JP2014064185A

JP2014064185A - Doherty amplification device

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Publication number: JP2014064185A
Application number: JP2012208418A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Miyashita; 清宮下
Original assignee: Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Electronics Co Ltd
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2014-04-10
Anticipated expiration: 2032-09-21
Also published as: JP5747008B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a Doherty amplification device that can set an amplifier gain within a predetermined range even when a circuit characteristic changes with changing temperature or the like.SOLUTION: A Doherty amplification device 60 includes a Doherty amplifier 50 capable of setting an amplifier gain within a predetermined range even when a circuit characteristic changes with changing temperature. A temperature sensor 61 detects an ambient temperature of a device body. An adjustment signal generation circuit 62 performs a bias adjustment or a division ratio adjustment on the Doherty amplifier 50 on the basis of an output signal from the temperature sensor 61. A switch circuit 63 switches between the bias adjustment and the division ratio adjustment on the basis of an output signal from the adjustment signal generation circuit 62. The Doherty amplifier 50 performs the bias adjustment or the division ratio adjustment in accordance with the switch circuit 63.

Description

本発明は、高周波用の電力増幅器としてのドハティ増幅装置に関し、より詳細には、温度変化等に起因して回路特性が変化した場合であっても増幅器の利得を所定範囲内に設定することが可能なドハティ増幅装置に関する。 The present invention relates to a Doherty amplification device as a high-frequency power amplifier, and more specifically, the gain of an amplifier can be set within a predetermined range even when circuit characteristics change due to a temperature change or the like. It relates to a possible Doherty amplification device.

近年、移動体通信や無線ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）などの進歩は著しく、特に、携帯電話の爆発的な普及と、それに伴うインフラ整備により、携帯端末のみならず基地局にも低消費電力化が要求されてきている。そこで、基地局において送信に使用される増幅器についても、効率及び線形性の向上に対する要求が一層高まってきている。 In recent years, mobile communication and wireless LAN (Local Area Network) have made remarkable progress. In particular, the explosive spread of mobile phones and the accompanying infrastructure development have reduced power consumption not only for mobile terminals but also for base stations. It has been requested. Therefore, there is an increasing demand for an improvement in efficiency and linearity for amplifiers used for transmission in base stations.

しかしながら、一般的な増幅器では、効率と線形性との間にはトレードオフの関係があり、また、効率は増幅器への入力レベルに比例する。したがって、高い効率は、増幅器の出力が最大出力電力に近づくまで得られないので、増幅器の線形性を実現することは難しい。そこで、ドハティ増幅器（ＤｏｈｅｒｔｙＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）などのような高効率で信号を増幅する技術と、その低歪化やフィードフォワード等の歪補償技術とを組み合わせることにより、より高効率で低歪な増幅器が開発されている。このドハティ増幅器は、基本的にＡＢ級のキャリア増幅器とＣ級のピーク増幅器を組み合わせ、これらの増幅器の出力を合成して高効率の増幅を実現するものである。 However, in a typical amplifier, there is a trade-off between efficiency and linearity, and efficiency is proportional to the input level to the amplifier. Therefore, high efficiency is not obtained until the amplifier output approaches the maximum output power, so it is difficult to achieve amplifier linearity. Therefore, a high-efficiency, low-distortion amplifier has been developed by combining high-efficiency signal amplification techniques such as Doherty Amplifiers with distortion compensation techniques such as low distortion and feedforward. Has been. This Doherty amplifier basically combines a class AB carrier amplifier and a class C peak amplifier, and combines the outputs of these amplifiers to realize high efficiency amplification.

図１は、従来のドハティ増幅器を説明するための回路構成図で、図中符号１は分配器、２はメイン増幅器（キャリア増幅器）、３はピーク増幅器、４，５は９０°移相器を示している。この従来のドハティ増幅器は、入力信号を２つの入力信号に分配する分配器１と、この分配器１の出力信号が直接入力されるメイン増幅器２と、分配器１の出力位相を９０°遅らせる９０°移相器５と、この９０°移相器５の出力信号を入力信号とするピーク増幅器３と、メイン増幅器２の出力位相を９０°移相させる９０°移相器４とで構成されている。 FIG. 1 is a circuit configuration diagram for explaining a conventional Doherty amplifier, in which 1 is a distributor, 2 is a main amplifier (carrier amplifier), 3 is a peak amplifier, and 4 and 5 are 90 ° phase shifters. Show. This conventional Doherty amplifier distributes an input signal into two input signals, a main amplifier 2 to which an output signal of the distributor 1 is directly input, and an output phase of the distributor 1 that is delayed by 90 °. A phase shifter 5, a peak amplifier 3 that receives the output signal of the 90 ° phase shifter 5 as an input signal, and a 90 ° phase shifter 4 that shifts the output phase of the main amplifier 2 by 90 °. Yes.

つまり、入力信号を分配器１により第１の入力信号と第２の入力信号とに分配し、互いに並列に配置された２つの増幅器２，３を有する。これらの増幅器２，３のうちのメイン増幅器２は、ＡＢ級増幅器モードで動作し、ピーク増幅器３は、Ｃ級増幅器モードで動作する。これらの増幅器２，３は、これらの入力端で、かつこれらの出力端で９０°移相器４，５により分離されている。出力移相器４は、メイン増幅器の最適負荷インピーダンスＲ_Ｌに等しくする必要がある特定の特性インピーダンスＺ_０を有する。入力信号は２つの増幅器２，３を駆動するように分離され、“インピーダンスインバータ”又は“ドハティ結合器”としての加算回路網は、ａ）２つの出力信号を合成する、ｂ）２つの出力信号間の位相差を補正する、ｃ）メイン増幅器の出力側から見たインピーダンスに対して反転されたインピーダンスをドハティ増幅器の出力端に生ぜしめるように動作する。 That is, the input signal is distributed by the distributor 1 into the first input signal and the second input signal, and has two amplifiers 2 and 3 arranged in parallel with each other. Of these amplifiers 2 and 3, the main amplifier 2 operates in the class AB amplifier mode, and the peak amplifier 3 operates in the class C amplifier mode. These amplifiers 2 and 3 are separated by 90 ° phase shifters 4 and 5 at their input ends and at their output ends. The output phase shifter 4 has a specific characteristic impedance Z ₀ that needs to be equal to the optimum load impedance _RL of the main amplifier. The input signal is separated to drive the two amplifiers 2 and 3, and the adder network as an “impedance inverter” or “Doherty combiner” a) combines the two output signals, b) the two output signals C) Operate so as to generate an impedance inverted from the impedance viewed from the output side of the main amplifier at the output end of the Doherty amplifier.

図２は、従来のドハティ増幅器における入力電力に対する電力付加効率特性を示す図である。横軸が入力電力（Ｐｉｎ）、縦軸が電力付加効率（ＰｏｗｅｒＡｄｄｅｄＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＰＡＥ）、Ｐｉｎ（ｂｒｅａｋ）はピーク増幅器が動作を開始する入力電力を示す図である。なお、図中に記載の「Ｂａｃｋｏｆｆ」とは、Ｂａｃｋｏｆｆ領域、Ｂａｃｋｏｆｆの大きさを意味している。 FIG. 2 is a diagram showing power added efficiency characteristics with respect to input power in a conventional Doherty amplifier. The horizontal axis indicates input power (Pin), the vertical axis indicates power added efficiency (PAE), and Pin (break) indicates input power at which the peak amplifier starts operation. Note that “Back off” described in the figure means the size of the Back off area and Back off.

ドハティ増幅器は、入力信号が小さい時にはメイン増幅器のみが動作してピーク増幅器はオフ状態であり、入力信号が大きくなるとピーク増幅器がオンするという２つの動作状態を有することを特徴としている。つまり、ドハティ増幅器は、高出力時には２つの増幅器を同時に動作させるが、低出力時にはピーク増幅器の動作を休止して、メイン増幅器だけを動作させることで消費電力を低減できる。 The Doherty amplifier has two operating states in which only the main amplifier operates when the input signal is small and the peak amplifier is off, and the peak amplifier is on when the input signal is large. That is, the Doherty amplifier can operate two amplifiers simultaneously at high output, but can reduce power consumption by stopping the operation of the peak amplifier at low output and operating only the main amplifier.

このような動作により、ドハティ増幅器は、飽和出力から大きく下がった出力電力のときも高効率に動作できる。つまり、２つの状態を有することで、ピーク増幅器のオン後の広いＰｉｎ入力範囲においてそのＰＡＥがほぼ一定、かつ高い値を保持するという特色を有している。
従来の電力増幅器は、飽和出力時に最大動作効率を達成するが、出力電力が減少するに従って動作効率が急激に劣化する特性を有している。一方、ドハティ増幅器は、図２に示すように、飽和出力時に加えて、飽和出力から低い出力電力の時にも最大動作効率を達成できる。しかしながら、ドハティ増幅器は、入力側に電力分配器、出力側にインピーダンス変換器を必要とするため、それらの回路を小型かつ低損失に実現することが困難であった。 With such an operation, the Doherty amplifier can operate with high efficiency even when the output power is greatly reduced from the saturated output. That is, by having two states, the PAE has a feature that the PAE is maintained at a substantially constant and high value in a wide Pin input range after the peak amplifier is turned on.
The conventional power amplifier achieves the maximum operating efficiency at the time of saturated output, but has a characteristic that the operating efficiency rapidly deteriorates as the output power decreases. On the other hand, as shown in FIG. 2, the Doherty amplifier can achieve the maximum operating efficiency not only at the time of saturation output but also at the time of low output power from the saturation output. However, since the Doherty amplifier requires a power distributor on the input side and an impedance converter on the output side, it is difficult to realize these circuits in a small size and with low loss.

