JP2011130257A - High frequency amplifier device - Google Patents

High frequency amplifier device Download PDF

Info

Publication number
JP2011130257A
JP2011130257A JP2009287763A JP2009287763A JP2011130257A JP 2011130257 A JP2011130257 A JP 2011130257A JP 2009287763 A JP2009287763 A JP 2009287763A JP 2009287763 A JP2009287763 A JP 2009287763A JP 2011130257 A JP2011130257 A JP 2011130257A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency amplifier
amplifier
voltage source
variable voltage
control switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009287763A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eigo Kuwata
英悟 桑田
Kazutomi Mori
一富 森
Hiroshi Otsuka
浩志 大塚
Akira Inoue
晃 井上
Fumimasa Kitabayashi
文政 北林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2009287763A priority Critical patent/JP2011130257A/en
Publication of JP2011130257A publication Critical patent/JP2011130257A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high frequency amplifier device that has a compact circuit size and high efficiency irrespective of a low output power, while being comparible with burst operation and consecutive operation of the high frequency amplifier. <P>SOLUTION: The device includes an amplifier 1, a variable voltage source 2 to be used as a voltage bias of the amplifier 1, and a control switch 6 placed between the amplifier 1 and the variable voltage source 2. The control switch 6 operates based on a burst control signal. The variable voltage source 2 controls an output voltage according to an average output power so as to raise the output voltage when the average output power is large, and lower the output voltage when the average output power is small. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、高効率かつ小型な高周波増幅器に関するものである。   The present invention relates to a high-efficiency and small high-frequency amplifier.

従来の高周波増幅器として、単体増幅器のドレインもしくはコレクタといった電源バイアスとして可変電圧源を用い、入力端子に入力されたRF信号を単体増幅器で増幅し、出力端子から電力を取り出し、さらに、高周波増幅器の平均出力電力に応じて可変電圧源の出力電圧を制御し、単体増幅器を平均出力電力によらず飽和付近で動作をさせることによって高効率動作を実現するものがある(例えば、非特許文献1参照)。   As a conventional high-frequency amplifier, a variable voltage source is used as a power supply bias such as a drain or collector of a single amplifier, an RF signal input to the input terminal is amplified by a single amplifier, electric power is taken out from the output terminal, and the average of the high-frequency amplifier There is one that realizes high-efficiency operation by controlling the output voltage of the variable voltage source according to the output power and operating the single amplifier near saturation regardless of the average output power (for example, see Non-Patent Document 1). .

Biranchinath Sahu et al. “A High Efficiency WCDMA RF Power Amplifier With Adaptive, Dual-Mode Buck-Boost Supply and Bias-Current Control”, Microwave and Wireless Components Letters, Volume 17, Issue 3, March 2007, pp. 238〜240Biranchinath Sahu et al. “A High Efficiency WCDMA RF Power Amplifier With Adaptive, Dual-Mode Buck-Boost Supply and Bias-Current Control”, Microwave and Wireless Components Letters, Volume 17, Issue 3, March 2007, pp. 238-240

しかしながら、従来技術には次のような課題がある。高周波増幅器にバースト動作をさせる場合は、バースト制御信号に基づいてゲートあるいはベースといった電源バイアスをオン、オフして単体増幅器をバースト動作させる方法と、バースト制御信号に基づいて可変電圧源をオン、オフして高周波増幅器をバースト動作させる方法が考えられる。しかし、可変電圧源がオンの状態でゲートあるいはベースといった電源バイアスをオフとした場合に、単体増幅器のアイソレーションが不十分なため、高周波増幅器の入力端子に入力されたRF信号が出力端子に漏れ出しバースト動作とならない場合がある。また、可変電圧源のオン、オフの切り替え速度がバースト制御信号に比べて遅いため、可変電圧源のオンオフの切り替えで高周波増幅器をバースト動作させることができない。このようなことから、従来の高周波増幅器では連続動作は可能であるが、バースト動作をさせることはできない課題がある。   However, the prior art has the following problems. When making the high frequency amplifier perform a burst operation, a power supply bias such as a gate or a base is turned on / off based on the burst control signal to operate the single amplifier in a burst operation, and a variable voltage source is turned on / off based on the burst control signal. Thus, a method of causing the high frequency amplifier to perform a burst operation can be considered. However, when the power supply bias such as the gate or base is turned off while the variable voltage source is on, the isolation of the single amplifier is insufficient, and the RF signal input to the input terminal of the high frequency amplifier leaks to the output terminal. Outburst operation may not be performed. In addition, since the switching speed of the variable voltage source is on / off is slower than that of the burst control signal, the high frequency amplifier cannot be operated in burst by switching the variable voltage source on / off. For this reason, the conventional high-frequency amplifier is capable of continuous operation, but there is a problem that burst operation cannot be performed.

この発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、高周波増幅器のバースト動作と連続動作に対応しつつ出力電力が低くても高効率かつ回路サイズが小型な高周波増幅器を得ることを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a high-frequency amplifier having high efficiency and a small circuit size even when output power is low, while supporting burst operation and continuous operation of the high-frequency amplifier. For the purpose.

