温度の変化にもかかわらず適切な動作範囲内における、電力増幅器の優れた増幅動作のために必要とされる。従来技術による、図１内に示されるような回路が、電力増幅器のバイアスのために使用されている。

図１は、従来の電力増幅器のバイアス回路の回路図である。図１を参照すると、トランジスタＱ２は、電力増幅器の増幅端の簡略化された形状である。トランジスタＱ１は、バイアストランジスタか、又はＤＣバッファトランジスタであり、トランジスタＱ２のベースに対してバイアス電圧を提供する。トランジスタＱ１は、バイアス電圧Ｖ_ＹがトランジスタＱ２のベースに直接的に入力された時に、トランジスタＱ２に印加された不十分な電流を補償するため、ＤＣバッファトランジスタと呼ばれる。図１において、基準電圧Ｖｒｅｆがバイアス回路ブロック２００の抵抗器Ｒｒｅｆに印加される間、電源電圧ＶｃｃがトランジスタＱ２及びＱ１に印加される。トランジスタＱ２のコレクタ静的動作電流は、静的動作電流（static operation current）Ｉ_Ｑによって示される。

従来の発明の説明に先立ち、ダイオードの典型的な電流特性が、理解されることが必要である。典型的なダイオードの電流特性がトランジスタのベース−エミッタ電圧による電流特性と同一であることを、当業者であれば容易に理解されよう。

図２は、温度パラメータによる、ダイオードの両端間の電圧に従った電流特性か、又はトランジスタのベース−エミッタ電圧に従った電流特性を示すグラフである。図２において、温度が上昇すると、特性曲線は左に移動するため、ダイオードのターンオン電圧Ｖ_ＢＥ（ｏｎ）が低下する。周知のように、曲線の移動は、約−２ｍＶ／℃の値を有する。バイアス電圧Ｖｂｉａｓが一定の時には、実効ベース−エミッタ電圧は、Ｖ_ＢＥ（ｅｆｆ）＝Ｖｂｉａｓ−Ｖ_ＢＥ（ｏｎ）であるため、電流が増加する。

次に、約２５℃の室温において、抵抗器Ｒｒｅｆと２つのダイオードＤ１及びＤ２とによってＶ_Ｙノードの電圧が２．６Ｖとなるように設計されることが、図１の従来のバイアス回路ブロック２００の温度補償動作において仮定される。このことは、抵抗器Ｒｒｅｆの値が、直列に接続された２つのダイオードの各々の両端の電圧が１．３Ｖとなるように設定されることを意味する。

トランジスタＱ１及びＱ２のベース−エミッタ間電圧は、ダイオードＤ１及びＤ２のように、１．３Ｖである。

図２内に示されるように、トランジスタＱ１及びＱ２において、動作温度が上昇する時には、ベース−エミッタのターンオン電圧Ｖ_ＢＥ（ｏｎ）が低下するため、静的動作電流Ｉ_Ｑは増加する。しかしながら、ダイオードＤ１及びＤ２は、トランジスタＱ１及びＱ２と同じ温度依存性を有するので、従って電圧Ｖ_Ｙが低下する。電圧Ｖ_Ｙの低下は、トランジスタＱ１及びＱ２のベース−エミッタ電圧における低下を意味する。トランジスタＱ１及びＱ２のベース−エミッタ電圧間の実効電圧Ｖ_ＢＥ（ｅｆｆ）はまた変化しないため、静的動作電流Ｉ_Ｑは一定である。

動作温度が低下した時には、トランジスタＱ１及びＱ２のベース−エミッタのターンオン電圧Ｖ_ＢＥ（ｏｎ）は、増加するため、静的動作電流Ｉ_Ｑは低下する。しかしながら、ダイオードＤ１及びＤ２は、トランジスタＱ１及びＱ２と同じ温度依存性を有するため、従って電圧Ｖ_Ｙは増加する。電圧Ｖ_Ｙの増加は、トランジスタＱ１及びＱ２のベース電圧における増加を意味する。トランジスタＱ１及びＱ２のベース−エミッタ電圧間の実効電圧Ｖ_ＢＥ（ｅｆｆ）はまた変化しないため、静的動作電流Ｉ_Ｑは一定である。

上記の動作をまとめると、ダイオードＤ１及びＤ２の各々の両端間の電圧Ｖ_Ｙは、温度変化に従って、トランジスタＱ１及びＱ２のベース−エミッタのターンオン電圧を追跡する（たどる：track）ため、実効電圧Ｖ_ＢＥ（ｅｆｆ）は一定に維持される。従って、温度変化にかかわらず、静的動作電流Ｉ_Ｑは一定である。
米国特許第６，５６６，９５４号明細書米国特許第６，４５２，４５４号明細書米国特許第６，５５６，０８２号明細書米国特許第６，４２４，２２５号明細書