例えば、特許文献１に記載のものは、移動通信システムで使用される無線通信装置において電力増幅器に関するもので、入力された無線周波信号を分配器で二分岐し、その一方をキャリア増幅器によりそのＡＢ級動作点に従い増幅し、分配器により二分岐された無線周波信号の他方を、移相器で移相したのち、ピーク増幅器によりＡＢ級動作点とＢ級動作点との間に設定された動作点に従い増幅し、キャリア増幅器により増幅された無線周波信号と、ピーク増幅器により増幅された無線周波信号とをドハティ合成部により合成し、その合成された無線周波信号を出力端子から出力するようにしたものである。 For example, Patent Document 1 relates to a power amplifier in a radio communication apparatus used in a mobile communication system. An input radio frequency signal is bifurcated by a distributor and one of them is AB by a carrier amplifier. Operation that is set between the class AB operating point and the class B operating point by the peak amplifier after the other phase of the radio frequency signal amplified by the class operating point and bifurcated by the distributor is phase-shifted by the phase shifter The radio frequency signal amplified by the point amplifier, and the radio frequency signal amplified by the carrier amplifier and the radio frequency signal amplified by the peak amplifier are synthesized by the Doherty synthesis unit, and the synthesized radio frequency signal is output from the output terminal. Is.

また、例えば、特許文献２に記載のものは、温度変化等に起因して回路特性が変化した場合であっても増幅装置の利得を所定範囲内に設定することが可能な電力増幅器に関するもので、温度を取得する取得部を備えている。
図３は、上述した特許文献２に記載のドハティ増幅器の回路構成図で、図中符号１２はメインアンプ、１３はピークアンプ、１６は分配器、１７は出力部、１８は取得部、１９は制御部、２１はデータテーブルを示している。 Further, for example, the one described in Patent Document 2 relates to a power amplifier that can set the gain of the amplifying device within a predetermined range even when the circuit characteristics change due to a temperature change or the like. And an acquisition unit for acquiring the temperature.
3 is a circuit configuration diagram of the Doherty amplifier described in Patent Document 2 described above. In the figure, reference numeral 12 is a main amplifier, 13 is a peak amplifier, 16 is a distributor, 17 is an output unit, 18 is an acquisition unit, and 19 is A control unit 21 indicates a data table.

このドハティ増幅器は、入力信号Ｓ１を入力信号Ｓ３と入力信号Ｓ４とに分配する分配器１６と、入力信号Ｓ３を増幅するメインアンプ１２と、入力信号Ｓ１の信号レベルが所定値以上である場合に、入力信号Ｓ４を増幅するピークアンプ１３と、メインアンプ１２から出力された出力信号Ｓ５と、ピークアンプ１３から出力された出力信号Ｓ６とを合成して出力する出力部１７と、メインアンプ１２及びピークアンプ１３の双方のゲートバイアス電圧Ｖｇｍ，Ｖｇｐを略線形関係で制御することによって、ドハティ増幅器の利得を所定範囲内に設定する制御部１９とを備えている。特に、取得部１８によって取得された温度に基づいてメイン増幅器及びピーク増幅器の双方のゲートバイアス電圧を制御することによって、各温度において電力増幅器の利得を所定範囲内に設定するものである。 This Doherty amplifier distributes the input signal S1 into the input signal S3 and the input signal S4, the main amplifier 12 that amplifies the input signal S3, and the signal level of the input signal S1 is equal to or higher than a predetermined value. The output unit 17 that combines and outputs the peak amplifier 13 that amplifies the input signal S4, the output signal S5 that is output from the main amplifier 12, and the output signal S6 that is output from the peak amplifier 13, the main amplifier 12, and A control unit 19 that sets the gain of the Doherty amplifier within a predetermined range by controlling the gate bias voltages Vgm and Vgp of both of the peak amplifiers 13 in a substantially linear relationship. In particular, the gain of the power amplifier is set within a predetermined range at each temperature by controlling the gate bias voltage of both the main amplifier and the peak amplifier based on the temperature acquired by the acquisition unit 18.

一般に、ドハティ増幅器は、入力信号の強度に応じてシステムの状態を変化させる特徴を有するが、上述した特許文献２では、温度変化などで回路特性が変化した場合でも、ドハティ増幅器の利得を一定に保つことを特徴としている。この特許文献２では、データテーブルが必要であることが開示されている。
また、例えば、特許文献３に記載のものは、高周波帯域において変調波信号を増幅するための高出力増幅器に関するもので、特に、バックオフが大きな動作状態においても効率の高い高出力増幅器を実現するドハティ型増幅器に関するものである。 In general, a Doherty amplifier has a feature that changes the state of a system according to the intensity of an input signal. However, in Patent Document 2 described above, the gain of a Doherty amplifier is kept constant even when circuit characteristics change due to a temperature change or the like. It is characterized by keeping. This Patent Document 2 discloses that a data table is necessary.
Further, for example, the one described in Patent Document 3 relates to a high-power amplifier for amplifying a modulated wave signal in a high frequency band, and in particular, realizes a high-power amplifier having high efficiency even in an operating state with a large back-off. The present invention relates to a Doherty amplifier.

近年の移動体通信基地局などで使用される高周波信号については、このピーク電力比の値が１１ｄＢ以上にも及ぶことがある。このようなピーク電力比の大きな高周波信号を瞬時ピーク時にも飽和させずに増幅するためには、高出力増幅器は実動作時の平均出力電力に比較して十分に大きな飽和電力を有していなければならない。増幅器の飽和電力が不十分であると、増幅器から出力される信号は瞬時電力の大きな部分が切り取られた波形を有するようになり、その結果として隣接するチャンネルへ漏洩する妨害波が大きくなること、送信される信号が劣化すること、および伝送誤りが大きくなること等の弊害が生じる。すなわち、増幅器は実動作時の平均出力電力と飽和電力との差として与えられるバックオフが十分に大きな状態で動作させる必要がある。また、飽和電力が大きく、かつ効率の良い増幅器を構成することは困難であった。言い換えれば、平均出力電力に比較して飽和電力が大きな状態すなわちバックオフが大きな状態では、一般的に増幅器の効率は大きく低下する。 For high-frequency signals used in recent mobile communication base stations and the like, the value of this peak power ratio may reach 11 dB or more. In order to amplify such a high-frequency signal with a large peak power ratio without saturating even at an instantaneous peak, the high-power amplifier must have a sufficiently large saturation power compared to the average output power during actual operation. I must. When the saturated power of the amplifier is insufficient, the signal output from the amplifier has a waveform in which a large portion of the instantaneous power is cut off, and as a result, the interference wave leaking to the adjacent channel becomes large. Detrimental effects such as deterioration of a transmitted signal and an increase in transmission error occur. That is, the amplifier needs to be operated in a state where the back-off given as the difference between the average output power and the saturated power in actual operation is sufficiently large. In addition, it is difficult to construct an amplifier with high saturation power and high efficiency. In other words, in a state where the saturated power is large compared to the average output power, that is, in a state where the back-off is large, the efficiency of the amplifier is generally greatly reduced.

図４は、上述した特許文献３に記載のドハティ増幅器の回路構成図で、図中符号３１は入力端子、３２は出力端子、３３はキャリア増幅器（第１の増幅器）、３４はピーク増幅器（第２の増幅器）、３５は１／４波長線路、３６は可変減衰器、３７は可変移相器、３９は温度センサ、４０はＲＯＭ（記憶手段）、４１は制御回路（制御手段）を示している。 4 is a circuit configuration diagram of the Doherty amplifier described in Patent Document 3 described above. In the figure, reference numeral 31 is an input terminal, 32 is an output terminal, 33 is a carrier amplifier (first amplifier), and 34 is a peak amplifier (first amplifier). 2), 35 is a quarter wavelength line, 36 is a variable attenuator, 37 is a variable phase shifter, 39 is a temperature sensor, 40 is a ROM (storage means), and 41 is a control circuit (control means). Yes.

温度センサ３９により周囲温度を検出して、当該検出された温度に対応する可変減衰器３６及び可変移相器３７の制御に係る設定値をＲＯＭ４０から読み出す。制御回路４１は、ＲＯＭ４０から読み出された設定値に応じて可変減衰器３６及び可変移相器３７を適宜制御する。なお、ＲＯＭ４０には、各温度においてキャリア増幅器３３及びピーク増幅器３４に係る利得の差及び通過位相量の差を補償するように設定された可変減衰器３６及び可変移相器３７に係る制御データが記憶されている。 The ambient temperature is detected by the temperature sensor 39, and setting values relating to the control of the variable attenuator 36 and the variable phase shifter 37 corresponding to the detected temperature are read from the ROM 40. The control circuit 41 appropriately controls the variable attenuator 36 and the variable phase shifter 37 in accordance with the set value read from the ROM 40. The ROM 40 has control data related to the variable attenuator 36 and the variable phase shifter 37 set so as to compensate the gain difference and the passing phase amount difference related to the carrier amplifier 33 and the peak amplifier 34 at each temperature. It is remembered.

特開２０１０−２２６２４９平号公報JP 2010-226249 HEI 特開２０１０−２７３０１８平号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-273018 特開２００２−１２４８４０平号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-124840

上述したように、ドハティ増幅器は、信号の平均電力とピーク電力との比（ＰｅａｋｔｏＡｖｅｒａｇｅＲａｔｉｏ；ＰＡＲ）が大きな場合大きな優位性を発揮する。そのため、周波数変調（ＦＭ）などの包絡線一定のシステムに適応されることはない。しかしながら、温度範囲の広い応用領域、例えば、車載用途、宇宙空間での利用、製鉄等のプラントでの利用においては出力が大きく変動する。したがって、本発明では、出力の温度による変動をＰＡＲに見立て、ドハティ増幅器を包絡線一定の系に用いることで、高効率且つ温度変動の少ないＦＭ変調用電力増幅器を実現するもので、電力増幅器、特に、温度範囲の広い応用領域に使われる回路を有するドハティ増幅器に関するもので、温度変動に対する出力変動を少なくすること、広い入力範囲にわたって高効率を維持すること、高温・高出力条件下での熱暴走を防止するものである。 As described above, the Doherty amplifier exhibits a significant advantage when the ratio of the average signal power to the peak power (Peak to Average Ratio; PAR) is large. Therefore, it is not applied to a system having a constant envelope such as frequency modulation (FM). However, the output fluctuates greatly in application areas having a wide temperature range, for example, in-vehicle use, use in outer space, and use in plants such as iron making. Therefore, in the present invention, an FM modulation power amplifier with high efficiency and low temperature fluctuation is realized by using a Doherty amplifier in a system with a constant envelope, assuming the fluctuation due to the temperature of the output as PAR. In particular, it relates to Doherty amplifiers that have circuits that are used in application areas with a wide temperature range, reducing output fluctuations due to temperature fluctuations, maintaining high efficiency over a wide input range, and heat under high temperature and high output conditions. It prevents runaway.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、温度変化等に起因して回路特性が変化した場合であっても増幅器の利得を所定範囲内に設定することが可能なドハティ増幅装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to set the gain of the amplifier within a predetermined range even when the circuit characteristics change due to a temperature change or the like. An object of the present invention is to provide a Doherty amplifying device that can perform the above-described operation.

