JP2011250077A - Amplifying device and wireless communication device - Google Patents

Amplifying device and wireless communication device Download PDF

Info

Publication number
JP2011250077A
JP2011250077A JP2010120439A JP2010120439A JP2011250077A JP 2011250077 A JP2011250077 A JP 2011250077A JP 2010120439 A JP2010120439 A JP 2010120439A JP 2010120439 A JP2010120439 A JP 2010120439A JP 2011250077 A JP2011250077 A JP 2011250077A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
terminal
voltage
amplifying
output
value
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
JP2010120439A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuki Ada
祐樹 阿田
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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 Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2010120439A priority Critical patent/JP2011250077A/en
Publication of JP2011250077A publication Critical patent/JP2011250077A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an amplifying device capable of reducing the dispersion of a drain current caused by the difference of device characteristics.SOLUTION: An amplifying device 3B includes: an amplifying element 10 which outputs an output signal S2 from an output terminal 14 by amplifying an input signal S1 input into an input terminal 12; a temperature detection element 41 arranged adjacent to the amplifying element 10 and output value of which varies according to the temperature of the amplifying element 10; and an operational amplifier 11 which generates an output voltage V6 for bringing the current value of the drain current Id passing through the amplifying element 10 to a default value, and applies a bias voltage V7 based on the output voltage V6 on a gate electrode G of the amplifying element 10.

Description

本発明は、増幅装置及びそれを備えた無線通信装置に関する。   The present invention relates to an amplifying device and a wireless communication device including the same.

下記特許文献1には、FET(Field-Effect-Transistor)を備えた高周波増幅器が開示されている。FETは、信号入力端子に接続されたゲート電極と、電源端子に接続されたドレイン電極と、グランド端子に接続されたソース電極とを有している。ゲート電極に印加するゲート電圧によって、FETのドレイン電流が制御される。   Patent Document 1 listed below discloses a high-frequency amplifier including an FET (Field-Effect-Transistor). The FET has a gate electrode connected to the signal input terminal, a drain electrode connected to the power supply terminal, and a source electrode connected to the ground terminal. The drain current of the FET is controlled by the gate voltage applied to the gate electrode.

特許第3177559号公報Japanese Patent No. 3177559

しかしながら、製造プロセスに起因して、FETのゲート電圧−ドレイン電流特性は製品毎にばらつく。過大なドレイン電流が流れるFETを用いた増幅装置においては、過大なドレイン電流に起因する過度の電力消費により、増幅装置の増幅効率が低下する。一方、過小なドレイン電流が流れるFETを用いた増幅装置においては、ドレイン電流の不足に起因して増幅装置の増幅利得が低下する。また、過小なドレイン電流が流れるFETを用いた増幅装置においては、アイソレーションの低下に起因して発振が生じることで、予期しない異常な信号が発生する。この異常な信号に起因して、FETの出力信号に歪みが生じたり、あるいは増幅回路及びその周辺回路の部品が破損する可能性がある。   However, due to the manufacturing process, the gate voltage-drain current characteristics of the FET vary from product to product. In an amplifying apparatus using an FET in which an excessive drain current flows, the amplification efficiency of the amplifying apparatus decreases due to excessive power consumption caused by the excessive drain current. On the other hand, in an amplifying device using an FET through which an excessively small drain current flows, the amplifying gain of the amplifying device is reduced due to the lack of the drain current. Further, in an amplifying apparatus using an FET in which an excessive drain current flows, an unexpected abnormal signal is generated due to oscillation caused by a decrease in isolation. Due to this abnormal signal, the output signal of the FET may be distorted, or the components of the amplifier circuit and its peripheral circuits may be damaged.

あるゲート電圧を印加した場合に流れるドレイン電流の値を一定値に設定するためには、製品毎の個別の調整が必要となり、製造期間が長期化するとともに、製造コストが上昇する。   In order to set the value of the drain current that flows when a certain gate voltage is applied to each other, individual adjustment for each product is required, which increases the manufacturing period and the manufacturing cost.

本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、素子特性の相違に起因するドレイン電流のばらつきを低減することが可能な増幅装置、及びそれを備えた無線通信装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to obtain an amplifying device capable of reducing variations in drain current due to a difference in element characteristics, and a wireless communication device including the same. To do.

本発明の第1の態様に係る増幅装置は、入力端子に入力された入力信号を増幅することにより、出力端子から出力信号を出力する増幅素子と、前記増幅素子の近傍に配置され、前記増幅素子の温度に応じて出力値が変化する第1の温度検出素子と、前記第1の温度検出素子の前記出力値に基づいて、前記増幅素子を流れる電流の電流値を既定値に近付けるための電圧を生成し、当該電圧を前記増幅素子の入力に印加する制御部と、を備えることを特徴とするものである。   An amplifying device according to a first aspect of the present invention includes an amplifying element that outputs an output signal from an output terminal by amplifying an input signal input to an input terminal, and is disposed in the vicinity of the amplifying element. A first temperature detection element whose output value changes according to the temperature of the element, and a current value of a current flowing through the amplifying element based on the output value of the first temperature detection element And a control unit that generates a voltage and applies the voltage to the input of the amplifying element.

第1の態様に係る増幅装置によれば、増幅素子の近傍には、増幅素子の温度に応じて出力値が変化する第1の温度検出素子が配置されている。そして、制御部は、第1の温度検出素子の出力値に基づいて、増幅素子を流れる電流の電流値を既定値に近付けるための電圧を生成し、当該電圧を増幅素子の入力に印加する。素子特性の相違に起因してドレイン電流が過大である場合には、増幅素子の温度は比較的高くなるため、第1の温度検出素子は、増幅素子の比較的高い温度を検出する。従って、制御部は、比較的高い温度を示す出力値が第1の温度検出素子から入力された場合には、その出力値に応じて、増幅素子のドレイン電流を比較的小さく増加させることによって既定値に近付ける方向に作用する電圧を生成する。一方、素子特性の相違に起因してドレイン電流が過小である場合には、増幅素子の温度は比較的低くなるため、第1の温度検出素子は、増幅素子の比較的低い温度を検出する。従って、制御部は、比較的低い温度を示す出力値が第1の温度検出素子から入力された場合には、その出力値に応じて、増幅素子のドレイン電流を比較的大きく増加させることによって既定値に近付ける方向に作用する電圧を生成する。その結果、ドレイン電流は既定値に近付くように調整されるため、素子特性の相違に起因するドレイン電流のばらつきを低減することが可能となる。   According to the amplifying device of the first aspect, the first temperature detecting element whose output value changes according to the temperature of the amplifying element is arranged in the vicinity of the amplifying element. And a control part produces | generates the voltage for making the electric current value of the electric current which flows through an amplification element approach a predetermined value based on the output value of a 1st temperature detection element, and applies the said voltage to the input of an amplification element. When the drain current is excessive due to the difference in element characteristics, the temperature of the amplifying element becomes relatively high, and thus the first temperature detecting element detects a relatively high temperature of the amplifying element. Therefore, when an output value indicating a relatively high temperature is input from the first temperature detection element, the control unit is configured to increase the drain current of the amplifying element relatively small according to the output value. Generates a voltage that acts in a direction approaching the value. On the other hand, when the drain current is excessively low due to the difference in element characteristics, the temperature of the amplifying element becomes relatively low. Therefore, the first temperature detecting element detects a relatively low temperature of the amplifying element. Therefore, when an output value indicating a relatively low temperature is input from the first temperature detecting element, the control unit is configured to increase the drain current of the amplifying element relatively large according to the output value. Generates a voltage that acts in a direction approaching the value. As a result, the drain current is adjusted so as to approach the predetermined value, so that it is possible to reduce the variation in drain current due to the difference in element characteristics.

本発明の第2の態様に係る増幅装置は、第1の態様に係る増幅装置において特に、前記増幅装置が設置される外部環境の温度に応じて出力値が変化する第2の温度検出素子をさらに備え、前記制御部は、前記第1の温度検出素子の前記出力値と、前記第2の温度検出素子の前記出力値とに基づいて、前記外部環境の温度が前記第1の温度検出素子に与える影響を排除又は低減した前記電圧を生成することを特徴とするものである。   The amplifying apparatus according to the second aspect of the present invention is the amplifying apparatus according to the first aspect, in particular, the second temperature detecting element whose output value changes according to the temperature of the external environment where the amplifying apparatus is installed. In addition, the control unit may be configured such that the temperature of the external environment is based on the output value of the first temperature detection element and the output value of the second temperature detection element. The voltage is generated by eliminating or reducing the influence on the voltage.

第2の態様に係る増幅装置によれば、第2の温度検出素子の出力値は、増幅装置が設置される外部環境の温度に応じて変化する。そして、制御部は、第1の温度検出素子の出力値と、第2の温度検出素子の出力値とに基づいて、外部環境の温度が第1の温度検出素子に与える影響を排除又は低減した電圧を生成する。従って、第1の温度検出素子が外部環境の温度の影響を受ける場合であっても、制御部がその影響を排除又は低減した電圧を生成することにより、素子特性の相違に起因するドレイン電流のばらつきを効果的に低減することが可能となる。   According to the amplification device according to the second aspect, the output value of the second temperature detection element changes according to the temperature of the external environment where the amplification device is installed. The control unit eliminates or reduces the influence of the temperature of the external environment on the first temperature detection element based on the output value of the first temperature detection element and the output value of the second temperature detection element. Generate voltage. Therefore, even when the first temperature detection element is affected by the temperature of the external environment, the control unit generates a voltage that eliminates or reduces the influence, and thereby the drain current due to the difference in element characteristics is reduced. Variation can be effectively reduced.

本発明の第3の態様に係る増幅装置は、第2の態様に係る増幅装置において特に、前記増幅装置が配置される放熱板をさらに備え、前記第2の温度検出素子は、前記放熱板上に配置されていることを特徴とするものである。   An amplifying device according to a third aspect of the present invention, in the amplifying device according to the second aspect, further includes a heat radiating plate on which the amplifying device is arranged, and the second temperature detecting element is on the heat radiating plate. It is characterized by being arranged.

第3の態様に係る増幅装置によれば、第2の温度検出素子は、増幅装置が配置される放熱板上に配置されている。外部環境の温度が第1の温度検出素子に与える影響は、外部環境から放熱板経由で起こる要因が主であるため、第2の温度検出素子を放熱板上に配置することにより、放熱板経由で第1の温度検出素子に影響を与える外部環境の温度を、放熱板上に配置された第2の温度検出素子によって高精度に検出することが可能となる。   According to the amplification device according to the third aspect, the second temperature detection element is disposed on the heat sink on which the amplification device is disposed. The influence of the temperature of the external environment on the first temperature detection element is mainly caused by the external environment via the heat sink. Therefore, by placing the second temperature detection element on the heat sink, Thus, the temperature of the external environment that affects the first temperature detection element can be detected with high accuracy by the second temperature detection element disposed on the heat sink.

本発明の第4の態様に係る増幅装置は、第1の態様に係る増幅装置において特に、前記増幅素子は、前記入力端子に接続されたゲート電極と、前記出力端子に接続されたドレイン電極と、ソース電極とを有するFETであり、前記制御部は、反転入力端子、非反転入力端子、及び出力端子を有するオペアンプであり、前記ドレイン電極は、電源電位を与える電源端子に接続されており、前記ソース電極は、グランド電位を与えるグランド端子に接続されており、前記反転入力端子は、前記第1の温度検出素子に接続されており、前記非反転入力端子には、一定の電圧値が入力され、前記オペアンプの前記出力端子は、前記ゲート電極に接続されていることを特徴とするものである。   An amplifying device according to a fourth aspect of the present invention is the amplifying device according to the first aspect, in which the amplifying element includes a gate electrode connected to the input terminal, a drain electrode connected to the output terminal, , A FET having a source electrode, the control unit is an operational amplifier having an inverting input terminal, a non-inverting input terminal, and an output terminal, and the drain electrode is connected to a power supply terminal for supplying a power supply potential, The source electrode is connected to a ground terminal for applying a ground potential, the inverting input terminal is connected to the first temperature detection element, and a constant voltage value is input to the non-inverting input terminal. The output terminal of the operational amplifier is connected to the gate electrode.

