JP2016213557A - 電力増幅モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】電力増幅モジュールにおけるゲインの線形性劣化を抑制する。【解決手段】電力増幅モジュールは、増幅トランジスタ３００Ａと、第一の抵抗３０２Ａを介して増幅トランジスタ３００Ａのベースにバイアス電流を供給するバイアス回路２１０Ａと、を備える。バイアス回路２１０Ａは、コレクタにバイアス制御電流が供給される第１のバイポーラトランジスタ３１０Ａと、第２のバイポーラトランジスタ３１１Ａと、エミッタから該バイアス電流を出力する第３のバイポーラトランジスタ３１２Ａと、第４のバイポーラトランジスタ３１３Ａと、第３のバイポーラトランジスタ３１２Ａのベース・エミッタ間に設けられたキャパシタ３２０と、を含む。【選択図】図３

Description

本発明は、電力増幅モジュールに関する。
携帯電話等の移動体通信機においては、基地局へ送信する無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）信号の電力を増幅するために電力増幅モジュールが用いられる。電力増幅モジュールでは、電力増幅用のトランジスタにバイアス電流を供給するためのバイアス回路が用いられる。例えば、特許文献１には、カスコードカレントミラー回路により構成されたバイアス回路を用いた電力増幅回路が開示されている。
特表２００５−５０１４５８号公報
図１０は、特許文献１に開示された電力増幅回路の構成を示す図である。図１０に示す電力増幅回路では、トランジスタＱ２〜Ｑ５（カスコードカレントミラー回路）によりバイアス回路が構成されている。当該バイアス回路は、トランジスタＱ３のエミッタから、増幅回路を構成するトランジスタＱ１のベースに向かってバイアス電流を出力する。
ここで、バイアス回路から出力されるバイアス電流は、ＲＦ信号（トランジスタＱ１のベースに入力される信号）の影響により変化する。図１１は、ＲＦ信号の影響によるバイアス電流の変化の一例を示す図である。図１１に示すように、バイアス電流は、ＲＦ信号の影響により変化する。そして、ＲＦ信号のレベルが大きくなると、バイアス電流に負の電流（トランジスタＱ１のベースからトランジスタＱ３のエミッタ側への電流）が発生する。このとき、負の電流の一部は、トランジスタＱ２を介して接地へと流れるが、負の電流の全てがトランジスタＱ２に流れるわけではない。負の電流のうち、トランジスタＱ２に流れなかった部分は、トランジスタＱ３のエミッタ方向へ流れようとするが、トランジスタＱ３のベース・エミッタ間のＰＮ接合の整流特性によってカットされてしまう。このように、バイアス電流の負の部分がカットされると、平均バイアス電流が大きくなり、電力増幅モジュールのゲインが大きくなる。即ち、電力増幅モジュールにおけるゲインの線形性が劣化する。
このようなゲインの線形性劣化は、電流源Ｉｂｉａｓの電流量を小さくしたときに、より小さなＲＦ信号から発生する。このため電流源Ｉｂｉａｓの電流量をモード信号として、これに応じてトランジスタＱ１のバイアス電流を変化させることで図１０に示す電力増幅回路を可変ゲイン増幅回路として用いようとした場合、ゲインを低くする制御をしたときにゲインの線形性劣化が顕著となる。
トランジスタＱ２に流れる電流量を大きくすることにより、バイアス電流の負の部分がカットされることを抑制する構成も考えられるが、消費電流の増大に繋がるため好ましくない。あるいは、電流源Ｉｂｉａｓの電流量を大きくし、トランジスタＱ２及びＱ３の電流量を大きくすることによっても、バイアス電流の負の部分がカットされることを抑制することができるが、消費電流の増大に加えてゲインを低くする制御ができないという課題がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、電力増幅モジュールにおけるゲインの線形性劣化を抑制することを目的とする。