本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、温度変化に起因して回路特性が変化した場合であっても増幅器の利得を所定範囲内に設定することを可能にするドハティ増幅器（５０）を備えたドハティ増幅装置（６０）において、装置本体の周囲温度を検出する第１の温度センサ（６１）と、該温度センサ（６１）からの出力信号に基づいて、前記ドハティ増幅器（５０）のバイアス調整又は分配比調整を行うための調整信号発生回路（６２）と、該調整信号発生回路（６２）からの出力信号に基づいて前記バイアス調整又は前記分配比調整を切り替えるスイッチ回路（６３）と、該スイッチ回路（６３）により前記バイアス調整又は前記分配比調整を行うドハティ増幅器（５０）とを備えていることを特徴とする。（図１０；実施形態）
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記調整信号発生回路（６２）が、前記温度センサ（６１）からの出力信号（Ｖｔ）と基準電圧部（１６２ａ，１６２ｂ）からの基準電圧信号（Ｖ１，Ｖ２）とを比較し、所望の温度範囲内で電力付加効率が一定になるように、前記分配器（５１）の分配比、前記メイン増幅器又はピーク増幅器のバイアス又は電源電圧の少なくとも一つを調整する比較器（１６２）を備えていることを特徴とする。（図１１，１５，１６，１７；実施例１乃至４） The present invention has been made to achieve such an object, and the invention according to claim 1 provides that the gain of the amplifier is within a predetermined range even when the circuit characteristics change due to a temperature change. In the Doherty amplification device (60) including the Doherty amplifier (50) that can be set to the first temperature sensor (61) that detects the ambient temperature of the device body, the temperature sensor (61) An adjustment signal generation circuit (62) for performing bias adjustment or distribution ratio adjustment of the Doherty amplifier (50) based on an output signal, and the bias adjustment based on an output signal from the adjustment signal generation circuit (62) Or a switch circuit (63) for switching the distribution ratio adjustment, and a Doherty amplifier (50) for performing the bias adjustment or the distribution ratio adjustment by the switch circuit (63). The features. (FIG. 10; embodiment)
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the adjustment signal generation circuit (62) includes an output signal (Vt) from the temperature sensor (61) and a reference voltage unit (162a, 162b) is compared with the reference voltage signals (V1, V2) and the distribution ratio of the distributor (51), the main amplifier or the peak amplifier is adjusted so that the power added efficiency is constant within a desired temperature range. A comparator (162) for adjusting at least one of the bias and the power supply voltage is provided. (FIGS. 11, 15, 16, and 17; Examples 1 to 4)

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記ドハティ増幅器（５０）が、入力信号を２つの入力信号に分配する分配器（５１）と、該分配器（５１）からの分配された一方の入力信号が入力されるメイン増幅器（５２）と、前記分配器（５１）から分配された他方の入力信号の位相を９０度遅らせる第１の移相器（５４）と、該第１の移相器（５４）からの信号が入力されるピーク増幅器（５３）と、前記メイン増幅器（５２）からの信号の位相を９０度遅らせる第２の移相器（５５）と、前記ピーク増幅器（５３）からの信号と第２の移相器（５５）からの信号を加算する加算器（５６）とを備えていることを特徴とする。（図１１，１５，１６，１７；；実施例１乃至４） The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the Doherty amplifier (50) distributes an input signal to two input signals, and the distributor A main amplifier (52) to which one input signal distributed from (51) is input, and a first phase shifter (90) that delays the phase of the other input signal distributed from the distributor (51) by 90 degrees. 54), a peak amplifier (53) to which a signal from the first phase shifter (54) is input, and a second phase shifter (90) that delays the phase of the signal from the main amplifier (52) by 90 degrees. 55) and an adder (56) for adding the signal from the peak amplifier (53) and the signal from the second phase shifter (55). (FIGS. 11, 15, 16, and 17; Examples 1 to 4)

また、請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、前記比較器（１６２）が、前記メイン増幅器（５２）の電力付加効率が最大に達した時に前記ピーク増幅器（５３）がオンする場合、前記分配器（５１）の分配比を調整することを特徴とする。（図８，図１７；実施例３）
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記比較器（１６２）が、第１の温度において前記メイン増幅器（５２）へ分配する比率を大きくし、前記第１の温度よりも高い第２の温度において前記ピーク増幅器（５３）へ分配する比率を大きくすることを特徴とする。（図８）
また、請求項６に記載の発明は、請求項２乃至５のいずれかに記載の発明において、前記比較器（１６２）が、前記分配器（５１）の伝送経路のインピーダンスを変化させることで、前記分配器（５１）の分配比を調整することを特徴とする。（図１２，図１３；実施例１） According to a fourth aspect of the present invention, in the invention of the second or third aspect, the comparator (162) is configured such that when the power added efficiency of the main amplifier (52) reaches a maximum, the peak amplifier ( 53), the distribution ratio of the distributor (51) is adjusted. (FIGS. 8 and 17; Example 3)
According to a fifth aspect of the invention, in the invention of the fourth aspect, the ratio of the comparator (162) distributed to the main amplifier (52) at the first temperature is increased, and the first The distribution ratio to the peak amplifier (53) is increased at a second temperature higher than the first temperature. (Fig. 8)
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 2 to 5, wherein the comparator (162) changes the impedance of the transmission path of the distributor (51). The distribution ratio of the distributor (51) is adjusted. (FIGS. 12, 13; Example 1)

また、請求項７に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記比較器（１６２）が、前記分配器（５１）の分配比が一定の場合、前記メイン増幅器（５２）の電力付加効率が最大に達した時に前記ピーク増幅器（５３）がオンするように、前記メイン増幅器（５２）及びピーク増幅器（５３）のバイアス又は電源電圧を調整することを特徴とする。（図９，図１６：実施例２）
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記比較器（１６２）が、第１の温度において前記ピーク増幅器（５３）がＢ級増幅動作を行うよう前記ピーク増幅器（５３）の動作点を低く、前記第１の温度よりも高い第２の温度において前記ピーク増幅器（５３）がＡ級増幅動作を行うように、前記ピーク増幅器（５３）の動作点を高くすることを特徴とする。（図９） According to a seventh aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, when the comparator (162) has a constant distribution ratio of the distributor (51), the power of the main amplifier (52) is The bias or power supply voltage of the main amplifier (52) and the peak amplifier (53) is adjusted so that the peak amplifier (53) is turned on when the added efficiency reaches the maximum. (FIG. 9, FIG. 16: Example 2)
The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7, wherein the comparator (162) is configured so that the peak amplifier (53) performs a class B amplification operation at a first temperature. The operating point of (53) is lowered, and the operating point of the peak amplifier (53) is increased so that the peak amplifier (53) performs a class A amplification operation at a second temperature higher than the first temperature. It is characterized by that. (Fig. 9)

また、請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明において、前記メイン増幅器（５２）及びピーク増幅器（５３）は、エミッタ接地増幅器であることを特徴とする。（図１５）
また、請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明において、第２の温度センサ（５７）が、前記メイン増幅器（５２）の近傍に配置されていることを特徴とする。（図１８；実施例４）
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記基準電圧部（１６２ａ，１６２ｂ）が、ＩＣチップ内部の温度を測定する前記第１の温度センサ（６１）であることを特徴とする。（図１８；実施例４） The invention described in claim 9 is the invention described in any one of claims 1 to 8, wherein the main amplifier (52) and the peak amplifier (53) are grounded-emitter amplifiers. (Fig. 15)
The invention according to claim 10 is the invention according to any one of claims 1 to 9, wherein the second temperature sensor (57) is arranged in the vicinity of the main amplifier (52). Features. (FIG. 18; Example 4)
According to an eleventh aspect of the present invention, in the invention according to the tenth aspect, the reference voltage section (162a, 162b) is the first temperature sensor (61) for measuring the temperature inside the IC chip. It is characterized by that. (FIG. 18; Example 4)

本発明によれば、温度変動に対する出力変動を少なくし、広い入力範囲にわたって高効率を維持し、高温・高出力条件下での熱暴走を防止することにより、温度変化等に起因して回路特性が変化した場合であっても増幅器の利得を所定範囲内に設定することが可能なドハティ増幅装置を実現することができる。
また、温度情報を利用して入力分配比を最適化し、使用可能温度を超えた時にはバイアス電流を下げて破壊を防止することができる。バイアス電流の調整を付加することで、高信頼性の用途である車載用途、宇宙空間、製鉄プラントなどの使用に耐えうることができる。 According to the present invention, circuit characteristics due to temperature changes, etc. are reduced by reducing output fluctuations with respect to temperature fluctuations, maintaining high efficiency over a wide input range, and preventing thermal runaway under high temperature and high output conditions. It is possible to realize a Doherty amplifying device that can set the gain of the amplifier within a predetermined range even when the value changes.
Also, the temperature distribution can be used to optimize the input distribution ratio, and when the usable temperature is exceeded, the bias current can be lowered to prevent destruction. By adding the adjustment of the bias current, it is possible to withstand the use in high-reliability applications such as in-vehicle use, outer space, and steel plant.

