JP2009165100A5 - - Google Patents

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高周波増幅器及び高周波モジュール並びにそれらを用いた移動体無線機High frequency amplifier, high frequency module, and mobile radio using the same

本発明は高周波アナログ信号の増幅を行う増幅器及び高周波モジュール並びにそれらを用いた移動体無線機に関し、特に、CDMA方式やOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式及びその拡張方式を採用した無線通信に適した、高周波増幅器及び高周波モジュール及びそれらを用いた移動体無線機に関する。   The present invention relates to an amplifier for amplifying a high-frequency analog signal, a high-frequency module, and a mobile radio using the same, and is particularly suitable for wireless communication employing a CDMA system, an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) system, and an extended system thereof. The present invention relates to a high-frequency amplifier, a high-frequency module, and a mobile radio using the same.

高周波アナログ信号の増幅器として、従来は、特許文献1〜7に記載されたようなものが知られている。   Conventionally, amplifiers for high-frequency analog signals such as those described in Patent Documents 1 to 7 are known.

特許文献1には、高周波用の増幅器として、信号増幅用のバイポーラトランジスタのバイアス回路がフィードバックループで構成されており、このバイアス回路に従来接地されていた自己バイアス用の抵抗を削除した、エミッタ接地増幅回路用バイアス回路が開示されている。特許文献1によれば、バイアス回路の抵抗を削除することで、入力端子から見た入力抵抗を大きく取ることができると記載されている。   In Patent Document 1, as a high-frequency amplifier, a bias circuit of a bipolar transistor for signal amplification is configured by a feedback loop, and a self-bias resistor that has been conventionally grounded to this bias circuit is deleted. A bias circuit for an amplifier circuit is disclosed. According to Patent Document 1, it is described that the input resistance viewed from the input terminal can be increased by deleting the resistance of the bias circuit.

特許文献2の図5に、信号増幅用のバイポーラトランジスタ101のベース端子とベースバイアス供給端子との間に第1の抵抗を介して歪補償用ダイオードが接続され、温度補償用ダイオードを介して前記第1の抵抗と前記歪補償用ダイオードとの接続点を接地した電力増幅器が開示されている。特許文献2によれば、前記構成により、温度が変化したとしてもバイアス点の変化を抑制できると述べられている。 FIG. 5 of Patent Document 2, the first distortion compensating diode via a resistor between the base terminal and the base bias supply terminal of the bipolar transistor 101 for signal amplification is connected, via a temperature compensation diode There is disclosed a power amplifier in which a connection point between the first resistor and the distortion compensating diode is grounded. According to Patent Document 2, it is stated that the above configuration can suppress the change in the bias point even if the temperature changes.

特許文献3の図1に、高周波増幅トランジスタのベースに接続されたバイアス電圧供給点及び定電圧源を有し、このバイアス電圧供給点に整流用トランジスタと定電流源とを接続したバイアス電圧供給回路が開示されている。特許文献3によれば、前記バイアス電圧供給回路が、入力電力が大きくなるに従って一旦上昇し極点を過ぎると下降するバイアス特性を有しているので、優れた飽和特性を有する高周波増幅回路が得られると述べられている。 FIG. 1 of Patent Document 3 has a bias voltage supply point and a constant voltage source connected to the base of a high frequency amplification transistor, and a bias voltage supply in which a rectifying transistor and a constant current source are connected to the bias voltage supply point. A circuit is disclosed. According to Patent Document 3, the bias voltage supply circuit has a bias characteristic that once increases as the input power increases and decreases after passing the pole, so that a high-frequency amplifier circuit having excellent saturation characteristics can be obtained. It is stated.

特許文献4の図5に、電流信号の入力手段と、信号増幅用のトランジスタと、入力手段に接続され前記電流信号を分流する制御電流源とを含むフィードバックループを備えたプリアンプ(電流電圧変換器)が開示されている。特許文献4によれば、上記構成により、大入力時に電流分配比を自動的に調整することで、出力平均電位が一定なると述べられている。 FIG. 5 in Patent Document 4, an input means of the current signal, the signal and the transistor for amplification, connected to a preamplifier (current-voltage conversion with feedback loop including a controlled current source for shunting the current signal to the input means Device). According to Patent Document 4, it is stated that the output average potential becomes constant by automatically adjusting the current distribution ratio at the time of large input with the above configuration.

特許文献5には、カレントミラーを構成する親側のトランジスタにはコレクタとベースを直接接続したトランジスタが使用されており、一対のトランジスタのベースに接続されたチップ外のインダクタと親側のトランジスタのベース、エミッタ間に接続されたコンデンサでローパスフィルタを構成した送信アンプが開示されている。特許文献5によれば、上記構成により、高周波信号が親側のトランジスタ側に入力されないようにし、これにより、高出力時にもベースバイアス電位が低下することがなく、高出力な送信アンプを実現できると述べられている。   In Patent Document 5, a transistor in which a collector and a base are directly connected is used as a parent transistor constituting a current mirror, and an inductor outside the chip connected to a base of a pair of transistors and a parent transistor are connected. A transmission amplifier in which a low-pass filter is configured by a capacitor connected between a base and an emitter is disclosed. According to Patent Document 5, with the above configuration, a high-frequency signal is prevented from being input to the parent transistor side, whereby a base bias potential does not decrease even at high output, and a high-output transmission amplifier can be realized. It is stated.

特許文献6の図6に、入力信号を電力増幅する増幅器と、カレントミラー回路を含み入力電力レベルに対応した入力信号の直流分を発生する基準増幅器と、この直流分を増幅し増幅器に供給する直流電流増幅器(ダミー回路)とを備えた電力増幅器モジュールが開示されている。特許文献6によれば、高効率かつ低歪の電力増幅器モジュールが再現性良く実現できると述べられている。 FIG. 6 of Patent Document 6 includes an amplifier that amplifies the input signal, a reference amplifier that includes a current mirror circuit and generates a DC component of the input signal corresponding to the input power level, amplifies the DC component, and supplies the amplified amplifier to the amplifier. A power amplifier module including a direct current amplifier (dummy circuit) is disclosed. According to Patent Document 6, it is stated that a highly efficient and low distortion power amplifier module can be realized with good reproducibility.

特許文献7には、MOSトランジスタのゲート端子に接続されたバイアス発生器と、入力信号の入力部と前記バイアス発生器との間に接続されたローパスフィルタ回路と、前記入力部と前記MOSトランジスタのゲート端子の間に接続されたハイパスフィルタ回路とを備えた半導体デバイスが開示されている。特許文献7の発明は、デバイスの温度変動及び/またはプロセス変動に起因するMOSデバイスのバイアス条件の変動を正確に補償できる技術を提供することを目的としている。   Patent Document 7 discloses a bias generator connected to a gate terminal of a MOS transistor, a low-pass filter circuit connected between an input portion of an input signal and the bias generator, and the input portion and the MOS transistor. A semiconductor device having a high-pass filter circuit connected between gate terminals is disclosed. An object of the invention of Patent Document 7 is to provide a technology capable of accurately compensating for variations in bias conditions of a MOS device due to device temperature variations and / or process variations.

また、非特許文献1に記載のデュアルバイアスフィード回路を備えた増幅器も知られている。図12乃至図14は、非特許文献1に開示された回路を示すものである。すなわち、非特許文献1では、図12、図13に示すインダクタバイアスフィード回路710と抵抗バイアスフィード回路810について言及し、図14のデュアルバイアスフィード回路を提案している。   An amplifier including a dual bias feed circuit described in Non-Patent Document 1 is also known. 12 to 14 show a circuit disclosed in Non-Patent Document 1. FIG. That is, Non-Patent Document 1 refers to the inductor bias feed circuit 710 and the resistance bias feed circuit 810 shown in FIGS. 12 and 13 and proposes the dual bias feed circuit of FIG.

なお、図12において、701-703はトランジスタ、704は抵抗、705はインダクタである。図13において、801-803はトランジスタ、804は容量、805-808は抵抗、830-831は整合回路である。また、図14のデュアルバイアスフィード回路は、上記抵抗バイアスフィード回路810にダイオードバイアスフィード回路910を追加した回路である。ダイオードバイアスフィード回路910は、トランジスタ901-903、抵抗904を備えている。非特許文献1によれば、デュアルバイアスフィード回路の採用により、抵抗バイアスフィード回路の線形性が改善されると記載されている。 In FIG. 12, 701 to 703 are transistors, 704 is a resistor , and 705 is an inductor . In FIG. 13, 801 to 803 are transistors, 804 is a capacitor, 805 to 808 are resistors, and 830 to 831 are matching circuits. The dual bias feed circuit of FIG. 14 is a circuit in which a diode bias feed circuit 910 is added to the resistance bias feed circuit 810. The diode bias feed circuit 910 includes transistors 901 to 903 and a resistor 904. According to Non-Patent Document 1, it is described that the linearity of the resistance bias feed circuit is improved by adopting the dual bias feed circuit.

特許第3125723号公報Japanese Patent No. 3125723 特許第3514720号公報Japanese Patent No. 3514720 特開2005−228196号公報JP 2005-228196 A 特開平09−130157号公報Japanese Patent Laid-Open No. 09-130157 特開2001−94362号公報JP 2001-94362 A 特開2001−284984号公報JP 2001-284984 A 特開2005−184838号公報JP 2005-184838 A 谷口英司、外6名、社団法人 電子情報通信学会 信学技報“デュアルバイアスフィードSiGe HBT線形低雑音増幅器”、MW2001-25, OPE2001-12 (2001-06)、p. 1-5Eiji Taniguchi, 6 others, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers IEICE Technical Report “Dual Bias Feed SiGe HBT Linear Low Noise Amplifier”, MW2001-25, OPE2001-12 (2001-06), p. 1-5

近年の無線規格としては、CDMA方式やOFDM方式などのデジタル変調方式が、無線LANやWiMAXなど、多くの移動体無線に採用されている。また、これらのデジタル変調方式では増幅器に高い線形性が求められる。   As a wireless standard in recent years, a digital modulation method such as a CDMA method and an OFDM method has been adopted for many mobile wireless devices such as a wireless LAN and WiMAX. In these digital modulation systems, high linearity is required for the amplifier.