しかしながら、実際には、Ｖ_Ｙ電圧が約２．４Ｖに降下する時には、トランジスタＱ１及びＱ２の各々のベース−エミッタの両端間の電圧は、自動的に約１．２Ｖに低下する。しかしながら、この場合には、トランジスタＱ２の静的動作電流Ｉ_Ｑは、室温における大きさよりも増加する。これは、莫大な量の電流を駆動するトランジスタＱ１及びＱ２の大きさが、ダイオードＤ１及びＤ２の大きさよりもずっと大きいため、温度依存性が等しくないからである。従って、トランジスタＱ２の静的動作電流Ｉ_Ｑが一定に維持されるよう正確な温度補償を実施するために電圧Ｖ_Ｙが２．４Ｖ未満とする必要があることが問題である。

動作温度が室温よりも低く降下した時には、ダイオードＤ１及びＤ２に本来備わった温度依存性によって電圧Ｖ_Ｙは増加する。電圧Ｖ_Ｙが約２．８Ｖに増加した時には、トランジスタＱ１及びＱ２の各々のベース−エミッタの両端間の電圧は、約１．４Ｖに自動的に増加する。従って、トランジスタＱ２の静的動作電流Ｉ_Ｑは、室温における電流と比較して低下する。同じ理由について、温度が上昇した場合において、トランジスタＱ２の静的動作電流Ｉ_Ｑが一定に維持されることによって正確な温度補償を実施するために、電圧Ｖ_Ｙが静的動作電流Ｉ_Ｑよりも大きい必要がある問題が生じる。図３は、理想的な状態における静的動作電流Ｉ_Ｑと比較して、上記問題に起因して温度補償機能が不十分である時の静的動作電流Ｉ_Ｑを示すグラフである。

ダイオードＤ１及びＤ２の温度依存性に基づく温度補償機能によってトランジスタＱ２静的動作電流Ｉ_Ｑを一定に維持することが困難である問題を解決するために様々な回路技法が開発されてきた。該回路技法のうちの１つは、より理想的な静的動作電流Ｉ_Ｑ特性を提供するために、直列に接続されたダイオードＤ１及びＤ２の各々の両端間の電圧が、温度変化に従って任意に及び適切に変化させられることである。

図４を参照すると、追加的な温度補償機能を有する従来技法のうちの１つが記載されている。この回路は、バイアス回路ブロック２００と、増幅器ブロック２１０とを含む。該回路の構成において、トランジスタ２２６は、ＲＦ信号を増幅する増幅回路の部分を示し、トランジスタ２２４は、ＤＣバッファトランジスタであり、抵抗器Ｒ２は、トランジスタ２２６のベースをＤＣバイアスする。

バイアス回路ブロック２００は、増幅器ブロック２１０と同じ素子を有し、カレントミラー構造を形成する。トランジスタ２２０及びトランジスタ２２２が、トランジスタ２２４及びトランジスタ２２６とそれぞれミラー化した対にされる一方で、抵抗器Ｒ１は、抵抗器Ｒ２とミラー化した対にされる。

ノード２３４の電圧は、トランジスタ２２０のベースからトランジスタ２２２を介してアースに流れるため、電圧降下は２Ｖ_ＢＥである。抵抗器Ｒ１は、トランジスタ２２２のベースノード２４０に接続される。ＤＣ基準電圧Ｖｒｅｆは、抵抗器Ｒｒｅｆの一方側に接続され、抵抗器Ｒｒｅｆの両端間に流れる電流は、Ｉｒｅｆである。

動作温度が上昇した時には、トランジスタ２２２のベース−エミッタのターンオン電圧Ｖ_ＢＥ（ｏｎ）が低下する。しかしながら、電流Ｉｍｉｒがほぼ一定に維持されるので、ノード２４０の電圧は、ほぼ一定に維持される。従って、トランジスタ２２２のベース−エミッタ間の実効電圧が増加するため、トランジスタ２２２のコレクタ電流が増加し、ノード２３４の電圧は降下する。ノード２３４の電圧が降下した時には、ノード２４２の電圧が自動的に降下する。従って、トランジスタ２２６のベース−エミッタ間の実効電圧が一定であるため、静的動作電流Ｉ_Ｑにおける変化は、制限される。