第4の態様に係る増幅装置によれば、第1の態様に係る増幅装置を比較的簡易な回路構成によって実現することが可能となる。また、電源端子とドレイン電極との間の経路にドレイン電流測定用の抵抗素子を介挿し、当該抵抗素子の両端電圧に基づいてゲート電圧を制御する回路構成の増幅装置と比較すると、当該抵抗素子での電力消費に起因する効率の低下を回避できるとともに、当該抵抗素子での電圧降下に伴うドレイン電圧の降下を回避できるために、ドレイン電圧の降下に起因する増幅装置の飽和出力の低下を回避できる。   According to the amplification device according to the fourth aspect, the amplification device according to the first aspect can be realized with a relatively simple circuit configuration. In addition, when compared with an amplifying apparatus having a circuit configuration in which a resistance element for measuring a drain current is inserted in a path between a power supply terminal and a drain electrode and a gate voltage is controlled based on a voltage across the resistance element, the resistance element In addition to avoiding a decrease in efficiency due to power consumption at the same time and avoiding a decrease in drain voltage due to a voltage drop in the resistance element, avoiding a decrease in saturation output of the amplifier due to a decrease in drain voltage it can.

本発明の第5の態様に係る増幅装置は、第2又は第3の態様に係る増幅装置において特に、前記増幅素子は、前記入力端子に接続されたゲート電極と、前記出力端子に接続されたドレイン電極と、ソース電極とを有するFETであり、前記制御部は、反転入力端子、非反転入力端子、及び出力端子を有するオペアンプであり、前記ドレイン電極は、電源電位を与える電源端子に接続されており、前記ソース電極は、グランド電位を与えるグランド端子に接続されており、前記反転入力端子は、前記第1の温度検出素子に接続されており、前記非反転入力端子は、前記第2の温度検出素子に接続されており、前記オペアンプの前記出力端子は、前記ゲート電極に接続されていることを特徴とするものである。   An amplifying device according to a fifth aspect of the present invention is the amplifying device according to the second or third aspect, in which the amplifying element is connected to the gate electrode connected to the input terminal and the output terminal. The FET includes a drain electrode and a source electrode, the control unit is an operational amplifier having an inverting input terminal, a non-inverting input terminal, and an output terminal, and the drain electrode is connected to a power supply terminal that supplies a power supply potential. The source electrode is connected to a ground terminal for applying a ground potential, the inverting input terminal is connected to the first temperature detecting element, and the non-inverting input terminal is connected to the second terminal. The operational amplifier is connected to a temperature detection element, and the output terminal of the operational amplifier is connected to the gate electrode.

第5の態様に係る増幅装置によれば、第2又は第3の態様に係る増幅装置を比較的簡易な回路構成によって実現することが可能となる。また、電源端子とドレイン電極との間の経路にドレイン電流測定用の抵抗素子を介挿し、当該抵抗素子の両端電圧に基づいてゲート電圧を制御する回路構成の増幅装置と比較すると、当該抵抗素子での電力消費に起因する効率の低下を回避できるとともに、当該抵抗素子での電圧降下に伴うドレイン電圧の降下を回避できるために、ドレイン電圧の降下に起因する増幅装置の飽和出力の低下を回避できる。   According to the amplification device according to the fifth aspect, the amplification device according to the second or third aspect can be realized with a relatively simple circuit configuration. In addition, when compared with an amplifying apparatus having a circuit configuration in which a resistance element for measuring a drain current is inserted in a path between a power supply terminal and a drain electrode and a gate voltage is controlled based on a voltage across the resistance element, the resistance element In addition to avoiding a decrease in efficiency due to power consumption at the same time and avoiding a decrease in drain voltage due to a voltage drop in the resistance element, avoiding a decrease in saturation output of the amplifier due to a decrease in drain voltage it can.

本発明の第6の態様に係る増幅装置は、ゲート電極と、電源電位を与える電源端子に接続されたドレイン電極と、グランド電位を与えるグランド端子に接続されたソース電極とを有し、入力端子からゲート電極に入力された入力信号を増幅することにより、出力端子から出力信号を出力するFETと、前記電源端子と前記ドレイン電極との間の経路に介挿され、前記電源端子に接続された第1端と、前記ドレイン電極に接続された第2端とを有する抵抗素子と、前記第1端に接続された反転入力端子と、前記第2端に接続された非反転入力端子と、前記ゲート電極に接続された出力端子とを有するオペアンプと、を備え、前記オペアンプは、前記非反転入力端子に入力される前記第2端の電圧値に基づいて、前記ドレイン電極を流れるドレイン電流の電流値を既定値に近付けるための電圧を前記出力端子から出力することを特徴とするものである。   An amplifying device according to a sixth aspect of the present invention includes a gate electrode, a drain electrode connected to a power supply terminal for supplying a power supply potential, and a source electrode connected to a ground terminal for supplying a ground potential, and an input terminal By amplifying the input signal input to the gate electrode from the FET, the FET is inserted in the path between the power supply terminal and the drain electrode, and connected to the power supply terminal. A resistance element having a first end and a second end connected to the drain electrode; an inverting input terminal connected to the first end; a non-inverting input terminal connected to the second end; An operational amplifier having an output terminal connected to a gate electrode, wherein the operational amplifier has a drain that flows through the drain electrode based on a voltage value of the second terminal input to the non-inverting input terminal. It is characterized in that for outputting a voltage to approximate the current value of the current to the default value from the output terminal.

第6の態様に係る増幅装置によれば、素子特性の相違に起因してドレイン電流が過大である場合には、抵抗素子での電圧降下が大きくなって、オペアンプの非反転入力端子の電圧値が小さくなるため、オペアンプの非反転入力端子及び反転入力端子間には、比較的小さい入力電圧が入力される。従って、オペアンプは、比較的小さい入力電圧が入力された場合には、その電圧値に応じて、増幅素子のドレイン電流を比較的小さく増加させることによって既定値に近付ける方向に作用する電圧を生成する。一方、素子特性の相違に起因してドレイン電流が過小である場合には、抵抗素子での電圧降下が小さくなって、オペアンプの非反転入力端子の電圧値が大きくなるため、オペアンプの非反転入力端子及び反転入力端子間には、比較的大きい入力電圧が入力される。従って、オペアンプは、比較的大きい入力電圧が入力された場合には、その電圧値に応じて、増幅素子のドレイン電流を比較的大きく増加させることによって既定値に近付ける方向に作用する電圧を生成する。その結果、ドレイン電流は既定値に近付くように調整されるため、素子特性の相違に起因するドレイン電流のばらつきを低減することが可能となる。   According to the amplifying device of the sixth aspect, when the drain current is excessive due to the difference in element characteristics, the voltage drop in the resistance element becomes large, and the voltage value of the non-inverting input terminal of the operational amplifier Therefore, a relatively small input voltage is input between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier. Therefore, when a relatively small input voltage is input, the operational amplifier generates a voltage that acts in a direction approaching a predetermined value by increasing the drain current of the amplifying element relatively small according to the voltage value. . On the other hand, if the drain current is too low due to the difference in device characteristics, the voltage drop at the resistance element becomes smaller and the voltage value at the non-inverting input terminal of the operational amplifier becomes larger. A relatively large input voltage is input between the terminal and the inverting input terminal. Therefore, when a relatively large input voltage is input, the operational amplifier generates a voltage that acts in a direction approaching a predetermined value by increasing the drain current of the amplifying element relatively large according to the voltage value. . As a result, the drain current is adjusted so as to approach the predetermined value, so that it is possible to reduce the variation in drain current due to the difference in element characteristics.

本発明の第7の態様に係る増幅装置は、第6の態様に係る増幅装置において特に、前記出力端子と前記ゲート電極との間の経路に介挿された平滑化回路をさらに備えることを特徴とするものである。   An amplifying apparatus according to a seventh aspect of the present invention is characterized in that, in the amplifying apparatus according to the sixth aspect, in particular, the amplifying apparatus further includes a smoothing circuit interposed in a path between the output terminal and the gate electrode. It is what.

第7の態様に係る増幅装置によれば、オペアンプの出力端子とFETのゲート電極との間の経路に平滑化回路が介挿されている。従って、高周波の入力信号がFETに入力される場合であっても、ドレイン電流の調整のためにオペアンプから出力されてゲート電極に印加される電圧が、高周波の入力信号に伴って高周波で増減するという事態を回避できる。   According to the amplifying device of the seventh aspect, the smoothing circuit is inserted in the path between the output terminal of the operational amplifier and the gate electrode of the FET. Therefore, even when a high-frequency input signal is input to the FET, the voltage output from the operational amplifier and applied to the gate electrode for adjusting the drain current increases or decreases at a high frequency with the high-frequency input signal. Can be avoided.

本発明の第8の態様に係る無線通信装置は、第1又は第6の態様に係る増幅装置と、前記増幅装置から出力された出力信号を無線信号として送信するアンテナと、を備えることを特徴とするものである。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a radio communication apparatus comprising: the amplifying apparatus according to the first or sixth aspect; and an antenna that transmits an output signal output from the amplifying apparatus as a radio signal. It is what.

第8の態様に係る無線通信装置によれば、増幅素子の特性の相違に起因するドレイン電流のばらつきが増幅装置内で自動的に低減されるため、製品毎の個別の調整が不要となり、製造期間の短期化及び製造コストの低減を図ることが可能となる。   According to the radio communication apparatus according to the eighth aspect, the variation in drain current due to the difference in characteristics of the amplifying elements is automatically reduced in the amplifying apparatus, so that individual adjustment for each product is not necessary and It is possible to shorten the period and reduce the manufacturing cost.

本発明によれば、素子特性の相違に起因するドレイン電流のばらつきを低減することが可能な増幅装置、及びそれを備えた無線通信装置を得ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the amplifier which can reduce the dispersion | variation in drain current resulting from the difference in element characteristics, and a radio | wireless communication apparatus provided with the same can be obtained.

基地局装置の全体構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the whole structure of a base station apparatus. 本発明の第1の実施の形態に係る増幅装置の構成を簡略化して示す図である。It is a figure which simplifies and shows the structure of the amplifier which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図2に示した増幅素子の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the amplification element shown in FIG. 増幅装置の各部における電圧波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the voltage waveform in each part of an amplifier. 本発明の第2の実施の形態に係る増幅装置の構成を簡略化して示す図である。It is a figure which simplifies and shows the structure of the amplifier which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る増幅装置の構成を簡略化して示す図である。It is a figure which simplifies and shows the structure of the amplifier which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 増幅装置の外観構成を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the external appearance structure of an amplifier. 増幅装置の外観構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the external appearance structure of an amplifier.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the element which attached | subjected the same code | symbol in different drawing shall show the same or corresponding element.

図1は、基地局装置1の全体構成を模式的に示す図である。基地局装置1は、LTE(Long Term Evolution)、W−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)、又はWiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等の通信規格に対応した無線基地局装置であり、ビルの屋上等に設置される基地局本体装置2と、光ファイバ等の通信ケーブル4を介して基地局本体装置2に接続された無線通信装置6とを備えて構成されている。無線通信装置6は、RRH(Remote Radio Head)等の増幅装置3と、増幅装置3に接続されたアンテナ5とを有している。無線通信装置6と基地局本体装置2とを分離することにより、基地局本体装置2の設置の自由度を高めることができる。また、増幅装置3を無線通信装置6内に搭載することにより、増幅装置3とアンテナ5との間のケーブル損失を低減することができる。   FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the overall configuration of the base station apparatus 1. The base station apparatus 1 is a radio base station apparatus that supports communication standards such as LTE (Long Term Evolution), W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access), or WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). And the like, and a radio communication device 6 connected to the base station main unit 2 via a communication cable 4 such as an optical fiber. The wireless communication device 6 includes an amplifying device 3 such as an RRH (Remote Radio Head) and an antenna 5 connected to the amplifying device 3. By separating the radio communication device 6 and the base station main body device 2, the degree of freedom of installation of the base station main body device 2 can be increased. In addition, by mounting the amplification device 3 in the wireless communication device 6, it is possible to reduce cable loss between the amplification device 3 and the antenna 5.