本発明の一側面に係る電力増幅モジュールは、第１の信号がベースに入力され、第１の信号を増幅した第２の信号をコレクタから出力する第１の増幅トランジスタと、第１の抵抗と、第１の抵抗を介して、第１の増幅トランジスタのベースに第１のバイアス電流を供給する第１のバイアス回路と、を備え、第１のバイアス回路は、ベースとコレクタとが接続され、コレクタにバイアス制御電流が供給される第１のバイポーラトランジスタと、ベースとコレクタとが接続され、コレクタが、第１のバイポーラトランジスタのエミッタと接続された第２のバイポーラトランジスタと、ベースが、第１のバイポーラトランジスタのベースと接続され、エミッタが、第１の抵抗の一端と接続され、エミッタから第１のバイアス電流を出力する第３のバイポーラトランジスタと、コレクタが、第３のバイポーラトランジスタのエミッタと接続され、ベースが、第２のバイポーラトランジスタのベースと接続された第４のバイポーラトランジスタと、第３のバイポーラトランジスタのベース・エミッタ間に設けられた第１のキャパシタと、を含む。
本発明によれば、電力増幅モジュールにおけるゲインの線形性劣化を抑制することが可能となる。
本発明の一実施形態である電力増幅モジュールを含む送信ユニットの構成例を示す図である。 電力増幅モジュール１１２の構成例を示す図である。 増幅回路２００及びバイアス回路２１０の構成例を示す図である。 増幅回路２０１及びバイアス回路２１１の構成例を示す図である。 バイアス回路２１０の他の構成例を示す図である。 バイアス回路２１０の他の構成例を示す図である。 バイアス回路２１０の他の構成例を示す図である。 バイアス回路２１０の他の構成例を示す図である。 バイアス回路２１０の他の構成例を示す図である。 カスコードカレントミラー回路により構成されたバイアス回路を用いた電力増幅回路の一例を示す図である。 ＲＦ信号の影響によるバイアス電流の変化の一例を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態である電力増幅モジュールを含む送信ユニットの構成例を示す図である。送信ユニット１００は、例えば、携帯電話等の移動体通信機において、音声やデータなどの各種信号を基地局へ送信するために用いられる。なお、移動体通信機は、基地局から信号を受信するための受信ユニットも備えるが、ここでは説明を省略する。
図１に示すように、送信ユニット１００は、ベースバンド部１１０、ＲＦ部１１１、電力増幅モジュール１１２、フロントエンド部１１３、及びアンテナ１１４を備える。
ベースバンド部１１０は、ＨＳＵＰＡやＬＴＥ等の変調方式に基づいて、音声やデータなどの入力信号を変調し、変調信号を出力する。本実施形態では、ベースバンド部１１０から出力される変調信号は、振幅および位相をＩＱ平面上で表したＩＱ信号（Ｉ信号及びＱ信号）として出力される。ＩＱ信号の周波数は、例えば、数ＭＨｚから数１０ＭＨｚ程度である。また、ベースバンド部１１０は、電力増幅モジュール１１２におけるゲインを制御するためのモード信号ＭＯＤＥを出力する。
ＲＦ部１１１は、ベースバンド部１１０から出力されるＩＱ信号から、無線送信を行うためのＲＦ信号（ＲＦIN）を生成する。ＲＦ信号は、例えば、数百ＭＨｚから数ＧＨｚ程度である。なお、ＲＦ部１１１において、ＩＱ信号からＲＦ信号へのダイレクトコンバージョンが行われるのではなく、ＩＱ信号が中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）信号に変換され、ＩＦ信号からＲＦ信号が生成されることとしてもよい。
電力増幅モジュール１１２は、ＲＦ部１１１から出力されるＲＦ信号（ＲＦIN）の電力を、基地局に送信するために必要なレベルまで増幅し、増幅信号（ＲＦOUT）を出力する。電力増幅モジュール１１２では、ベースバンド部１１０から供給されるモード信号ＭＯＤＥに基づいてバイアス電流の電流量が決定され、ゲインが制御される。
フロントエンド部１１３は、増幅信号（ＲＦOUT）に対するフィルタリングや、基地局から受信する受信信号とのスイッチングなどを行う。フロントエンド部１１３から出力される増幅信号は、アンテナ１１４を介して基地局に送信される。