動作温度が低下した時には、トランジスタ２２２のベース−エミッタのターンオン電圧Ｖ_ＢＥ（ｏｎ）が増加する。しかしながら、電流Ｉｍｉｒがほぼ一定に維持されるので、ノード２４０の電圧は、ほぼ一定に維持される。従って、トランジスタ２２２のベース−エミッタ間の実効電圧が低下するため、トランジスタ２２２のコレクタ電流が低下し、ノード２３４の電圧は増加する。ノード２３４の電圧が増加した時には、ノード２４２の電圧が自動的に増加する。従って、トランジスタ２２６のベース−エミッタ間の実効電圧が一定であるため、静的動作電流Ｉ_Ｑにおける変化が制限される。

更に、バイアス回路のダイオードに印加される電圧を精巧に調整する従来技術として、特許文献１は、ＲＦ信号を増幅するトランジスタ内に抵抗器の代りに能動デバイスが挿入されるバイアス回路の温度補償機能のための追加的な補償機能を開示している。

特許文献２は、基準電圧Ｖｒｅｆから流れる電流量を調整するためにバイアス回路内に複数のダイオードを並列にか又は電流経路を追加的に提供することによる、追加的な温度補償機能の技術を開示している。

特許文献３は、追加的な温度補償機能を可能にする別の回路技術を開示している。該温度補償機能は、抵抗器を追加して、抵抗器間の比率を調整することにによって達成されている。

特許文献４は、バイアス回路から供給された基準電流を増加することができるか又は低減することができるよう温度変化に従って動作する追加的な回路が提供されている技術を開示している。該回路は、従って、より広い範囲において追加的な温度補償を可能にしている。

［発明の開示］
上記問題を解決するために、本発明は、電力増幅器の温度を補償するために、バイアス回路のダイオード電圧を制御する回路を有する電力増幅器のための温度補償回路を提供する。

本発明の態様によれば、第１の抵抗器（Ｒｒｅｆ）、第１のダイオード（Ｄ１）、及び第２のダイオード（Ｄ２）が基準電圧に直列に接続される、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路であって、該温度補償回路は、該基準電圧に接続された第２の抵抗器（Ｒ１）と、該第２の抵抗器に直列に接続された第３の抵抗器（Ｒ２）と、該基準電圧に接続された１つの端子を有する第４の抵抗器（Ｒｃ）と、アースに接続された１つの端子を有する第５の抵抗器（Ｒｅ）と、該第２の抵抗器と該第３の抵抗器との間の接点（ＶＳ）に接続されたベース端子、該第４の抵抗器のその他の端子に接続されたコレクタ端子、及び該第５の抵抗器のその他の端子に接続されたエミッタ端子を有する、バイアストランジスタと、該第１のダイオードと該第２のダイオードとの間の直列接続端子と該バイアストランジスタのコレクタ端子との間に接続された第６の抵抗器（Ｒｆ）とを備え、該コレクタ端子の電圧が、温度の補償を変化させることからなる、温度補償回路である。

本発明の別の態様によれば、第１の抵抗器（Ｒｒｅｆ）、第１のダイオード（Ｄ１）、及び第２のダイオード（Ｄ２）が基準電圧に直列に接続される、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路であって、該温度補償回路は、前記基準電圧に接続された第３のダイオード（Ｄ３）と、該第３のダイオードに接続された第２の抵抗器（Ｒ１）と、該第２の抵抗器に直列に接続された第３の抵抗器（Ｒ２）と、該基準電圧に接続された第１の端子を有する第４の抵抗器（Ｒｃ）と、アースに接続された１つの端子を有する第５の抵抗器（Ｒｅ）と、該第２の抵抗器と該第３の抵抗器との間の接点（ＶＳ）に接続されたベース端子、該第４の抵抗器のその他の端子に接続されたコレクタ端子、及び該第５の抵抗器のその他の端子に接続されたエミッタ端子を有する、バイアストランジスタと、該第１のダイオードと該第２のダイオードとの間の直列接続端子と該バイアストランジスタのコレクタ端子との間に接続された第６の抵抗器（Ｒｆ）とを備え、該コレクタ端子の電圧が、温度の補償を変化させることからなる、温度補償回路である。