以下、本発明の実施の形態に係る増幅装置3の様々な構成について説明する。   Hereinafter, various configurations of the amplifying apparatus 3 according to the embodiment of the present invention will be described.

<第1の実施の形態>
図2は、本発明の第1の実施の形態に係る増幅装置3Aの構成を簡略化して示す図である。増幅装置3Aは、入力端子12、グランド端子13、出力端子14、電源端子15、増幅素子10、制御部としてのオペアンプ11、平滑化回路17、及び抵抗素子16,60,61を備えて構成されている。
<First Embodiment>
FIG. 2 is a diagram showing a simplified configuration of the amplifying apparatus 3A according to the first embodiment of the present invention. The amplification device 3A includes an input terminal 12, a ground terminal 13, an output terminal 14, a power supply terminal 15, an amplification element 10, an operational amplifier 11 as a control unit, a smoothing circuit 17, and resistance elements 16, 60, and 61. ing.

図3は、図2に示した増幅素子10の構成例を示す図である。増幅素子10は、任意のFET(Field-Effect-Transistor)であり、図3の例ではNチャネルのMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor)30である。MOSFET30は、ゲート電極G、ドレイン電極D、及びソース電極Sを有している。NチャネルのMOSFET30では、ゲート電圧(つまりソース電極Sの電位を基準としたゲート電極Gの電位)が高いほど、ドレイン電流(つまりドレイン電極Dからソース電極Sに流れる電流)が大きくなる。   FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the amplifying element 10 illustrated in FIG. 2. The amplifying element 10 is an arbitrary FET (Field-Effect-Transistor), and is an N-channel MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor) 30 in the example of FIG. The MOSFET 30 has a gate electrode G, a drain electrode D, and a source electrode S. In the N-channel MOSFET 30, the drain current (that is, the current flowing from the drain electrode D to the source electrode S) increases as the gate voltage (that is, the potential of the gate electrode G with respect to the potential of the source electrode S) increases.

図2を参照して、増幅素子10のゲート電極Gは、入力端子12に接続されている。ドレイン電極Dは、出力端子14に接続されており、また、抵抗素子16を介して電源端子15に接続されている。ソース電極Sは、グランド端子13に接続されている。   With reference to FIG. 2, the gate electrode G of the amplifying element 10 is connected to the input terminal 12. The drain electrode D is connected to the output terminal 14 and is connected to the power supply terminal 15 via the resistance element 16. The source electrode S is connected to the ground terminal 13.

入力端子12には、高周波の入力信号S1が入力される。入力信号S1は、図1に示した基地局本体装置2から通信ケーブル4を介して増幅装置3に入力される。グランド端子13には、グランド電位GNDが与えられる。出力端子14は、アンテナ5に接続されている。電源端子15には、所定の電源電位Vpsが与えられる。増幅素子10は、入力端子12に入力された入力信号S1を増幅することにより、出力端子14から出力信号S2を出力する。出力信号S2は、出力端子14からアンテナ5に向けて出力され、アンテナ5から無線信号として送信される。 The input terminal 12 receives a high frequency input signal S1. The input signal S1 is input from the base station main unit 2 shown in FIG. A ground potential GND is applied to the ground terminal 13. The output terminal 14 is connected to the antenna 5. The power supply terminal 15 is given a predetermined power supply potential Vps . The amplifying element 10 outputs an output signal S2 from the output terminal 14 by amplifying the input signal S1 input to the input terminal 12. The output signal S2 is output from the output terminal 14 toward the antenna 5 and transmitted from the antenna 5 as a radio signal.

抵抗素子16は、電源端子15と増幅素子10のドレイン電極Dとの間の経路に介挿されている。つまり、抵抗素子16の第1端20は電源端子15に接続されており、第2端21はドレイン電極Dに接続されている。   The resistance element 16 is inserted in a path between the power supply terminal 15 and the drain electrode D of the amplification element 10. That is, the first end 20 of the resistance element 16 is connected to the power supply terminal 15, and the second end 21 is connected to the drain electrode D.

オペアンプ11は、非反転入力端子22、反転入力端子23、及び出力端子24を備えている。非反転入力端子22は、抵抗素子16の第2端21に接続されている。反転入力端子23は、抵抗素子16の第1端20に接続されている。出力端子24は、平滑化回路17を介して、増幅素子10のゲート電極Gに接続されている。つまり、平滑化回路17は、出力端子24とゲート電極Gとの間の経路に介挿されている。抵抗素子60は反転入力端子23と第1端20との間に接続されており、抵抗素子61は反転入力端子23と出力端子24との間に接続されている。   The operational amplifier 11 includes a non-inverting input terminal 22, an inverting input terminal 23, and an output terminal 24. The non-inverting input terminal 22 is connected to the second end 21 of the resistance element 16. The inverting input terminal 23 is connected to the first end 20 of the resistance element 16. The output terminal 24 is connected to the gate electrode G of the amplifying element 10 via the smoothing circuit 17. That is, the smoothing circuit 17 is inserted in the path between the output terminal 24 and the gate electrode G. The resistance element 60 is connected between the inverting input terminal 23 and the first end 20, and the resistance element 61 is connected between the inverting input terminal 23 and the output terminal 24.

以下、図2に示した増幅装置3Aの動作について説明する。   Hereinafter, the operation of the amplifying apparatus 3A shown in FIG. 2 will be described.

図4は、増幅装置3Aの各部における電圧波形の一例を示す図である。(A)には入力信号S1の電圧値V0の波形を示しており、(B)にはオペアンプ11の非反転入力端子22に入力される電圧値V1の波形を示しており、(C)にはオペアンプ11の出力電圧V2の波形を示しており、(D)には平滑化回路17の出力電圧V3の波形を示している。平滑化回路17の出力電圧V3は、ゲート電極Gに印加されるドレイン電流調整用のバイアス電圧として作用する。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a voltage waveform in each part of the amplification device 3A. (A) shows the waveform of the voltage value V0 of the input signal S1, (B) shows the waveform of the voltage value V1 input to the non-inverting input terminal 22 of the operational amplifier 11, and (C). Shows the waveform of the output voltage V2 of the operational amplifier 11, and (D) shows the waveform of the output voltage V3 of the smoothing circuit 17. The output voltage V3 of the smoothing circuit 17 acts as a drain current adjustment bias voltage applied to the gate electrode G.

入力端子12からゲート電極Gに入力信号S1が入力されると、入力信号S1の電圧波形の包絡線(図4の(A)に一点鎖線で示す)に応じたドレイン電流Idが、電源端子15から、抵抗素子16、ドレイン電極D、及びソース電極Sをこの順に介して、グランド端子13に流れる。従って、抵抗素子16の両端(つまり第1端20と第2端21との間)には、流れるドレイン電流Idの値に応じた電圧が発生する。ドレイン電流Idの値が大きいほど抵抗素子16の両端電圧は大きくなり、ドレイン電流Idの値が小さいほど抵抗素子16の両端電圧は小さくなる。   When the input signal S1 is input from the input terminal 12 to the gate electrode G, the drain current Id corresponding to the envelope of the voltage waveform of the input signal S1 (indicated by a one-dot chain line in FIG. 4A) is supplied to the power supply terminal 15 To the ground terminal 13 through the resistance element 16, the drain electrode D, and the source electrode S in this order. Accordingly, a voltage corresponding to the value of the flowing drain current Id is generated at both ends of the resistance element 16 (that is, between the first end 20 and the second end 21). The larger the value of the drain current Id, the larger the voltage across the resistive element 16, and the smaller the value of the drain current Id, the smaller the voltage across the resistive element 16.

抵抗素子16の第2端21はオペアンプ11の非反転入力端子22に接続されているため、電源電位Vpsから抵抗素子16での電圧降下分を差し引いた電圧値V1が、非反転入力端子22に入力される。従って、ドレイン電流Idの値が大きいほど電圧値V1は小さくなり、ドレイン電流Idの値が小さいほど電圧値V1は大きくなる。 Since the second end 21 of the resistive element 16 is connected to the non-inverting input terminal 22 of the operational amplifier 11, a voltage value V 1 obtained by subtracting the voltage drop at the resistive element 16 from the power supply potential V ps is a non-inverting input terminal 22. Is input. Therefore, the voltage value V1 decreases as the value of the drain current Id increases, and the voltage value V1 increases as the value of the drain current Id decreases.

オペアンプ11は、入力電圧(非反転入力端子22と反転入力端子23との間の電圧)に応じた出力電圧V2を出力する。本実施の形態に係る増幅装置3Aでは、入力電圧の値が大きいほど(つまり電圧値V1が大きいほど)出力電圧V2の値が大きくなり、入力電圧の値が小さいほど(つまり電圧値V1が小さいほど)出力電圧V2の値が小さくなるように、オペアンプ11が設計されている。従って、ドレイン電流Idの値が大きいほど出力電圧V2の値は小さくなり、ドレイン電流Idの値が小さいほど出力電圧V2の値は大きくなる。   The operational amplifier 11 outputs an output voltage V2 corresponding to the input voltage (voltage between the non-inverting input terminal 22 and the inverting input terminal 23). In the amplifying apparatus 3A according to the present embodiment, the value of the output voltage V2 increases as the value of the input voltage increases (that is, the voltage value V1 increases), and the value of the input voltage decreases (that is, the voltage value V1 decreases). The operational amplifier 11 is designed so that the value of the output voltage V2 becomes small. Therefore, the value of the output voltage V2 decreases as the value of the drain current Id increases, and the value of the output voltage V2 increases as the value of the drain current Id decreases.

平滑化回路17は、オペアンプ11から入力された出力電圧V2を、所定の平滑化期間(例えば5ms)について平滑化することにより、周波数が低減された(理想的には直流の)出力電圧V3を出力する。その結果、ゲート電圧に重畳されるバイアス電圧としての出力電圧V3が、ゲート電極Gに印加される。出力電圧V2と同様に出力電圧V3の値は、ドレイン電流Idの値が大きいほど小さくなり、ドレイン電流Idの値が小さいほど大きくなる。従って、過大なドレイン電流Idが流れるMOSFET30が用いられている増幅装置3Aにおいては、比較的小さな出力電圧V3がゲート電極Gに印加されることにより、ドレイン電流は比較的小さく増加する。一方、過小なドレイン電流Idが流れるMOSFET30が用いられている増幅装置3Aにおいては、比較的大きな出力電圧V3がゲート電極Gに印加されることにより、ドレイン電流は比較的大きく増加する。出力電圧V3の印加前に流れるドレイン電流Idを、電圧値V0に応じた既定値より小さく設定しておき、出力電圧V3の印加前のドレイン電流Idが過大である場合には、比較的小さな出力電圧V3の印加によってドレイン電流Idを比較的小さく増加させることにより、出力電圧V3の印加後のドレイン電流Idを既定値に近付けることができる。一方、出力電圧V3の印加前のドレイン電流Idが過小である場合には、比較的大きな出力電圧V3の印加によってドレイン電流Idを比較的大きく増加させることにより、出力電圧V3の印加後のドレイン電流Idを既定値に近付けることができる。その結果、出力電圧V3の印加後のドレイン電流Idの値は、製造プロセスに起因する素子特性のばらつきに拘わらず、既定値に近付くように調整される。   The smoothing circuit 17 smoothes the output voltage V2 input from the operational amplifier 11 for a predetermined smoothing period (for example, 5 ms), thereby generating the output voltage V3 having a reduced frequency (ideally DC). Output. As a result, an output voltage V3 as a bias voltage superimposed on the gate voltage is applied to the gate electrode G. Similar to the output voltage V2, the value of the output voltage V3 decreases as the value of the drain current Id increases, and increases as the value of the drain current Id decreases. Therefore, in the amplifying device 3A in which the MOSFET 30 in which the excessive drain current Id flows is used, the drain current increases relatively small when the relatively small output voltage V3 is applied to the gate electrode G. On the other hand, in the amplifying device 3A in which the MOSFET 30 in which the excessively small drain current Id flows is used, when the relatively large output voltage V3 is applied to the gate electrode G, the drain current increases relatively. When the drain current Id flowing before application of the output voltage V3 is set smaller than a predetermined value corresponding to the voltage value V0, and the drain current Id before application of the output voltage V3 is excessive, a relatively small output By increasing the drain current Id relatively small by applying the voltage V3, the drain current Id after applying the output voltage V3 can be brought close to a predetermined value. On the other hand, if the drain current Id before application of the output voltage V3 is excessively small, the drain current Id after application of the output voltage V3 is increased by relatively increasing the drain current Id by applying a relatively large output voltage V3. Id can be close to the default value. As a result, the value of the drain current Id after the application of the output voltage V3 is adjusted so as to approach the predetermined value regardless of variations in element characteristics due to the manufacturing process.