従来のドハティ増幅器を説明するための回路構成図である。It is a circuit block diagram for demonstrating the conventional Doherty amplifier. 従来のドハティ増幅器における入力電力に対する電力付加効率特性を示す図である。It is a figure which shows the power added efficiency characteristic with respect to the input power in the conventional Doherty amplifier. 上述した特許文献２に記載のドハティ増幅器の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the Doherty amplifier of patent document 2 mentioned above. 上述した特許文献３に記載のドハティ増幅器の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the Doherty amplifier of patent document 3 mentioned above. 電力増幅器の出力の温度ばらつきの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the temperature variation of the output of a power amplifier. 温度変動による効率劣化の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the efficiency degradation by a temperature fluctuation. 単体の電力付加（ＰＡ）とドハティ増幅器との出力電力（Ｐｏｕｔ）に対する電力付加効率（ＰＡＥ）との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the electric power addition efficiency (PAE) with respect to the output electric power (Pout) of a single electric power addition (PA) and Doherty amplifier. ドハティ増幅器の総合効率とメイン増幅器対ピーク増幅器のパワー分配比の説明図である。It is explanatory drawing of the total efficiency of a Doherty amplifier, and the power distribution ratio of a main amplifier versus a peak amplifier. ドハティ増幅器の総合効率とピーク増幅器がオンする増幅器の入力の大きさとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the total efficiency of a Doherty amplifier, and the magnitude | size of the input of the amplifier which a peak amplifier turns on. 本発明に係るドハティ増幅装置の実施形態を説明するための回路構成図である。It is a circuit block diagram for demonstrating embodiment of the Doherty amplifier which concerns on this invention. 本発明に係るドハティ増幅装置の実施例１を説明するための回路構成図である。It is a circuit block diagram for demonstrating Example 1 of the Doherty amplifier which concerns on this invention. （ａ）乃至（ｅ）は、図１１に示した分配比可変型分配器の例を示す図である。(A) thru | or (e) is a figure which shows the example of the distribution ratio variable type | mold divider | distributor shown in FIG. （ａ）乃至（ｃ）は、分配比可変型分配器の更なる具体的な例を示す図である。(A) thru | or (c) is a figure which shows the further specific example of a distribution ratio variable type | mold distributor. ＣｌａｓｓＡ，Ｂと動作点の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between ClassA, B and an operating point. メイン増幅器とピーク増幅器の回路例を示す図である。It is a figure which shows the circuit example of a main amplifier and a peak amplifier. 本発明に係るドハティ増幅装置の実施例２を説明するための回路構成図である。It is a circuit block diagram for demonstrating Example 2 of the Doherty amplifier which concerns on this invention. 本発明に係るドハティ増幅装置の実施例３を説明するための回路構成図である。It is a circuit block diagram for demonstrating Example 3 of the Doherty amplifier which concerns on this invention. 本発明に係るドハティ増幅装置の実施例４を説明するための回路構成図である。It is a circuit block diagram for demonstrating Example 4 of the Doherty amplifier which concerns on this invention.

まず、本発明に係るドハティ増幅器の実施例を説明する前に、ドハティ増幅器における温度変動について以下に説明する。
図５は、電力増幅器の出力の温度ばらつきの例を示す図である。横軸が入力電力（Ｐｉｎ）、縦軸が出力電力（Ｐｏｕｔ）を示している。電力増幅器の一般的な入出力特性を３つの温度状態Ｔ２＜Ｔ１＜Ｔ０で測定した場合を示している。Ｔ０は仕様上の最高温度、Ｔ１は仕様上の一般的温度、Ｔ２は仕様上の最低温度を意味している。温度Ｔ０時の増幅器の出力をＰｏｕｔ（ｍｉｎ）、温度Ｔ２時の増幅器の出力をＰｏｕｔ（ｍａｘ）として、Ｐｏｕｔ（ｍａｘ）−Ｐｏｕｔ（ｍｉｎ）＝Ｐ（ｂａｃｋｏｆｆ）と定義する。図５からＴ２＜Ｔ１＜Ｔ０の温度状態で温度変化がおきていることがわかっている。そこで、このような温度変化があったとしても、特性をフラットな状態を保ちたいというのが目的である。 First, before describing an embodiment of the Doherty amplifier according to the present invention, temperature fluctuations in the Doherty amplifier will be described below.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of temperature variation of the output of the power amplifier. The horizontal axis indicates input power (Pin), and the vertical axis indicates output power (Pout). The general input / output characteristics of the power amplifier are measured in three temperature states T2 <T1 <T0. T0 means the highest temperature in the specification, T1 means the general temperature in the specification, and T2 means the lowest temperature in the specification. The output of the amplifier at the temperature T0 is defined as Pout (min), and the output of the amplifier at the temperature T2 is defined as Pout (max), which is defined as Pout (max) −Pout (min) = P (back off). From FIG. 5, it is known that the temperature change occurs in the temperature state of T2 <T1 <T0. Therefore, the purpose is to keep the characteristics flat even if there is such a temperature change.

図６は、温度変動による効率劣化の例を示す図である。横軸が出力電力（Ｐｏｕｔ）、縦軸が電力付加効率（ＰｏｗｅｒＡｄｄｅｄＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＰＡＥ）を示している。温度変動と電力付加効率変動は１対１で関連付けることができる。つまり、図６によって温度による出力変動を通常のドハティ増幅器のバックオッフに見立てる可能性が示唆されたことになる。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of efficiency deterioration due to temperature fluctuation. The horizontal axis represents output power (Pout), and the vertical axis represents power added efficiency (PAE). Temperature fluctuations and power added efficiency fluctuations can be correlated on a one-to-one basis. That is, FIG. 6 suggests that the output fluctuation due to temperature may be considered as a normal Doherty amplifier back-off.

図７は、単体の電力付加（ＰＡ）とドハティ増幅器との出力電力（Ｐｏｕｔ）に対する電力付加効率（ＰＡＥ）との関係を示す図である。ドハティ増幅器にバックオッフの概念を導入することで、単体の電力付加（ＰＡ）では得られなかった広い出力パワー範囲に渡る高効率領域／状態の実現が可能になることを理解することが出来る。バックオッフ領域での効率を高めるため、また、バックオッフ領域での効率変動を減少させるため、メイン増幅器の効率＜ピーク増幅器の効率の条件を満たすことが好ましい。 FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a single power addition (PA) and a power addition efficiency (PAE) with respect to an output power (Pout) of the Doherty amplifier. By introducing the back-off concept into the Doherty amplifier, it can be understood that a high-efficiency region / state can be realized over a wide output power range that cannot be obtained by a single power addition (PA). In order to increase the efficiency in the back-off region and reduce the fluctuation in efficiency in the back-off region, it is preferable to satisfy the condition of main amplifier efficiency <peak amplifier efficiency.

図８は、ドハティ増幅器の総合効率とメイン増幅器対ピーク増幅器のパワー分配比の説明図である。横軸は増幅器の入力をピーク増幅器に分配する割合であるものの高温では出力が低い入力から飽和し始めることから、横軸を温度に置き換えて考えると、左から順番に、温度Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２に対応しているとみなすことが出来る。縦軸は、上から順番に、メイン増幅器、ピーク増幅器、ドハティ増幅器の総合効率を示している。メイン増幅器の電力付加効率（ＰＡＥ）Ｍａｘ達成時にピーク増幅器がオンすると仮定する。 FIG. 8 is an explanatory diagram of the overall efficiency of the Doherty amplifier and the power distribution ratio of the main amplifier to the peak amplifier. Although the horizontal axis represents the ratio of distributing the amplifier input to the peak amplifier, the output starts to saturate at a low temperature at a high temperature. Therefore, when the horizontal axis is replaced with the temperature, the temperatures T0, T1, T2 are sequentially arranged from the left. It can be considered that it corresponds to. The vertical axis indicates the total efficiency of the main amplifier, the peak amplifier, and the Doherty amplifier in order from the top. Assume that the peak amplifier is turned on when the power added efficiency (PAE) Max of the main amplifier is achieved.

ドハティ増幅器のバックオッフ領域で電力付加効率（ＰＡＥ）を一定に保つには、入力配分比の最適化が必要になることが分かった。この結果を出力振幅が一定であることを要求される（例えば、ＦＭ変調）システムに適用した場合。温度変動に起因する出力変動をドハティ増幅器のバックオッフに見立てることで増幅器の電力付加効率（ＰＡＥ）を最適化できる。 In order to keep the power added efficiency (PAE) constant in the backoff region of the Doherty amplifier, it has been found that the input distribution ratio needs to be optimized. When this result is applied to a system in which the output amplitude is required to be constant (for example, FM modulation). The power added efficiency (PAE) of the amplifier can be optimized by regarding the output fluctuation caused by the temperature fluctuation as a back-off of the Doherty amplifier.

その１つの方法は、動作温度条件における電力付加効率（ＰＡＥ）が平坦になるように、メイン増幅器とピーク増幅器の入力信号比を選ぶことである。ただし、メイン増幅器が電力付加効率（ＰＡＥｍａｘ）に到達したときにピーク増幅器がオンするようにドハティ増幅器はプリセットされているものと仮定する。
つまり、比較器１６２は、メイン増幅器５２の電力付加効率が最大に達した時にピーク増幅器５３がオンする場合、分配器５１の分配比を調整する。 One way is to select the input signal ratio of the main amplifier and the peak amplifier so that the power added efficiency (PAE) at operating temperature conditions is flat. However, it is assumed that the Doherty amplifier is preset so that the peak amplifier is turned on when the main amplifier reaches the power added efficiency (PAEmax).
That is, the comparator 162 adjusts the distribution ratio of the distributor 51 when the peak amplifier 53 is turned on when the power added efficiency of the main amplifier 52 reaches the maximum.

また、比較器１６２は、第１の温度においてメイン増幅器５２へ分配する比率を大きくし、第１の温度よりも高い第２の温度においてピーク増幅器５３へ分配する比率を大きくする。
図９は、ドハティ増幅器の総合効率とピーク増幅器がオンする増幅器の入力の大きさとの関係を示す図で、バックオッフの大きさによるドハティ増幅器の電力付加効率（ＰＡＥ）変動の様子を示している。横軸はピーク増幅器がオンする増幅器の入力の大きさであるが、こちらも図８での同様の議論によって、左から順番に、温度Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２に対応しているとみなすことが出来る。縦軸は、上から順番に、メイン増幅器、メイン増幅器、ドハティ増幅器の総合効率を示している。 Further, the comparator 162 increases the ratio of distribution to the main amplifier 52 at the first temperature, and increases the ratio of distribution to the peak amplifier 53 at the second temperature higher than the first temperature.
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the overall efficiency of the Doherty amplifier and the input magnitude of the amplifier that turns on the peak amplifier, and shows how the power added efficiency (PAE) of the Doherty amplifier varies with the magnitude of the backoff. The horizontal axis indicates the magnitude of the amplifier input at which the peak amplifier is turned on, but this can also be regarded as corresponding to the temperatures T0, T1, T2 in order from the left by the same discussion in FIG. . The vertical axis indicates the total efficiency of the main amplifier, the main amplifier, and the Doherty amplifier in order from the top.