本発明の別の態様によれば、第１の抵抗器（Ｒｒｅｆ）、第１のダイオード（Ｄ１）、及び第２のダイオード（Ｄ２）が基準電圧に直列に接続される、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路であって、該温度補償回路は、前記基準電圧に接続された第２の抵抗器（Ｒ１）と、該第２の抵抗器に直列に接続された第３の抵抗器（Ｒ２）と、該基準電圧に接続された１つの端子を有する第４の抵抗器（Ｒｃ１）と、該第４の抵抗器に直列に接続された第５の抵抗器（Ｒｃ２）と、アースに接続された１つの端子を有する第６の抵抗器（Ｒｅ）と、該第２の抵抗器と該第３の抵抗器との間の接点（ＶＳ）に接続されたベース端子、該第５の抵抗器に接続されたコレクタ端子、及び該第６の抵抗器のその他の端子に接続されたエミッタ端子を有する、バイアストランジスタと、該第１のダイオードと該第２のダイオードとの間の直列接続端子と該第４の抵抗器と該第５の抵抗器との間の直列接続端子との間に接続された第７の抵抗器（Ｒｆ）とを備え、該コレクタ端子の電圧が、温度の補償を変化させることからなる、温度補償回路である。

本発明の別の態様によれば、第１の抵抗器（Ｒｒｅｆ）、第１のダイオード（Ｄ１）、及び第２のダイオード（Ｄ２）が基準電圧に直列に接続される、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路であって、該温度補償回路は、該基準電圧に接続された第３のダイオード（Ｄ３）と、該第３のダイオードに接続された第２の抵抗器（Ｒ１）と、該第２の抵抗器に直列に接続された第３の抵抗器（Ｒ２）と、該基準電圧に接続された１つの端子を有する第４の抵抗器（Ｒｃ１）と、該第４の抵抗器に直列に接続された第５の抵抗器（Ｒｃ２）と、アースに接続された１つの端子を有する第６の抵抗器（Ｒｅ）と、該第２の抵抗器と該第３の抵抗器との間の接点（ＶＳ）に接続されたベース端子、該第５の抵抗器Ｒｃ２に接続されたコレクタ端子、及び該第６の抵抗器のその他の端子に接続されたエミッタ端子を有する、バイアストランジスタと、該第１のダイオードと該第２のダイオードとの間の直列接続端子と該第４の抵抗器と該第５の抵抗器との間の直列接続端子との間に接続された第７の抵抗器（Ｒｆ）とを備え、該コレクタ端子の電圧が、温度の補償を変化させることからなる、温度補償回路である。

［本発明を実施するための最良モード］
本発明において、図５に示されるように、温度が上昇した時には基準電流を吸い込み、温度が低下した時には基準電流を提供するように動作する回路を設計することによって、より広い範囲における追加的な温度補償が可能である。

本発明は、図５内に示される曲線において示されるように室温において静的動作電流Ｉ_Ｑの値を維持し（モード１）、規格によって許される範囲内における最高温度において静的動作電流Ｉ_Ｑの値を維持し（モード２）、及び規格によって許される範囲内における最低温度において静的動作電流Ｉ_Ｑの値を連続的に維持する（モード３）、方法を含む。

モード１において、室温に対してより低い／より高い温度における電流が、上がっている／下がっている。モード２において、相対的により低い温度における電流が、より高い温度に対して上がっている。モード３において、相対的により高い温度における電流が、より低い温度に対して下がっている。

図６は、本発明の一実施形態による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の回路図である。該回路は、温度補償回路を有する電力増幅器１００と、ダイオード電圧制御回路３００とから構成される。

温度補償回路を有する電力増幅器１００は、入力信号に従ってＤＣバッファリングする第１のトランジスタＱ１と、該第１のトランジスタＱ１に従って制御する第２のトランジスタＱ２とを備える。第１のトランジスタＱ１のエミッタ端子は、第２のトランジスタＱ２のベース端子に接続される。電圧Ｖｃｃが、第１及び第２のトランジスタＱ１及びＱ２に印加される。基準抵抗器Ｒｒｅｆが、第１のトランジスタＱ１のベース端子に接続されて、バイアス電圧を印加する。第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２とが、第１のトランジスタＱ１のベース端子と、グランドすなわちアースとの間に直列に接続され、基準抵抗器Ｒｒｅｆの抵抗素子値の割合に従って、第１のトランジスタＱ１のベース端子に印加されるバイアス電圧を同時に設定する。