一例として、増幅装置3Aは、電圧波形及び電圧値が既知である所定の入力信号S1(以下の例ではパイロット信号とする)が入力されたタイミングで、バイアス電圧としての出力電圧V3の設定処理を行う。パイロット信号の電圧値V0に対応するドレイン電流Idの規定値が予め設定されており、その規定値と抵抗素子16の抵抗値とに基づいて、パイロット信号が入力された場合におけるオペアンプ11の入力電圧の目標値が予め設定されている。素子特性のばらつきにより過大なドレイン電流Idが流れるMOSFET30が増幅素子10として用いられている場合には、パイロット信号が入力された場合のオペアンプ11の入力電圧は、その目標値よりも小さくなる。一方、過小なドレイン電流Idが流れるMOSFET30が増幅素子10として用いられている場合には、パイロット信号が入力された場合のオペアンプ11の入力電圧は、その目標値よりも大きくなる。オペアンプ11は、入力電圧が目標値よりも小さい場合には、ドレイン電流Idを比較的小さく増加させることによって既定値に近付ける方向に作用する出力電圧V2を出力し、一方、入力電圧が目標値よりも大きい場合には、ドレイン電流Idを比較的大きく増加させることによって既定値に近付ける方向に作用する出力電圧V2を出力する。そして、出力電圧V2に応じた出力電圧V3がゲート電極Gに印加されることにより、ドレイン電流Idは既定値に近付くこととなる。パイロット信号の送信期間が終了した後も、ゲート電極Gへの出力電圧V3の印加は継続される。   As an example, the amplifying device 3A performs a setting process of the output voltage V3 as a bias voltage at a timing when a predetermined input signal S1 whose voltage waveform and voltage value are known (hereinafter referred to as a pilot signal) is input. Do. A specified value of the drain current Id corresponding to the pilot signal voltage value V0 is set in advance, and the input voltage of the operational amplifier 11 when the pilot signal is input based on the specified value and the resistance value of the resistance element 16 Are set in advance. When the MOSFET 30 through which an excessive drain current Id flows due to variations in element characteristics is used as the amplifying element 10, the input voltage of the operational amplifier 11 when the pilot signal is input is smaller than the target value. On the other hand, when the MOSFET 30 in which the excessive drain current Id flows is used as the amplifying element 10, the input voltage of the operational amplifier 11 when the pilot signal is input becomes larger than the target value. When the input voltage is smaller than the target value, the operational amplifier 11 outputs the output voltage V2 that acts in a direction approaching the predetermined value by increasing the drain current Id relatively small, while the input voltage is lower than the target value. Is larger, the output voltage V2 acting in the direction approaching the predetermined value is output by increasing the drain current Id relatively large. Then, when the output voltage V3 corresponding to the output voltage V2 is applied to the gate electrode G, the drain current Id approaches the predetermined value. Even after the transmission period of the pilot signal ends, the application of the output voltage V3 to the gate electrode G is continued.

このように本実施の形態に係る増幅装置3Aによれば、素子特性の相違に起因してドレイン電流Idが過大である場合には、抵抗素子16での電圧降下が大きくなって電圧値V1が小さくなるため、オペアンプ11の非反転入力端子22及び反転入力端子23間には、比較的小さい入力電圧が入力される。従って、オペアンプ11は、比較的小さい入力電圧が入力された場合には、その電圧値に応じて、増幅素子10のドレイン電流Idを比較的小さく増加させるための出力電圧V2を生成する。一方、素子特性の相違に起因してドレイン電流Idが過小である場合には、抵抗素子16での電圧降下が小さくなって電圧値V1が大きくなるため、オペアンプ11の非反転入力端子22及び反転入力端子23間には、比較的大きい入力電圧が入力される。従って、オペアンプ11は、比較的大きい入力電圧が入力された場合には、その電圧値に応じて、増幅素子10のドレイン電流Idを比較的大きく増加させるための出力電圧V2を生成する。その結果、ドレイン電流Idは既定値に近付くように調整されるため、素子特性の相違に起因するドレイン電流Idのばらつきを低減することが可能となる。   As described above, according to the amplifying apparatus 3A according to the present embodiment, when the drain current Id is excessive due to the difference in element characteristics, the voltage drop in the resistance element 16 increases and the voltage value V1 is Therefore, a relatively small input voltage is input between the non-inverting input terminal 22 and the inverting input terminal 23 of the operational amplifier 11. Therefore, when a relatively small input voltage is input, the operational amplifier 11 generates an output voltage V2 for increasing the drain current Id of the amplifying element 10 relatively small according to the voltage value. On the other hand, when the drain current Id is too small due to the difference in element characteristics, the voltage drop at the resistance element 16 becomes small and the voltage value V1 becomes large. A relatively large input voltage is input between the input terminals 23. Therefore, when a relatively large input voltage is input, the operational amplifier 11 generates an output voltage V2 for increasing the drain current Id of the amplifying element 10 relatively large according to the voltage value. As a result, the drain current Id is adjusted so as to approach the predetermined value, so that it is possible to reduce the variation in the drain current Id caused by the difference in element characteristics.

また、本実施の形態に係る増幅装置3Aによれば、オペアンプ11の出力端子24と増幅素子10のゲート電極Gとの間の経路に平滑化回路17が介挿されている。従って、高周波の入力信号S1が増幅素子10に入力される場合であっても、ドレイン電流Idの調整のためにオペアンプ11から出力されてゲート電極Gに印加されるバイアス電圧が、高周波の入力信号S1に伴って高周波で増減するという事態を回避できる。   Further, according to the amplification device 3 </ b> A according to the present embodiment, the smoothing circuit 17 is inserted in the path between the output terminal 24 of the operational amplifier 11 and the gate electrode G of the amplification element 10. Therefore, even when the high-frequency input signal S1 is input to the amplifying element 10, the bias voltage output from the operational amplifier 11 and applied to the gate electrode G for adjusting the drain current Id is the high-frequency input signal. It is possible to avoid a situation where the frequency increases or decreases with S1.

また、本実施の形態に係る無線通信装置6によれば、増幅素子10の特性の相違に起因するドレイン電流Idのばらつきが増幅装置3A内で自動的に低減されるため、製品毎の個別の調整が不要となり、製造期間の短期化及び製造コストの低減を図ることが可能となる。   Further, according to the wireless communication device 6 according to the present embodiment, the variation in the drain current Id caused by the difference in the characteristics of the amplifying element 10 is automatically reduced in the amplifying device 3A. Adjustment is not required, and the manufacturing period can be shortened and the manufacturing cost can be reduced.

<第2の実施の形態>
上記第1の実施の形態に係る増幅装置3Aによると、電源端子15とドレイン電極Dとの間の経路に抵抗素子16が介挿されている。従って、抵抗素子16の発熱等による無駄な電力消費が発生する。また、抵抗素子16での電圧降下に伴ってドレイン電圧が降下するため、増幅装置の飽和出力が低下する。第2の実施の形態では、このような不都合が改善された増幅装置について説明する。
<Second Embodiment>
According to the amplifying device 3A according to the first embodiment, the resistive element 16 is inserted in the path between the power supply terminal 15 and the drain electrode D. Therefore, wasteful power consumption due to heat generation of the resistance element 16 occurs. In addition, since the drain voltage drops with the voltage drop at the resistance element 16, the saturation output of the amplifying device decreases. In the second embodiment, an amplifying apparatus in which such inconvenience is improved will be described.

図5は、本発明の第2の実施の形態に係る増幅装置3Bの構成を簡略化して示す図である。増幅装置3Bは、入力端子12、グランド端子13、出力端子14、電源端子15、増幅素子10、オペアンプ11、抵抗素子40,62,63、及び温度検出素子41を備えて構成されている。増幅素子10としては、上記第1の実施の形態と同様にMOSFET等を用いることができる。   FIG. 5 is a diagram showing a simplified configuration of the amplifying device 3B according to the second embodiment of the present invention. The amplification device 3B includes an input terminal 12, a ground terminal 13, an output terminal 14, a power supply terminal 15, an amplification element 10, an operational amplifier 11, resistance elements 40, 62, and 63, and a temperature detection element 41. As the amplifying element 10, a MOSFET or the like can be used as in the first embodiment.

温度検出素子41は、増幅素子10の温度を検出できるように、増幅素子10の近傍(接触を含む)に配置されている。温度検出素子41としては、サーミスタ、熱電対、又はトランジスタ等、温度に応じて出力値が変化する任意の素子を用いることができる。以下の例では、温度検出素子41としてサーミスタを用いている。増幅素子10の温度が高いほどサーミスタの抵抗値は小さくなり、一方、増幅素子10の温度が低いほどサーミスタの抵抗値は大きくなる。   The temperature detection element 41 is disposed in the vicinity (including contact) of the amplification element 10 so that the temperature of the amplification element 10 can be detected. As the temperature detection element 41, an arbitrary element whose output value changes according to temperature, such as a thermistor, a thermocouple, or a transistor, can be used. In the following example, a thermistor is used as the temperature detection element 41. The resistance value of the thermistor decreases as the temperature of the amplifying element 10 increases. On the other hand, the resistance value of the thermistor increases as the temperature of the amplifying element 10 decreases.

増幅素子10のゲート電極Gは、入力端子12に接続されている。ドレイン電極Dは、出力端子14及び電源端子15に接続されている。ソース電極Sは、グランド端子13に接続されている。   The gate electrode G of the amplifying element 10 is connected to the input terminal 12. The drain electrode D is connected to the output terminal 14 and the power supply terminal 15. The source electrode S is connected to the ground terminal 13.

入力端子12には、高周波の入力信号S1が入力される。グランド端子13には、グランド電位GNDが与えられる。出力端子14は、アンテナ5に接続されている。電源端子15には、所定の電源電位Vpsが与えられる。増幅素子10は、入力端子12に入力された入力信号S1を増幅することにより、出力端子14から出力信号S2を出力する。出力信号S2は、出力端子14からアンテナ5に向けて出力され、アンテナ5から無線信号として送信される。 The input terminal 12 receives a high frequency input signal S1. A ground potential GND is applied to the ground terminal 13. The output terminal 14 is connected to the antenna 5. The power supply terminal 15 is given a predetermined power supply potential Vps . The amplifying element 10 outputs an output signal S2 from the output terminal 14 by amplifying the input signal S1 input to the input terminal 12. The output signal S2 is output from the output terminal 14 toward the antenna 5 and transmitted from the antenna 5 as a radio signal.