メイン増幅器が最高効率に達するＰｏｕｔの近傍で、ピーク増幅器がオンするように設計することが、ドハティ増幅器の高効率化やドハティ増幅器の高効率領域での効率一定化のために好ましいことが分かった。つまり、メイン増幅器対ピーク増幅器の入力比が一定の場合は、メイン増幅器の電力付加効率（ＰＡＥ）がＭａｘになるＰｏｕｔとピーク増幅器のオンするＰｏｕｔとを適切に選ぶことでも同様な結果が得られることがわかった。 It was found that designing the peak amplifier to turn on in the vicinity of Pout where the main amplifier reaches the maximum efficiency is preferable in order to increase the efficiency of the Doherty amplifier and to stabilize the efficiency in the high efficiency region of the Doherty amplifier. . That is, when the input ratio of the main amplifier to the peak amplifier is constant, the same result can be obtained by appropriately selecting Pout at which the power added efficiency (PAE) of the main amplifier is Max and Pout at which the peak amplifier is turned on. I understood it.

つまり、比較器１６２は、分配器５１の分配比が一定の場合、メイン増幅器５２の電力付加効率が最大に達した時にピーク増幅器５３がオンするように、メイン増幅器５２及びピーク増幅器５３のバイアス又は電源電圧を調整する。
また、比較器１６２は、第１の温度においてピーク増幅器５３がＢ級増幅動作を行うようピーク増幅器５３の動作点を低く、第１の温度よりも高い第２の温度においてピーク増幅器５３がＡ級増幅動作を行うようにピーク増幅器５３の動作点を高くする。 That is, when the distribution ratio of the distributor 51 is constant, the comparator 162 is configured to bias the main amplifier 52 and the peak amplifier 53 so that the peak amplifier 53 is turned on when the power added efficiency of the main amplifier 52 reaches the maximum. Adjust the power supply voltage.
Further, the comparator 162 lowers the operating point of the peak amplifier 53 so that the peak amplifier 53 performs the class B amplification operation at the first temperature, and the peak amplifier 53 operates at the second temperature higher than the first temperature. The operating point of the peak amplifier 53 is increased so as to perform the amplification operation.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１０は、本発明に係るドハティ増幅装置の実施形態を説明するための回路構成図である。図中符号５０はドハティ増幅器、５１は分配器、５２はメイン増幅器、５３はピーク増幅器、５４は第１の９０°移相器、５５は第２の９０°移相器、５６は加算器、６０はドハティ増幅装置、６１は第１の温度センサ、６２は調整信号発生回路、６３はスイッチ（ＳＷ）を示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 10 is a circuit configuration diagram for explaining an embodiment of the Doherty amplification device according to the present invention. In the figure, reference numeral 50 is a Doherty amplifier, 51 is a distributor, 52 is a main amplifier, 53 is a peak amplifier, 54 is a first 90 ° phase shifter, 55 is a second 90 ° phase shifter, 56 is an adder, Reference numeral 60 denotes a Doherty amplifier, 61 denotes a first temperature sensor, 62 denotes an adjustment signal generation circuit, and 63 denotes a switch (SW).

本発明のドハティ増幅装置６０は、温度変化に起因して回路特性が変化した場合であっても増幅器の利得を所定範囲内に設定することを可能にするドハティ増幅器５０を備えている。温度センサ６１は、装置本体の周囲温度を検出するものである。また、調整信号発生回路６２は、温度センサ６１からの出力信号に基づいて、ドハティ増幅器５０のバイアス調整又は分配比調整を行うためのものである。また、スイッチ回路６３は、調整信号発生回路６２からの出力信号に基づいてバイアス調整又は分配比調整を切り替えるものである。また、ドハティ増幅器５０は、スイッチ回路６３によりバイアス調整又は分配比調整を行うものである。 The Doherty amplification device 60 of the present invention includes a Doherty amplifier 50 that makes it possible to set the gain of the amplifier within a predetermined range even when the circuit characteristics change due to a temperature change. The temperature sensor 61 detects the ambient temperature of the apparatus main body. The adjustment signal generation circuit 62 is for performing bias adjustment or distribution ratio adjustment of the Doherty amplifier 50 based on the output signal from the temperature sensor 61. The switch circuit 63 switches bias adjustment or distribution ratio adjustment based on the output signal from the adjustment signal generation circuit 62. The Doherty amplifier 50 performs bias adjustment or distribution ratio adjustment by the switch circuit 63.

つまり、本発明のドハティ増幅装置６０は、バイアス調整端子６３ａと分配比調整端子６３ｂとを有するドハティ増幅器５０と、温度センサ６１と、この温度センサ６１からの温度センサ信号を基に調整信号を発生する調整信号発生回路６２と、調整信号を少なくとも一方の調整端子６３ａ，６３ｂに供給するためのスイッチ（ＳＷ）６３とで構成されている。 That is, the Doherty amplifier 60 of the present invention generates an adjustment signal based on the Doherty amplifier 50 having the bias adjustment terminal 63a and the distribution ratio adjustment terminal 63b, the temperature sensor 61, and the temperature sensor signal from the temperature sensor 61. And an adjustment signal generating circuit 62 and a switch (SW) 63 for supplying the adjustment signal to at least one of the adjustment terminals 63a and 63b.

また、ドハティ増幅器５０は、入力信号を２つの入力信号に分配する分配器５１と、この分配器５１からの分配された一方の入力信号が入力されるメイン増幅器５２と、分配器５１から分配された他方の入力信号の位相を９０度遅らせる第１の移相器５４と、この第１の移相器５４からの信号が入力されるピーク増幅器５３と、メイン増幅器５２からの信号の位相を９０度遅らせる第２の移相器５５と、ピーク増幅器５３からの信号と第２の移相器５５からの信号を加算する加算器５６とを備えている。 The Doherty amplifier 50 is distributed from a distributor 51 that distributes an input signal into two input signals, a main amplifier 52 that receives one of the distributed input signals from the distributor 51, and the distributor 51. The first phase shifter 54 that delays the phase of the other input signal by 90 degrees, the peak amplifier 53 to which the signal from the first phase shifter 54 is input, and the phase of the signal from the main amplifier 52 are 90 degrees. A second phase shifter 55 that delays the second phase shifter, and an adder 56 that adds the signal from the peak amplifier 53 and the signal from the second phase shifter 55.

また、本発明に用いられるドハティ増幅器５０は、半導体基板上に形成されるＧＨｚ以上の信号を取り扱う電力増幅器を想定しており、その温度とＰｉｎ対Ｐｏｕｔの関係を図５になると考え得る。例えば、調整信号発生回路６２が、バイアス調整端子６３ａと接続された場合、温度が低ければ、ピーク増幅器５３の入力が大きくなるまで動作しないように、バイアスをＣｌａｓｓＢに近付け、温度が高ければ、メイン増幅器５２が最大出力に達する入力が低くなるので、ピーク増幅器５３も低い入力でオンするように、バイアスをＣｌａｓｓＡ側に動かして動作される。 The Doherty amplifier 50 used in the present invention is assumed to be a power amplifier that handles signals of GHz or higher formed on a semiconductor substrate, and the relationship between the temperature and Pin vs. Pout can be considered as shown in FIG. For example, when the adjustment signal generation circuit 62 is connected to the bias adjustment terminal 63a, if the temperature is low, the bias is brought close to Class B so that it does not operate until the input of the peak amplifier 53 becomes large. Since the input at which the amplifier 52 reaches the maximum output is lowered, the peak amplifier 53 is also operated by moving the bias toward the Class A side so that the peak amplifier 53 is turned on at a low input.

また、調整信号発生回路６２が、分配比調整端子６３ｂと接続された場合は、温度が低ければ、ピーク増幅器５３の入力が大きくなるまで動作しないように、メイン増幅器５２への分配比を大きくし、温度が高ければ、メイン増幅器５２が最大出力に達する入力が低くなるので、ピーク増幅器５３も低い入力でオンするように、ピーク増幅器５３への分配比を大きくする。 Further, when the adjustment signal generation circuit 62 is connected to the distribution ratio adjustment terminal 63b, the distribution ratio to the main amplifier 52 is increased so that if the temperature is low, the adjustment signal generation circuit 62 does not operate until the input of the peak amplifier 53 increases. If the temperature is high, the input at which the main amplifier 52 reaches the maximum output becomes low, so the distribution ratio to the peak amplifier 53 is increased so that the peak amplifier 53 is also turned on at a low input.

本発明は、バックオッフの領域で電力付加効率（ＰＡＥ）がほぼ一定となるドハティ増幅器５０の特性を利用することで、温度変動に対する電力付加効率（ＰＡＥ）が一定になるように、図８及び図９に示すいずれかの制御方法を用いることを特徴としている。 The present invention utilizes the characteristics of the Doherty amplifier 50 in which the power added efficiency (PAE) is substantially constant in the back-off region, so that the power added efficiency (PAE) with respect to temperature fluctuation is constant. 9. Any one of the control methods shown in FIG. 9 is used.

図１１は、本発明に係るドハティ増幅装置の実施例１を説明するための回路構成図である。図中符号１６２は比較器、１６２ａは第１の基準電圧部、１６２ｂは第２の基準電圧部を示している。なお、図１０と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
調整信号発生回路６２は、温度センサ６１からの出力信号Ｖｔと基準電圧部１６２ａ，１６２ｂからの基準電圧信号Ｖ１，Ｖ２とを比較し、所望の温度範囲内で電力付加効率が一定になるように、分配器５１の分配比、メイン増幅器５２又はピーク増幅器５３のバイアス又は電源電圧の少なくとも一つを調整する比較器１６２を備えている。 FIG. 11 is a circuit configuration diagram for explaining the first embodiment of the Doherty amplifying device according to the present invention. In the figure, reference numeral 162 denotes a comparator, 162a denotes a first reference voltage unit, and 162b denotes a second reference voltage unit. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has the same function as FIG.
The adjustment signal generation circuit 62 compares the output signal Vt from the temperature sensor 61 with the reference voltage signals V1 and V2 from the reference voltage units 162a and 162b so that the power added efficiency is constant within a desired temperature range. A comparator 162 that adjusts at least one of the distribution ratio of the distributor 51, the bias of the main amplifier 52 or the peak amplifier 53, or the power supply voltage.