この発明に係る高周波増幅器は、増幅器と、前記増幅器の電源バイアスとして用いられる可変電圧源と、前記高周波増幅器と前記可変電圧源との間に装荷された制御スイッチとを備えたものである。   The high-frequency amplifier according to the present invention includes an amplifier, a variable voltage source used as a power supply bias of the amplifier, and a control switch mounted between the high-frequency amplifier and the variable voltage source.

この発明に係る高周波増幅器によれば、高周波増幅器のバースト動作と連続動作に対応しつつ出力電力が低くても高効率かつ回路サイズが小型な高周波増幅器を得ることを可能とする。   According to the high frequency amplifier of the present invention, it is possible to obtain a high frequency amplifier having high efficiency and a small circuit size even when the output power is low, while supporting burst operation and continuous operation of the high frequency amplifier.

この発明の実施の形態1に係る高周波増幅器を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a high frequency amplifier according to a first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態1に係る高周波増幅器の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る高周波増幅器の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る高周波増幅器の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係る高周波増幅器を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に係る高周波増幅器を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3に係る高周波増幅器の他の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other example of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に係る高周波増幅器を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4に係る高周波増幅器の他の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other example of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4に係る高周波増幅器の他の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other example of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4に係る高周波増幅器の他の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other example of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5に係る高周波増幅器を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態5に係る高周波増幅器の他の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other example of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態5に係る高周波増幅器の他の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other example of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態5に係る高周波増幅器の他の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other example of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態5に係る高周波増幅器の他の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other example of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態5に係る高周波増幅器の他の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other example of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態5に係る高周波増幅器の他の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other example of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態5に係る高周波増幅器の他の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other example of the high frequency amplifier which concerns on Embodiment 5 of this invention.

以下、この発明の高周波増幅器の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a high-frequency amplifier according to the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る高周波増幅器を示す回路図である。図1に示す高周波増幅器は、単体増幅器1と、単体増幅器1のドレインまたはコレクタの電源バイアスとして用いられる可変電圧源2と、単体増幅器1と可変電圧源2との間に装荷された制御スイッチ6とを備えている。なお、図1において、3は可変電圧源の制御端子、4は入力端子、5は出力端子である。
Embodiment 1 FIG.
1 is a circuit diagram showing a high-frequency amplifier according to Embodiment 1 of the present invention. The high-frequency amplifier shown in FIG. 1 includes a single amplifier 1, a variable voltage source 2 used as a power supply bias for the drain or collector of the single amplifier 1, and a control switch 6 loaded between the single amplifier 1 and the variable voltage source 2. And. In FIG. 1, 3 is a control terminal of a variable voltage source, 4 is an input terminal, and 5 is an output terminal.

次に、図1に示す高周波増幅器の動作について説明する。入力端子4に入力されたRF信号を単体増幅器1で増幅し、出力端子5から出力電力を取り出す。このとき、単体増幅器1の電源回路を可変電圧源2と制御スイッチ6で構成するが、これらの動作の組み合わせによって図1に示す高周波増幅器の動きが異なるため、以下にて詳細な説明を行う。   Next, the operation of the high frequency amplifier shown in FIG. 1 will be described. The RF signal input to the input terminal 4 is amplified by the single amplifier 1 and output power is taken out from the output terminal 5. At this time, the power supply circuit of the single amplifier 1 is composed of the variable voltage source 2 and the control switch 6. Since the operation of the high-frequency amplifier shown in FIG. 1 differs depending on the combination of these operations, a detailed description will be given below.

可変電圧源2の出力電圧を一定の値となるように可変電圧源の制御端子3へ制御信号を入力し、制御スイッチ6はバースト制御信号に基づいてオンとオフを切り替える場合を示す。このときの図1におけるVa、Vb、Vcでの電圧を図2に示す。図2において、Vaは可変電圧源2の出力電圧が一定であることを示している。Vbはバースト制御信号が入力されていることを示している。バースト制御信号に基づいて制御スイッチ6のオンとオフを切り替えるため、制御スイッチ6がオンの状態でのVcは可変電圧源2の電圧Vaとなる。制御スイッチ6がオフの状態では単体増幅器1の電源バイアスは0Vとなることを示している。このように、単体増幅器1に対するVcは可変電圧源2の出力電圧Vaと0Vが交互に切り替わる電圧となるため、図1に示す高周波増幅器は、バースト動作が可能である。   A control signal is input to the control terminal 3 of the variable voltage source so that the output voltage of the variable voltage source 2 becomes a constant value, and the control switch 6 is switched on and off based on the burst control signal. The voltages at Va, Vb, and Vc in FIG. 1 at this time are shown in FIG. In FIG. 2, Va indicates that the output voltage of the variable voltage source 2 is constant. Vb indicates that a burst control signal is input. Since the control switch 6 is switched on and off based on the burst control signal, Vc when the control switch 6 is on is the voltage Va of the variable voltage source 2. When the control switch 6 is off, the power supply bias of the single amplifier 1 is 0V. Thus, Vc for the single amplifier 1 is a voltage at which the output voltage Va and 0 V of the variable voltage source 2 are alternately switched, so that the high frequency amplifier shown in FIG. 1 can perform a burst operation.