ダイオード電圧制御回路３００において、分圧抵抗器Ｒ１とＲ２との間の接点電圧Ｖｓが、第３のトランジスタＱ３のベースに接続されている。コレクタ抵抗器Ｒｃは、第３のトランジスタＱ３のコレクタに接続される。エミッタ抵抗器Ｒｅが、第３のトランジスタＱ３のエミッタに接続される。抵抗器Ｒｆが、コレクタ抵抗器Ｒｃと第３の抵抗器Ｑ３のコレクタとの間の接点電圧Ｖ_ＡＵＸと、第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２との間の接点電圧Ｖ_Ｘとの間に接続される。ダイオード電圧制御回路３００は、基準電圧Ｖｒｅｆが印加される分圧バイアス回路である。

図６内に示されるように構成されたダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の動作が、温度変化に従って、動作モード１、２、及び３に基づいて説明される。

（１）動作モード１：供給＋吸収モード
第１に、室温に対して回路の温度が高い時には、第１のトランジスタＱ１のベースに入力される電圧Ｖ_Ｙと第２のトランジスタのベースに入力される電圧Ｖ_ＩＮとにおける低下と比較して、第２のトランジスタＱ２のターンオン電圧における低下が著しいので、静的動作電流Ｉ_Ｑが増加する。高温での静的動作電流Ｉ_Ｑにおける増加を制限するために、ダイオード電圧制御回路３００内において、下記の動作が生じる。

抵抗器Ｒ１とＲ２との間の接点電圧Ｖｓが、温度とは無関係に一定の場合には、第３のトランジスタＱ３のターンオン電圧が低下するため、トランジスタＱ３のコレクタ電流が増加し、従って、コレクタ抵抗器Ｒｃにおける電圧降下がかなり増加する。コレクタ抵抗器Ｒｃと第３のトランジスタＱ３のコレクタ端子との間の接点電圧Ｖ_ＡＵＸが低下する。

第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２との間の接点電圧Ｖ_Ｘは、コレクタ抵抗器Ｒｃと第３のトランジスタＱ３のコレクタ端子との間の接点電圧Ｖ_ＡＵＸよりも大きい。第１のダイオードＤ１を通じて流れる電流の一部が、抵抗器Ｒｆを介して第３のトランジスタＱ３内へと流れる（Ｉ_Ｘ＜０）。従って、電圧Ｖ_Ｘ、Ｖ_Ｙ、及びＶ_ＩＮが低下すると、静的動作電流Ｉ_Ｑにおける増加が制限される。すなわち、温度が室温よりも高い時には、ダイオード電圧制御回路３００が、基準電流Ｉｒｅｆの一部を吸収する。

第２に、回路の温度が低く、且つ、抵抗器Ｒ１とＲ２との間の接点電圧Ｖｓが一定である時には、第３のトランジスタＱ３のターンオン電圧が増加し、第３のトランジスタＱ３のコレクタ電流が低下するため、コレクタ抵抗器Ｒｃにおける電圧降下が低下する。コレクタ抵抗器Ｒｃと第３のトランジスタＱ３のコレクタ端子との間の接点電圧Ｖ_ＡＵＸが増加する。

第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２との間の接点電圧Ｖ_Ｘは、コレクタ抵抗器Ｒｃと第３のトランジスタＱ３のコレクタ端子との間の接点電圧Ｖ_ＡＵＸよりも低い。抵抗器Ｒｃを通じて流れる電流の一部が、抵抗器Ｒｆを介して、第２のダイオードＤ２内へと流れる（Ｉ_Ｘ＞０）。従って、電圧Ｖ_Ｘ、Ｖ_Ｙ、及びＶ_ＩＮが増加すると、より低い温度における静的動作電流Ｉ_Ｑにおける増加が制限される。すなわち、室温よりも温度が低い時には、ダイオード電圧制御回路３００が、第２のダイオードＤ２の両端における電流の一部を供給する。

（２）動作モード２：供給モード
回路が動作する全ての範囲内における温度を、規格によって許された最大温度よりも低くすることができる。抵抗器Ｒ１とＲ２との間の接点電圧Ｖｓは、比較的低い温度において固定されるので、第３のトランジスタＱ３のターンオン電圧が増加し、第３のトランジスタＱ３のコレクタ電流が低下する。従って、コレクタ抵抗器Ｒｃと第３のトランジスタＱ３のコレクタ端子との間の接点電圧Ｖ_ＡＵＸが増加する。

第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２との間の接点電圧Ｖ_Ｘは、コレクタ抵抗器Ｒｃと第３のトランジスタＱ３のコレクタ端子との間の接点電圧Ｖ_ＡＵＸよりも低い。抵抗器Ｒｃを通じて流れる電流の一部が、抵抗器Ｒｆを介して、第２のダイオードＤ２内へと流れる（Ｉ_Ｘ＞０）。従って、電圧Ｖ_Ｘ、Ｖ_Ｙ、及びＶ_ＩＮが増加する。従って、温度が低下するにつれて低減されるはずの静的動作電流Ｉ_Ｑが維持される。