つまり、本実施例１は、ドハティ増幅器５０と、温度センサ６１と、基準電圧部１６２ａ，１６２ｂと、温度センサ６１からの出力信号Ｖｔと基準電圧部１６２ａ，１６２ｂからの基準電圧信号Ｖ１，Ｖ２とを比較する比較器１６２とを備え、この比較器１６２の出力は、分配器５１の出力の設定信号となる。ドハティ増幅器５０は、入力信号を２つの経路に分配する分配比可変型分配器５１と、メイン増幅器５２と、分配比可変型分配器５１から分配された他方の入力信号の位相を９０度遅らせる第１の移相器５４と、この第１の移相器５４からの信号が入力されるピーク増幅器５３と、メイン増幅器５２からの信号の位相を９０度遅らせる第２の移相器５５と、ピーク増幅器５３からの信号と第２の移相器５５からの信号を加算する加算器５６とを備え、分配比可変型分配器５１は、比較器１６２の出力にしたがって、ドハティ増幅器５０の入力をメイン増幅器５２とピーク増幅器５３の２つの増幅器に分配する分配比を可変するという特徴を有する。 In other words, the first embodiment includes the Doherty amplifier 50, the temperature sensor 61, the reference voltage units 162a and 162b, the output signal Vt from the temperature sensor 61, and the reference voltage signals V1 and V2 from the reference voltage units 162a and 162b. And an output of the comparator 162 becomes a setting signal for the output of the distributor 51. The Doherty amplifier 50 delays the phase of the other input signal distributed from the distribution ratio variable distributor 51, the main amplifier 52, and the other distribution ratio variable distributor 51 by which the input signal is distributed to two paths by 90 degrees. 1 phase shifter 54, a peak amplifier 53 to which a signal from the first phase shifter 54 is input, a second phase shifter 55 that delays the phase of the signal from the main amplifier 52 by 90 degrees, and a peak An adder 56 that adds the signal from the amplifier 53 and the signal from the second phase shifter 55 is provided. The variable distribution ratio distributor 51 uses the input of the Doherty amplifier 50 as the main according to the output of the comparator 162. The distribution ratio distributed to the two amplifiers of the amplifier 52 and the peak amplifier 53 is variable.

本実施例１におけるドハティ増幅器５０は、図８に示した原理に基づいて動作する。つまり、本実施例１におけるドハティ増幅器５０は、メイン増幅器５２の出力が飽和する入力と、ピーク増幅器５３がオンする入力とをそろえることである。増幅器の状態は、温度が低い時には、入力が大きくなっても出力が飽和しにくく、温度が高い時には、入力が比較的小さい時も出力が飽和してしまう。従って、温度が低い時には、メイン増幅器への分配比を大きき設定し、温度の高い時には、メイン増幅器への分配比を小さく設定することで、メイン増幅器の飽和点と、ピーク増幅器の動作開始点とを揃えることが出来る。 The Doherty amplifier 50 according to the first embodiment operates based on the principle shown in FIG. That is, the Doherty amplifier 50 according to the first embodiment is to align the input at which the output of the main amplifier 52 is saturated and the input at which the peak amplifier 53 is turned on. As for the state of the amplifier, when the temperature is low, the output is not easily saturated even when the input is large, and when the temperature is high, the output is saturated even when the input is relatively small. Therefore, by setting the distribution ratio to the main amplifier large when the temperature is low, and setting the distribution ratio to the main amplifier small when the temperature is high, the saturation point of the main amplifier and the operation starting point of the peak amplifier are set. Can be aligned.

図１２（ａ）乃至（ｅ）は、図１１に示した分配比可変型分配器の例を示す図で、図１２（ａ）は等分配器、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示した等分配器の等価回路、図１２（ｃ）は非（不）等分配器、図１２（ｄ）は、図１２（ｃ）に示した非（不）等分配器の等価回路、図１２（ｅ）は本発明に用いられる非（不）等分配器を示している。図１２（ａ）に示した等分配器と、図１２（ｃ）に示した非（不）等分配器とを比較することで、分配比は、伝送線路のインピーダンスを変化することで実現できることが理解できる。つまり、図１２（ｅ）には、等分配器にヴァラクタを付加することで実現した回路を示している。λ／４ライン中に等間隔に２つ以上のヴァラクタを配置する。Ｚ０＝√Ｌ／Ｃ⇒Ｚ０’＝√Ｌ／（Ｃ＋ΔＣ）Ｚ０＞Ｚ０’ ΔＣはヴァラクタ容量である。図１２（ｅ）は、図１２（ｄ）に示したＺ１乃至Ｚ５に対応している。 12 (a) to 12 (e) are diagrams showing examples of the variable distribution ratio type distributor shown in FIG. 11, in which FIG. 12 (a) is an equal distributor, and FIG. 12 (b) is FIG. 12 (c) is a non- (non) equal divider, and FIG. 12 (d) is an equivalent circuit of the non (non) equal divider shown in FIG. 12 (c). FIG. 12 (e) shows a non- (non) equal divider used in the present invention. By comparing the equal distributor shown in FIG. 12A with the non- (non) equal distributor shown in FIG. 12C, the distribution ratio can be realized by changing the impedance of the transmission line. Can understand. That is, FIG. 12 (e) shows a circuit realized by adding a variable to the equal distributor. Two or more varactors are arranged at equal intervals in the λ / 4 line. Z0 = √L / C => Z0 ′ = √L / (C + ΔC) Z0> Z0 ′ ΔC is a fractal capacity. FIG. 12E corresponds to Z1 to Z5 shown in FIG.

Ｐ１からＰ２のパスに対してグランドのヴァラクタを挿入し、その制御端子を全て結合し、分配比制御信号端子とする。制御信号Ｌの時にヴァラクタはオフ、したがって、図１２（ｅ）は等配分が達成できる。これに対して、制御信号Ｈの時にヴァラクタはオン、したがって、伝送線路の対接地容量が増加し、特性インピーダンスが低下し、図１２（ｃ）を実現することにより非（不）等配分が達成できる。 A ground character is inserted into the path from P1 to P2, and all of its control terminals are coupled to form a distribution ratio control signal terminal. In the case of the control signal L, the character is turned off, and therefore an equal distribution can be achieved in FIG. On the other hand, when the control signal is H, the variable is turned on, and therefore, the grounding capacity of the transmission line is increased, the characteristic impedance is lowered, and non-equal distribution is achieved by realizing FIG. it can.

図１２（ｅ）において、ヴァラクタ容量を付加することで等価的に配線幅を太くし、特性インイーダンスを低くすると、等配分が非等配分になる。
伝送線路は、信号伝達方向に沿った、いわゆるシリーズ・インダクタＬｓと、信号線とグランドの間に存在する、いわゆるシャント・キャパシタンスＣｐとで表現される。この時、特性インイーダンスＺｏは、Ｚｏ＝Ｓｑｒｔ（Ｌｓ／Ｃｐ）となる事が知られている。信号線を太くする事は、Ｌｓを小・Ｃｐを大に変更することと等価であり、Ｚｏ’＝Ｓｑｒｔ（Ｌｓ−ｄｅｌｔａＬｓ）／（Ｃｐ＋ｄｅｌｔａＣｐ））＜Ｚｏを得る。 In FIG. 12E, if the wiring width is equivalently increased by adding the variable capacitance and the characteristic impedance is lowered, the equal distribution becomes unequal.
The transmission line is expressed by a so-called series inductor Ls along the signal transmission direction and a so-called shunt capacitance Cp existing between the signal line and the ground. At this time, it is known that the characteristic impedance Zo becomes Zo = Sqrt (Ls / Cp). Making the signal line thicker is equivalent to changing Ls to small and Cp to large, and Zo ′ = Sqrt (Ls−deltaLs) / (Cp + deltaCp)) <Zo is obtained.

図１３（ａ）乃至（ｃ）は、分配比可変型分配器の更なる具体的な例を示す図で、図１３（ａ）は等分配器の等価回路と、図１３（ｂ）は非（不）等分配器の等価回路で、Ｐｏｕｔ（Ｐ２）＝Ｐｏｕｔ（Ｐ３）＋３ｄＢの分配器の等価回路、図１３（ｃ）は本発明に用いられる非（不）等分配器を示している。
トレース幅は、所望のインピーダンス中、最も高いインピーダンスになるように設計する。また、λ／４トレースに対して等間隔に２個以上ので、ヴァラクタ間隔＜λ／１０となるように、対グランドヴァラクタを挿入する。また、制御電圧を変化させることでトレースのインピーダンスを制御する。 FIGS. 13A to 13C are diagrams showing further specific examples of variable distribution ratio type distributors, in which FIG. 13A is an equivalent circuit of an equal distributor, and FIG. Equivalent circuit of (non) equal divider, equivalent circuit of Pout (P2) = Pout (P3) +3 dB divider, FIG. 13 (c) shows a non- (non) equal divider used in the present invention. .
The trace width is designed to be the highest impedance among the desired impedances. Also, since there are two or more equal intervals with respect to the λ / 4 trace, the anti-ground varactor is inserted so that the varactor interval <λ / 10. Further, the impedance of the trace is controlled by changing the control voltage.

分配比可変のために実現すべき回路定数を以下の表１に示す。なお、全ての伝送線路の電気長はλ／４とする。 Table 1 below shows circuit constants to be realized in order to change the distribution ratio. The electrical length of all transmission lines is λ / 4.