次に、平均出力電力に応じて可変電圧源2の出力電圧を制御端子3で制御し、制御スイッチ6は常にオンとなっている場合を示す。このときの図1におけるVa、Vb、Vc各点での電圧を図3に示す。図3のVaは可変電圧源2の出力電圧が平均出力電力に応じて変化していることを示している。Vbは制御スイッチ6が常にオンとなっていることを示す。Vcは単体増幅器1の出力電力に応じた可変電圧源2の出力電圧Vaとなり、単体増幅器1の電源バイアスとして印加される。このように、図1に示す高周波増幅器は、平均出力電力に応じて電源電圧が制御されて、単体増幅器1が平均出力電力によらず飽和付近で動作するため、高効率動作が可能である。   Next, the case where the output voltage of the variable voltage source 2 is controlled by the control terminal 3 according to the average output power, and the control switch 6 is always on is shown. The voltage at each point Va, Vb, and Vc in FIG. 1 at this time is shown in FIG. Va in FIG. 3 indicates that the output voltage of the variable voltage source 2 changes according to the average output power. Vb indicates that the control switch 6 is always on. Vc becomes the output voltage Va of the variable voltage source 2 corresponding to the output power of the single amplifier 1 and is applied as a power supply bias of the single amplifier 1. As described above, the high-frequency amplifier shown in FIG. 1 is capable of high-efficiency operation because the power supply voltage is controlled according to the average output power and the single amplifier 1 operates near saturation regardless of the average output power.

次に、平均出力電力に応じて可変電圧源2の出力電圧を制御端子3で制御し、制御スイッチ6はバースト制御信号に基づいてオンとオフを切り替える場合を考える。このときの図1におけるVa、Vb、Vc各点での電圧を図4に示す。図4のVaは可変電圧源2の出力電圧が平均出力電力に応じて変化していることを示している。Vbはバースト制御信号が入力されていることを示している。バースト制御信号に基づいて制御スイッチ6のオンとオフを切り替えるため、制御スイッチ6がオンの状態でのVcは単体増幅器1の出力電力に応じた可変電圧源2の出力電圧Vaとなり、制御スイッチ6がオフの状態では単体増幅器1の電源バイアスは0Vとなることを示している。このように、図1に示す高周波増幅器は、平均出力電力に応じて電源電圧が制御されて単体増幅器1が平均出力電力によらず飽和付近で動作するため高効率動作が可能である。同時にVcのオンオフを切り替える制御が可能なため、バースト動作が可能である。   Next, consider a case where the output voltage of the variable voltage source 2 is controlled by the control terminal 3 in accordance with the average output power, and the control switch 6 switches on and off based on the burst control signal. FIG. 4 shows voltages at points Va, Vb, and Vc in FIG. 1 at this time. Va in FIG. 4 indicates that the output voltage of the variable voltage source 2 changes according to the average output power. Vb indicates that a burst control signal is input. Since the control switch 6 is switched on and off based on the burst control signal, Vc when the control switch 6 is turned on becomes the output voltage Va of the variable voltage source 2 corresponding to the output power of the single amplifier 1, and the control switch 6 It is shown that the power supply bias of the single amplifier 1 is 0V in the state where is turned off. As described above, the high-frequency amplifier shown in FIG. 1 is capable of high-efficiency operation because the power supply voltage is controlled according to the average output power and the single amplifier 1 operates near saturation regardless of the average output power. Since it is possible to control switching Vc on and off at the same time, burst operation is possible.

したがって、図1に示す構成により、従来回路と同様に平均出力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅器が高効率動作するモードが実現できることに加えて、電源バイアス電圧は一定でバースト動作をするモードと平均出力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅器が高効率動作し、更にバースト動作をするモードの3つのモードが実現可能となる。また、可変電圧源2により増幅器1の飽和出力電力を可変できるため、それぞれのモードでの所望の出力電力が異なっている場合でも常に図1に示す高周波増幅器は高効率である。また、従来回路に制御スイッチ6を追加することでこれらの機能を実現することができるため、小型な回路サイズが実現可能である。   Therefore, with the configuration shown in FIG. 1, the power supply voltage control is performed according to the average output power as in the conventional circuit, and a mode in which the high-frequency amplifier operates with high efficiency can be realized. The power supply voltage control is performed according to the mode and the average output power, and the high frequency amplifier operates with high efficiency, and further, three modes of burst operation can be realized. Further, since the saturated output power of the amplifier 1 can be varied by the variable voltage source 2, the high-frequency amplifier shown in FIG. 1 is always highly efficient even when the desired output power in each mode is different. Moreover, since these functions can be realized by adding the control switch 6 to the conventional circuit, a small circuit size can be realized.