すなわち、従来のGMSK方式のようにFSK(周波数変調方式)をベースとする高周波信号の電力が時間的に変動しない方式と違い、CDMA方式やOFDM方式では、高周波信号の電力が時間的に変動し、ピーク値は平均値に比べてかなり大きいという特徴がある。特に、OFDM方式では、N個の異なる周波数の搬送波が多重化されており、かつ、各信号の周波数間隔は狭いため、多重化された信号のピーク電力値は図10に示すように平均電力値の5〜16倍(7〜12dB)にも達する。従って、このようなピーク電力値と平均電力値の差が大きいアナログ信号の増幅を行なう用途における増幅器には、小信号動作時から大信号動作時までの広い範囲にわたる入力信号に対して高い線形性が求められる。   That is, unlike the conventional GMSK method, which does not change the power of the high-frequency signal based on FSK (frequency modulation method), the power of the high-frequency signal changes with time in the CDMA method and the OFDM method. The peak value is considerably larger than the average value. In particular, in the OFDM scheme, N different frequency carriers are multiplexed and the frequency interval of each signal is narrow, so the peak power value of the multiplexed signal is the average power value as shown in FIG. 5 to 16 times (7-12dB). Therefore, an amplifier for an application that amplifies an analog signal having a large difference between the peak power value and the average power value has high linearity with respect to an input signal over a wide range from a small signal operation to a large signal operation. Is required.

しかし、従来の高周波増幅器では、この点に関して十分な配慮がなされていなかった。
すなわち、OFDM方式などのデジタル変調方式を対象とした場合、特許文献1に開示された増幅器では、大信号動作時におけるバイアス点の電位の低下は避けられず、広範囲の高周波数入力信号に対して高い線形性を得ることは困難であると考えられる。
However, the conventional high-frequency amplifier has not been sufficiently considered in this regard.
That is, when the digital modulation method such as the OFDM method is a target, the amplifier disclosed in Patent Document 1 cannot avoid a decrease in the potential of the bias point during a large signal operation. Obtaining high linearity is considered difficult.

同様に、特許文献2、3に開示された増幅器でも、広い範囲の高周波数入力信号に対して増幅器のバイアス点の電位が変動し、このような入力信号に対して高い線形性を得ることは困難であると考えられる。   Similarly, in the amplifiers disclosed in Patent Documents 2 and 3, the potential at the bias point of the amplifier fluctuates with respect to a wide range of high-frequency input signals, and high linearity is obtained with respect to such input signals. It is considered difficult.

また、特許文献4に開示された電流電圧変換器のフィードバックループは、回路全体の入力インピーダンスを調整するためのものであり、信号増幅用のトランジスタのバイアス点の電位を制御する機能はなく、広範囲の高周波数入力信号に対して高い線形性を得ることは困難であると考えられる。   The feedback loop of the current-voltage converter disclosed in Patent Document 4 is for adjusting the input impedance of the entire circuit, has no function of controlling the potential of the bias point of the signal amplification transistor, and has a wide range. It is considered difficult to obtain high linearity with respect to the high frequency input signal.

さらに、特許文献5に開示されたローパスフィルタは、フィードバックループの外側に設けられている。しかも、インダクタが半導体集積回路に外付けされており、集積化に難があり小型化に対して問題があると考えられる。
また、特許文献5に開示されたローパスフィルタのインダクタンスを抵抗に置き換えて半導体集積回路に集積した場合には、この抵抗がバイアス回路の出力インピーダンスを増加させることになり、大電力入力時のベースバイアス電流の増加により、バイアス電圧の降下が生じ、問題であると考えられる。
Furthermore, the low-pass filter disclosed in Patent Document 5 is provided outside the feedback loop. In addition, since the inductor is externally attached to the semiconductor integrated circuit, it is considered that there is a problem in miniaturization due to difficulty in integration.
In addition, when the inductance of the low-pass filter disclosed in Patent Document 5 is replaced with a resistor and integrated in a semiconductor integrated circuit, this resistor increases the output impedance of the bias circuit. The increase in current causes a drop in bias voltage, which is considered a problem.

同様に、特許文献6に開示された電力増幅器モジュールは、基準増幅器の他にダミーの増幅器を設けており、小型化に対して問題があると考えられる。   Similarly, the power amplifier module disclosed in Patent Document 6 is provided with a dummy amplifier in addition to the reference amplifier, which is considered to be problematic for miniaturization.

さらに、特許文献7に開示された半導体デバイスは、チップの外で混合した高周波信号と直流電圧からバイアス回路の参照電圧を分離するためのローパスフィルタがあるが、このローパスフィルタはバイアス回路のフィードバックループの外側にあり、このような構成では広範囲の入力信号に対して高い線形性を得ることは困難であると考えられる。   Further, the semiconductor device disclosed in Patent Document 7 has a low-pass filter for separating the reference voltage of the bias circuit from the high-frequency signal and DC voltage mixed outside the chip. This low-pass filter is a feedback loop of the bias circuit. In such a configuration, it is considered difficult to obtain high linearity for a wide range of input signals.

一方、図14に示した非特許文献1の例では、抵抗バイアスフィード回路810において、バイアス回路内に容量804が存在している。この容量804はバイアス回路の発振防止のためであり、可能な限り低い遮断周波数に設計されている。多くの場合、遮断周波数は数KHz程度に設計される。また、大信号動作時は、図15の大信号等価回路に示すように、容量804に直列に抵抗806が接続される形となり、高周波的には接地とはならず十分な信号減衰を実現できない。 On the other hand, in the example of Non-Patent Document 1 shown in FIG. 14 , in the resistance bias feed circuit 810, a capacitor 804 exists in the bias circuit. This capacitor 804 is for preventing oscillation of the bias circuit, and is designed to have a cut-off frequency as low as possible. In many cases, the cutoff frequency is designed to be about several KHz. Further, during large signal operation, as shown in the large signal equivalent circuit of FIG. 15, a resistor 806 is connected in series with the capacitor 804, so that it is not grounded at a high frequency and sufficient signal attenuation cannot be realized. .

そのため、遮断周波数を超えた高い周波数でもトランジスタ802のベースに信号が入力され、トランジスタ802の出力、トランジスタ803のベースへと信号が伝達し、トランジスタ803の出力が変動する。このような理由から、大信号動作時には、バイアス点820における電位低下が発生する。そのため、抵抗バイアスフィード回路は広範囲の入力信号に対して高い線形性を得ることは困難であるとされている。   Therefore, a signal is input to the base of the transistor 802 even at a high frequency exceeding the cutoff frequency, the signal is transmitted to the output of the transistor 802 and the base of the transistor 803, and the output of the transistor 803 varies. For this reason, a potential drop at the bias point 820 occurs during a large signal operation. Therefore, it is said that it is difficult for the resistance bias feed circuit to obtain high linearity with respect to a wide range of input signals.

これを踏まえて、非特許文献1では図14に示すように、2種類のバイアス回路810,910を組み合わせて線形性を改善したデュアルバイアスフィード回路が提案されている。しかし、非特許文献1のデュアルバイアスフィード回路は、回路規模が抵抗バイアスフィード回路の倍となり小型化の点で問題がある。すなわち、2種類の回路を組み合わせることから回路規模が増加するため、小型化に対して問題がある。 Based on this, Non-Patent Document 1 proposes a dual bias feed circuit that improves linearity by combining two types of bias circuits 810 and 910 as shown in FIG. However, the dual bias feed circuit of Non-Patent Document 1 has a problem in terms of miniaturization because the circuit scale is double that of the resistance bias feed circuit. That is, since the circuit scale is increased by combining two types of circuits, there is a problem with miniaturization.

本発明の解決すべき課題は、上記問題点を改善し、回路規模を増加させることなく、広範囲の入力信号に対して高い線形性を有する高周波増幅器及び高周波モジュール並びにそれらを用いた移動体無線機を提供する事にある。   The problem to be solved by the present invention is to improve the above-mentioned problems and without increasing the circuit scale, a high-frequency amplifier and a high-frequency module having high linearity with respect to a wide range of input signals, and a mobile radio using them Is to provide.

本発明の代表的なものの一例を示せば以下の通りである。即ち、本発明の高周波増幅器は、高周波信号の入力端子及び出力端子と、ベース端子が前記入力端子に接続された高周波増幅用トランジスタと、前記高周波増幅用トランジスタの前記ベース端子をバイアスし、カレントミラー回路を構成するフィードバックループを有するバイアス回路を備えて成り、前記バイアス回路のフィードバックループ内に、容量を含むローパスフィルタが挿入されており、前記容量は、前記フィードバックループを接地するシャント回路の少なくとも一部を構成していることを特徴とする。 An example of a representative one of the present invention is as follows. That is, the high frequency amplifier of the present invention biases the input terminal and output terminal of a high frequency signal, a high frequency amplification transistor having a base terminal connected to the input terminal, and the base terminal of the high frequency amplification transistor, and a current mirror A bias circuit having a feedback loop constituting the circuit, wherein a low-pass filter including a capacitor is inserted in the feedback loop of the bias circuit, and the capacitor is at least one of the shunt circuits that ground the feedback loop. It is characterized by constituting a part.

本発明によれば、回路規模を増加させることなく、高い線形特性を持ち、集積が容易でプロセスばらつきによるトランジスタ特性の変動に強い高周波増幅器及び高周波モジュール並びにそれらを用いた移動体無線機を提供することができる。   According to the present invention, there are provided a high-frequency amplifier and a high-frequency module that have high linear characteristics, are easy to integrate, and are resistant to fluctuations in transistor characteristics due to process variations, and a mobile radio using them without increasing the circuit scale. be able to.

