JP2009506586A - ミリメートル波用途の電力増幅器の実施のための回路及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ミリメートル波周波数において、能動スイッチング・デバイスとしてBJTのベース(バイポーラ接合型トランジスタ)を用いる、高効率なスイッチ・モード電力増幅器を実装するための回路及び方法が提供される。より詳細には、BJTスイッチング・デバイスを備えた電力増幅器を駆動して、ミリメートル波の周波数(例えば、60GHz)で高効率スイッチ・モード(例えば、E級)動作を達成するための回路及び方法が提供される。
【選択図】 図1
Description
図7は、10オーム及び30オームのZsについて、電力利得を電源電力レベル設定に対してグラフとして示す。図8は、10オーム及び30オームのZsについて、電力出力を電源電力レベル設定に対してグラフとして示す。図8の直線は、外挿された小信号利得であり、シミュレーションされた利得がこの直線と交差するところが、出力換算1dB圧縮点を表す。
11、12、304:RFチョーク
13:出力整合ネットワーク
101、102、104、105、303、305:伝送線路
103、106、306:開放スタブ
107、307:抵抗器
300:2段電力増幅器
301、301A:前置増幅器回路(ドライバ回路)
302、302A:E級電力増幅器
400:差動増幅器回路
500:平衡差動増幅器回路
501、501A:回路
Claims (29)
- BJT(バイポーラ接合型トランジスタ)を含む能動スイッチ・デバイスと、
前記BJTのベースに結合し、前記能動スイッチをスイッチ・モード動作のために駆動する入力ネットワークと、
を含む、電力増幅器回路であって、
前記入力ネットワークが、非対称ベース電流及び約400mVpp(ミリボルト・ピーク・ツー・ピーク)を越えない振れを有するベース電圧を生じる、BJTのベースから見た電源インピーダンスZsを与える、電力増幅器回路。 - 前記非対称ベース電流が、正のピーク電圧振幅よりも大きい負のピーク電圧振幅を有する、請求項1に記載の電力増幅器回路。
- 前記電源インピーダンスZsが約7オームから約15オームまでである、請求項1に記載の電力増幅器回路。
- 前記電力増幅器回路が、シリコン・ゲルマニウム半導体製造プロセスを用いて実装される、請求項1に記載の電力増幅器回路。
- 前記電力増幅器回路が、E級電力増幅器である、請求項1に記載の電力増幅器回路。
- 前記入力ネットワークが、受動インピーダンス変成ネットワークを含む、請求項1に記載の電力増幅器回路。
- 前記受動インピーダンス変成ネットワークが、集積回路伝送線路を含む、請求項6に記載の電力増幅器回路。
- 前記電力増幅器回路が、差動電力増幅器回路である、請求項6に記載の電力増幅器回路。
- 前記入力ネットワークが、能動ドライバ段を含む、請求項1に記載の電力増幅器回路。
- 前記能動ドライバ段が、共通エミッタ前置増幅器回路を含む、請求項9に記載の電力増幅器回路。
- 前記電力増幅器回路が、差動電力増幅器である、請求項9に記載の電力増幅器回路。
- トーテムポール回路を含む、請求項11に記載の電力増幅器回路
- 前記電力増幅器が、約10GHz以上の基本周波数で動作する、請求項1に記載の電力増幅器回路。
- 前記電力増幅器回路が、15%以上の電力付加効率で+10dBm以上の出力電力を与える、請求項13に記載の電力増幅回路。
- 増幅器回路の第1段にAC信号を入力するステップと、
第1段から、スイッチ・モードで動作するBJT(バイポーラ接合トランジスタ)を含む第2段へとAC信号を出力するステップと、
前記第1段からのAC信号出力を用いて前記BJTを駆動するステップであって、非対称ベース電流をBJTのベース端子に印加して、約400mVpp(ミリボルト・ピーク・ツー・ピーク)を超えない振れを有するベース電圧を与えることを含むステップと、
を含む、信号を増幅するための方法。 - 前記非対称ベース電流が、正のピーク電圧振幅よりも大きい負のピーク電圧振幅を有する、請求項15に記載の方法。
- 前記駆動ステップが、非対称駆動電流及びベース電圧を生じる、前記BJTのベースから見た電源インピーダンスZsを提供することを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記電源インピーダンスZsが、約7オームから約15オームまでである、請求項17に記載の方法。
- 前記BJTのベースをE級モード動作で動作させるステップを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記第1段において入力AC信号を増幅するステップと、増幅されたAC信号を第2段に出力するステップとを含む、請求項15に記載の方法。
- BJTのコレクタ・ノードにおいて生成されたAC信号をフィルタリングするステップと、前記フィルタリングされた信号を前記第2段から出力するステップとをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 前記BJTのベースをスイッチ・モードで10GH以上の基本周波数で動作させるステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- +10dBmの出力電力を有する増幅されたAC信号を前記第2段から出力するステップをさらに含む、請求項22に記載の方法。
- AC信号を第1段に入力するステップが、AC信号を差動入力端子に入力することを含む、請求項15に記載の方法。
- 共通エミッタ増幅器を含む第1段と、
前記第1段の出力に結合した第2段であって、スイッチ・モードで動作するBJT(バイポーラ接合型トランジスタ)を含む、第2段と、
を含む、電力増幅器回路であって、
前記第1段出力が前記第2段への信号を駆動して、正のピーク振幅よりも大きい負のピーク振幅を有する非対称ベース電流及び400mVppを超えない電圧の振れを有するベース電圧で前記BJTを駆動する、
電力増幅器回路。 - 前記第2段が、約7−15Ωのオーダーの、BJTのベースのベースから見た出力インピーダンスZsを有する、請求項25に記載の電力増幅器回路。
- 前記第1段が、インピーダンス変換ネットワークを含む、請求項25に記載の電力増幅器回路。
- 前記電力増幅器が、10GHz以上の基本動作周波数を有する、請求項25に記載の電力増幅器回路。
- 前記電力増幅器回路が、15%以上のPAEで+10dBm以上の出力電力を与える、請求項28に記載の電力増幅器回路。
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