図1に示す増幅器にて実現可能な、バースト動作をするモードと平均出力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅器が高効率動作するモードと平均出力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅器が高効率動作し、更にバースト動作をするモードの3つの動作モードの例として、それぞれ携帯電話のGSM方式、W−CDMA方式、PDC方式が挙げられる。これらの3つの通信方式は、増幅器に要求される最大出力電力も動作のモードも異なる。図1に示す増幅器であれば、どのモードの最大出力電力に対しても電源バイアス電圧を変化することで対応することができ、さらにどのモードの最大出力時においても高効率を実現することができる。   The high-frequency amplifier that can be realized by the amplifier shown in FIG. 1 performs the power supply voltage control according to the burst operation mode and the average output power and performs the high-efficiency operation mode and the average output power of the high-frequency amplifier. As an example of three operation modes of a mode in which a high-efficiency operation and a burst operation are performed, there are a GSM system, a W-CDMA system, and a PDC system for mobile phones, respectively. These three communication systems differ in the maximum output power required for the amplifier and the mode of operation. The amplifier shown in FIG. 1 can cope with the maximum output power in any mode by changing the power supply bias voltage, and can realize high efficiency at the maximum output in any mode. .

実施の形態2.
図5は、この発明の実施の形態2に係る高周波増幅器を示す回路図である。図5に示す高周波増幅器は、単体増幅器1と、単体増幅器1のドレインまたはコレクタの電源バイアスとして用いられる可変電圧源2と、可変電圧源2の出力端子と電源端子に対して並列に接続された制御スイッチ6とを備えている。なお、図5において、3は可変電圧源2の制御端子、4は入力端子、5は出力端子、7は電源である。
Embodiment 2. FIG.
5 is a circuit diagram showing a high frequency amplifier according to Embodiment 2 of the present invention. The high frequency amplifier shown in FIG. 5 is connected in parallel to the single amplifier 1, the variable voltage source 2 used as the power source bias of the drain or collector of the single amplifier 1, and the output terminal and the power terminal of the variable voltage source 2. And a control switch 6. In FIG. 5, 3 is a control terminal of the variable voltage source 2, 4 is an input terminal, 5 is an output terminal, and 7 is a power source.

次に、図5に示す高周波増幅器の動作について説明する。入力端子4に入力されたRF信号を単体増幅器1で増幅し、出力端子5から出力電力を取り出す。制御スイッチ6と可変電圧源2については、それぞれの動作の組み合わせごとに図5に示す高周波増幅器の動きが異なるため、以下にて説明を行う。   Next, the operation of the high frequency amplifier shown in FIG. 5 will be described. The RF signal input to the input terminal 4 is amplified by the single amplifier 1 and output power is taken out from the output terminal 5. The control switch 6 and the variable voltage source 2 will be described below because the operation of the high-frequency amplifier shown in FIG. 5 differs for each combination of operations.

可変電圧源2の制御端子3へ制御信号を入力して可変電圧源2をオフとし、制御スイッチ6はバースト制御信号に基づいてオンとオフを切り替える場合を説明する。バースト制御信号に基づいて、制御スイッチ6がオンの時には電源7の電圧が単体増幅器1の電源バイアスとなる。制御スイッチ6がオフの時には単体増幅器1の電源バイアスは0Vとなる。このように、単体増幅器1の電源バイアスは可変電圧源2の出力電圧と0Vが交互に切り替わる電圧となるため、図5に示す高周波増幅器はバースト動作が可能である。   A case will be described in which a control signal is input to the control terminal 3 of the variable voltage source 2 to turn off the variable voltage source 2, and the control switch 6 switches on and off based on the burst control signal. Based on the burst control signal, when the control switch 6 is on, the voltage of the power supply 7 becomes the power supply bias of the single amplifier 1. When the control switch 6 is off, the power supply bias of the single amplifier 1 is 0V. Thus, since the power supply bias of the single amplifier 1 is a voltage at which the output voltage of the variable voltage source 2 and 0 V are alternately switched, the high frequency amplifier shown in FIG. 5 can perform a burst operation.

次に、平均出力電力に応じて可変電圧源2の出力電圧を制御端子3で制御し、制御スイッチ6は常にオフとなっている場合を説明する。このとき、単体増幅器1の平均出力電力に応じた可変電圧源2の出力電圧が単体増幅器1の電源バイアスとなる。そのため、図5に示す高周波増幅器は平均出力電力に応じて電源電圧が制御されて、単体増幅器1が平均出力電力によらず飽和付近で動作するため、高効率動作が可能である。   Next, the case where the output voltage of the variable voltage source 2 is controlled by the control terminal 3 according to the average output power and the control switch 6 is always off will be described. At this time, the output voltage of the variable voltage source 2 corresponding to the average output power of the single amplifier 1 becomes the power supply bias of the single amplifier 1. Therefore, the high-frequency amplifier shown in FIG. 5 is capable of high-efficiency operation because the power supply voltage is controlled according to the average output power and the single amplifier 1 operates near saturation regardless of the average output power.