本発明の代表的な実施例によれば、高周波増幅用トランジスタをバイアスするバイアス回路を備えた高周波増幅器において、バイアス回路がフィードバック回路を含み、そのフィードバック回路のフィードバックループ内に、一端が接地された容量を有するローパスフィルタが挿入されている。これにより入力信号が遮断周波数を超えた高い周波数ではトランジスタ803にフィードバックが掛からず、高周波増幅用トランジスタに安定したバイアス電圧を供給し、入力信号レベルが大きくなったときにおいても高周波増幅器の線形性を改善することができる。
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。
According to an exemplary embodiment of the present invention, in a high-frequency amplifier having a bias circuit for biasing a high-frequency amplification transistor, the bias circuit includes a feedback circuit, and one end is grounded in the feedback loop of the feedback circuit. A low-pass filter having a capacitance is inserted. As a result, no feedback is applied to the transistor 803 at a high frequency where the input signal exceeds the cutoff frequency, and a stable bias voltage is supplied to the high frequency amplification transistor, so that the linearity of the high frequency amplifier can be improved even when the input signal level increases. Can be improved.
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1の実施例になる高周波増幅器の構成を示す図である。本実施例の高周波増幅器は、入力信号を増幅して出力する増幅動作トランジスタ(第1のトランジスタ)101と、この増幅動作トランジスタ101にバイアス電圧およびバイアス電流を供給するバイアス回路110を備えている。バイアス回路110は、(第2の)トランジスタ102及び(第3の)トランジスタ103、容量104、抵抗105及び(第1の)抵抗106で構成されている。トランジスタ102、103および増幅動作トランジスタ101はカレントミラー回路を構成している。そのため、プロセスのバラツキによるトランジスタ特性の変動に強い回路構成である。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a high-frequency amplifier according to a first embodiment of the present invention. The high-frequency amplifier of this embodiment includes an amplifying operation transistor (first transistor) 101 that amplifies and outputs an input signal, and a bias circuit 110 that supplies a bias voltage and a bias current to the amplifying operation transistor 101. The bias circuit 110 includes a (second) transistor 102 and a (third) transistor 103, a capacitor 104, a resistor 105, and a (first) resistor 106. The transistors 102 and 103 and the amplification operation transistor 101 form a current mirror circuit. Therefore, the circuit configuration is resistant to variations in transistor characteristics due to process variations.

また、バイアス回路110は、増幅動作トランジスタ101とでフィートバック回路を有するカレントミラー回路を構成するバイアス回路であり、そのフィードバックループ内に、一端が直接接地された容量104を有するローパスフィルタ111を有している。一端が直接接地された容量104は、フィードバックループに対するシャント回路として機能する。増幅動作トランジスタ101の動作電流の値は、抵抗106および105により決定される。
また、前記フィードバックループとは、図1に記載の実施例では、トランジスタ103のエミッタ端子からトランジスタ102のベース端子への接続と、トランジスタ102のコレクタ端子からトランジスタ103のベース端子への接続とトランジスタ102及び103の内部の接続からなる接続経路であり、トランジスタ102及び103からなるバイアス回路のフィードバックループを構成している。
すなわち、本実施例の高周波増幅器は、高周波信号の入力端子及び出力端子と、ベース端子が前記入力端子に接続された高周波増幅用トランジスタと、前記高周波増幅用トランジスタの前記ベース端子をバイアスし、前記高周波増幅用トランジスタとでカレントミラー回路を構成するフィードバックループを有するバイアス回路を備えて成り、前記バイアス回路のフィードバックループ内に、容量を含むローパスフィルタが挿入されており、前記容量が、前記フィードバックループを接地するシャント回路の少なくとも一部を構成している。かかる点は他の実施例においても同様である。
The bias circuit 110 is a bias circuit that constitutes a current mirror circuit having a foot-back circuit with the amplifying operation transistor 101, and has a low-pass filter 111 having a capacitor 104 with one end directly grounded in the feedback loop. is doing. The capacitor 104 having one end directly grounded functions as a shunt circuit for the feedback loop. The value of the operating current of the amplifying operation transistor 101 is determined by the resistors 106 and 105.
In the embodiment shown in FIG. 1, the feedback loop is a connection from the emitter terminal of the transistor 103 to the base terminal of the transistor 102, a connection from the collector terminal of the transistor 102 to the base terminal of the transistor 103, and the transistor 102. And 103, and a feedback path of a bias circuit composed of the transistors 102 and 103.
That is, the high-frequency amplifier according to the present embodiment biases the base terminal of the high-frequency amplification transistor, the input terminal and the output terminal of the high-frequency signal, the high-frequency amplification transistor whose base terminal is connected to the input terminal, A bias circuit having a feedback loop that forms a current mirror circuit with a high-frequency amplification transistor is provided, and a low-pass filter including a capacitor is inserted in the feedback loop of the bias circuit, and the capacitor is connected to the feedback loop. At least a part of the shunt circuit for grounding. This also applies to other embodiments.

バイアス回路110は、フィードバックループ内に一端が直接接地された容量104を有するローパスフィルタ111を有することで高周波信号の帰還を十分に抑制し、トランジスタ103を高周波に対して安定したエミッタフォロアとして動作させることで、バイアス点120の電圧を一定に保っている。 The bias circuit 110 has a low-pass filter 111 having a capacitor 104 with one end directly grounded in the feedback loop, thereby sufficiently suppressing the feedback of the high-frequency signal and causing the transistor 103 to operate as a stable emitter follower with respect to the high frequency. Thus, the voltage at the bias point 120 is kept constant.

本発明の特徴は、容量104の一端を接地することで、シャント回路を形成していることにある。
図1の実施例ではシャント回路が容量104で構成されているが、容量104はフィードバックループを接地するシャント回路の少なくとも一部を構成していればよい。
A feature of the present invention is that a shunt circuit is formed by grounding one end of the capacitor 104.
In the embodiment of FIG. 1, the shunt circuit is constituted by the capacitor 104, but the capacitor 104 only needs to constitute at least a part of the shunt circuit that grounds the feedback loop.

図2は、本実施例の大信号等価回路を示している。本実施例によれば、抵抗105の一端でありローパスフィルタ111の出力端である容量104との接続点と接地との間において、容量104に直列な抵抗成分がない。そのため、大信号動作時、ローパスフィルタ111の出力点は十分にグランドに接続されている。そのため大信号動作時でも、バイアス点120に制御された電位のバイアス電流を供給することができる。これにより、前記の問題点を解決し安定したバイアスを実現している。
なお、容量104に直列な抵抗成分がないとは、容量104に直列に接続される抵抗素子がないことをいう。
FIG. 2 shows a large signal equivalent circuit of this embodiment. According to this embodiment, there is no resistance component in series with the capacitor 104 between the connection point of the capacitor 104 that is one end of the resistor 105 and the output end of the low-pass filter 111 and the ground. Therefore, during large signal operation, the output point of the low-pass filter 111 is sufficiently connected to the ground. Therefore, a bias current having a controlled potential can be supplied to the bias point 120 even during a large signal operation. As a result, the above-mentioned problems are solved and a stable bias is realized.
Note that the absence of a resistance component in series with the capacitor 104 means that there is no resistance element connected in series with the capacitor 104.

なお、ローパスフィルタ111の遮断周波数をfCとして、遮断周波数の最適な範囲の下限をfL、上限をfHとすると、fLは少なくとも高周波入力信号の変調周波数帯域の2〜3倍以上にし、fHを高周波入力信号の周波数以下に設計するのが好ましい。 Note that if the cutoff frequency of the low-pass filter 111 is f C , the lower limit of the optimum range of the cutoff frequency is f L , and the upper limit is f H , f L is at least 2 to 3 times the modulation frequency band of the high frequency input signal. , F H is preferably designed to be equal to or lower than the frequency of the high-frequency input signal.

一例として、OFDM方式を使用している無線LANの11a規格を例とすると、fHは5GHz帯の周波数となる。また、11aでは変調帯域は約20MHzであり、fLは40MHz〜60MHzとなる。
すなわち、fLは少なくとも高周波入力信号の変調周波数帯域の2倍以上(40MHz以上)、より好ましくは3倍以上(60MHz以上)にすればよい。
As an example, if the wireless LAN 11a standard using the OFDM system is taken as an example, f H is a frequency in the 5 GHz band. In 11a, the modulation band is about 20 MHz, and f L is 40 MHz to 60 MHz.
That is, f L may be at least twice (40 MHz or more), more preferably three times (60 MHz or more) of the modulation frequency band of the high-frequency input signal.

すなわち、容量104と抵抗105により構成されるローパスフィルタ111において、このfL以上fH以下の範囲で適切に遮断周波数fCを調整することにより、利得特性を制御し高線形化を実現できる。 That is, in the low-pass filter 111 constituted by the capacitor 104 and the resistor 105, the gain characteristic can be controlled and high linearization can be realized by appropriately adjusting the cutoff frequency f C in the range from f L to f H.

このように、本実施例によれば、バイアス回路110のフィートバックループ内のローパスフィルタ111は、シャント回路を介して一端が直接接地されるため、入力信号の高周波帯域では信号の減衰量が十分大きく、フィードバックが掛からないため、トランジスタ102のベースが直流的に安定する。このためトランジスタ103が安定したエミッタフォロア動作状態となり一定の電圧バイアス動作を実現する。特に、入力信号が大きくなる大信号動作時には、入力が正方向に振幅が振れたときに、トランジスタ103がオフとなり、高インピーダンスとなるため入力信号は増幅用トランジスタ101へ入力され、十分な増幅動作が得られる。また、逆に負方向に振幅が振れた時には、トランジスタ103がエミッタフォロア回路に見え、一定の電圧に保たれるため、バイアス電位の電圧低下が発生せずに利得低下の現象を抑制し、高い線形性を実現できる。 Thus, according to the present embodiment, one end of the low-pass filter 111 in the foot back loop of the bias circuit 110 is directly grounded via the shunt circuit, so that the signal attenuation is sufficient in the high frequency band of the input signal. Since it is large and no feedback is applied, the base of the transistor 102 is stabilized in a DC manner. Therefore, the transistor 103 is in a stable emitter follower operation state, and a constant voltage bias operation is realized. In particular, during a large signal operation in which the input signal becomes large, the transistor 103 is turned off and the impedance becomes high when the input swings in the positive direction, so that the input signal is input to the amplifying transistor 101 and sufficient amplification operation is performed. Is obtained. Further, when the amplitude is deflected in the negative direction in the opposite, the transistor 103 is visible to an emitter follower circuit, because they are kept at a constant voltage, to suppress the phenomenon of gain reduction without causing a voltage drop of the bias potential is higher Linearity can be realized.