図２は、電力増幅モジュール１１２の構成例を示す図である。図２に示すように、電力増幅モジュール１１２は、増幅回路２００，２０１、バイアス回路２１０，２１１、整合回路（ＭＮ：Matching Network）２２０，２２１，２２２、インダクタ２３０，２３１、抵抗２４０，２４１、及びバイアス制御回路２５０を含む。
増幅回路２００，２０１は、二段の増幅回路を構成している。増幅回路２００は、ＲＦ信号（ＲＦIN1）（第１の信号）を増幅して、増幅信号（ＲＦOUT1）（第２の信号）を出力する。増幅回路２００から出力される増幅信号（ＲＦOUT1）は、整合回路２２１を介して、ＲＦ信号（ＲＦIN2）として増幅回路２０１に入力される。増幅回路２０１は、ＲＦ信号（ＲＦIN2）を増幅して、増幅信号（ＲＦOUT2）（第３の信号）を出力する。なお、増幅回路の段数は二段に限られず、一段であってもよいし、三段以上であってもよい。
バイアス回路２１０，２１１は、それぞれ、増幅回路２００，２０１に対してバイアス電流を供給する。バイアス回路２１０（第１のバイアス回路）は、バイアス制御回路２５０から出力されるバイアス制御電流ＩCONT1（第１のバイアス制御電流）に応じたバイアス電流ＩBIAS1（第１のバイアス電流）を増幅回路２００に供給する。また、バイアス回路２１１（第２のバイアス回路）は、バイアス制御回路２５０から出力されるバイアス制御電流ＩCONT2（第２のバイアス制御電流）に応じたバイアス電流ＩBIAS2（第２のバイアス電流）を増幅回路２０１に供給する。
整合回路２２０，２２１，２２２は、回路間のインピーダンスをマッチングさせるために設けられている。整合回路２２０，２２１，２２２は、それぞれ、例えば、インダクタやキャパシタを用いて構成される。
インダクタ２３０，２３１は、ＲＦ信号のアイソレーション用に設けられている。増幅回路２００，２０１には、それぞれ、インダクタ２３０，２３１を介して、電源電圧ＶCCが供給される。
バイアス制御回路２５０は、モード信号ＭＯＤＥに基づいて、バイアス電流ＩBIAS1，ＩBIAS2を制御するためのバイアス制御電流ＩCONT1，ＩCONT2を出力する。バイアス制御電流ＩCONT1は、抵抗２４０（第４の抵抗）を介して、バイアス回路２１０に供給される。また、バイアス制御電流ＩCONT2は、抵抗２４１を介して、バイアス回路２１１に供給される。電力増幅モジュール１１２は、抵抗２４０，２４１を備えることにより、バイアス制御回路２５０から見たバイアス回路２１０，２１１のインピーダンス変化を抑制することができる。電力増幅モジュール１１２では、バイアス電流ＩBIAS1，ＩBIAS2が制御されることにより、ゲインが制御される。なお、バイアス制御回路２５０は、電力増幅モジュール１１２の外部に設けられてもよい。また、電力増幅モジュール１１２は、抵抗２４０，２４１を備えなくてもよい。
図３は、増幅回路２００及びバイアス回路２１０の構成例を示す図である。
増幅回路２００は、トランジスタ３００Ａ（第１の増幅トランジスタ）、キャパシタ３０１Ａ、及び抵抗３０２Ａ（第１の抵抗）を備える。トランジスタ３００Ａは、例えば、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）である。トランジスタ３００Ａのベースには、キャパシタ３０１Ａを介して、ＲＦ信号（ＲＦIN1）が入力される。トランジスタ３００Ａのコレクタには、インダクタ２３０を介して、電源電圧ＶCCが供給される。トランジスタ３００のエミッタは接地される。また、トランジスタ３００Ａのベースには、抵抗３０２Ａを介して、バイアス電流ＩBIAS1が供給される。そして、トランジスタ３００Ａのコレクタから、増幅信号（ＲＦOUT1）が出力される。