したがって、図5に示す回路により、従来回路と同様に平均出力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅器が高効率動作するモードが実現できることに加えて、バースト動作をするモードの実現が可能となる。また、可変電圧源2により増幅器の飽和出力電力を可変できるため、それぞれのモードでの所望の出力電力が異なっている場合でも常に図5に示す高周波増幅器は高効率である。また、従来回路に制御スイッチ6を追加することでこれらの機能を実現することができるため、小型な回路サイズが実現可能である。さらに、実施の形態1と比較して平均出力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅器が高効率動作するモードで電源の経路に制御スイッチ6が無いため、制御スイッチ6における電圧低下が無く、高周波増幅器が高効率になる。   Therefore, the circuit shown in FIG. 5 can realize a mode in which burst operation is performed in addition to realizing a mode in which the high-frequency amplifier operates with high efficiency by performing power supply voltage control according to the average output power as in the conventional circuit. Become. Further, since the saturation output power of the amplifier can be varied by the variable voltage source 2, the high-frequency amplifier shown in FIG. 5 is always highly efficient even when the desired output power in each mode is different. Moreover, since these functions can be realized by adding the control switch 6 to the conventional circuit, a small circuit size can be realized. Furthermore, since there is no control switch 6 in the power supply path in a mode in which the power supply voltage is controlled according to the average output power and the high frequency amplifier operates with high efficiency as compared with the first embodiment, there is no voltage drop in the control switch 6, The high frequency amplifier becomes highly efficient.

図5に示す増幅器にて実現可能な、バースト動作をするモードと平均出力電力に応じて電源電圧制御を行い高周波増幅器が高効率動作するモードの2つの動作モードの例として、それぞれ携帯電話のGSM方式、W−CDMA方式が挙げられる。これらの2つの通信方式は、増幅器に要求される最大出力電力も動作のモードも異なる。図5に示す増幅器であれば、どのモードの最大出力電力に対しても電源バイアス電圧を変化することで対応することができ、さらにどのモードの最大出力時においても高効率を実現することができる。   Examples of two operation modes that can be realized by the amplifier shown in FIG. 5 are a burst operation mode and a mode in which the power supply voltage is controlled according to the average output power and the high-frequency amplifier operates with high efficiency. System and W-CDMA system. These two communication systems differ in the maximum output power required for the amplifier and the mode of operation. The amplifier shown in FIG. 5 can cope with the maximum output power of any mode by changing the power supply bias voltage, and can realize high efficiency at the maximum output of any mode. .

実施の形態3.
図6は、この発明の実施の形態3に係る高周波増幅器を示す回路図である。図6に示す高周波増幅器は、単体増幅器1と、可変電圧源2と、制御スイッチ6と、ドライバ段の増幅器8とを備えている。なお、図6において、3は可変電圧源2の制御端子、4は入力端子、5は出力端子である。図6に示す高周波増幅器は、実施の形態1を、多段増幅器におけるドライバ段増幅器8と最終段増幅器1の双方に適用した例を示す。図6に示すように、実施の形態1あるいは実施の形態2を多段増幅器へと適用したことで、従来回路と比較して高周波増幅器の高効率化が可能となる。また、高周波増幅器の多段化による高利得化が可能となる。更に、これらの増幅器に対する可変電圧源2と制御スイッチ6を共用化することで、回路サイズを小型にすることができる。なお、最終段の増幅器1や最終段の手前のドライバ段の増幅器8などは出力電力が大きいため多段増幅器の効率に対して支配的な影響を持つため、これらの増幅器だけに実施の形態1あるいは実施の形態2を適用すると、さらに回路サイズを小型にできる。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a high frequency amplifier according to Embodiment 3 of the present invention. The high-frequency amplifier shown in FIG. 6 includes a single amplifier 1, a variable voltage source 2, a control switch 6, and an amplifier 8 in a driver stage. In FIG. 6, 3 is a control terminal of the variable voltage source 2, 4 is an input terminal, and 5 is an output terminal. The high frequency amplifier shown in FIG. 6 shows an example in which the first embodiment is applied to both the driver stage amplifier 8 and the final stage amplifier 1 in a multistage amplifier. As shown in FIG. 6, by applying Embodiment 1 or Embodiment 2 to a multistage amplifier, it is possible to increase the efficiency of the high-frequency amplifier compared to the conventional circuit. In addition, a high gain can be achieved by increasing the number of stages of the high-frequency amplifier. Furthermore, by sharing the variable voltage source 2 and the control switch 6 for these amplifiers, the circuit size can be reduced. Since the final stage amplifier 1 and the driver stage amplifier 8 before the final stage have a large output power and have a dominant influence on the efficiency of the multistage amplifier, the first embodiment or When the second embodiment is applied, the circuit size can be further reduced.

図6に示す構成では実施の形態1を多段にした場合を示したが、図7に示すように、図6に示す高周波増幅器を構成する多段増幅器におけるドライバ段増幅器8と最終段増幅器1の双方に適用した実施の形態1を実施の形態2へ変えた場合についても、同様な効果を有する。   The configuration shown in FIG. 6 shows the case where the first embodiment is multistage, but as shown in FIG. 7, both the driver stage amplifier 8 and the final stage amplifier 1 in the multistage amplifier constituting the high frequency amplifier shown in FIG. The same effect can be obtained when the first embodiment applied to is changed to the second embodiment.