OFDM方式によるデジタル変調方式のアナログ信号は、一例として、無線LANの11aでは、平均値が18dBであるのに対してそのピーク値は26dBに達する。このような振幅が大きくかつ高周波のアナログ入力信号であっても、本発明の高周波増幅器は、高い線形性で増幅することができる。また、第3次高調波歪も少ない。   As an example, an analog signal of a digital modulation scheme based on the OFDM scheme has an average value of 18 dB in the wireless LAN 11a, whereas its peak value reaches 26 dB. Even with such a large amplitude and high frequency analog input signal, the high frequency amplifier of the present invention can amplify with high linearity. Also, the third harmonic distortion is small.

図3は、図1の実施例において容量104を含むシャント回路がない場合、及びシャント回路の容量値を変えてローパスフィルタの遮断周波数を変えたときの、各入力信号の大きさに対するバイアス点120の電圧Vbiasと利得の関係をシミュレーションにて確認した結果である。フィードバックループに一端が接地された容量から構成されるローパスフィルタを有することで入力信号の増大に対するバイアス点120の電圧Vbiasの電位低下が抑制されていることが分かる。また、ローパスフィルタの遮断周波数の条件によっては電圧Vbiasを上昇させる効果があることが確認できる。
また、図3の容量104を変化させた範囲は2〜10pFであり、抵抗105は100Ωとした。なお、図3のローパスフィルタ有のバイアス回路に関する各グラフ線は、図の右側で見て、下から容量値が2pF、3pF、6pF、10pFの場合に対応する。この時、入力信号を−10dBmから+17dBmに変化させたときのバイアス点(バイアス回路の出力電圧)の電圧変化を35mV以下にすることが可能である。さらに、シャント回路の容量値が3〜10pFの範囲である場合は、前記電圧変化は15mV以下である。この時の高周波入力信号は5GHz帯(11aで利用される周波数帯)の信号で、ローパスフィルタの遮断周波数の変化範囲は約150MHz〜800MHzである。また、ローパスフィルタの遮断周波数の条件(例えばシャント回路の容量値が6pF以上)によっては電圧Vbiasを上昇させる効果があることが確認できる。
FIG. 3 shows a bias point 120 with respect to the magnitude of each input signal when there is no shunt circuit including the capacitor 104 in the embodiment of FIG. 1 and when the cutoff frequency of the low-pass filter is changed by changing the capacitance value of the shunt circuit. This is a result of confirming the relationship between the voltage Vbias and the gain in the simulation. It can be seen that having the low-pass filter composed of a capacitor with one end grounded in the feedback loop suppresses the potential drop of the voltage Vbias at the bias point 120 with respect to the increase in the input signal. It can also be confirmed that there is an effect of increasing the voltage Vbias depending on the condition of the cutoff frequency of the low-pass filter.
Further, the range in which the capacitance 104 in FIG. 3 is changed is 2 to 10 pF, and the resistance 105 is 100Ω. Each graph line related to the bias circuit with a low-pass filter in FIG. 3 corresponds to the case where the capacitance values are 2 pF, 3 pF, 6 pF, and 10 pF from the bottom as viewed on the right side of the drawing. At this time, the voltage change of the bias point (output voltage of the bias circuit) when the input signal is changed from −10 dBm to +17 dBm can be made 35 mV or less. Further, when the capacitance value of the shunt circuit is in the range of 3 to 10 pF, the voltage change is 15 mV or less. The high-frequency input signal at this time is a signal in the 5 GHz band (frequency band used in 11a), and the cut-off frequency change range of the low-pass filter is about 150 MHz to 800 MHz. It can also be confirmed that there is an effect of increasing the voltage Vbias depending on the condition of the cutoff frequency of the low-pass filter (for example, the capacitance value of the shunt circuit is 6 pF or more).

更に、遮断周波数をfL以上fH以下の範囲で適正に設定することで、図4から分かるように、入力信号に対する利得特性の制御が可能である。 Furthermore, by properly setting the cut-off frequency in the range of f L or more and f H or less, as can be seen from FIG. 4, the gain characteristic for the input signal can be controlled.

すなわち、図4からも読み取れるように、利得に関しても利得低下を低減しており高線形性を実現している。また、ローパスフィルタの遮断周波数の条件によっては利得を上昇させる効果があることも確認できる。
また、図4の容量104を変化させた範囲は2〜10pFであり、抵抗105は100Ωとした。なお、図3のローパスフィルタ有のバイアス回路に関する各グラフ線は、図の右側で見て、下から容量値が2pF、3pF、6pF、10pFの場合に対応する。この時、入力信号を−10dBmから+17dBmに変化させたときのバイアス点(バイアス回路の出力電圧)の電圧変化を35mV以下にすることで、入力信号が−10dBmから+17dBmに変化したときの利得の変化を1dB以下とすることができる。また、ローパスフィルタの遮断周波数の条件(例えばシャント回路の容量値が6pF以上)によっては利得を上昇させる効果があることが確認できる。
That is, as can be seen from FIG. 4, the gain reduction is reduced with respect to the gain, and high linearity is realized. It can also be confirmed that there is an effect of increasing the gain depending on the condition of the cutoff frequency of the low-pass filter.
Further, the range in which the capacitance 104 in FIG. 4 is changed is 2 to 10 pF, and the resistance 105 is 100Ω. Each graph line related to the bias circuit with a low-pass filter in FIG. 3 corresponds to the case where the capacitance values are 2 pF, 3 pF, 6 pF, and 10 pF from the bottom as viewed on the right side of the drawing. At this time, by changing the voltage change of the bias point (output voltage of the bias circuit) when the input signal is changed from −10 dBm to +17 dBm to 35 mV or less, gain when the input signal is changed from −10 dBm to +17 dBm The change can be 1 dB or less. Further, it can be confirmed that there is an effect of increasing the gain depending on the condition of the cutoff frequency of the low-pass filter (for example, the capacitance value of the shunt circuit is 6 pF or more).

また、高周波信号が正側に触れたときにはトランジスタ103がオフしバイアス側のインピーダンスが高いインピーダンスなり、高周波信号のバイアス回路側への漏れが抑制される。   Further, when the high frequency signal touches the positive side, the transistor 103 is turned off, and the impedance on the bias side becomes high, and leakage of the high frequency signal to the bias circuit side is suppressed.

本実施例によれば、上記の構成により回路規模が小さく、高線形特性を持つ高周波増幅器を実現している。   According to the present embodiment, the above configuration realizes a high frequency amplifier having a small circuit scale and high linear characteristics.

このように、本発明の高周波増幅器は、1段において高線形性を実現することができる上に、入力信号の増大に対して利得の増加及び低下を制御できる特性を持っている。このことから、本発明の高周波増幅器を2段以上接続して、全体で線形性の向上を実現することも可能である。   As described above, the high-frequency amplifier according to the present invention can realize high linearity in one stage and can control increase and decrease in gain with respect to an increase in input signal. Therefore, it is possible to improve the linearity as a whole by connecting two or more high-frequency amplifiers of the present invention.

本実施例によれば、回路規模を増加させることなく、集積化が容易で回路規模の小さい、かつ、広範囲の入力信号に対して高い線形性を有する、高周波増幅器及び高周波モジュールを提供する事ができる。   According to the present embodiment, it is possible to provide a high-frequency amplifier and a high-frequency module that are easy to integrate, have a small circuit scale, and have high linearity for a wide range of input signals without increasing the circuit scale. it can.

実施例1のローパスフィルタは、容量104の代わりにトランジスタ102のベース入力容量130を利用して構成して同様の効果が得られる。トランジスタの寄生容量と同様に、容量104の一端を接地に代わってトランジスタ102のエミッタに接続しても同様の効果が得られる。 Low-pass filter of Example 1, the same effect can be obtained even if constructed using base input capacitance 130 of the transistor 102 in place of the capacitor 104. Similar to the parasitic capacitance of the transistor, the same effect can be obtained by connecting one end of the capacitor 104 to the emitter of the transistor 102 instead of the ground.