オペアンプ11は、非反転入力端子22、反転入力端子23、及び出力端子24を備えている。非反転入力端子22は、抵抗素子40を介して電源端子15に接続されている。反転入力端子23は、温度検出素子41を介して電源端子15に接続されている。出力端子24は、増幅素子10のゲート電極Gに接続されている。抵抗素子62は非反転入力端子22とグランド電位との間に接続されており、抵抗素子63は反転入力端子23と出力端子24との間に接続されている。   The operational amplifier 11 includes a non-inverting input terminal 22, an inverting input terminal 23, and an output terminal 24. The non-inverting input terminal 22 is connected to the power supply terminal 15 through the resistance element 40. The inverting input terminal 23 is connected to the power supply terminal 15 via the temperature detection element 41. The output terminal 24 is connected to the gate electrode G of the amplifying element 10. The resistance element 62 is connected between the non-inverting input terminal 22 and the ground potential, and the resistance element 63 is connected between the inverting input terminal 23 and the output terminal 24.

以下、図5に示した増幅装置3Bの動作について説明する。   Hereinafter, the operation of the amplifying apparatus 3B shown in FIG. 5 will be described.

入力端子12からゲート電極Gに入力信号S1が入力されると、入力信号S1の電圧値V0に応じたドレイン電流Idが、電源端子15から、ドレイン電極D、及びソース電極Sをこの順に介して、グランド端子13に流れる。従って、増幅素子10は、流れるドレイン電流Idの値に応じて発熱する。ドレイン電流Idの値が大きいほど、増幅素子10の発熱は大きくなる。そのため、温度検出素子41の抵抗値は小さくなる。一方、ドレイン電流Idの値が小さいほど、増幅素子10の発熱は小さくなる。そのため、温度検出素子41の抵抗値は大きくなる。   When the input signal S1 is input from the input terminal 12 to the gate electrode G, the drain current Id corresponding to the voltage value V0 of the input signal S1 passes through the drain electrode D and the source electrode S in this order from the power supply terminal 15. And flows to the ground terminal 13. Accordingly, the amplifying element 10 generates heat according to the value of the flowing drain current Id. The heat generation of the amplifying element 10 increases as the value of the drain current Id increases. Therefore, the resistance value of the temperature detection element 41 is small. On the other hand, the smaller the value of the drain current Id, the smaller the heat generation of the amplifying element 10. Therefore, the resistance value of the temperature detection element 41 is increased.

オペアンプ11の非反転入力端子22の電位は、電源電位Vpsから抵抗素子40での電圧降下分を差し引いた電位(一定値)となる。また、反転入力端子23の電位は、電源電位Vpsから温度検出素子41での電圧降下分を差し引いた電位となる。そして、非反転入力端子22の電位と反転入力端子23の電位との差が、オペアンプ11の入力電圧V5となる。ここで、温度検出素子41の抵抗値が小さいほど、温度検出素子41での電圧降下は小さくなり、温度検出素子41の抵抗値が大きいほど、温度検出素子41での電圧降下は大きくなる。そのため、ドレイン電流Idの値が大きいほど、増幅素子10の温度は高くなり、温度検出素子41の抵抗値は小さくなり、温度検出素子41での電圧降下は小さくなり、反転入力端子23の電位は高くなるため、入力電圧V5の値は小さくなる。一方、ドレイン電流Idの値が小さいほど、増幅素子10の温度は低くなり、温度検出素子41の抵抗値は大きくなり、温度検出素子41での電圧降下は大きくなり、反転入力端子23の電位は低くなるため、入力電圧V5の値は大きくなる。 The potential of the non-inverting input terminal 22 of the operational amplifier 11 is a potential (a constant value) obtained by subtracting the voltage drop at the resistance element 40 from the power supply potential Vps . The potential of the inverting input terminal 23 is a potential obtained by subtracting the voltage drop at the temperature detecting element 41 from the power supply potential Vps . The difference between the potential of the non-inverting input terminal 22 and the potential of the inverting input terminal 23 becomes the input voltage V5 of the operational amplifier 11. Here, the smaller the resistance value of the temperature detection element 41, the smaller the voltage drop at the temperature detection element 41, and the greater the resistance value of the temperature detection element 41, the greater the voltage drop at the temperature detection element 41. Therefore, as the value of the drain current Id increases, the temperature of the amplifying element 10 increases, the resistance value of the temperature detecting element 41 decreases, the voltage drop at the temperature detecting element 41 decreases, and the potential of the inverting input terminal 23 becomes Since it becomes high, the value of the input voltage V5 becomes small. On the other hand, the smaller the drain current Id is, the lower the temperature of the amplifying element 10 is, the resistance value of the temperature detecting element 41 is increased, the voltage drop at the temperature detecting element 41 is increased, and the potential of the inverting input terminal 23 is Since it becomes low, the value of the input voltage V5 becomes large.

オペアンプ11は、入力電圧V5に応じた出力電圧V6を出力する。その結果、ゲート電圧に重畳されるバイアス電圧としての出力電圧V6が、ゲート電極Gに印加される。本実施の形態に係る増幅装置3Bでは、入力電圧V5の値が大きいほど出力電圧V6の値が大きくなり、入力電圧V5の値が小さいほど出力電圧V6の値が小さくなるように、オペアンプ11が設計されている。従って、ドレイン電流Idの値が大きいほど出力電圧V6の値は小さくなり、ドレイン電流Idの値が小さいほど出力電圧V6の値は大きくなる。   The operational amplifier 11 outputs an output voltage V6 corresponding to the input voltage V5. As a result, an output voltage V6 as a bias voltage superimposed on the gate voltage is applied to the gate electrode G. In the amplifying apparatus 3B according to the present embodiment, the operational amplifier 11 is configured such that the value of the output voltage V6 increases as the value of the input voltage V5 increases, and the value of the output voltage V6 decreases as the value of the input voltage V5 decreases. Designed. Therefore, the value of the output voltage V6 decreases as the value of the drain current Id increases, and the value of the output voltage V6 increases as the value of the drain current Id decreases.

従って、過大なドレイン電流Idが流れるMOSFET30が用いられている増幅装置3Bにおいては、比較的小さな出力電圧V6がゲート電極Gに印加されることにより、ドレイン電流は比較的小さく増加する。一方、過小なドレイン電流Idが流れるMOSFET30が用いられている増幅装置3Bにおいては、比較的大きな出力電圧V6がゲート電極Gに印加されることにより、ドレイン電流は比較的大きく増加する。出力電圧V6の印加前に流れるドレイン電流Idを、電圧値V0に応じた既定値より小さく設定しておき、出力電圧V6の印加前のドレイン電流Idが過大である場合には、比較的小さな出力電圧V6の印加によってドレイン電流Idを比較的小さく増加させることにより、出力電圧V6の印加後のドレイン電流Idを既定値に近付けることができる。一方、出力電圧V6の印加前のドレイン電流Idが過小である場合には、比較的大きな出力電圧V6の印加によってドレイン電流Idを比較的大きく増加させることにより、出力電圧V6の印加後のドレイン電流Idを既定値に近付けることができる。その結果、出力電圧V6の印加後のドレイン電流Idの値は、製造プロセスに起因する素子特性のばらつきに拘わらず、既定値に近付くように調整される。   Accordingly, in the amplifying device 3B in which the MOSFET 30 in which the excessive drain current Id flows is used, the drain current increases relatively small when the relatively small output voltage V6 is applied to the gate electrode G. On the other hand, in the amplifying device 3B in which the MOSFET 30 in which the excessively small drain current Id flows is used, when the relatively large output voltage V6 is applied to the gate electrode G, the drain current increases relatively. If the drain current Id flowing before application of the output voltage V6 is set smaller than a predetermined value corresponding to the voltage value V0, and the drain current Id before application of the output voltage V6 is excessive, a relatively small output By increasing the drain current Id relatively small by applying the voltage V6, the drain current Id after the application of the output voltage V6 can be brought close to a predetermined value. On the other hand, if the drain current Id before application of the output voltage V6 is excessively small, the drain current Id after application of the output voltage V6 is increased by relatively increasing the drain current Id by applying a relatively large output voltage V6. Id can be close to the default value. As a result, the value of the drain current Id after the application of the output voltage V6 is adjusted so as to approach the predetermined value regardless of variations in element characteristics due to the manufacturing process.

一例として、増幅装置3Bは、通信データ量が一定である所定のタイミング(例えば深夜の特定の時間帯)で、バイアス電圧としての出力電圧V6の設定処理を行う。一定の通信データ量に対応するドレイン電流Idの既定値と、その既定値に対応するオペアンプ11の入力電圧V5の目標値とが予め設定されている。素子特性のばらつきにより過大なドレイン電流Idが流れるMOSFET30が増幅素子10として用いられている場合には、通信データ量が一定である場合の入力電圧V5は、その目標値よりも小さくなる。一方、過小なドレイン電流Idが流れるMOSFET30が増幅素子10として用いられている場合には、通信データ量が一定である場合の入力電圧V5は、その目標値よりも大きくなる。オペアンプ11は、入力電圧V5が目標値よりも小さい場合には、ドレイン電流Idを比較的小さく増加させることによって既定値に近付ける方向に作用する出力電圧V6を出力し、一方、入力電圧V5が目標値よりも大きい場合には、ドレイン電流Idを比較的大きく増加させることによって既定値に近付ける方向に作用する出力電圧V6を出力する。そして、出力電圧V6がゲート電極Gに印加されることにより、ドレイン電流Idは既定値に近付くこととなる。出力電圧V6の設定処理が完了した後も、ゲート電極Gへの出力電圧V6の印加は継続される。   As an example, the amplifying apparatus 3B performs setting processing of the output voltage V6 as a bias voltage at a predetermined timing (for example, a specific time zone at midnight) where the communication data amount is constant. A predetermined value of the drain current Id corresponding to a certain amount of communication data and a target value of the input voltage V5 of the operational amplifier 11 corresponding to the predetermined value are set in advance. When the MOSFET 30 in which an excessive drain current Id flows due to variations in element characteristics is used as the amplifying element 10, the input voltage V5 when the communication data amount is constant is smaller than the target value. On the other hand, when the MOSFET 30 in which the excessive drain current Id flows is used as the amplifying element 10, the input voltage V5 when the communication data amount is constant is larger than the target value. When the input voltage V5 is smaller than the target value, the operational amplifier 11 outputs an output voltage V6 that acts in a direction approaching a predetermined value by increasing the drain current Id relatively small, while the input voltage V5 is the target voltage V5. When the value is larger than the value, the output voltage V6 acting in the direction approaching the predetermined value is output by increasing the drain current Id relatively large. Then, when the output voltage V6 is applied to the gate electrode G, the drain current Id approaches a predetermined value. Even after the setting process of the output voltage V6 is completed, the application of the output voltage V6 to the gate electrode G is continued.