（３）動作モード３：吸収モード
回路が動作する全ての範囲内における温度を、規格によって許される最大温度よりも高くすることができる。抵抗器Ｒ１とＲ２との間の接点電圧Ｖｓは、比較的高い温度において固定されるので、第３のトランジスタＱ３のターンオン電圧が低下し、第３のトランジスタＱ３のコレクタ電流が増加する。従って、コレクタ抵抗器Ｒｃと第３のトランジスタＱ３のコレクタ端子との間の接点電圧Ｖ_ＡＵＸが低下する。

第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２との間の接点電圧Ｖ_Ｘは、コレクタ抵抗器Ｒｃと第３のトランジスタＱ３のコレクタ端子との間の接点電圧Ｖ_ＡＵＸよりも大きい。抵抗器Ｒｒｅｆを通じて流れる電流の一部が、抵抗器Ｒｆを介して、第３のトランジスタＱ３内へと流れるため（Ｉ_Ｘ＜０）、電圧Ｖ_Ｘ、Ｖ_Ｙ、及びＶ_ＩＮが低下する。従って、温度が上昇するにつれて増加されるはずの静的動作電流Ｉ_Ｑが維持される。

本発明の別の機能は、基準電圧Ｖｒｅｆの変化とは無関係に、電力増幅器の静的動作電流を一定に維持することである。基準電圧Ｖｒｅｆは、典型的な携帯電話機と、程度が許容されるその変形形態との規格内に含まれる項目である。基準電圧Ｖｒｅｆが増加するか又は低下する時には、図６において示された回路の動作特性は、下記のようになる。

第１に、基準電圧Ｖｒｅｆが増加する時には、接点電圧Ｖｓが増加するため、電圧Ｖ_Ｙにおける増加が防止される。

第２に、基準電圧Ｖｒｅｆが低減する時には、接点電圧Ｖｓが低下するため、回路が低い温度補償回路のように動作するため、電圧Ｖ_Ｙにおける低下が防止される。

従って、電力増幅器の特性の変化が、基準電圧Ｖｒｅｆの増減とは無関係に低減される。

図７は、本発明の別の実施形態による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の回路図である。該回路は、温度補償回路を有する電力増幅器１００と、ダイオード電圧制御回路４００とから成る。

図７を参照すると、ダイオード電圧制御回路４００内において、ダイオードＤ３が、図３及び図６のダイオード電圧制御回路３００における分圧抵抗器Ｒ１の前端部に追加されているため、電圧Ｖｓが変化する。電圧Ｖ_Ｘ及びＶ_Ｙが変更されるため、温度の補償がスムーズになる。

従って、図７内に示される回路において、電圧Ｖｓが高温において増加するため、電流Ｑ３が更に増加する。電圧Ｖｓが低温において低下するため、電流Ｑ１が更に低下する。

図８は、本発明の更に別の実施形態による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の回路図である。該回路は、温度補償回路を有する電力増幅器１００と、ダイオード電圧制御回路５００とから成る。

図３及び図５内のダイオード電圧制御回路３００内におけるコレクタ抵抗器Ｒｃの代りに抵抗器Ｒｃ１及びＲｃ２が追加されたダイオード電圧制御回路５００は、抵抗器Ｒｃ１とＲｃ２との間の比率を調整することによって、より細かく電圧Ｖ_ＡＵＸを決定することができる。

図９は、本発明の更にまた別の実施形態による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の回路図である。該回路は、温度補償回路を有する電力増幅器１００と、ダイオード電圧制御回路６００とから成る。

ダイオード電圧制御回路６００において、ダイオードＤ３が、図５内のダイオード電圧制御回路５００内における分圧抵抗器Ｒ１の前端部において追加されているため、電圧Ｖｓが温度に従って変更される。電圧Ｖ_Ｘ及びＶ_Ｙが変更されるため、温度の補償がスムーズになる。抵抗器Ｒｃ１とＲｃ２との間の比率を調整することによって、より細かく電圧Ｖ_ＡＵＸを決定することができる。

図１０〜図１２は、本発明による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の動作モードを示すグラフである。

図１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、動作モード１（供給＋吸収モード）における温度変化による、Ｉ_Ｑ、Ｖ_Ｘ、及びＩ_Ｘにおける変化をそれぞれ示すグラフである。