図5は、本発明の第2の実施例を示す図である。基本的な構成は実施例1と同じで、増幅動作トランジスタ101とトランジスタ102及び103と抵抗105及び106からなるバイアス回路110からなる高周波増幅器である。
増幅動作トランジスタ101及びトランジスタ102、103はカレントミラー回路を構成しているため、プロセスのバラツキによるトランジスタ特性の変動に強い回路構成である。また、増幅動作トランジスタ101のバイアス電流は抵抗106および105により決定される。また、ローパスフィルタを抵抗105とトランジスタ102のベース入力容量130で構成することで、容量素子を不要とし、更なる回路の小型化を実現できる。また、抵抗107と容量108の並列接続回路はトランジスタ101の熱暴走を防ぐバラスト回路の一例であり、実施例1に使用しても同様の効果を示す。
前記バラスト回路は前記第3のトランジスタのエミッタ端子と前記第1のトランジスタのベース端子との間であって、前記入力端子と前記第1のトランジスタのベース端子との間に接続されている。この点は後述の実施例においても同様である。
さらに、前記ベース入力容量130とトランジスタの寄生容量の関係を具体的に述べると、前記ベース入力容量130として主要な寄生容量はベース・エミッタ間のベース・エミッタ寄生容量であり、前記トランジスタの寄生容量は前記ベース・エミッタ寄生容量のことである。また、トランジスタ102として実用的に利用するトランジスタの入力容量は数十fF〜数百fF程度であり、抵抗105を数kΩ〜数百kΩの値とすることで、図3で変化させた遮断周波数を実現できる。
FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. The basic configuration is the same as that of the first embodiment, and is a high-frequency amplifier including a bias circuit 110 including an amplification operation transistor 101, transistors 102 and 103, and resistors 105 and 106.
Since the amplifying operation transistor 101 and the transistors 102 and 103 constitute a current mirror circuit, the circuit configuration is resistant to variations in transistor characteristics due to process variations. The bias current of the amplifying operation transistor 101 is determined by the resistors 106 and 105. Further, by forming the low-pass filter at base input capacitor 130 of the resistor 105 and the transistor 102, and unnecessary capacitance element, it can be downsized further circuit. Further, the parallel connection circuit of the resistor 107 and the capacitor 108 is an example of a ballast circuit that prevents thermal runaway of the transistor 101, and the same effect is exhibited even when used in the first embodiment.
The ballast circuit is connected between the emitter terminal of the third transistor and the base terminal of the first transistor, and is connected between the input terminal and the base terminal of the first transistor. This also applies to the embodiments described later.
Further, the relationship between the base input capacitance 130 and the parasitic capacitance of the transistor will be specifically described. The main parasitic capacitance as the base input capacitance 130 is a base-emitter parasitic capacitance between the base and the emitter, and the parasitic capacitance of the transistor. Is the base-emitter parasitic capacitance. Further, the input capacitance of a transistor practically used as the transistor 102 is about several tens of fF to several hundreds of fF, and the cutoff frequency changed in FIG. 3 is obtained by setting the resistance 105 to a value of several kΩ to several hundred kΩ. Can be realized.

このように、本実施例によれば、回路規模を増加させることなく、集積化が容易で回路規模の小さい、かつ、広範囲の入力信号に対して高い線形性を有する、高周波増幅器及び高周波モジュールを提供する事ができる。   As described above, according to the present embodiment, a high-frequency amplifier and a high-frequency module that can be easily integrated without increasing the circuit scale, are small in circuit scale, and have high linearity with respect to a wide range of input signals. Can be provided.

図6は、本発明の第3の実施例を示す図である。この実施例では、抵抗106の一端が容量109を介して接地されている。また、トランジスタ103のエミッタ端子とトランジスタ101のベース端子とを接続する(第2の)抵抗107と、入力端子とトランジスタ103のエミッタ端子とを接続する(第3の)抵抗113、および入力端子と第1のトランジスタ101のベース端子とを接続する容量108からなるバラスト回路により、第3のトランジスタ103のエミッタ端子と第1のトランジスタ101のベース端子が接続されている。
図6に示す、抵抗107及び113と容量108からなるバラスト回路は図1の抵抗107と容量108からなるバラスト回路と比べ、バイアス回路側からみて、トランジスタ101のバイアスであるDC電圧の信号経路と高周波信号の信号経路と分離することで、高周波信号に対してより高いインピーダンスを実現することができ、バラスト回路での高周波信号の減衰を少なくできる特徴がある。
FIG. 6 is a diagram showing a third embodiment of the present invention. In this embodiment, one end of the resistor 106 is grounded via a capacitor 109. In addition, a (second) resistor 107 that connects the emitter terminal of the transistor 103 and the base terminal of the transistor 101, a (third) resistor 113 that connects the input terminal and the emitter terminal of the transistor 103, and an input terminal The emitter terminal of the third transistor 103 and the base terminal of the first transistor 101 are connected by a ballast circuit including a capacitor 108 that connects the base terminal of the first transistor 101.
The ballast circuit including the resistors 107 and 113 and the capacitor 108 illustrated in FIG. 6 is compared with the ballast circuit including the resistor 107 and the capacitor 108 illustrated in FIG. By separating from the signal path of the high-frequency signal, it is possible to realize a higher impedance for the high-frequency signal, and to reduce the attenuation of the high-frequency signal in the ballast circuit.

本実施例では、実施例1のバイアス回路に、一端を接地した容量109を追加することで抵抗106と容量109からなる第2のローパスフィルタ112を、フィードバックループ内にさらに追加している。これにより、高周波信号をより減衰させトランジスタ103のエミッタフォロア動作をより安定にすることができる。また、抵抗107及び113と容量108で構成する回路は、実施例2で示したバラスト回路の別の例であり、ほかの実施例に適用した場合にも同様に、トランジスタ101の熱暴走を防ぐ効果がある。
また、前記第2のローパスフィルタを構成している抵抗106及び容量109はトランジスタ102のコレクタ端子に接続されており、ここでは高周波信号は前記トランジスタ102のコレクタ端子から電流信号として伝達されているため、前記第2のローパスフィルタは前記フィードバックループを有するバイアス回路110のフィードバックループに含まれるローパスフィルタとして動作している。
In this embodiment, a second low-pass filter 112 including a resistor 106 and a capacitor 109 is further added to the feedback loop by adding a capacitor 109 having one end grounded to the bias circuit of the first embodiment. Thereby, the high frequency signal can be further attenuated, and the emitter follower operation of the transistor 103 can be made more stable. Further, the circuit constituted by the resistors 107 and 113 and the capacitor 108 is another example of the ballast circuit shown in the second embodiment. Similarly, when applied to other embodiments, the transistor 101 is prevented from thermal runaway. effective.
Further, the resistor 106 and the capacitor 109 constituting the second low-pass filter are connected to the collector terminal of the transistor 102. Here, a high frequency signal is transmitted as a current signal from the collector terminal of the transistor 102. The second low-pass filter operates as a low-pass filter included in the feedback loop of the bias circuit 110 having the feedback loop.

このように、本実施例によれば、回路規模を増加させることなく、集積化が容易で回路規模の小さい、かつ、広範囲の入力信号に対して高い線形性を有する、高周波増幅器及び高周波モジュールを提供する事ができる。   As described above, according to the present embodiment, a high-frequency amplifier and a high-frequency module that can be easily integrated without increasing the circuit scale, are small in circuit scale, and have high linearity with respect to a wide range of input signals. Can be provided.

図7は、本発明の第4の実施例を示す図である。本実施例では、フィードバックループが、容量104と抵抗105、及び容量140と抵抗141で構成される複数のローパスフィルタを備えている。また、トランジスタ103のエミッタ端子とトランジスタ101のベース端子とを接続する抵抗107と、入力端子とトランジスタ103のエミッタ端子とを接続する抵抗113と、入力端子と第1のトランジスタ101のベース端子と接続する(第4の)抵抗114とこの抵抗114に並列に接続した容量108で構成するバラスト回路により、トランジスタ103のエミッタ端子とトランジスタ101のベース端子が接続されている。すなわち、実施例1のバイアス回路のローパスフィルタ111を構成する容量104と抵抗105に、容量140及び抵抗141を加えて2段のローパスフィルタとした。本実施例は、実施例3と同様に、高周波信号をより減衰させてトランジスタ103のエミッタフォロア動作を安定にした別の実施例である。また、抵抗107、113及び114と容量108からなる回路は実施例2及び3と同様の効果を持つバラスト回路の一例である。 FIG. 7 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the feedback loop includes a plurality of low-pass filters including a capacitor 104 and a resistor 105, and a capacitor 140 and a resistor 141. In addition, a resistor 107 that connects the emitter terminal of the transistor 103 and the base terminal of the transistor 101 , a resistor 113 that connects the input terminal and the emitter terminal of the transistor 103, and a connection between the input terminal and the base terminal of the first transistor 101 are connected. and (fourth) resistor 114, a ballast circuit consists of a capacitor 108 connected in parallel with the resistor 114, the base terminal of the emitter terminal of transistor 101 of the transistor 103 is connected. That is, the capacitor 104 and the resistor 105 constituting the low-pass filter 111 of the bias circuit of the first embodiment are added to the capacitor 140 and the resistor 141 to form a two-stage low-pass filter. As in the third embodiment , this embodiment is another embodiment in which the high frequency signal is further attenuated to stabilize the emitter follower operation of the transistor 103. Further, the circuit composed of the resistors 107, 113 and 114 and the capacitor 108 is an example of a ballast circuit having the same effect as in the second and third embodiments.

このように、本実施例によれば、回路規模を増加させることなく、集積化が容易で回路規模の小さい、かつ、広範囲の入力信号に対して高い線形性を有する、高周波増幅器及び高周波モジュールを提供する事ができる。
なお、図7に示す2段のローパスフィルタのうち1段のローパスフィルタ回路を構成している容量140および抵抗141の代りに、抵抗141を接続することもできる。容量104および抵抗105を用いて構成された1段のローパスフィルタとトランジスタ102のベース端子との間に接続された該抵抗141の抵抗値を調整することで、抵抗106及びローパスフィルタの遮断周波数を決める抵抗105の値を変更せずに、高周波増幅用トランジスタ101に流れるバイアス電流を調整することができ、バイアス回路の設計自由度を上げることができる。
As described above, according to the present embodiment, a high-frequency amplifier and a high-frequency module that can be easily integrated without increasing the circuit scale, are small in circuit scale, and have high linearity with respect to a wide range of input signals. Can be provided.
Note that a resistor 141 can be connected instead of the capacitor 140 and the resistor 141 constituting a one-stage low-pass filter circuit of the two-stage low-pass filter shown in FIG. By adjusting the resistance value of the resistor 141 connected between the one-stage low-pass filter configured using the capacitor 104 and the resistor 105 and the base terminal of the transistor 102, the cutoff frequency of the resistor 106 and the low-pass filter can be adjusted. The bias current flowing through the high frequency amplification transistor 101 can be adjusted without changing the value of the resistor 105 to be determined, and the degree of freedom in designing the bias circuit can be increased.