実施の形態4.
図8は、この発明の実施の形態4に係る高周波増幅器を示す回路図である。図8に示す高周波増幅器は、単体増幅器1と、制御スイッチ6と、可変電圧源として用いられるDC/DCコンバータ9とを備えている。なお、図8において、3は制御端子、4は入力端子、5は出力端子である。図8に示す高周波増幅器は、実施の形態1の増幅器に高周波増幅器における可変電圧源2として高効率に電圧を変化させることのできるDC/DCコンバータ9を用いた例を示す。図8に示す高周波増幅器においては、可変電圧源として高効率に電圧を変化させることのできるDC/DCコンバータ9を用いることで、実施の形態1の高周波増幅器と同じ効果が得られる。さらに、回路サイズの小さいDC/DCコンバータ9を使い増幅器1の直近に配置することで、配線による電圧降下が小さくなるため高周波増幅器が高効率になる。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 8 is a circuit diagram showing a high frequency amplifier according to Embodiment 4 of the present invention. The high-frequency amplifier shown in FIG. 8 includes a single amplifier 1, a control switch 6, and a DC / DC converter 9 used as a variable voltage source. In FIG. 8, 3 is a control terminal, 4 is an input terminal, and 5 is an output terminal. The high frequency amplifier shown in FIG. 8 shows an example in which the DC / DC converter 9 capable of changing the voltage with high efficiency is used as the variable voltage source 2 in the high frequency amplifier in the amplifier of the first embodiment. In the high-frequency amplifier shown in FIG. 8, the same effect as that of the high-frequency amplifier according to the first embodiment can be obtained by using the DC / DC converter 9 capable of changing the voltage with high efficiency as the variable voltage source. Furthermore, by using a DC / DC converter 9 having a small circuit size and arranging it in the immediate vicinity of the amplifier 1, the voltage drop due to the wiring is reduced, so that the high frequency amplifier becomes highly efficient.

図8に示す構成では、実施の形態1の可変電圧源2として高効率に電圧を変化させることのできるDC/DCコンバータ9を用いた場合を示したが、図9に示すように、実施の形態2の可変電圧源2として高効率に電圧を変化させることのできるDC/DCコンバータ9を用いた場合についても、同様な効果を有する。   In the configuration shown in FIG. 8, the case where the DC / DC converter 9 capable of changing the voltage with high efficiency is used as the variable voltage source 2 of the first embodiment is shown. However, as shown in FIG. The same effect is obtained when the DC / DC converter 9 capable of changing the voltage with high efficiency is used as the variable voltage source 2 of the second embodiment.

また、図8に示す構成では、実施の形態1の可変電圧源2として高効率に電圧を変化させることのできDC/DCコンバータ9を用いた場合を示したが、図10および図11に示すように、実施の形態3の可変電圧源2として高効率に電圧を変化させることのできるDC/DCコンバータ9を用いた場合についても、同様な効果を有する。   Further, in the configuration shown in FIG. 8, the case where the DC / DC converter 9 that can change the voltage with high efficiency is used as the variable voltage source 2 of the first embodiment is shown. As described above, the same effect can be obtained when the DC / DC converter 9 capable of changing the voltage with high efficiency is used as the variable voltage source 2 of the third embodiment.

実施の形態5.
図12は、この発明の実施の形態5に係る高周波増幅器を示す回路図である。図12に示す高周波増幅器は、単体増幅器1と、可変電圧源2と、単体増幅器1と可変電圧源2との間に装荷されたpチャネルMOSFET10とを備えている。なお、図12において、3は可変電圧源2の制御端子、4は入力端子、5は出力端子である。図12に示す高周波増幅器は、実施の形態1の増幅器に高周波増幅器における制御スイッチ6としてpチャネルMOSFET10を用いた例を示す。pチャネルMOSFET10のゲート端子へバースト制御信号を入力し、ソース端子は可変電圧源2を接続、ドレイン端子を増幅器1の出力側バイアス回路へと接続する。pチャネルMOSFET10は、ゲートとソース間の電位でソースとドレイン間の電流を制御できるため、制御スイッチ6の機能を極めて小さな電圧降下で実現でき、高周波増幅器が高効率になる。また、制御スイッチ6をpチャネルMOSFET10だけで実現できるため、実施の形態1の高周波増幅器より回路を小型にすることができる。なお、図12ではpチャネルMOSFETとしたが、pnpトランジスタのように制御端子と電源側の端子の電位差で電流のオンオフを制御できるデバイスであれば同様の効果を得ることができる。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 12 is a circuit diagram showing a high frequency amplifier according to Embodiment 5 of the present invention. The high-frequency amplifier shown in FIG. 12 includes a single amplifier 1, a variable voltage source 2, and a p-channel MOSFET 10 loaded between the single amplifier 1 and the variable voltage source 2. In FIG. 12, 3 is a control terminal of the variable voltage source 2, 4 is an input terminal, and 5 is an output terminal. The high frequency amplifier shown in FIG. 12 shows an example in which a p-channel MOSFET 10 is used as the control switch 6 in the high frequency amplifier in the amplifier of the first embodiment. A burst control signal is input to the gate terminal of the p-channel MOSFET 10, the variable voltage source 2 is connected to the source terminal, and the drain terminal is connected to the output side bias circuit of the amplifier 1. Since the p-channel MOSFET 10 can control the current between the source and the drain with the potential between the gate and the source, the function of the control switch 6 can be realized with an extremely small voltage drop, and the high-frequency amplifier becomes highly efficient. Further, since the control switch 6 can be realized only by the p-channel MOSFET 10, the circuit can be made smaller than the high-frequency amplifier of the first embodiment. Although a p-channel MOSFET is shown in FIG. 12, a similar effect can be obtained if the device can control the on / off of the current by the potential difference between the control terminal and the power supply terminal, such as a pnp transistor.