図１３（ｃ）において、ヴァラクタオフの時に高インピーダンス状態（＊の値）になるように設計する。また、ヴァラクタを伝送線路上に等間隔に配置する。このときの間隔は、λ／１０以下（２個以上配置）とする。可能ならばλ／２０以下となることが好ましい。また、ヴァラクタオンで低インピーダンス状態を実現する。また、等分配時は、インピーダンス制御２，４，５をオフとし、インピーダンス制御３をオンとする。また、非等分配時は、インピーダンス制御２，４，５をオンとし、インピーダンス制御３をオフとする。このように、インピーダンス制御状態を増やすことで任意の分配比を実現できる。 In FIG.13 (c), it designs so that it may become a high impedance state (value of *) at the time of a character off. Also, the varactors are arranged at equal intervals on the transmission line. The interval at this time is λ / 10 or less (two or more are arranged). If possible, it is preferably λ / 20 or less. Moreover, a low impedance state is realized with a varacton. Further, at the time of equal distribution, the impedance controls 2, 4 and 5 are turned off, and the impedance control 3 is turned on. At the time of non-uniform distribution, the impedance controls 2, 4 and 5 are turned on, and the impedance control 3 is turned off. Thus, an arbitrary distribution ratio can be realized by increasing the impedance control state.

つまり、比較器１６２は、分配器５１の伝送経路のインピーダンスを変化させることで、分配器５１の分配比を調整する。
図１４は、ＣｌａｓｓＡ，Ｂと動作点の関係を示す図である。効率は、ＣｌａｓｓＡ＜ＣｌａｓｓＢ＜ＣｌａｓｓＣの関係にあり、線形性は、ＣｌａｓｓＡ＞ＣｌａｓｓＢ＞ＣｌａｓｓＣの関係にある。 That is, the comparator 162 adjusts the distribution ratio of the distributor 51 by changing the impedance of the transmission path of the distributor 51.
FIG. 14 is a diagram illustrating the relationship between Class A and Class B and operating points. Efficiency has a relationship of Class A <Class B <Class C, and linearity has a relationship of Class A> Class B> Class C.

図１５は、メイン増幅器とピーク増幅器の回路例を示す図である。高利得、低消費電流、位相マッチングなどの観点からコモンエミッタの単一段（ｓｉｎｇｌｅｓｔａｇｅ）増幅器、つまり、エミッタ接地増幅器が好ましい。利得・効率の要求から、メイン増幅器をＡ級又はＡＢ級とし、ピーク増幅器をＣ級の動作点で設計することが多い。この場合、メイン増幅器とピーク増幅器は、同じ回路を用い、ＶＢＭ（メイン増幅器のバイアス）とＶＢＰ（ピーク増幅器のバイアス）のＤＣ動作点を適切に選ぶことで動作Ｃｌａｓｓを使い分けることが上述した位相マッチングの要求から望まれる。つまり、メイン増幅器５２及びピーク増幅器５３は、エミッタ接地増幅器であることが望ましい。これにより、バイアス電圧の変更で動作点を変えることができる。 FIG. 15 is a diagram illustrating a circuit example of the main amplifier and the peak amplifier. From the viewpoint of high gain, low current consumption, phase matching, etc., a common emitter single stage amplifier, that is, a grounded emitter amplifier is preferable. In view of the requirements for gain and efficiency, the main amplifier is often set to class A or class AB, and the peak amplifier is often designed with a class C operating point. In this case, the same circuit is used for the main amplifier and the peak amplifier, and the phase matching described above can be performed by appropriately selecting the DC operation point of VBM (main amplifier bias) and VBP (peak amplifier bias). Desired from the request. That is, the main amplifier 52 and the peak amplifier 53 are preferably grounded emitter amplifiers. Thereby, the operating point can be changed by changing the bias voltage.

図１６は、本発明に係るドハティ増幅装置の実施例２を説明するための回路構成図である。図１０と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
本実施例２のドハティ増幅装置６０は、ドハティ増幅器５０と、温度センサ６１と、基準電圧部（１６２ａ，１６２ｂ）と、温度センサ６１の出力と基準電圧を入力とする比較器１６２と、スイッチ（ＳＷ）６３とで構成されている。比較器１６２の出力は、メイン増幅器５２又はピーク増幅器５３の少なくともどちらか一方のバイアス条件を可変する。 FIG. 16 is a circuit configuration diagram for explaining a second embodiment of the Doherty amplifying device according to the present invention. Components having the same functions as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals.
The Doherty amplifier 60 of the second embodiment includes a Doherty amplifier 50, a temperature sensor 61, reference voltage units (162a and 162b), a comparator 162 that receives the output of the temperature sensor 61 and the reference voltage, and a switch ( SW) 63. The output of the comparator 162 varies the bias condition of at least one of the main amplifier 52 and the peak amplifier 53.

また、ドハティ増幅器５０は、入力信号を２等分する等分配器５１と、メイン増幅器５２と、分配器５１から分配された他方の入力信号の位相を９０度遅らせる第１の移相器５４と、この第１の移相器５４からの信号が入力されるピーク増幅器５３と、メイン増幅器５２からの信号の位相を９０度遅らせる第２の移相器５５と、ピーク増幅器５３からの信号と第２の移相器５５からの信号を加算する加算器５６とを備えている。本実施例２は、上述した図９に示したバックオッフ制御で動作する。 The Doherty amplifier 50 includes an equal divider 51 that divides the input signal into two equal parts, a main amplifier 52, and a first phase shifter 54 that delays the phase of the other input signal distributed from the distributor 51 by 90 degrees. The peak amplifier 53 to which the signal from the first phase shifter 54 is input, the second phase shifter 55 that delays the phase of the signal from the main amplifier 52 by 90 degrees, the signal from the peak amplifier 53 and the first And an adder 56 for adding signals from the two phase shifters 55. The second embodiment operates by the back-off control shown in FIG. 9 described above.

つまり、本実施例２におけるドハティ増幅器５０は、メイン増幅器５２の出力が飽和する入力と、ピーク増幅器５３がオンする入力とをそろえることである。増幅器の状態は、温度が低い時には、入力が大きくなっても出力が飽和しにくく、温度が高い時には、入力が比較的小さい時も出力が飽和してしまう。従って、温度が低い時には、ピーク増幅器の動作開始入力レベルが大きくなるように、ピーク増幅器の動作バイアスを設定し、温度の高い時には、ピーク増幅器の動作開始入力レベルが小さくなるように、ピーク増幅器の動作バイアスを設定することで、メイン増幅器の飽和点と、ピーク増幅器の動作開始点とを揃えることが出来る That is, the Doherty amplifier 50 according to the second embodiment is to align the input at which the output of the main amplifier 52 is saturated and the input at which the peak amplifier 53 is turned on. As for the state of the amplifier, when the temperature is low, the output is not easily saturated even when the input is large, and when the temperature is high, the output is saturated even when the input is relatively small. Therefore, when the temperature is low, the peak amplifier operation bias is set so that the peak amplifier operation start input level is increased. When the temperature is high, the peak amplifier operation start input level is decreased. By setting the operation bias, the saturation point of the main amplifier and the operation start point of the peak amplifier can be aligned.

図１７は、本発明に係るドハティ増幅装置の実施例３を説明するための回路構成図である。図１０と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
本実施例３のドハティ増幅装置６０は、ドハティ増幅器５０と、温度センサ６１と、基準電圧部（１６２ａ，１６２ｂ）と、温度センサ６１の出力と基準電圧を入力とする比較器１６２と、スイッチ（ＳＷ）６３とで構成されている。比較器１６２の出力は、メイン増幅器５２のバイアス、電源、ピーク増幅器５３のバイアス、電源又はドハティ増幅器５０の内部の分配器の分配比のうちの少なくともいずれか１つを可変することで、図８及び図９に示した動作にしたがって動作温度による出力変動をバックオッフに見立てたドハティ動作を実現する。 FIG. 17 is a circuit configuration diagram for explaining a third embodiment of the Doherty amplifier according to the present invention. Components having the same functions as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals.
The Doherty amplifier 60 of the third embodiment includes a Doherty amplifier 50, a temperature sensor 61, reference voltage units (162a and 162b), a comparator 162 that receives the output of the temperature sensor 61 and the reference voltage, and a switch ( SW) 63. The output of the comparator 162 varies at least one of the bias of the main amplifier 52, the power supply, the bias of the peak amplifier 53, and the distribution ratio of the power supply or the distributor inside the Doherty amplifier 50, thereby changing the output of FIG. In accordance with the operation shown in FIG. 9, a Doherty operation is realized in which the output fluctuation due to the operating temperature is considered as a back-off.

また、ドハティ増幅器５０は、入力信号を２等分する分配比可変型分配器５１と、メイン増幅器５２と、分配比可変型分配器５１から分配された他方の入力信号の位相を９０度遅らせる第１の移相器５４と、この第１の移相器５４からの信号が入力されるピーク増幅器５３と、メイン増幅器５２からの信号の位相を９０度遅らせる第２の移相器５５と、ピーク増幅器５３からの信号と第２の移相器５５からの信号を加算する加算器５６とを備えている。 The Doherty amplifier 50 delays the phase of the other input signal distributed from the distribution ratio variable distributor 51, the main amplifier 52, and the other distribution ratio variable distributor 51 by 90 degrees. 1 phase shifter 54, a peak amplifier 53 to which a signal from the first phase shifter 54 is input, a second phase shifter 55 that delays the phase of the signal from the main amplifier 52 by 90 degrees, and a peak An adder 56 that adds the signal from the amplifier 53 and the signal from the second phase shifter 55 is provided.