図8は、本発明の第5の実施例である。すでに述べた各実施例におけるバイアス回路のローパスフィルタ111として、容量104に加えてインダクタ118を追加して構成しても良い。このインダクタ118は、IC回路のバックビアやワイヤボンドなどを利用して形成してもよい。一例として、容量は100pH以下、インダクタは1nH以下とする。
また、図8に示す実施例では、トランジスタ102のエミッタと容量104とを共通インダクタ118を介して接地して構成を簡略化している。容量104とトランジスタ102のエミッタとで別々のインダクタを介して接地することもできる。また、容量104だけをインダクタを介して接地することもできる。
FIG. 8 shows a fifth embodiment of the present invention. As the low-pass filter 111 of the bias circuit in each of the embodiments described above, an inductor 118 may be added in addition to the capacitor 104. The inductor 118 may be formed using a back via or a wire bond of an IC circuit. As an example, the capacitance is 100 pH or less, and the inductor is 1 nH or less.
In the embodiment shown in FIG. 8, the configuration is simplified by grounding the emitter of the transistor 102 and the capacitor 104 via the common inductor 118. The capacitor 104 and the emitter of the transistor 102 can be grounded via separate inductors. Further, only the capacitor 104 can be grounded via the inductor.

このように、フィードバック回路のフィードバックループ内に、通信周波数で低インピーダンスとなるシャント回路を備えた低域通過特性を持つフィルタを設けることで、回路規模を増加させることなく、高い線形特性を持ち、集積が容易でプロセスばらつきによるトランジスタ特性の変動に強い高周波増幅器を提供することができる。   Thus, by providing a filter having a low-pass characteristic with a shunt circuit having a low impedance at the communication frequency in the feedback loop of the feedback circuit, it has a high linear characteristic without increasing the circuit scale, It is possible to provide a high-frequency amplifier that can be easily integrated and is resistant to variations in transistor characteristics due to process variations.

図9は、本発明の第の実施例になる高周波増幅器の構成を示す図である。本実施例の高周波増幅器は、実施例1の高周波増幅器と同じ構成を、MOSトランジスタを用いて実現したものである。すなわち、トランジスタ1301〜1303がMOS構造であり、ローパスフィルタ1311を設けたことによる作用、効果は、実施例1と同じである。 FIG. 9 is a diagram showing the configuration of a high-frequency amplifier according to the sixth embodiment of the present invention. High-frequency amplifier of the present embodiment, the same configuration as the high frequency amplifier Example 1, in which implemented using MOS transistors. That is, the transistors 1301 to 1303 have a MOS structure, and the operation and effect obtained by providing the low-pass filter 1311 are the same as those in the first embodiment.

本発明の高周波電力増幅器及び高周波低雑音増幅器に基づいた半導体IC、周波スイッチ及びフィルタ機能を多層誘電体基板に実装及び内装して高周波モジュールとすることで、通信機器の小型化も実現できる。 The semiconductor IC based on the high-frequency power amplifier and the high-frequency low-noise amplifier of the present invention, the high frequency switches and the filtering by the high frequency module implemented and interior to the multilayer dielectric substrate, can be realized miniaturization of communication devices.

図11は、本発明の第7の実施例になる高周波モジュールを備えた移動体無線機の一構成例を示す機能ブロック図である。   FIG. 11 is a functional block diagram showing a configuration example of a mobile radio device including a high frequency module according to the seventh embodiment of the present invention.

高周波モジュール1201は、高周波電力増幅器1202、高周波低雑音増幅器1203、フィルタ1205及び高周波スイッチ1204を含みこれらが1つの多層誘電体基板へ実装されモジュール化されている。高周波スイッチ1204は信号の送信経路及び受信経路の切り替えを行い外部アンテナ1208と接続されている。
以下、具体的に説明する。前記高周波モジュール1201は、周波数多重変調方式の電波を用いて無線通信を行うためのモジュールである。また前記高周波電力増幅器1202及び高周波低雑音増幅器1203は、それぞれ送信経路の信号、受信経路の信号を増幅する高周波増幅器である。前記高周波スイッチ1204は送受信経路を介して外部アンテナ1204と接続されており、送信経路及び受信経路の切り替えを行うことで信号経路の変更を実現している。
図16には、かかる高周波モジュールの斜視図を示す。多層誘電体基板1209表面に高周波電力増幅器1202、高周波低雑音増幅器1203及び高周波スイッチ1204のICチップが実装され、フィルタ1205は多層誘電体基板の内部に構成されている。フィルタ1205は送信信号の不要スペクトルや妨害波を除去する。多層誘電体基板の裏面には高周波スイッチの送受信経路を外部アンテナに接続するためのアンテナ端子、送信経路の信号を入力するための送信端子、受信経路の信号を出力するための受信端子等が設けられている。多層誘電体基板には、例えばセラミック基板や樹脂基板等を用いる。また、送信経路の信号または受信経路の信号を増幅する高周波増幅器の一部は、高周波モジュールを構成する多層誘電体基板以外の部分に配置してもよい。
高周波モジュールの構成は図11に示したものに限らない。すなわち、送信経路と受信経路の切り替えを行う高周波スイッチと、前記送信経路の高周波信号または前記受信経路の高周波信号を増幅する少なくとも一つの高周波増幅器とを備え、周波数多重変調方式の電波を用いて無線通信を行うための高周波モジュールを用いることができる。かかる高周波増幅器に上述の実施例に係る構成を用いる。高周波スイッチの後段(外部アンテナ側とは反対側)の送信経路および受信経路に分波回路を設けて、マルチバンド通信用の高周波モジュールを構成することもできる。かかる場合、通信帯域毎に本発明に係る高周波増幅器を用いることができる。
図11に示す移動体無線機は、高周波モジュールとアンテナを有し、前記高周波モジュールは、高周波電力増幅器及び変調部を含む送信ユニットと、高周波低雑音増幅器及び復調部を含む受信ユニットと、高周波スイッチとを備えて成り、前記高周波電力増幅器及び前記高周波低雑音増幅器は、各々少なくとも1つの高周波アナログ増幅器を備えている。送信ユニットの高周波電力増幅器1202と、受信ユニットの高周波低雑音増幅器1203は高周波モジュール1201に設けられている。一方、変調部および復調部はRF−IC1206内に構成され、該RF−IC1206はベースバンドIC1207に接続されている。
The high-frequency module 1201 includes a high-frequency power amplifier 1202, a high-frequency low-noise amplifier 1203, a filter 1205, and a high-frequency switch 1204, which are mounted on a single multilayer dielectric substrate and modularized. The high frequency switch 1204 is connected to an external antenna 1208 by switching between a signal transmission path and a reception path.
This will be specifically described below. The high-frequency module 1201 is a module for performing wireless communication using a frequency-multiplex modulation type radio wave. The high-frequency power amplifier 1202 and the high-frequency low-noise amplifier 1203 are high-frequency amplifiers that amplify the signal on the transmission path and the signal on the reception path, respectively. The high-frequency switch 1204 is connected to the external antenna 1204 through a transmission / reception path, and the signal path is changed by switching between the transmission path and the reception path.
FIG. 16 shows a perspective view of such a high-frequency module. IC chips of a high frequency power amplifier 1202, a high frequency low noise amplifier 1203, and a high frequency switch 1204 are mounted on the surface of the multilayer dielectric substrate 1209, and the filter 1205 is configured inside the multilayer dielectric substrate. The filter 1205 removes unnecessary spectrum and interference waves from the transmission signal. On the back side of the multilayer dielectric substrate are provided an antenna terminal for connecting the transmission / reception path of the high-frequency switch to an external antenna, a transmission terminal for inputting a signal of the transmission path, a reception terminal for outputting a signal of the reception path, etc. It has been. As the multilayer dielectric substrate, for example, a ceramic substrate or a resin substrate is used. Further, a part of the high-frequency amplifier that amplifies the signal on the transmission path or the signal on the reception path may be disposed on a portion other than the multilayer dielectric substrate that constitutes the high-frequency module.
The configuration of the high-frequency module is not limited to that shown in FIG. That is, a high-frequency switch that switches between a transmission path and a reception path, and at least one high-frequency amplifier that amplifies a high-frequency signal on the transmission path or a high-frequency signal on the reception path, A high-frequency module for performing communication can be used. The configuration according to the above-described embodiment is used for such a high-frequency amplifier. A high-frequency module for multiband communication can also be configured by providing a branching circuit in the transmission path and reception path in the subsequent stage of the high-frequency switch (on the side opposite to the external antenna side). In such a case, the high-frequency amplifier according to the present invention can be used for each communication band.
The mobile radio shown in FIG. 11 has a high frequency module and an antenna, and the high frequency module includes a transmission unit including a high frequency power amplifier and a modulation unit, a reception unit including a high frequency low noise amplifier and a demodulation unit, and a high frequency switch. The high frequency power amplifier and the high frequency low noise amplifier each include at least one high frequency analog amplifier. The high frequency power amplifier 1202 of the transmission unit and the high frequency low noise amplifier 1203 of the reception unit are provided in the high frequency module 1201. On the other hand, the modulation unit and the demodulation unit are configured in the RF-IC 1206, and the RF-IC 1206 is connected to the baseband IC 1207.