図12に示す構成では実施の形態1の制御スイッチ6としてpチャネルMOSFET10を用いた場合を示したが、図13に示すように、実施の形態2の制御スイッチ6としてpチャネルMOSFET10を用いた場合についても、同様な効果を有する。   In the configuration shown in FIG. 12, the case where the p-channel MOSFET 10 is used as the control switch 6 of the first embodiment is shown. However, as shown in FIG. 13, the case where the p-channel MOSFET 10 is used as the control switch 6 of the second embodiment. Has the same effect.

また、図12に示す構成では実施の形態1の制御スイッチ6としてpチャネルMOSFET10を用いた場合を示したが、図14および図15に示すように、実施の形態3の制御スイッチ6としてpチャネルMOSFET10を用いた場合についても、同様な効果を有する。   12 shows the case where the p-channel MOSFET 10 is used as the control switch 6 of the first embodiment. However, as shown in FIGS. 14 and 15, the p-channel MOSFET 10 is used as the control switch 6 of the third embodiment. The same effect is obtained when the MOSFET 10 is used.

さらに、図12に示す構成では実施の形態1の制御スイッチ6としてpチャネルMOSFET10を用いた場合を示したが、図16、図17、図18、図19のように、実施の形態4の制御スイッチ6としてpチャネルMOSFET10を用いた場合についても、同様な効果を有する。   Furthermore, in the configuration shown in FIG. 12, the case where the p-channel MOSFET 10 is used as the control switch 6 of the first embodiment is shown. However, as shown in FIGS. 16, 17, 18, and 19, the control of the fourth embodiment is performed. The same effect is obtained when the p-channel MOSFET 10 is used as the switch 6.

1 単体増幅器、2 可変電圧源、3 制御端子、4 入力端子、5 出力端子、6 制御スイッチ、7 電源、8 ドライバ段の増幅器、9 DC/DCコンバータ、10 pチャネルMOSFET。   1 single amplifier, 2 variable voltage source, 3 control terminal, 4 input terminal, 5 output terminal, 6 control switch, 7 power supply, 8 driver stage amplifier, 9 DC / DC converter, 10 p-channel MOSFET.

Claims (9)

増幅器と、
前記増幅器の電源バイアスとして用いられる可変電圧源と、
前記増幅器と前記可変電圧源との間に装荷された制御スイッチと
を備えた高周波増幅器。
An amplifier;
A variable voltage source used as a power supply bias of the amplifier;
A high-frequency amplifier comprising a control switch loaded between the amplifier and the variable voltage source.
請求項1に記載の高周波増幅器において、
前記制御スイッチは、バースト制御信号に基づいて動作する
ことを特徴とする高周波増幅器。
The high frequency amplifier according to claim 1, wherein
The high-frequency amplifier, wherein the control switch operates based on a burst control signal.
請求項1または2に記載の高周波増幅器において、
前記可変電圧源は、平均出力電力が大きい時には出力電圧を高くし、平均出力電力が小さい時には出力電圧を低くするように、平均出力電力に応じて出力電圧を制御する
ことを特徴とする高周波増幅器。
The high-frequency amplifier according to claim 1 or 2,
The variable voltage source controls the output voltage according to the average output power so that the output voltage is increased when the average output power is large and the output voltage is decreased when the average output power is small. .
増幅器と、
前記増幅器の電源バイアスとして用いられる可変電圧源と、
前記可変電圧源の出力端子と電源端子に対して並列に接続された制御スイッチと
を備えた高周波増幅器。
An amplifier;
A variable voltage source used as a power supply bias of the amplifier;
A high-frequency amplifier comprising an output terminal of the variable voltage source and a control switch connected in parallel to the power supply terminal.
請求項4に記載の高周波増幅器において、
前記可変電圧源は、バースト動作時にオフにされ、
前記制御スイッチが、バースト制御信号に基づいて動作する
ことを特徴とする高周波増幅器。
The high frequency amplifier according to claim 4,
The variable voltage source is turned off during burst operation,
The high-frequency amplifier, wherein the control switch operates based on a burst control signal.
請求項4または5に記載の高周波増幅器において、
前記制御スイッチは、連続動作時にオフにされ、
前記可変電圧源は、平均出力電力が大きい時には出力電圧を高くし、平均出力電力が小さい時には出力電圧を低くするように、平均出力電力に応じて出力電圧を制御する
ことを特徴とする高周波増幅器。
The high-frequency amplifier according to claim 4 or 5,
The control switch is turned off during continuous operation,
The variable voltage source controls the output voltage according to the average output power so that the output voltage is increased when the average output power is large and the output voltage is decreased when the average output power is small. .
請求項1から6までのいずれか1項に記載の高周波増幅器において、
前記増幅器は、多段構成でなり、
前記可変電圧源と前記制御スイッチは共通化される
ことを特徴とする高周波増幅器。
The high frequency amplifier according to any one of claims 1 to 6,
The amplifier has a multi-stage configuration,
The high-frequency amplifier, wherein the variable voltage source and the control switch are shared.
請求項1から7までのいずれか1項に記載の高周波増幅器において、
前記可変電圧源にDC/DCコンバータを用いた
ことを特徴とする高周波増幅器。
The high-frequency amplifier according to any one of claims 1 to 7,
A high-frequency amplifier using a DC / DC converter as the variable voltage source.
請求項1から8までのいずれか1項に記載の高周波増幅器において、
前記制御スイッチにpチャネルMOSFETあるいはpnpトランジスタを用いた
ことを特徴とする高周波増幅器。
The high frequency amplifier according to any one of claims 1 to 8,
A high-frequency amplifier using a p-channel MOSFET or a pnp transistor as the control switch.
JP2009287763A 2009-12-18 2009-12-18 High frequency amplifier device Pending JP2011130257A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009287763A JP2011130257A (en) 2009-12-18 2009-12-18 High frequency amplifier device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009287763A JP2011130257A (en) 2009-12-18 2009-12-18 High frequency amplifier device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011130257A true JP2011130257A (en) 2011-06-30