本実施例３におけるドハティ増幅器５０は、メイン増幅器５２の出力が飽和する入力と、ピーク増幅器５３がオンする入力とをそろえることである。増幅器の状態は、温度が低い時には、入力が大きくなっても出力が飽和しにくく、温度が高い時には、入力が比較的小さい時も出力が飽和してしまう。従って、温度が低い時には、メイン増幅器への分配比を大きき設定し、温度の高い時には、メイン増幅器への分配比を小さく設定することで、メイン増幅器の飽和点と、ピーク増幅器の動作開始点とを揃えることが出来る。若しくは温度が低い時には、ピーク増幅器の動作開始入力レベルが大きくなるように、ピーク増幅器の動作バイアスを設定し、温度の高い時には、ピーク増幅器の動作開始入力レベルが小さくなるように、ピーク増幅器の動作バイアスを設定することでも、メイン増幅器の飽和点と、ピーク増幅器の動作開始点とを揃えることが出来る。本実施例では、上記２例の制御方法の少なくともいずれか一方を用いて、温度変動をバックオフに見立てたドハティ動作を実現することを特徴とする。もちろん２つの制御方法を同時に用いることで、設計の自由度が上がり、より精度の高い制御が行えるようになる。 The Doherty amplifier 50 in the third embodiment is to align the input at which the output of the main amplifier 52 is saturated and the input at which the peak amplifier 53 is turned on. As for the state of the amplifier, when the temperature is low, the output is not easily saturated even when the input is large, and when the temperature is high, the output is saturated even when the input is relatively small. Therefore, by setting the distribution ratio to the main amplifier large when the temperature is low, and setting the distribution ratio to the main amplifier small when the temperature is high, the saturation point of the main amplifier and the operation starting point of the peak amplifier are set. Can be aligned. Alternatively, when the temperature is low, the peak amplifier operation bias is set so that the peak amplifier operation start input level increases, and when the temperature is high, the peak amplifier operation start input level decreases. By setting the bias, the saturation point of the main amplifier and the operation start point of the peak amplifier can be aligned. The present embodiment is characterized in that a Doherty operation is realized by using at least one of the control methods of the above two examples as if the temperature fluctuation is considered as a back-off. Of course, by using two control methods at the same time, the degree of freedom of design is increased and more accurate control can be performed.

図１８は、本発明に係るドハティ増幅装置の実施例４を説明するための回路構成図である。図中符号５７は第２の温度センサ、１６３は差動増幅器を示している。なお、図１０と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
本実施例３のドハティ増幅装置６０は、ドハティ増幅器５０と、このドハティ増幅器５０から遠くのチップ内部の温度を検出する第１の温度センサ６１と、ドハティ増幅器５０の直近の温度を検出する第２の温度センサ５７と、第１の温度センサ６１と第２の温度センサ５７との出力を入力する差動増幅器１６３と、この差動増幅器１６３の出力にしたがって、メイン増幅器５２のバイアス、電源、ピーク増幅器５３のバイアス、電源の少なくとも１つの状態を制御することで、図８及び図９に示した動作電圧による出力変動をバックオッフに見立てたドハティ動作を実現する。 FIG. 18 is a circuit configuration diagram for explaining a fourth embodiment of the Doherty amplifier according to the present invention. In the figure, reference numeral 57 denotes a second temperature sensor, and 163 denotes a differential amplifier. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has the same function as FIG.
The Doherty amplifier 60 according to the third embodiment includes a Doherty amplifier 50, a first temperature sensor 61 that detects the temperature inside the chip far from the Doherty amplifier 50, and a second temperature that detects the temperature closest to the Doherty amplifier 50. Temperature sensor 57, differential amplifier 163 that inputs the outputs of first temperature sensor 61 and second temperature sensor 57, and the bias, power supply, and peak of main amplifier 52 according to the output of differential amplifier 163. By controlling at least one state of the bias of the amplifier 53 and the power supply, a Doherty operation is realized in which the output fluctuation due to the operation voltage shown in FIGS.

また、ドハティ増幅器５０は、入力信号を２等分する分配比可変型分配器５１と、メイン増幅器５２と、このメイン増幅器５２の直近に配置された第２の温度センサ５７と、分配比可変型分配器５１から分配された他方の入力信号の位相を９０度遅らせる第１の移相器５４と、この第１の移相器５４からの信号が入力されるピーク増幅器５３と、メイン増幅器５２からの信号の位相を９０度遅らせる第２の移相器５５と、ピーク増幅器５３からの信号と第２の移相器５５からの信号を加算する加算器５６とを備えている。 In addition, the Doherty amplifier 50 includes a distribution ratio variable type distributor 51 that divides an input signal into two equal parts, a main amplifier 52, a second temperature sensor 57 disposed in the immediate vicinity of the main amplifier 52, and a variable distribution ratio type. From the first phase shifter 54 that delays the phase of the other input signal distributed from the distributor 51 by 90 degrees, the peak amplifier 53 to which the signal from the first phase shifter 54 is input, and the main amplifier 52 A second phase shifter 55 that delays the phase of the first signal by 90 degrees, and an adder 56 that adds the signal from the peak amplifier 53 and the signal from the second phase shifter 55.

つまり、第２の温度センサ５７が、メイン増幅器５２の近傍に配置されている。また、上述した基準電圧部１６２ａ，１６２ｂが、ＩＣチップ内部の温度を測定する第１の温度センサ６１である。
以上のように、本実施例１乃至４によれば、温度変動に対する出力変動を少なくし、広い入力範囲にわたって高効率を維持し、高温・高出力条件下での熱暴走を防止することにより、温度変化等に起因して回路特性が変化した場合であっても増幅器の利得を所定範囲内に設定することが可能なドハティ増幅器を実現することができる。 That is, the second temperature sensor 57 is disposed in the vicinity of the main amplifier 52. The above-described reference voltage units 162a and 162b are the first temperature sensor 61 that measures the temperature inside the IC chip.
As described above, according to the first to fourth embodiments, the output fluctuation with respect to the temperature fluctuation is reduced, the high efficiency is maintained over a wide input range, and the thermal runaway under the high temperature / high output condition is prevented. Even if the circuit characteristics change due to a temperature change or the like, it is possible to realize a Doherty amplifier capable of setting the gain of the amplifier within a predetermined range.

１分配器
２メイン増幅器（キャリア増幅器）
３ピーク増幅器
４，５９０°移相器
１２メインアンプ
１３ピークアンプ
１６分配器
１７出力部
１８取得部
１９制御部
２１データテーブル
３１入力端子
３２出力端子
３３キャリア増幅器（第１の増幅器）
３４ピーク増幅器（第２の増幅器）
３５１／４波長線路
３６可変減衰器
３７可変移相器
３９温度センサ
４０ＲＯＭ（記憶手段）
４１制御回路（制御手段）
５０ドハティ増幅器
５１分配器
５２メイン増幅器
５３ピーク増幅器
５４第１の９０°移相器
５５第２の９０°移相器
５６加算器
５７第２の温度センサ
６０ドハティ増幅装置
６１第１の温度センサ
６２調整信号発生回路
６３スイッチ（ＳＷ）
１６２比較器
１６２ａ第１の基準電圧部
１６２ｂ第２の基準電圧部
１６３差動増幅器 1 Distributor 2 Main amplifier (carrier amplifier)
3 Peak amplifiers 4, 5 90 ° phase shifter 12 Main amplifier 13 Peak amplifier 16 Distributor 17 Output unit 18 Acquisition unit 19 Control unit 21 Data table 31 Input terminal 32 Output terminal 33 Carrier amplifier (first amplifier)
34 Peak amplifier (second amplifier)
35 1/4 wavelength line 36 Variable attenuator 37 Variable phase shifter 39 Temperature sensor 40 ROM (storage means)
41 Control circuit (control means)
50 Doherty amplifier 51 Distributor 52 Main amplifier 53 Peak amplifier 54 First 90 ° phase shifter 55 Second 90 ° phase shifter 56 Adder 57 Second temperature sensor 60 Doherty amplifier 61 First temperature sensor 62 Adjustment signal generation circuit 63 Switch (SW)
162 Comparator 162a First reference voltage unit 162b Second reference voltage unit 163 Differential amplifier

Claims

In the Doherty amplification device including the Doherty amplifier that enables the gain of the amplifier to be set within a predetermined range even when the circuit characteristics change due to a temperature change,
A first temperature sensor for detecting an ambient temperature of the apparatus body;
An adjustment signal generation circuit for performing bias adjustment or distribution ratio adjustment of the Doherty amplifier based on an output signal from the temperature sensor;
A switch circuit for switching the bias adjustment or the distribution ratio adjustment based on an output signal from the adjustment signal generation circuit;
And a Doherty amplifier that performs the bias adjustment or the distribution ratio adjustment by the switch circuit.

The adjustment signal generation circuit compares the output signal from the temperature sensor with the reference voltage signal from the reference voltage unit, and the distribution ratio of the distributor is such that the power added efficiency is constant within a desired temperature range. The Doherty amplification device according to claim 1, further comprising a comparator for adjusting at least one of a bias or a power supply voltage of the main amplifier or the peak amplifier.

The Doherty amplifier is
A distributor for distributing the input signal into two input signals;
A main amplifier to which one of the distributed input signals from the distributor is input;
A first phase shifter that delays the phase of the other input signal distributed from the distributor by 90 degrees;
A peak amplifier to which a signal from the first phase shifter is input;
A second phase shifter that delays the phase of the signal from the main amplifier by 90 degrees;
The Doherty amplifying device according to claim 1, further comprising: an adder that adds a signal from the peak amplifier and a signal from the second phase shifter.

4. The Doherty amplification according to claim 2, wherein the comparator adjusts a distribution ratio of the distributor when the peak amplifier is turned on when a power added efficiency of the main amplifier reaches a maximum. 5. apparatus.

The comparator increases a distribution ratio to the main amplifier at a first temperature and increases a distribution ratio to the peak amplifier at a second temperature higher than the first temperature. Item 5. A Doherty amplification device according to Item 4.

6. The Doherty amplifying device according to claim 2, wherein the comparator adjusts a distribution ratio of the distributor by changing an impedance of a transmission path of the distributor.

When the comparator has a constant distribution ratio of the divider, the bias or power supply voltage of the main amplifier and the peak amplifier is set so that the peak amplifier is turned on when the power added efficiency of the main amplifier reaches a maximum. The Doherty amplifying device according to claim 2, wherein the Doherty amplifying device is adjusted.

The comparator lowers the operating point of the peak amplifier so that the peak amplifier performs a class B amplification operation at a first temperature, and the peak amplifier performs a class A amplification at a second temperature higher than the first temperature. 8. The Doherty amplifier according to claim 7, wherein an operating point of the peak amplifier is increased so as to perform an operation.

9. The Doherty amplifying apparatus according to claim 1, wherein the main amplifier and the peak amplifier are grounded-emitter amplifiers.

The Doherty amplifier according to any one of claims 1 to 9, wherein the second temperature sensor is disposed in the vicinity of the main amplifier.

The Doherty amplifier according to claim 10, wherein the reference voltage unit is the first temperature sensor that measures the temperature inside the IC chip.