本実施例の移動体無線機は、CDMA方式やOFDM方式及びその拡張方式を採用した周波数多重変調方式の電波を用いて無線通信を行う機能を備えている。高周波モジュール1201は無線機のアナログフロントエンド部を構成しており、高周波電力増幅器1202と高周波低雑音増幅器1203は、アナログフロントエンド部でキーとなるブロックであり高周波アナログ信号の増幅を行う増幅器として、前記本発明の各実施例のいずれかの増幅器が用いられる。
特に、送信信号を増幅する高周波電力増幅器として本発明に係る高周波増幅器を用いることが好ましい。
本発明に係る移動体無線機は図11に示す構成にかぎるものではない。すなわち、本発明に係る、周波数多重変調方式の電波を用いて無線通信を行うための移動体無線機は、送信経路と受信経路の切り替えを行う高周波スイッチと、前記送信経路の高周波信号または前記受信経路の高周波信号を増幅する少なくとも一つの高周波増幅器とを備えた高周波モジュールと、高周波信号の変調部と、高周波信号の復調部と、アンテナを有していればよい。かかる高周波増幅器に上述の本発明に係る構成を適用する。本発明に係る移動体無線機の一例としては、携帯電話やパーソナルコンピュータ等であるが、これに限るものではない。
The mobile radio apparatus according to the present embodiment has a function of performing wireless communication using radio waves of a frequency multiplex modulation system that employs a CDMA system, an OFDM system, or an extended system thereof. The high-frequency module 1201 constitutes the analog front end unit of the radio, and the high-frequency power amplifier 1202 and the high-frequency low-noise amplifier 1203 are key blocks in the analog front-end unit, and are amplifiers that amplify the high-frequency analog signal. The amplifier according to any of the embodiments of the present invention is used.
In particular, the high-frequency amplifier according to the present invention is preferably used as a high-frequency power amplifier that amplifies a transmission signal.
The mobile radio apparatus according to the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. That is, according to the present invention, a mobile radio for performing radio communication using radio waves of a frequency multiplex modulation scheme includes a high-frequency switch that switches between a transmission path and a reception path, and a high-frequency signal on the transmission path or the reception It suffices to have a high-frequency module including at least one high-frequency amplifier that amplifies the high-frequency signal on the path, a high-frequency signal modulator, a high-frequency signal demodulator, and an antenna. The above-described configuration according to the present invention is applied to such a high-frequency amplifier. Examples of the mobile wireless device according to the present invention include a mobile phone and a personal computer, but are not limited thereto.

本実施例によれば、広範囲の入力信号に対して高い線形性を有すると共に集積化が容易なので回路規模が小さい高周波モジュール及びそれらを用いた移動体無線機を提供する事ができる。   According to the present embodiment, it is possible to provide a high-frequency module having a small circuit scale and a mobile radio using the same because it has high linearity over a wide range of input signals and is easily integrated.

本発明の第1の実施例になる高周波増幅器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the high frequency amplifier which becomes the 1st Example of this invention. 実施例1の大信号等価回路を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a large signal equivalent circuit according to the first embodiment. 実施例1の、入力電力[dBm]に対する電圧Vbias[V]の依存性を示す図である。It is a figure which shows the dependence of voltage Vbias [V] with respect to input electric power [dBm] of Example 1. FIG. 実施例1の、入力電力[dBm]に対する利得[dB]特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a gain [dB] characteristic with respect to input power [dBm] according to the first embodiment. 本発明の第2の実施例になる高周波増幅器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the high frequency amplifier which becomes the 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例になる高周波増幅器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the high frequency amplifier which becomes the 3rd Example of this invention. 本発明の第4の実施例になる高周波増幅器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the high frequency amplifier which becomes the 4th Example of this invention. 本発明の第5の実施例になる高周波増幅器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the high frequency amplifier which becomes the 5th Example of this invention. 本発明の第6の実施例になる高周波増幅器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the high frequency amplifier which becomes the 6th Example of this invention. OFDM方式の高周波信号電力の時間変動の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time fluctuation | variation of the high frequency signal power of OFDM system. 本発明の第7の実施例になる高周波モジュールを備えた移動体無線機の一構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows one structural example of the mobile radio | wireless machine provided with the high frequency module which becomes the 7th Example of this invention. 従来例になるインダクタバイアスフィード回路を示す図である。It is a figure which shows the inductor bias feed circuit used as a prior art example. 従来例になる抵抗バイアスフィード回路を示す図である。It is a figure which shows the resistance bias feed circuit used as a prior art example. 従来例になるデュアルバイアスフィード回路を示す図である。It is a figure which shows the dual bias feed circuit used as a prior art example. 図13の従来例の大信号動作時における等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram at the time of large signal operation of the conventional example of FIG. 本発明に係る高周波モジュールの一実施例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Example of the high frequency module which concerns on this invention.

101-103…トランジスタ、104…容量、105-107…抵抗、108-109…容量、110…バイアス回路、111-112…ローパスフィルタ、113-114…抵抗、118…インダクタ、120…バイアス点、130…トランジスタの入力容量、701-703…トランジスタ、704…抵抗、705…オンチップインダクタ、801-803…トランジスタ、804…容量、805-808…抵抗、830-831…整合回路、901-903…トランジスタ、904…抵抗、1101-1103…トランジスタの大信号モデル、2801-2803…トランジスタの大信号モデル、1201…高周波モジュール、1202-1203…本発明を使った高周波増幅器IC、1204…高周波スイッチ、1205…フィルタ、1206…ベースバンドIC、1207…RF−IC、1208…アンテナ、1209…多層誘電体基板。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101-103 ... Transistor 104 ... Capacitor 105-107 ... Resistor 108-109 ... Capacitor 110 ... Bias circuit 111-112 ... Low pass filter 113-114 ... Resistor 118 ... Inductor 120 ... Bias point 130 ... Input capacity of transistor, 701-703 ... Transistor, 704 ... Resistance , 705 ... On-chip inductor , 801-803 ... Transistor, 804 ... Capacitance, 805-808 ... Resistance, 830-831 ... Matching circuit, 901-903 ... Transistor 904 ... resistor 1101-1103 ... large signal model of transistor, 2801-2803 ... large signal model of transistor, 1201 ... high frequency module, 1202-1203 ... high frequency amplifier IC using the present invention, 1204 ... high frequency switch , 1205 ... Filter, 1206 ... Ba Sband IC, 1207 ... RF-IC, 1208 ... antenna, 1209 ... multilayer dielectric substrate.

Claims (21)