図１１ａ、図１１ｂ、及び図１１ｃは、動作モード２（供給モード）における温度変化による、Ｉ_Ｑ、Ｖ_Ｘ、及びＩ_Ｘにおける変化をそれぞれ示すグラフである。

図１２ａ、図１２ｂ、及び図１２ｃは、動作モード３（吸収モード）における温度変化による、Ｉ_Ｑ、Ｖ_Ｘ、及びＩ_Ｘにおける変化をそれぞれ示すグラフである。

図１３は、動作モード１、２、及び３における温度変化に従った、Ｉ_Ｘの変化を示すグラフである。電圧Ｖ_ＡＵＸの値を調整することによって、図１３において示されるように、電流Ｉ_Ｘを調整することができ、このことは、様々な用途が可能であることを意味する。

本発明が、その好適実施形態に関して具体的に示され且つ説明されてきたが、添付の特許請求の範囲によって画定されるような本発明の原理及び範囲から逸脱することなく、形状及び詳細部におけるその様々な改変を行うことができることが、当業者であれば理解されよう。
［工業適用可能性］
上述のように、本発明による温度補償回路に従って、温度変化にもかかわらず、電力増幅器の静的動作電流が、室温において維持され（モード１）、最高温度における静的動作電流Ｉ_Ｑの値が、規格によって許される範囲内において維持され（モード２）、及び最低温度における静的動作電流Ｉ_Ｑの値が、規格によって許される範囲内において一定に維持される（モード３）。従って、電力増幅器に起因する不必要な電力消費が、防止される。

更には、本発明による電力増幅器を有する携帯ワイヤレス通信装置は、より長い通話時間を有する。

電力増幅器の従来のバイアス回路の回路図である。ベース−エミッタ電圧と、ダイオードか又はトランジスタの電流との間の関係を示すグラフの図である。温度補償能力が不十分な時の静的動作電流Ｉ_Ｑと、理想的な状態における静的動作電流Ｉ_Ｑとの間で比較した結果を示すグラフの図である。追加的な温度補償機能を有する電力増幅器の従来のバイアス回路の回路図である。本発明の一実施形態による、バイアス回路の静的動作電流Ｉ_Ｑを示すグラフの図である。本発明の一実施形態による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の回路図である。本発明の別の実施形態による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の回路図である。本発明の更に別の実施形態による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の回路図である。本発明の更にまた別の実施形態による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の回路図である。本発明による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の動作モードを示すグラフの図である。本発明による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の動作モードを示すグラフの図である。本発明による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の動作モードを示すグラフの図である。本発明による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の動作モードを示すグラフの図である。本発明による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の動作モードを示すグラフの図である。本発明による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の動作モードを示すグラフの図である。本発明による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の動作モードを示すグラフの図である。本発明による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の動作モードを示すグラフの図である。本発明による、ダイオード電圧制御による電力増幅器のための温度補償回路の動作モードを示すグラフの図である。動作モード１、２、及び３における温度変化に従った、Ｉ_Ｘの変化を示すグラフの図である。