バイアス回路２１０Ａは、トランジスタ３１０Ａ，３１１Ａ，３１２Ａ，３１３Ａ、及びキャパシタ３２０を備える。トランジスタ３１０Ａ〜３１３Ａは、それぞれ、例えばＨＢＴである。トランジスタ３１０Ａ（第１のバイポーラトランジスタ）は、ダイオード接続され、バイアス制御電流ＩCONT1がコレクタに供給される。トランジスタ３１１Ａ（第２のバイポーラトランジスタ）は、ダイオード接続され、コレクタが、トランジスタ３１０Ａのエミッタと接続され、エミッタが接地される。トランジスタ３１２Ａ（第３のバイポーラトランジスタ）は、コレクタに電源電圧（例えば、バッテリ電圧ＶBAT）が供給され、ベースがトランジスタ３１０Ａのベースと接続される。トランジスタ３１３Ａ（第４のバイポーラトランジスタ）は、コレクタが、トランジスタ３１２Ａのエミッタと接続され、ベースがトランジスタ３１１Ａのベースと接続され、エミッタが接地される。キャパシタ３２０（第１のキャパシタ）は、一端がトランジスタ３１２Ａのベースに接続され、他端がトランジスタ３１２Ａのエミッタに接続される。
バイアス回路２１０Ａの動作について説明する。バイアス回路２１０Ａでは、バイアス制御電流ＩCONT1に応じたバイアス電流ＩBIAS1が、トランジスタ３１２Ａのエミッタから出力される。ここで、バイアス電流ＩBIAS1は、ＲＦ信号（ＲＦIN1）の影響により振幅変動する。ＲＦ信号（ＲＦIN1）のレベルが大きくなると、バイアス電流ＩBIAS1の振幅も大きくなる。バイアス電流ＩBIAS1の振幅が大きくなり、負の電流（増幅回路２００からトランジスタ３１２Ａのエミッタ方向の電流）が発生すると、この負の電流の一部は、トランジスタ３１２Ａのエミッタから、キャパシタ３２０を介して、トランジスタ３１０Ａのベースに流れ込む。また、この負の電流の一部は、トランジスタ３１３Ａにも流れ込む。
このように、バイアス回路２１０Ａでは、負の電流をバイパスする電流経路（キャパシタ３２０及びトランジスタ３１３Ａ）が設けられていることにより、ＲＦ信号（ＲＦIN1）の変化に伴って、バイアス電流ＩBIAS1が負になることができる。従って、バイアス回路２１０Ａでは、バイアス電流ＩBIAS1の負の部分がカットされることがないため、ＲＦ信号（ＲＦIN1）のレベルが大きくなった場合に平均バイアス電流が上昇することを抑制することができる。これにより、電力増幅モジュール１１２におけるゲインの線形性劣化を抑制することができる。
図４は、増幅回路２０１及びバイアス回路２１１の構成例を示す図である。なお、図３に示した増幅回路２００及びバイアス回路２１０Ａと同等の要素には、同等の符号を付して詳細な説明を省略する。
増幅回路２０１は、トランジスタ３００Ｂ（第２の増幅トランジスタ）、キャパシタ３０１Ｂ、及び抵抗３０２Ｂを備える。増幅回路２０１内の構成は、増幅回路２００と同等であるため詳細な説明を省略する。
バイアス回路２１１は、トランジスタ３１０Ｂ，３１１Ｂ，３１２Ｂを備える。トランジスタ３１０Ｂ（第５のバイポーラトランジスタ）は、ダイオード接続され、バイアス制御電流ＩCONT2がコレクタに供給される。トランジスタ３１１Ｂ（第６のバイポーラトランジスタ）は、ダイオード接続され、コレクタが、トランジスタ３１０Ｂのエミッタと接続され、エミッタが接地される。トランジスタ３１２Ｂ（第７のバイポーラトランジスタ）は、コレクタに電源電圧（例えば、バッテリ電圧ＶBAT）が供給され、ベースがトランジスタ３１０Ｂのベースと接続される。
バイアス回路２１１の動作について説明する。バイアス回路２１１は、バイアス回路２１０Ａにおける負の電流をバイパスする電流経路（キャパシタ３２０及びトランジスタ３１３Ａ）を備えていない。従って、バイアス回路２１１では、ＲＦ信号（ＲＦIN2）のレベルが大きくなると、バイアス電流ＩBIAS2の負の部分がカットされることがある。そのため、バイアス回路２１１では、ＲＦ信号（ＲＦIN2）のレベルが大きくなった場合に平均バイアス電流が上昇することがある。平均バイアス電流が上昇すると、増幅回路２０１のゲインが大きくなる。
増幅回路２０１のゲインの増大は、電力増幅モジュール１１２の線形性低下に繋がるため、バイアス回路２１１についても、バイアス回路２１０Ａと同様の構成とすることが考えられる。しかしながら、バイアス回路２１０Ａのように、負の電流をバイパスする電流経路を設けた場合、増幅回路２０１の最大電力（マックスパワー）が低減される可能性がある。そこで、電力増幅モジュール１１２では、より高電力が必要とされる二段目の増幅回路２０１にバイアス電流ＩBIAS2を供給するバイアス回路２１１は、負の電流をバイパスする電流経路を備えない構成を採用している。