高周波信号の入力端子及び出力端子と、
ベース端子が前記入力端子に接続された高周波増幅用トランジスタと、
前記高周波増幅用トランジスタの前記ベース端子をバイアスし、前記高周波増幅用トランジスタとでカレントミラー回路を構成するフィードバックループを有するバイアス回路を備えて成り、
前記バイアス回路のフィードバックループ内に、容量を含むローパスフィルタが挿入されており、
前記容量は、前記フィードバックループを接地するシャント回路の少なくとも一部を構成していることを特徴とする高周波増幅器。
High-frequency signal input and output terminals;
A high-frequency amplification transistor having a base terminal connected to the input terminal;
A bias circuit having a feedback loop that biases the base terminal of the high-frequency amplification transistor and forms a current mirror circuit with the high-frequency amplification transistor ;
A low-pass filter including a capacitor is inserted in the feedback loop of the bias circuit,
The high-frequency amplifier, wherein the capacitor constitutes at least a part of a shunt circuit that grounds the feedback loop.
請求項1において、
前記容量は、一端が直接接地されていることを特徴とする高周波増幅器。
In claim 1,
One end of the capacitor is directly grounded.
請求項1において、
前記容量は、一端がインダクタを介して接地されていることを特徴とする高周波増幅器。
In claim 1,
One end of the capacitor is grounded via an inductor.
請求項1において、
前記容量は、前記フィードバックループの一部を構成するトランジスタのベース入力容量であることを特徴とする高周波増幅器。
In claim 1,
The high-frequency amplifier according to claim 1, wherein the capacitor is a base input capacitor of a transistor constituting a part of the feedback loop.
請求項1において、
前記フィードバックループは、複数の前記ローパスフィルタを備えていることを特徴とする高周波増幅器。
In claim 1,
The high-frequency amplifier, wherein the feedback loop includes a plurality of the low-pass filters.
請求項1において、
前記高周波増幅用トランジスタとして機能する第1のトランジスタと、第2のトランジスタ及び第3のトランジスタにより構成する前記フィードバックループを有するバイアス回路とでカレントミラー回路が構成され、
制御電圧または電源と前記フィードバックループとの間に接続され前記フィードバックループを有するバイアス回路のバイアス電流を決定する機能を有する第1の抵抗を備えて成り、
前記第2のトランジスタは、コレクタ端子が前記第1の抵抗の一端に接続されており、エミッタ端子が接地されており、
前記第3のトランジスタのベース端子が前記第1の抵抗の一端に接続されており、
前記フィードバックループは、前記第3のトランジスタのエミッタ端子から前記第2のトランジスタのベース端子及びコレクタ端子を通り、前記第3のトランジスタのベース端子を結んで構成されていることを特徴とする高周波増幅器。
In claim 1,
A current mirror circuit is configured by the first transistor functioning as the high-frequency amplification transistor and the bias circuit having the feedback loop formed by the second transistor and the third transistor,
Comprising a first resistor connected between a control voltage or power supply and the feedback loop and having a function of determining a bias current of a bias circuit having the feedback loop ;
The second transistor has a collector terminal connected to one end of the first resistor, an emitter terminal grounded,
A base terminal of the third transistor is connected to one end of the first resistor;
The feedback loop is configured to pass from the emitter terminal of the third transistor through the base terminal and collector terminal of the second transistor and connect the base terminal of the third transistor. .
請求項6において、
前記フィードバックループ内に、一端を接地または前記第2のトランジスタのエミッタ端子に接続された少なくとも一つ以上の容量を含む前記ローパスフィルタを有することを特徴とする高周波増幅器。
In claim 6,
The high-frequency amplifier having the low-pass filter including at least one capacitor having one end connected to the ground or the emitter terminal of the second transistor in the feedback loop.
請求項6において、
一端が接地され他端が前記容量に接続されたインダクタを有する
ことを特徴とする高周波増幅器。
In claim 6,
A high frequency amplifier comprising an inductor having one end grounded and the other end connected to the capacitor.
請求項6において、
前記第1のトランジスタは、コレクタが前記出力端子に接続されており、
前記第3のトランジスタのエミッタ端子と前記第1のトランジスタのベース端子が接続されていることを特徴とする高周波増幅器。
In claim 6,
The first transistor has a collector connected to the output terminal;
A high-frequency amplifier, wherein an emitter terminal of the third transistor and a base terminal of the first transistor are connected.
請求項7において、
前記第1のトランジスタは、コレクタが前記出力端子に接続されており、
前記第3のトランジスタのエミッタ端子と前記第1のトランジスタのベース端子との間であって、前記入力端子と前記第1のトランジスタのベース端子との間に、少なくとも一つ以上の抵抗と一つ以上の容量を並列接続したバラスト回路接続したことを特徴とする高周波増幅器。
In claim 7,
The first transistor has a collector connected to the output terminal;
At least one resistor and one between the emitter terminal of the third transistor and the base terminal of the first transistor, between the input terminal and the base terminal of the first transistor. high-frequency amplifier, characterized in that connecting a ballast circuit connected in parallel over the capacitor.
請求項9において、
前記第3のトランジスタのエミッタ端子と前記第1のトランジスタのベース端子とを接続する第2の抵抗、前記入力端子と前記第3のトランジスタのエミッタ端子とを接続する第3の抵抗、および前記入力端子と前記第1のトランジスタのベース端子とを接続する容量を有するバラスト回路により、前記第3のトランジスタのエミッタ端子と前記第1のトランジスタのベース端子が接続されていることを特徴とする高周波増幅器。
In claim 9,
A second resistor connecting the emitter terminal of the third transistor and a base terminal of the first transistor; a third resistor connecting the input terminal and the emitter terminal of the third transistor; and the input A high frequency amplifier characterized in that the emitter terminal of the third transistor and the base terminal of the first transistor are connected by a ballast circuit having a capacity for connecting the terminal and the base terminal of the first transistor .
請求項9において、
前記第3のトランジスタのエミッタ端子と前記第1のトランジスタのベース端子とを接続する第2の抵抗と、
前記入力端子と前記第3のトランジスタのエミッタ端子とを接続する第3の抵抗と、
前記入力端子と前記第1のトランジスタのベース端子と接続する第4の抵抗と該第4の抵抗に並列に接続した容量で構成するバラスト回路により、前記第3のトランジスタのエミッタ端子と前記第1のトランジスタのベース端子が接続されている
ことを特徴とする高周波増幅器。
In claim 9,
A second resistor connecting the emitter terminal of the third transistor and the base terminal of the first transistor;
A third resistor connecting the input terminal and the emitter terminal of the third transistor;
The ballast circuit including a fourth resistor connected to the input terminal and the base terminal of the first transistor and a capacitor connected in parallel to the fourth resistor, the emitter terminal of the third transistor and the first transistor A high frequency amplifier characterized in that the base terminal of a transistor is connected.
請求項1において、
前記高周波増幅用トランジスタを構成する第1のトランジスタと、前記フィードバックループを構成する第2のトランジスタ及び第3のトランジスタが、各々MOSトランジスタにより構成されていることを特徴とする高周波増幅器。
In claim 1,
A high-frequency amplifier, wherein the first transistor constituting the high-frequency amplification transistor, the second transistor and the third transistor constituting the feedback loop are each constituted by a MOS transistor.
送信経路と受信経路の切り替えを行う高周波スイッチと、前記送信経路の高周波信号または前記受信経路の高周波信号を増幅する少なくとも一つの高周波増幅器とを備え、周波数多重変調方式の電波を用いて無線通信を行うための高周波モジュールであって、
前記高周波増幅器は、高周波信号の入力端子及び出力端子と、
ベース端子が前記入力端子に接続された高周波増幅用トランジスタと、
前記高周波増幅用トランジスタの前記ベース端子をバイアスし、前記高周波増幅用トランジスタとでカレントミラー回路を構成するバイアス回路を備えて成り、
前記バイアス回路のフィードバックループ内に挿入され、前記無線通信に使用される通信周波数で低インピーダンスとなるシャント回路を有するローパスフィルタを備えて成る
ことを特徴とする高周波モジュール。
A high-frequency switch for switching between a transmission path and a reception path; and at least one high-frequency amplifier for amplifying a high-frequency signal on the transmission path or a high-frequency signal on the reception path. A high frequency module for performing,
The high-frequency amplifier includes a high-frequency signal input terminal and an output terminal;
A high-frequency amplification transistor having a base terminal connected to the input terminal;
Biasing the base terminal of the high frequency amplification transistor, comprising a bias circuit constituting a current mirror circuit with the high frequency amplification transistor ,
A high-frequency module comprising a low-pass filter having a shunt circuit inserted in a feedback loop of the bias circuit and having a low impedance at a communication frequency used for the wireless communication.
請求項14において、
前記シャント回路は一端が接地された容量を有することを特徴とする高周波モジュール。
In claim 14,
The shunt circuit has a capacitor with one end grounded.
請求項14において、
前記シャント回路は一端がインダクタを介して接地された容量を有することを特徴とする高周波モジュール。
In claim 14,
The high-frequency module according to claim 1, wherein the shunt circuit has a capacitor having one end grounded via an inductor.
請求項14において、
前記周波数多重変調方式がOFDM変調方式であり、
前記高周波増幅器が多層誘電体基板へ実装されモジュール化されて成ることを特徴とする高周波モジュール。
In claim 14,
The frequency multiplexing modulation scheme is an OFDM modulation scheme;
A high-frequency module, wherein the high-frequency amplifier is mounted on a multilayer dielectric substrate and modularized.
送信経路と受信経路の切り替えを行う高周波スイッチと、前記送信経路の高周波信号または前記受信経路の高周波信号を増幅する少なくとも一つの高周波増幅器とを備えた高周波モジュールと、高周波信号の変調部と、高周波信号の復調部と、アンテナとを有し、周波数多重変調方式の電波を用いて無線通信を行うための移動体無線機であって、
前記高周波増幅器は、
高周波信号の入力端子及び出力端子と、
ベース端子が前記入力端子に接続された高周波増幅用トランジスタと、
前記高周波増幅用トランジスタの前記ベース端子をバイアスし、前記高周波増幅用トランジスタとでカレントミラー回路を構成するフィードバックループを有するバイアス回路を備えて成り、
前記バイアス回路のフィードバックループ内に挿入され、前記無線通信に用いられる通信周波数で低インピーダンスとなるシャント回路を有するローパスフィルタを備えて成ることを特徴とする移動体無線機。
A high-frequency module comprising a high-frequency switch for switching between a transmission path and a reception path; at least one high-frequency amplifier for amplifying a high-frequency signal on the transmission path or a high-frequency signal on the reception path; a high-frequency signal modulator; A mobile radio having a signal demodulator and an antenna, and performing radio communication using radio waves of a frequency division modulation method,
The high frequency amplifier is
High-frequency signal input and output terminals;
A high-frequency amplification transistor having a base terminal connected to the input terminal;
A bias circuit having a feedback loop that biases the base terminal of the high-frequency amplification transistor and forms a current mirror circuit with the high-frequency amplification transistor ;
A mobile radio apparatus comprising a low-pass filter having a shunt circuit inserted in a feedback loop of the bias circuit and having a low impedance at a communication frequency used for the radio communication.
請求項18において、
前記周波数多重変調方式がOFDM変調方式であり、
前記高周波モジュールが多層誘電体基板へ実装されモジュール化されて成る
ことを特徴とする移動体無線機。
In claim 18,
The frequency multiplexing modulation scheme is an OFDM modulation scheme;
A mobile radio device comprising the high-frequency module mounted on a multilayer dielectric substrate and modularized.
請求項18において、
前記ローパスフィルタは容量を含み、
該容量は、前記フィードバックループを接地する前記シャント回路の一部を構成していることを特徴とする移動体無線機。
In claim 18,
The low pass filter includes a capacitance;
The mobile radio apparatus according to claim 1, wherein the capacitor constitutes a part of the shunt circuit for grounding the feedback loop.
高周波信号の入力端子及び出力端子と、High-frequency signal input and output terminals;
ベース端子が前記入力端子に接続された高周波増幅用トランジスタと、A high-frequency amplification transistor having a base terminal connected to the input terminal;
前記高周波増幅用トランジスタの前記ベース端子をバイアスし、前記高周波増幅用トランジスタとでカレントミラー型回路を構成するフィードバックループを有するバイアス回路を備えて成り、A bias circuit having a feedback loop that biases the base terminal of the high-frequency amplification transistor and forms a current mirror type circuit with the high-frequency amplification transistor;
前記高周波増幅用トランジスタとして機能する第1のトランジスタと、第2のトランジスタ及び第3のトランジスタにより前記カレントミラー型バイアス回路が構成され、The first mirror functioning as the high-frequency amplification transistor, the second transistor, and the third transistor constitute the current mirror type bias circuit,
前記フィードバックループは、前記第3のトランジスタのエミッタ端子から前記第2のトランジスタのベース端子及びコレクタ端子を通り、前記第3のトランジスタのベース端子を結んで構成されており、The feedback loop is configured to pass from the emitter terminal of the third transistor through the base terminal and the collector terminal of the second transistor and connect the base terminal of the third transistor;
前記バイアス回路のフィードバックループ内に、第2の抵抗と容量を含むローパスフィルタが挿入されており、A low-pass filter including a second resistor and a capacitor is inserted in the feedback loop of the bias circuit,
前記容量は、前記フィードバックループを接地するシャント回路の少なくとも一部を構成し、かつ、前記容量は一端が前記第2のトランジスタのベース端子と前記第2の抵抗の間に配置されるノードに接続されていることを特徴とする高周波増幅器。The capacitor forms at least a part of a shunt circuit that grounds the feedback loop, and the capacitor has one end connected to a node disposed between the base terminal of the second transistor and the second resistor. A high-frequency amplifier characterized in that
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