Family

ID=44292334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009287763A Pending JP2011130257A (en) 2009-12-18 2009-12-18 High frequency amplifier device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011130257A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013061679A1 (en) * 2011-10-27 2013-05-02 三菱電機株式会社 High-frequency amplifier module and high-frequency amplifier module unit
JP2016149749A (en) * 2015-02-15 2016-08-18 スカイワークス ソリューションズ, インコーポレイテッドSkyworks Solutions, Inc. Power amplifier module with power supply control
JP2016149750A (en) * 2015-02-15 2016-08-18 スカイワークス ソリューションズ, インコーポレイテッドSkyworks Solutions, Inc. Power amplification system with variable supply voltage

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013061679A1 (en) * 2011-10-27 2013-05-02 三菱電機株式会社 High-frequency amplifier module and high-frequency amplifier module unit
JPWO2013061679A1 (en) * 2011-10-27 2015-04-02 三菱電機株式会社 High frequency amplifier module and high frequency amplifier module unit
JP2016149749A (en) * 2015-02-15 2016-08-18 スカイワークス ソリューションズ, インコーポレイテッドSkyworks Solutions, Inc. Power amplifier module with power supply control
JP2016149750A (en) * 2015-02-15 2016-08-18 スカイワークス ソリューションズ, インコーポレイテッドSkyworks Solutions, Inc. Power amplification system with variable supply voltage
US9838058B2 (en) 2015-02-15 2017-12-05 Skyworks Solutions, Inc. Power amplification system with variable supply voltage
US10483926B2 (en) 2015-02-15 2019-11-19 Skyworks Solutions, Inc. Power amplifier module with power supply control
US10615835B2 (en) 2015-02-15 2020-04-07 Skyworks Solutions, Inc. Power amplification system with variable supply voltage
US11876492B2 (en) 2015-02-15 2024-01-16 Skyworks Solutions, Inc. Systems and methods related to power amplification and power supply control

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013061679A1 (en) High-frequency amplifier module and high-frequency amplifier module unit
US8896375B2 (en) Efficiency improved envelope amplifier using dual switching amplifiers
JP2006303744A (en) High frequency power amplifier apparatus
JP2008236683A (en) Power amplifying circuit
KR20140026510A (en) Apparatus and methods for envelope tracking
JPWO2008075561A1 (en) Power amplifier
JP2008124715A (en) High frequency power amplifier
JP5397307B2 (en) High frequency power amplifier
JP2016063543A (en) Amplifier with base current reuse
JP5095312B2 (en) Class D amplifier circuit
JPWO2006006244A1 (en) High power amplifier
JP2014017786A (en) Power amplifier
KR102127815B1 (en) Power amplifier and method for controlling output power in power amplifier
JP2011130257A (en) High frequency amplifier device
JP2013110520A (en) Power amplifier
JPWO2011001590A1 (en) Transmitter circuit
JP5313970B2 (en) High frequency power amplifier
JPWO2013153894A1 (en) Amplifier circuit
US9667202B2 (en) Power amplifier and method
US20160099693A1 (en) Switching amplifier and control method therefor
TWI572134B (en) Power control method of amplifier module
JP6384105B2 (en) Power amplifier
JP5757362B2 (en) High frequency amplifier circuit, wireless device
US7292096B2 (en) Amplifier
CN210111952U (en) Power supply for radio frequency power amplifier