このように本実施の形態に係る増幅装置3Bによれば、増幅素子10の近傍には、増幅素子10の温度に応じて出力値(電圧降下量)が変化する温度検出素子41が配置されている。そして、オペアンプ11は、温度検出素子41の出力値に基づいて、増幅素子10を流れるドレイン電流Idの電流値を既定値に近付けるための出力電圧V6を生成し、当該出力電圧V6を増幅素子10のゲート電極Gに印加する。素子特性の相違に起因してドレイン電流Idが過大である場合には、増幅素子10の温度は比較的高くなるため、温度検出素子41は、増幅素子10の比較的高い温度を検出する。従って、オペアンプ11は、比較的高い温度を示す出力値が温度検出素子41から入力された場合には、その出力値に応じて、増幅素子10のドレイン電流Idを比較的小さく増加させるための出力電圧V6を生成する。一方、素子特性の相違に起因してドレイン電流Idが過小である場合には、増幅素子10の温度は比較的低くなるため、温度検出素子41は、増幅素子10の比較的低い温度を検出する。従って、オペアンプ11は、比較的低い温度を示す出力値が温度検出素子41から入力された場合には、その出力値に応じて、増幅素子10のドレイン電流Idを比較的大きく増加させるための出力電圧V6を生成する。その結果、ドレイン電流Idは既定値に近付くように調整されるため、素子特性の相違に起因するドレイン電流Idのばらつきを低減することが可能となる。   As described above, according to the amplification device 3B according to the present embodiment, the temperature detection element 41 whose output value (voltage drop amount) changes according to the temperature of the amplification element 10 is disposed in the vicinity of the amplification element 10. Yes. The operational amplifier 11 generates an output voltage V6 for making the current value of the drain current Id flowing through the amplifying element 10 close to a predetermined value based on the output value of the temperature detecting element 41, and the output voltage V6 is used as the amplifying element 10. To the gate electrode G. When the drain current Id is excessive due to the difference in element characteristics, the temperature of the amplifying element 10 becomes relatively high, and thus the temperature detecting element 41 detects a relatively high temperature of the amplifying element 10. Therefore, when an output value indicating a relatively high temperature is input from the temperature detecting element 41, the operational amplifier 11 outputs an output for increasing the drain current Id of the amplifying element 10 relatively small in accordance with the output value. A voltage V6 is generated. On the other hand, when the drain current Id is excessively low due to the difference in element characteristics, the temperature of the amplifying element 10 is relatively low, so that the temperature detecting element 41 detects a relatively low temperature of the amplifying element 10. . Therefore, when an output value indicating a relatively low temperature is input from the temperature detecting element 41, the operational amplifier 11 outputs an output for increasing the drain current Id of the amplifying element 10 relatively large according to the output value. A voltage V6 is generated. As a result, the drain current Id is adjusted so as to approach the predetermined value, so that it is possible to reduce the variation in the drain current Id caused by the difference in element characteristics.

また、本実施の形態に係る増幅装置3Bによれば、温度検出素子41及びオペアンプ11等を用いた比較的簡易な回路構成によって、ドレイン電流Idの自動調整を実現することが可能となる。また、電源端子15とドレイン電極Dとの間の経路にドレイン電流測定用の抵抗素子16(図2参照)が介挿されていないため、抵抗素子16での電力消費に起因する効率の低下を回避できるとともに、抵抗素子16での電圧降下に伴うドレイン電圧の降下を回避できるために、ドレイン電圧の降下に起因する増幅装置の飽和出力の低下を回避できる。   Further, according to the amplifying apparatus 3B according to the present embodiment, it is possible to realize automatic adjustment of the drain current Id with a relatively simple circuit configuration using the temperature detecting element 41, the operational amplifier 11, and the like. Further, since the resistance element 16 for drain current measurement (see FIG. 2) is not inserted in the path between the power supply terminal 15 and the drain electrode D, the efficiency is reduced due to power consumption in the resistance element 16. In addition to being able to avoid this, it is possible to avoid a drop in the drain voltage due to a voltage drop in the resistance element 16, and thus it is possible to avoid a decrease in the saturation output of the amplifier due to the drop in the drain voltage.

<第3の実施の形態>
上記第2の実施の形態に係る増幅装置3Bによると、温度検出素子41が増幅素子10の温度を検出するにあたって、増幅装置3Bが設置される外部環境の温度の影響を受ける可能性がある。温度検出素子41が外部環境の温度の影響を受けると、ドレイン電流Idの調整精度が低下する。第3の実施の形態では、このような不都合が改善された増幅装置について説明する。
<Third Embodiment>
According to the amplifying apparatus 3B according to the second embodiment, when the temperature detecting element 41 detects the temperature of the amplifying element 10, there is a possibility of being affected by the temperature of the external environment where the amplifying apparatus 3B is installed. When the temperature detection element 41 is affected by the temperature of the external environment, the adjustment accuracy of the drain current Id is lowered. In the third embodiment, an amplifying apparatus in which such an inconvenience is improved will be described.

図6は、本発明の第3の実施の形態に係る増幅装置3Cの構成を簡略化して示す図である。増幅装置3Cは、入力端子12、グランド端子13、出力端子14、電源端子15、増幅素子10、オペアンプ11、抵抗素子62,63、及び温度検出素子41,42を備えて構成されている。増幅素子10としては、上記第1の実施の形態と同様にMOSFET等を用いることができる。   FIG. 6 is a diagram showing a simplified configuration of an amplifying apparatus 3C according to the third embodiment of the present invention. The amplification device 3C includes an input terminal 12, a ground terminal 13, an output terminal 14, a power supply terminal 15, an amplification element 10, an operational amplifier 11, resistance elements 62 and 63, and temperature detection elements 41 and 42. As the amplifying element 10, a MOSFET or the like can be used as in the first embodiment.

温度検出素子41は、増幅素子10の温度を検出できるように、増幅素子10の近傍(接触を含む)に配置されている。温度検出素子42は、外部環境の温度を検出できるように、増幅装置3Cが配置される放熱板50(後述の図7,8参照)上に配置されている。なお、図6に示すように温度検出素子42はオペアンプ11と電源端子15との間に接続する必要があるため、実装の容易さを優先して、増幅装置3Cの回路基板53(図7,8参照)上において増幅素子10から離れた箇所(つまり増幅素子10の発熱の影響を受けにくい箇所)に温度検出素子42を配置してもよい。   The temperature detection element 41 is disposed in the vicinity (including contact) of the amplification element 10 so that the temperature of the amplification element 10 can be detected. The temperature detection element 42 is disposed on a heat sink 50 (see FIGS. 7 and 8 described later) on which the amplification device 3C is disposed so that the temperature of the external environment can be detected. As shown in FIG. 6, since the temperature detecting element 42 needs to be connected between the operational amplifier 11 and the power supply terminal 15, the circuit board 53 (FIG. 7, FIG. 8), the temperature detecting element 42 may be disposed at a position away from the amplifying element 10 (that is, a position that is not easily affected by the heat generated by the amplifying element 10).

図7及び図8はそれぞれ、増幅装置3Cの外観構成を模式的に示す斜視図及び断面図である。放熱板50とケース蓋51とを含む筐体内に、電源回路用の回路基板52と、増幅回路用の回路基板53と、信号処理用の回路基板54とが収容されている。回路基板53上には、増幅素子10と、その近傍に温度検出素子41とが実装されている。なお、図7,8では図示を省略しているが、図6に示したオペアンプ11及び抵抗素子62,63等も、回路基板53上に実装されている。図8に示すように、温度検出素子42は、放熱板50の内面のうち回路基板53が配置されていない箇所上に配置されている。   7 and 8 are a perspective view and a cross-sectional view, respectively, schematically showing the external configuration of the amplification device 3C. A circuit board 52 for a power supply circuit, a circuit board 53 for an amplifier circuit, and a circuit board 54 for signal processing are accommodated in a housing including the heat radiating plate 50 and the case lid 51. On the circuit board 53, the amplification element 10 and the temperature detection element 41 are mounted in the vicinity thereof. Although not shown in FIGS. 7 and 8, the operational amplifier 11 and the resistance elements 62 and 63 shown in FIG. 6 are also mounted on the circuit board 53. As shown in FIG. 8, the temperature detection element 42 is disposed on a portion of the inner surface of the heat radiating plate 50 where the circuit board 53 is not disposed.

温度検出素子41,42としては、サーミスタ、熱電対、又はトランジスタ等、温度に応じて出力値が変化する任意の素子を用いることができる。以下の例では、温度検出素子41,42としてサーミスタを用いている。増幅素子10や外部環境の温度が高いほどサーミスタの抵抗値は小さくなり、一方、増幅素子10や外部環境の温度が低いほどサーミスタの抵抗値は大きくなる。   As the temperature detection elements 41 and 42, any element whose output value changes according to temperature, such as a thermistor, a thermocouple, or a transistor, can be used. In the following example, a thermistor is used as the temperature detection elements 41 and 42. The higher the temperature of the amplifying element 10 and the external environment, the smaller the resistance value of the thermistor. On the other hand, the lower the temperature of the amplifying element 10 and the external environment, the larger the resistance value of the thermistor.

図6を参照して、増幅素子10のゲート電極Gは、入力端子12に接続されている。ドレイン電極Dは、出力端子14及び電源端子15に接続されている。ソース電極Sは、グランド端子13に接続されている。   Referring to FIG. 6, the gate electrode G of the amplifying element 10 is connected to the input terminal 12. The drain electrode D is connected to the output terminal 14 and the power supply terminal 15. The source electrode S is connected to the ground terminal 13.

入力端子12には、高周波の入力信号S1が入力される。グランド端子13には、グランド電位GNDが与えられる。出力端子14は、アンテナ5に接続されている。電源端子15には、所定の電源電位Vpsが与えられる。増幅素子10は、入力端子12に入力された入力信号S1を増幅することにより、出力端子14から出力信号S2を出力する。出力信号S2は、出力端子14からアンテナ5に向けて出力され、アンテナ5から無線信号として送信される。 The input terminal 12 receives a high frequency input signal S1. A ground potential GND is applied to the ground terminal 13. The output terminal 14 is connected to the antenna 5. The power supply terminal 15 is given a predetermined power supply potential Vps . The amplifying element 10 outputs an output signal S2 from the output terminal 14 by amplifying the input signal S1 input to the input terminal 12. The output signal S2 is output from the output terminal 14 toward the antenna 5 and transmitted from the antenna 5 as a radio signal.

オペアンプ11は、非反転入力端子22、反転入力端子23、及び出力端子24を備えている。非反転入力端子22は、温度検出素子42を介して電源端子15に接続されている。反転入力端子23は、温度検出素子41を介して電源端子15に接続されている。出力端子24は、増幅素子10のゲート電極Gに接続されている。   The operational amplifier 11 includes a non-inverting input terminal 22, an inverting input terminal 23, and an output terminal 24. The non-inverting input terminal 22 is connected to the power supply terminal 15 via the temperature detection element 42. The inverting input terminal 23 is connected to the power supply terminal 15 via the temperature detection element 41. The output terminal 24 is connected to the gate electrode G of the amplifying element 10.

以下、図6に示した増幅装置3Cの動作について説明する。   Hereinafter, the operation of the amplifying apparatus 3C shown in FIG. 6 will be described.

入力端子12からゲート電極Gに入力信号S1が入力されると、入力信号S1の電圧値V0に応じたドレイン電流Idが、電源端子15から、ドレイン電極D、及びソース電極Sをこの順に介して、グランド端子13に流れる。従って、増幅素子10は、流れるドレイン電流Idの値に応じて発熱する。ドレイン電流Idの値が大きいほど、増幅素子10の発熱は大きくなる。そのため、温度検出素子41の抵抗値は小さくなる。一方、ドレイン電流Idの値が小さいほど、増幅素子10の発熱は小さくなる。そのため、温度検出素子41の抵抗値は大きくなる。また、図8に示したように温度検出素子42は放熱板50上に配置されているため、外部環境の温度が高いほど、放熱板50の温度も高くなり、温度検出素子42の抵抗値は小さくなる。一方、外部環境の温度が低いほど、放熱板50の温度も低くなり、温度検出素子42の抵抗値は大きくなる。   When the input signal S1 is input from the input terminal 12 to the gate electrode G, the drain current Id corresponding to the voltage value V0 of the input signal S1 passes through the drain electrode D and the source electrode S in this order from the power supply terminal 15. And flows to the ground terminal 13. Accordingly, the amplifying element 10 generates heat according to the value of the flowing drain current Id. The heat generation of the amplifying element 10 increases as the value of the drain current Id increases. Therefore, the resistance value of the temperature detection element 41 is small. On the other hand, the smaller the value of the drain current Id, the smaller the heat generation of the amplifying element 10. Therefore, the resistance value of the temperature detection element 41 is increased. Further, as shown in FIG. 8, since the temperature detecting element 42 is disposed on the heat sink 50, the higher the temperature of the external environment, the higher the temperature of the heat sink 50, and the resistance value of the temperature detecting element 42 is Get smaller. On the other hand, the lower the temperature of the external environment, the lower the temperature of the heat sink 50 and the higher the resistance value of the temperature detecting element 42.