Claims

ダイオード電圧制御による、電力増幅器のための温度補償回路であって、該温度補償回路内において、第１の抵抗器（Ｒｒｅｆ）、第１のダイオード（Ｄ１）、及び第２のダイオード（Ｄ２）が、基準電圧に直列に接続され、該温度補償回路が、
前記基準電圧に接続された第２の抵抗器（Ｒ１）と、
前記第２の抵抗器に直列に接続された第３の抵抗器（Ｒ２）と、
前記基準電圧に接続された１つの端子を有する第４の抵抗器（Ｒｃ）と、
アースに接続された１つの端子を有する第５の抵抗器（Ｒｅ）と、
前記第２の抵抗器と前記第３の抵抗器との間の接点（ＶＳ）に接続されたベース端子、前記第４の抵抗器のその他の端子に接続されたコレクタ端子、及び前記第５の抵抗器のその他の端子に接続されたエミッタ端子を有する、バイアストランジスタと、
前記第１のダイオードと前記第２のダイオードとの間の直列接続端子と、前記バイアストランジスタの前記コレクタ端子との間に接続された、第６の抵抗器（Ｒｆ）
とを備え、
前記コレクタ端子の電圧が、温度の補償を変化させることからなる、温度補償回路。
ダイオード電圧制御による、電力増幅器のための温度補償回路であって、該温度補償回路内において、第１の抵抗器（Ｒｒｅｆ）、第１のダイオード（Ｄ１）、及び第２のダイオード（Ｄ２）が基準電圧に直列に接続され、該温度補償回路が、
前記基準電圧に接続された第３のダイオード（Ｄ３）と、
前記第３のダイオードに接続された第２の抵抗器（Ｒ１）と、
前記第２の抵抗器に直列に接続された第３の抵抗器（Ｒ２）と、
前記基準電圧に接続された第１の端子を有する第４の抵抗器（Ｒｃ）と、
アースに接続された１つの端子を有する第５の抵抗器（Ｒｅ）と、
前記第２の抵抗器と前記第３の抵抗器との間の接点（ＶＳ）に接続されたベース端子、前記第４の抵抗器のその他の端子に接続されたコレクタ端子、及び前記第５の抵抗器のその他の端子に接続されたエミッタ端子を有する、バイアストランジスタと、
前記第１のダイオードと前記第２のダイオードとの間の直列接続端子と、前記バイアストランジスタの前記コレクタ端子との間に接続された、第６の抵抗器（Ｒｆ）
とを備え、
前記コレクタ端子の電圧が、温度の補償を変化させることからなる、温度補償回路。
ダイオード電圧制御による、電力増幅器のための温度補償回路であって、該温度補償回路内において、第１の抵抗器（Ｒｒｅｆ）、第１のダイオード（Ｄ１）、及び第２のダイオード（Ｄ２）が基準電圧に直列に接続され、該温度補償回路が、
前記基準電圧に接続された第２の抵抗器（Ｒ１）と、
前記第２の抵抗器に直列に接続された第３の抵抗器（Ｒ２）と、
前記基準電圧に接続された１つの端子を有する第４の抵抗器（Ｒｃ１）と、
前記第４の抵抗器に直列に接続された第５の抵抗器（Ｒｃ２）と、
アースに接続された１つの端子を有する第６の抵抗器（Ｒｅ）と、
前記第２の抵抗器と前記第３の抵抗器との間の接点（ＶＳ）に接続されたベース端子、前記第５の抵抗器に接続されたコレクタ端子、前記第６の抵抗器のその他の端子に接続されたエミッタ端子を有する、バイアストランジスタと、
前記第１のダイオードと前記第２のダイオードとの間の直列接続端子と、前記第４の抵抗器と前記第５の抵抗器との間の直列接続端子との間に接続された、第７の抵抗器（Ｒｆ）
とを備え、
前記コレクタ端子の電圧が、温度の補償を変化させることからなる、温度補償回路。
ダイオード電圧制御による、電力増幅器のための温度補償回路であって、該温度補償回路内において、第１の抵抗器（Ｒｒｅｆ）、第１のダイオード（Ｄ１）、及び第２のダイオード（Ｄ２）が基準電圧に直列に接続され、該温度補償回路が、
前記基準電圧に接続された第３のダイオード（Ｄ３）と、
前記第３のダイオードに接続された第２の抵抗器（Ｒ１）と、
前記第２の抵抗器に直列に接続された第３の抵抗器（Ｒ２）と、
前記基準電圧に接続された１つの端子を有する第４の抵抗器（Ｒｃ１）と、
前記第４の抵抗器に直列に接続された第５の抵抗器（Ｒｃ２）と、
アースに接続された１つの端子を有する第６の抵抗器（Ｒｅ）と、
前記第２の抵抗器と前記第３の抵抗器との間の接点（ＶＳ）に接続されたベース端子、前記第５の抵抗器（Ｒｃ２）に接続されたコレクタ端子、及び前記第６の抵抗器のその他の端子に接続されたエミッタ端子を有する、バイアストランジスタと、
前記第１のダイオードと前記第２のダイオードとの間の直列接続端子と、前記第４の抵抗器と前記第５の抵抗器との間の直列接続端子との間に接続された、第７の抵抗器（Ｒｆ）
とを備え、
前記コレクタ端子の電圧が、温度の補償を変化させることからなる、温度補償回路。
前記コレクタ端子の電圧は、前記第２の抵抗器と前記第３の抵抗器との間の接点の電圧によって決定される、請求項１乃至４のいずれかに記載の温度補償回路。
前記コレクタ端子の電圧は、前記第４の抵抗器の値によって変化させられる、請求項１又は２に記載の温度補償回路。
前記コレクタ端子の電圧は、前記第４の抵抗器の値によって変化させられる、請求項３又は４に記載の温度補償回路。
前記コレクタ端子の電圧は、前記第４の抵抗器と前記第５の抵抗器との比率によって変化させられる、請求項３又は４に記載の温度補償回路。