なお、バイアス回路２１１は、バイアス回路２１０Ａと同様の構成を採用してもよい。また、バイアス回路２１１は、後述するバイアス回路２１０Ｂ〜２１０Ｆの何れかと同様の構成を採用してもよい。
図５は、バイアス回路２１０の他の構成例を示す図である。なお、図３に示したバイアス回路２１０Ａと同等の要素には、同等の符号を付して説明を省略する。
バイアス回路２１０Ｂは、バイアス回路２１０Ａの構成に加えて、抵抗５００（第２の抵抗）を備える。キャパシタ３２０は、一端がトランジスタ３１２Ａのエミッタに接続され、他端が抵抗５００の一端に接続される。抵抗５００の他端は、トランジスタ３１２Ａのベースに接続される。
バイアス回路２１０Ｂでは、バイアス回路２１０Ａと同様に、バイアス電流ＩBIAS1の振幅が大きくなり、負の電流が発生すると、この負の電流の一部は、トランジスタ３１２Ａのエミッタから、キャパシタ３２０及び抵抗５００を介して、トランジスタ３１０Ａにバイパスされる。これにより、平均バイアス電流の増大を抑制し、増幅回路２００のゲインの増大を抑制することができる。そして、バイアス回路２１０Ｂでは、抵抗５００の抵抗値を調整することにより、トランジスタ３１０Ａにバイパスされる電流量を調整することができる。
図６は、バイアス回路２１０の他の構成例を示す図である。なお、図３に示したバイアス回路２１０Ａと同等の要素には、同等の符号を付して説明を省略する。
バイアス回路２１０Ｃは、バイアス回路２１０Ａの構成に加えて、抵抗６００（第３の抵抗）を備える。抵抗６００は、一端がトランジスタ３１１Ａのベースに接続され、他端がトランジスタ３１３Ａのベースに接続される。
バイアス回路２１０Ｃでは、バイアス回路２１０Ａと同様に、バイアス電流ＩBIAS1の振幅が大きくなり、負の電流が発生すると、この負の電流の一部は、トランジスタ３１３Ａにバイパスされる。これにより、平均バイアス電流の増大を抑制し、増幅回路２００のゲインの増大を抑制することができる。そして、バイアス回路２１０Ｃでは、抵抗６００の抵抗値を調整することにより、トランジスタ３１３Ａにバイパスされる電流量を調整することができる。なお、図５に示したバイアス回路２１０Ｂにおいても、抵抗６００を備えてもよい。また、後述するバイアス回路２１０Ｄ〜２１０Ｆにおいても、抵抗６００を備えてもよい。
図７は、バイアス回路２１０の他の構成例を示す図である。なお、図３に示したバイアス回路２１０Ａと同等の要素には、同等の符号を付して説明を省略する。
バイアス回路２１０Ｄは、バイアス回路２１０Ａの構成に加えて、キャパシタ７００（第２のキャパシタ）を備える。キャパシタ７００は、一端がトランジスタ３１２Ａのベースと接続され、他端がトランジスタ３１３Ａのエミッタと接続される。
バイアス回路２１０Ｄでは、バイアス回路２１０Ａと同様に、バイアス電流ＩBIAS1の振幅が大きくなり、負の電流が発生すると、この負の電流の一部は、トランジスタ３１０Ａにバイパスされる。これにより、平均バイアス電流の増大を抑制し、増幅回路２００のゲインの増大を抑制することができる。そして、バイアス回路２１０Ｄでは、キャパシタ７００を設けることにより、トランジスタ３１０Ａにバイパスされる電流量を調整することができる。
また、バイアス回路２１０Ｄでは、キャパシタ７００により、キャパシタ３２０の容量値のばらつきの影響を抑制することができる。例えば、キャパシタ７００が無い場合、キャパシタ３２０の容量値が変動すると、バイパスされる電流量も変動する。バイアス回路２１０Ｄでは、ばらつきによりキャパシタ３２０の容量値が増加した場合、キャパシタ７００の容量値も同様に増加するため、バイパスされる電流量の変動が抑制される。
なお、図５〜図６に示したバイアス回路２１０Ｂ〜２１０Ｃにおいても、キャパシタ７００を備えてもよい。また、後述するバイアス回路２１０Ｅ〜２１０Ｆにおいても、キャパシタ７００を備えてもよい。