オペアンプ11の非反転入力端子22の電位は、電源電位Vpsから温度検出素子42での電圧降下分を差し引いた電位となる。また、反転入力端子23の電位は、電源電位Vpsから温度検出素子41での電圧降下分を差し引いた電位となる。そして、非反転入力端子22の電位と反転入力端子23の電位との差が、オペアンプ11の入力電圧V8となる。 The potential of the non-inverting input terminal 22 of the operational amplifier 11 is a potential obtained by subtracting the voltage drop at the temperature detection element 42 from the power supply potential Vps . The potential of the inverting input terminal 23 is a potential obtained by subtracting the voltage drop at the temperature detecting element 41 from the power supply potential Vps . The difference between the potential of the non-inverting input terminal 22 and the potential of the inverting input terminal 23 becomes the input voltage V8 of the operational amplifier 11.

外部環境の温度が高いほど、温度検出素子42の抵抗値は小さくなり、温度検出素子42での電圧降下は小さくなるため、非反転入力端子22の電位は高くなる。一方、外部環境の温度が低いほど、温度検出素子42の抵抗値は大きくなり、温度検出素子42での電圧降下は大きくなるため、非反転入力端子22の電位は低くなる。また、上記第2の実施の形態で説明した通り、ドレイン電流Idの値が大きいほど反転入力端子23の電位は高くなり、ドレイン電流Idの値が小さいほど反転入力端子23の電位は低くなる。   As the temperature of the external environment is higher, the resistance value of the temperature detection element 42 becomes smaller and the voltage drop at the temperature detection element 42 becomes smaller. Therefore, the potential of the non-inverting input terminal 22 becomes higher. On the other hand, as the temperature of the external environment is lower, the resistance value of the temperature detection element 42 is increased and the voltage drop at the temperature detection element 42 is increased, so that the potential of the non-inverting input terminal 22 is decreased. Further, as described in the second embodiment, the potential of the inverting input terminal 23 increases as the value of the drain current Id increases, and the potential of the inverting input terminal 23 decreases as the value of the drain current Id decreases.

ここで、温度検出素子41が外部環境の温度の影響を受けて反転入力端子23の電位が変動した場合であっても、温度検出素子41が受ける影響と同様の影響を温度検出素子42によって検出し、非反転入力端子22の電位に反映させている。そのため、温度検出素子41が外部環境の温度の影響を受けた場合であっても、入力電圧V8からはその影響が排除又は低減される。なお、温度検出素子41と温度検出素子42との間での外部環境の温度の影響の受けやすさの相違を考慮して、温度検出素子41,42の少なくとも一方の出力値に補正係数を乗じてもよい。   Here, even if the temperature detecting element 41 is affected by the temperature of the external environment and the potential of the inverting input terminal 23 fluctuates, the temperature detecting element 42 detects the same effect as the temperature detecting element 41 receives. This is reflected in the potential of the non-inverting input terminal 22. Therefore, even when the temperature detection element 41 is affected by the temperature of the external environment, the influence is eliminated or reduced from the input voltage V8. In consideration of the difference in the sensitivity of the temperature of the external environment between the temperature detection element 41 and the temperature detection element 42, the output value of at least one of the temperature detection elements 41 and 42 is multiplied by a correction coefficient. May be.

オペアンプ11は、入力電圧V8に応じた出力電圧V9を出力する。その結果、ゲート電圧に重畳されるバイアス電圧としての出力電圧V9が、ゲート電極Gに印加される。本実施の形態に係る増幅装置3Cでは、入力電圧V8の値が大きいほど出力電圧V9の値が大きくなり、入力電圧V8の値が小さいほど出力電圧V9の値が小さくなるように、オペアンプ11が設計されている。従って、ドレイン電流Idの値が大きいほど出力電圧V9の値は小さくなり、ドレイン電流Idの値が小さいほど出力電圧V9の値は大きくなる。   The operational amplifier 11 outputs an output voltage V9 corresponding to the input voltage V8. As a result, an output voltage V9 as a bias voltage superimposed on the gate voltage is applied to the gate electrode G. In the amplifying apparatus 3C according to the present embodiment, the operational amplifier 11 is configured such that the value of the output voltage V9 increases as the value of the input voltage V8 increases, and the value of the output voltage V9 decreases as the value of the input voltage V8 decreases. Designed. Therefore, the value of the output voltage V9 decreases as the value of the drain current Id increases, and the value of the output voltage V9 increases as the value of the drain current Id decreases.

従って、過大なドレイン電流Idが流れるMOSFET30が用いられている増幅装置3Cにおいては、比較的小さな出力電圧V9がゲート電極Gに印加されることにより、ドレイン電流は比較的小さく増加する。一方、過小なドレイン電流Idが流れるMOSFET30が用いられている増幅装置3Cにおいては、比較的大きな出力電圧V9がゲート電極Gに印加されることにより、ドレイン電流は比較的大きく増加する。出力電圧V9の印加前に流れるドレイン電流Idを、電圧値V0に応じた既定値より小さく設定しておき、出力電圧V9の印加前のドレイン電流Idが過大である場合には、比較的小さな出力電圧V9の印加によってドレイン電流Idを比較的小さく増加させることにより、出力電圧V9の印加後のドレイン電流Idを既定値に近付けることができる。一方、出力電圧V9の印加前のドレイン電流Idが過小である場合には、比較的大きな出力電圧V9の印加によってドレイン電流Idを比較的大きく増加させることにより、出力電圧V9の印加後のドレイン電流Idを既定値に近付けることができる。その結果、出力電圧V9の印加後のドレイン電流Idの値は、製造プロセスに起因する素子特性のばらつきに拘わらず、既定値に近付くように調整される。   Therefore, in the amplifying device 3C in which the MOSFET 30 in which the excessive drain current Id flows is used, the drain current increases relatively small when the relatively small output voltage V9 is applied to the gate electrode G. On the other hand, in the amplifying device 3C in which the MOSFET 30 in which the excessive drain current Id flows is used, the drain current increases relatively large when the relatively large output voltage V9 is applied to the gate electrode G. If the drain current Id flowing before application of the output voltage V9 is set smaller than a predetermined value corresponding to the voltage value V0, and the drain current Id before application of the output voltage V9 is excessive, a relatively small output By increasing the drain current Id relatively small by applying the voltage V9, the drain current Id after applying the output voltage V9 can be brought close to a predetermined value. On the other hand, when the drain current Id before the application of the output voltage V9 is excessively small, the drain current Id after the application of the output voltage V9 is increased by relatively increasing the drain current Id by applying a relatively large output voltage V9. Id can be close to the default value. As a result, the value of the drain current Id after application of the output voltage V9 is adjusted so as to approach the predetermined value regardless of variations in element characteristics due to the manufacturing process.

一例として、増幅装置3Cは、通信データ量が一定である所定のタイミング(例えば深夜の特定の時間帯)で、バイアス電圧としての出力電圧V9の設定処理を行う。一定の通信データ量に対応するドレイン電流Idの既定値と、その既定値に対応するオペアンプ11の入力電圧V8の目標値とが予め設定されている。素子特性のばらつきにより過大なドレイン電流Idが流れるMOSFET30が増幅素子10として用いられている場合には、通信データ量が一定である場合の入力電圧V8は、その目標値よりも小さくなる。一方、過小なドレイン電流Idが流れるMOSFET30が増幅素子10として用いられている場合には、通信データ量が一定である場合の入力電圧V8は、その目標値よりも大きくなる。オペアンプ11は、入力電圧V8が目標値よりも小さい場合には、ドレイン電流Idを比較的小さく増加させることによって既定値に近付ける方向に作用する出力電圧V9を出力し、一方、入力電圧V8が目標値よりも大きい場合には、ドレイン電流Idを比較的大きく増加させることによって既定値に近付ける方向に作用する出力電圧V9を出力する。そして、出力電圧V9がゲート電極Gに印加されることにより、ドレイン電流Idは既定値に近付くこととなる。出力電圧V9の設定処理が完了した後も、ゲート電極Gへの出力電圧V9の印加は継続される。   As an example, the amplifying apparatus 3C performs setting processing of the output voltage V9 as a bias voltage at a predetermined timing (for example, a specific time zone at midnight) when the communication data amount is constant. A predetermined value of the drain current Id corresponding to a certain amount of communication data and a target value of the input voltage V8 of the operational amplifier 11 corresponding to the predetermined value are set in advance. When the MOSFET 30 in which an excessive drain current Id flows due to variations in element characteristics is used as the amplifying element 10, the input voltage V8 when the communication data amount is constant is smaller than the target value. On the other hand, when the MOSFET 30 through which the excessive drain current Id flows is used as the amplifying element 10, the input voltage V8 when the communication data amount is constant becomes larger than the target value. When the input voltage V8 is smaller than the target value, the operational amplifier 11 outputs the output voltage V9 that acts in the direction of approaching the predetermined value by increasing the drain current Id relatively small, while the input voltage V8 is the target voltage V8. When the value is larger than the value, the output voltage V9 acting in a direction approaching the predetermined value is output by increasing the drain current Id relatively large. Then, when the output voltage V9 is applied to the gate electrode G, the drain current Id approaches a predetermined value. Even after the setting process of the output voltage V9 is completed, the application of the output voltage V9 to the gate electrode G is continued.

このように本実施の形態に係る増幅装置3Cによれば、温度検出素子42の出力値(電圧降下量)は、増幅装置3Cが設置される外部環境の温度に応じて変化する。そして、オペアンプ11は、温度検出素子41の出力値と、温度検出素子42の出力値とに基づいて、外部環境の温度が温度検出素子41に与える影響を排除又は低減した出力電圧V9を生成する。従って、温度検出素子41が外部環境の温度の影響を受ける場合であっても、オペアンプ11がその影響を排除又は低減した出力電圧V9を生成することにより、素子特性の相違に起因するドレイン電流Idのばらつきを効果的に低減することが可能となる。   As described above, according to the amplifying apparatus 3C according to the present embodiment, the output value (voltage drop amount) of the temperature detecting element 42 changes according to the temperature of the external environment where the amplifying apparatus 3C is installed. The operational amplifier 11 generates an output voltage V9 that eliminates or reduces the influence of the temperature of the external environment on the temperature detection element 41 based on the output value of the temperature detection element 41 and the output value of the temperature detection element 42. . Therefore, even when the temperature detection element 41 is affected by the temperature of the external environment, the operational amplifier 11 generates the output voltage V9 that eliminates or reduces the influence, thereby causing the drain current Id due to the difference in element characteristics. It is possible to effectively reduce the variation of.

また、本実施の形態に係る増幅装置3Cによれば、温度検出素子42は、増幅装置3Cが配置される放熱板50上に配置されている。外部環境の温度が温度検出素子41に与える影響は、外部環境から放熱板50を経由して起こる要因が主である。そのため、温度検出素子42を放熱板50上に配置することにより、放熱板50経由で温度検出素子41に影響を与える外部環境の温度を、放熱板50上に配置された温度検出素子42によって高精度に検出することが可能となる。   Further, according to the amplifying apparatus 3C according to the present embodiment, the temperature detection element 42 is disposed on the heat dissipation plate 50 where the amplifying apparatus 3C is disposed. The influence of the temperature of the external environment on the temperature detection element 41 is mainly caused by the external environment via the heat sink 50. Therefore, by disposing the temperature detection element 42 on the heat sink 50, the temperature of the external environment that affects the temperature detection element 41 via the heat sink 50 is increased by the temperature detection element 42 disposed on the heat sink 50. It becomes possible to detect with accuracy.