図８は、バイアス回路２１０の他の構成例を示す図である。なお、図３に示したバイアス回路２１０Ａと同等の要素には、同等の符号を付して説明を省略する。
バイアス回路２１０Ｅは、バイアス回路２１０Ａの構成に加えて、電解効果トランジスタ（ＦＥＴ）８００（第１のＦＥＴ）を備える。キャパシタ３２０は、一端がトランジスタ３１２Ａのエミッタに接続され、他端がＦＥＴ８００のソースに接続される。ＦＥＴ８００は、ドレインがトランジスタ３１２Ａのベースに接続され、ゲートに制御電圧ＶCONT（接続制御信号）が供給される。
バイアス回路２１０Ｅでは、バイアス制御回路２５０から出力される制御電圧ＶCONTによって、トランジスタ３１２Ａのベース・エミッタ間におけるキャパシタ３２０の電気的接続が制御される。
具体的には、例えば、ＲＦ信号（ＲＦIN1）の電力が比較的低い場合は、ＦＥＴ８００がオンされることにより、バイアス回路２１０Ａと同様に、バイアス電流ＩBIAS1における負の電流の一部を、トランジスタ３１０Ａにバイパスし、増幅回路２００のゲインの増大を抑制することができる。
また、例えば、ＲＦ信号（ＲＦIN1）の電力が比較的高い場合は、ＦＥＴ８００がオフされることにより、トランジスタ３１０Ａへのバイパスを停止し、増幅回路２００の最大電力（マックスパワー）の低減を抑制することができる。なお、ＦＥＴ８００は、オン／オフの二値動作ではなく、制御電圧ＶCONTのレベルに応じて段階的に電流量が制御されてもよい。
なお、図５〜図７に示したバイアス回路２１０Ｂ〜２１０Ｄにおいても、ＦＥＴ８００を備えてもよい。また、後述するバイアス回路２１０Ｆにおいても、ＦＥＴ８００を備えてもよい。
図９は、バイアス回路２１０の他の構成例を示す図である。なお、図３に示したバイアス回路２１０Ａと同等の要素には、同等の符号を付して説明を省略する。
バイアス回路２１０Ｆは、バイアス回路２１０Ａのトランジスタ３１０Ａ，３１２Ａの代わりに、ＦＥＴ９００，９０１を備える。ＦＥＴ９００（第２のＦＥＴ）は、ダイオード接続され、バイアス制御電流ＩCONT1がドレインに供給される。トランジスタ３１１Ａは、コレクタが、ＦＥＴ９００のソースと接続される。ＦＥＴ９０１（第３のＦＥＴ）は、ドレインに電源電圧（例えば、バッテリ電圧ＶBAT）が供給され、ゲートがＦＥＴ９００のゲートと接続される。トランジスタ３１３Ａは、コレクタが、ＦＥＴ９０１のソースと接続される。キャパシタ３２０は、一端がＦＥＴ９０１のゲートに接続され、他端がＦＥＴ９０１のソースに接続される。
バイアス回路２１０Ｆでは、バイアス回路２１０Ａのトランジスタ３１０Ａ，３１２Ａと同様に、ＦＥＴ９００，９０１が動作する。即ち、ＦＥＴ９０１のソースから、バイアス電流ＩBIAS1が出力される。そして、バイアス回路２１０Ｆでは、バイアス回路２１０Ａと同様に、バイアス電流ＩBIAS1の振幅が大きくなり、負の電流が発生すると、この負の電流の一部は、キャパシタ３２０を介してＦＥＴ９００にバイパスされる。これにより、平均バイアス電流の増大を抑制し、増幅回路２００のゲインの増大を抑制することができる。そして、バイアス回路２１０Ｆでは、ＦＥＴ９００，９０１が用いられることにより、トランジスタ３１０Ａ，３１２Ａが用いられる場合よりも、低電圧動作が可能となる。なお、図５〜図８に示したバイアス回路２１０Ｂ〜２１０Ｅにおいても、トランジスタ３１０Ａ，３１２Ａの代わりに、ＦＥＴ９００，９０１を備えてもよい。
以上、本発明の例示的な実施形態について説明した。電力増幅モジュール１１２では、バイアス回路２１０において、バイアス電流ＩBIAS1における負の電流をバイパスする電流経路が設けられていることにより、ＲＦ信号（ＲＦIN1）の変化に伴って、バイアス電流ＩBIAS1が負になることができる。従って、バイアス回路２１０では、バイアス電流ＩBIAS1の負の部分がカットされることがないため、ＲＦ信号（ＲＦIN1）のレベルが大きくなった場合に平均バイアス電流が上昇することを抑制することができる。これにより、電力増幅モジュール１１２におけるゲインの線形性劣化を抑制することができる。