また、本実施の形態に係る増幅装置3Cによれば、温度検出素子41,42及びオペアンプ11等を用いた比較的簡易な回路構成によって、外部環境の温度の影響を排除又は低減しつつ、ドレイン電流Idの自動調整を実現することが可能となる。また、電源端子15とドレイン電極Dとの間の経路にドレイン電流測定用の抵抗素子16(図2参照)が介挿されていないため、抵抗素子16での電力消費に起因する効率の低下を回避できるとともに、抵抗素子16での電圧降下に伴うドレイン電圧の降下を回避できるために、ドレイン電圧の降下に起因する増幅装置の飽和出力の低下を回避できる。   In addition, according to the amplifying device 3C according to the present embodiment, the drain of the drain is achieved while eliminating or reducing the influence of the temperature of the external environment by a relatively simple circuit configuration using the temperature detection elements 41 and 42, the operational amplifier 11 and the like. Automatic adjustment of the current Id can be realized. Further, since the resistance element 16 for drain current measurement (see FIG. 2) is not inserted in the path between the power supply terminal 15 and the drain electrode D, the efficiency is reduced due to power consumption in the resistance element 16. In addition to being able to avoid this, it is possible to avoid a drop in the drain voltage due to a voltage drop in the resistance element 16, and thus it is possible to avoid a decrease in the saturation output of the amplifier due to the drop in the drain voltage.

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined not by the above-mentioned meaning but by the scope of claims for patent, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of claims for patent.

3,3A〜3C 増幅装置
5 アンテナ
6 無線通信装置
10 増幅素子
11 オペアンプ
12 入力端子
13 グランド端子
14 出力端子
15 電源端子
16 抵抗素子
17 平滑化回路
22 非反転入力端子
23 反転入力端子
24 出力端子
30 MOSFET
41,42 温度検出素子
50 放熱板
3, 3A to 3C Amplifying device 5 Antenna 6 Wireless communication device 10 Amplifying element 11 Operational amplifier 12 Input terminal 13 Ground terminal 14 Output terminal 15 Power supply terminal 16 Resistance element 17 Smoothing circuit 22 Non-inverting input terminal 23 Inverting input terminal 24 Output terminal 30 MOSFET
41, 42 Temperature detection element 50 Heat sink

Claims (8)

入力端子に入力された入力信号を増幅することにより、出力端子から出力信号を出力する増幅素子と、
前記増幅素子の近傍に配置され、前記増幅素子の温度に応じて出力値が変化する第1の温度検出素子と、
前記第1の温度検出素子の前記出力値に基づいて、前記増幅素子を流れる電流の電流値を既定値に近付けるための電圧を生成し、当該電圧を前記増幅素子の入力に印加する制御部と、
を備える、増幅装置。
An amplification element that outputs an output signal from the output terminal by amplifying the input signal input to the input terminal;
A first temperature detecting element disposed in the vicinity of the amplifying element, the output value of which varies according to the temperature of the amplifying element;
Based on the output value of the first temperature detection element, a control unit that generates a voltage for causing the current value of the current flowing through the amplification element to approach a predetermined value, and applies the voltage to the input of the amplification element; ,
An amplification device comprising:
前記増幅装置が設置される外部環境の温度に応じて出力値が変化する第2の温度検出素子をさらに備え、
前記制御部は、前記第1の温度検出素子の前記出力値と、前記第2の温度検出素子の前記出力値とに基づいて、前記外部環境の温度が前記第1の温度検出素子に与える影響を排除又は低減した前記電圧を生成する、請求項1に記載の増幅装置。
A second temperature detection element whose output value changes according to the temperature of the external environment in which the amplification device is installed;
The control unit is configured to influence the temperature of the external environment on the first temperature detection element based on the output value of the first temperature detection element and the output value of the second temperature detection element. The amplifying apparatus according to claim 1, wherein the voltage is generated by eliminating or reducing the voltage.
前記増幅装置が配置される放熱板をさらに備え、
前記第2の温度検出素子は、前記放熱板上に配置されている、請求項2に記載の増幅装置。
A heat sink on which the amplifying device is disposed;
The amplifying apparatus according to claim 2, wherein the second temperature detection element is disposed on the heat radiating plate.
前記増幅素子は、前記入力端子に接続されたゲート電極と、前記出力端子に接続されたドレイン電極と、ソース電極とを有するFET(Field-Effect-Transistor)であり、
前記制御部は、反転入力端子、非反転入力端子、及び出力端子を有するオペアンプであり、
前記ドレイン電極は、電源電位を与える電源端子に接続されており、
前記ソース電極は、グランド電位を与えるグランド端子に接続されており、
前記反転入力端子は、前記第1の温度検出素子に接続されており、
前記非反転入力端子には、一定の電圧値が入力され、
前記オペアンプの前記出力端子は、前記ゲート電極に接続されている、請求項1に記載の増幅装置。
The amplifying element is a FET (Field-Effect-Transistor) having a gate electrode connected to the input terminal, a drain electrode connected to the output terminal, and a source electrode,
The control unit is an operational amplifier having an inverting input terminal, a non-inverting input terminal, and an output terminal,
The drain electrode is connected to a power supply terminal for supplying a power supply potential;
The source electrode is connected to a ground terminal for applying a ground potential;
The inverting input terminal is connected to the first temperature detection element;
A constant voltage value is input to the non-inverting input terminal,
The amplification device according to claim 1, wherein the output terminal of the operational amplifier is connected to the gate electrode.
前記増幅素子は、前記入力端子に接続されたゲート電極と、前記出力端子に接続されたドレイン電極と、ソース電極とを有するFET(Field-Effect-Transistor)であり、
前記制御部は、反転入力端子、非反転入力端子、及び出力端子を有するオペアンプであり、
前記ドレイン電極は、電源電位を与える電源端子に接続されており、
前記ソース電極は、グランド電位を与えるグランド端子に接続されており、
前記反転入力端子は、前記第1の温度検出素子に接続されており、
前記非反転入力端子は、前記第2の温度検出素子に接続されており、
前記オペアンプの前記出力端子は、前記ゲート電極に接続されている、請求項2又は3に記載の増幅装置。
The amplifying element is a FET (Field-Effect-Transistor) having a gate electrode connected to the input terminal, a drain electrode connected to the output terminal, and a source electrode,
The control unit is an operational amplifier having an inverting input terminal, a non-inverting input terminal, and an output terminal,
The drain electrode is connected to a power supply terminal for supplying a power supply potential;
The source electrode is connected to a ground terminal for applying a ground potential;
The inverting input terminal is connected to the first temperature detection element;
The non-inverting input terminal is connected to the second temperature detection element;
The amplification device according to claim 2, wherein the output terminal of the operational amplifier is connected to the gate electrode.
ゲート電極と、電源電位を与える電源端子に接続されたドレイン電極と、グランド電位を与えるグランド端子に接続されたソース電極とを有し、入力端子からゲート電極に入力された入力信号を増幅することにより、出力端子から出力信号を出力するFET(Field-Effect-Transistor)と、
前記電源端子と前記ドレイン電極との間の経路に介挿され、前記電源端子に接続された第1端と、前記ドレイン電極に接続された第2端とを有する抵抗素子と、
前記第1端に接続された反転入力端子と、前記第2端に接続された非反転入力端子と、前記ゲート電極に接続された出力端子とを有するオペアンプと、
を備え、
前記オペアンプは、前記非反転入力端子に入力される前記第2端の電圧値に基づいて、前記ドレイン電極を流れるドレイン電流の電流値を既定値に近付けるための電圧を前記出力端子から出力する、増幅装置。
A gate electrode, a drain electrode connected to a power supply terminal for supplying a power supply potential, and a source electrode connected to a ground terminal for supplying a ground potential, and amplifying an input signal input from the input terminal to the gate electrode FET (Field-Effect-Transistor) that outputs the output signal from the output terminal,
A resistance element having a first end inserted in a path between the power supply terminal and the drain electrode and connected to the power supply terminal; and a second end connected to the drain electrode;
An operational amplifier having an inverting input terminal connected to the first end, a non-inverting input terminal connected to the second end, and an output terminal connected to the gate electrode;
With
The operational amplifier outputs, from the output terminal, a voltage for bringing the current value of the drain current flowing through the drain electrode close to a predetermined value based on the voltage value of the second terminal input to the non-inverting input terminal. Amplification equipment.
前記出力端子と前記ゲート電極との間の経路に介挿された平滑化回路をさらに備える、請求項6に記載の増幅装置。   The amplifying apparatus according to claim 6, further comprising a smoothing circuit interposed in a path between the output terminal and the gate electrode. 請求項1又は6に記載の増幅装置と、
前記増幅装置から出力された出力信号を無線信号として送信するアンテナと、
を備える、無線通信装置。

An amplifying device according to claim 1 or 6,
An antenna for transmitting the output signal output from the amplification device as a radio signal;
A wireless communication device.

JP2010120439A 2010-05-26 2010-05-26 Amplifying device and wireless communication device Pending JP2011250077A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010120439A JP2011250077A (en) 2010-05-26 2010-05-26 Amplifying device and wireless communication device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010120439A JP2011250077A (en) 2010-05-26 2010-05-26 Amplifying device and wireless communication device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011250077A true JP2011250077A (en) 2011-12-08

Family

ID=45414803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010120439A Pending JP2011250077A (en) 2010-05-26 2010-05-26 Amplifying device and wireless communication device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011250077A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014017624A (en) * 2012-07-06 2014-01-30 Japan Radio Co Ltd Amplifier control device
WO2015056989A1 (en) * 2013-10-17 2015-04-23 주식회사 케이엠더블유 Device for forming wireless high-frequency signal path and method for controlling same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014017624A (en) * 2012-07-06 2014-01-30 Japan Radio Co Ltd Amplifier control device
WO2015056989A1 (en) * 2013-10-17 2015-04-23 주식회사 케이엠더블유 Device for forming wireless high-frequency signal path and method for controlling same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101004851B1 (en) System of power amplifier with power control function
US7589586B2 (en) High frequency signal detection circuit
CN109428551A (en) For providing the method and apparatus of bias voltage in a transceiver
KR101101545B1 (en) Cmos power amplifier and temperature compensation circuit of the same
JPWO2015002294A1 (en) Power amplification module
JP6364624B2 (en) Power amplifier
US20110101954A1 (en) Reference signal generator and method for providing a reference signal with an adaptive temperature coefficient
JP6288607B2 (en) Power amplification module
JP2011250077A (en) Amplifying device and wireless communication device
US20070081824A1 (en) Optical transceiver module and calibration method thereof
EP3168988B1 (en) Amplifier system and method for controlling amplifier
US10630238B2 (en) Detector circuit
CN106664063B (en) Bias control circuit and power amplifier module
US7705661B2 (en) Current control apparatus applied to transistor
US20200099366A1 (en) Detector circuit for an rfid-device
KR101376898B1 (en) Bias controlling apparatus
US6286996B1 (en) Method and arrangement for measuring temperature of a semiconductor component in an inactive state
KR20150123716A (en) Power supply voltage monitoring circuit, and electronic circuit including the power supply voltage monitoring circuit
US10700647B2 (en) Source follower
JP6610523B2 (en) High frequency module and communication device
KR20160075247A (en) Method and apparatus for improvement of current consmption according to heating in electronic device
EP3358731A1 (en) Switched mode power supply
JP3075205B2 (en) High frequency detector, transmission power controller, and method of installing high frequency detector
JP2015226033A (en) Semiconductor device
CN108153367B (en) Temperature coefficient compensation circuit of semiconductor bonding wire