また、電力増幅モジュール１１２では、図５に示したバイアス回路２１０Ｂのように、キャパシタ３２０と直列接続された抵抗５００を備えることにより、トランジスタ３１０Ａにバイパスされる電流量を調整することができる。
また、電力増幅モジュール１１２では、図６に示したバイアス回路２１０Ｃのように、トランジスタ３１１，３１３のベース間に抵抗６００を備えることにより、トランジスタ３１３Ａにバイパスされる電流量を調整することができる。
また、電力増幅モジュール１１２では、図７に示したバイアス回路２１０Ｄのように、トランジスタ３１２Ａのベースとトランジスタ３１３Ａのエミッタとの間にキャパシタ７００を備えることにより、トランジスタ３１０Ａにバイパスされる電流量を調整することができる。さらに、キャパシタ３２０の容量値のばらつきの影響を、キャパシタ７００によりキャンセルすることができる。
また、電力増幅モジュール１１２では、図８に示したバイアス回路２１０Ｅのように、トランジスタ３１２Ａのベース・エミッタ間におけるキャパシタ３２０の電気的接続を制御するＦＥＴ８００を備えることができる。これにより、例えば、ＲＦ信号（ＲＦIN1）の電力が比較的高い場合は、ＦＥＴ８００がオフされることにより、トランジスタ３１０Ａへのバイパスを停止し、増幅回路２００の最大電力（マックスパワー）の低減を抑制することができる。
また、電力増幅モジュール１１２では、図９に示したバイアス回路２１０Ｆのように、トランジスタ３１０Ａ，３１２Ａの代わりに、ＦＥＴ９００，９０１を備えることにより、低電圧動作が可能となる。
また、電力増幅モジュール１１２では、図２に示したように、抵抗２４０，２４１を備えることにより、バイアス制御回路２５０から見たバイアス回路２１０，２１１のインピーダンス変化を抑制することができる。
また、電力増幅モジュール１１２では、後段の増幅回路２０１にバイアス電流ＩBIAS2を供給するバイアス回路２１１については、図４に示したように、バイアス電流ＩBIAS2における負の電流をバイパスする電流経路を備えない構成とすることができる。これにより、より高電力が必要とされる後段の増幅回路２０１において最大電力（マックスパワー）が低減されることを抑制することができる。なお、三段以上の増幅回路を備える電力増幅モジュールにおいても、最終段の増幅回路にバイアス電流を供給するバイアス回路を、負の電流をバイパスする電流経路を備えない構成とすることができる。
以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
１００ 送信ユニット
１１０ ベースバンド部
１１１ ＲＦ部
１１２ 電力増幅モジュール
１１３ フロントエンド部
１１４ アンテナ
２００，２０１ 増幅回路
２１０，２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄ，２１０Ｅ，２１０Ｆ，２１１ バイアス回路
２２０，２２１，２２２ 整合回路
２３０，２３１ インダクタ
２４０，２４１ 抵抗
２５０ バイアス制御回路
３００Ａ，３００Ｂ，３１０Ａ，３１０Ｂ，３１１Ａ，３１１Ｂ，３１２Ａ，３１２Ｂ，３１３Ａ トランジスタ
３０１Ａ，３０１Ｂ，７００ キャパシタ
３０２Ａ，３０２Ｂ，５００，６００ 抵抗
８００，９００，９０１ ＦＥＴ

Claims (8)

  1. 第１の信号がベースに入力され、前記第１の信号を増幅した第２の信号をコレクタから出力する第１の増幅トランジスタと、
    第１の抵抗と、
    前記第１の抵抗を介して、前記第１の増幅トランジスタのベースに第１のバイアス電流を供給する第１のバイアス回路と、
    を備え、
    前記第１のバイアス回路は、
    ベースとコレクタとが接続され、コレクタにバイアス制御電流が供給される第１のバイポーラトランジスタと、
    ベースとコレクタとが接続され、コレクタが、前記第１のバイポーラトランジスタのエミッタと接続された第２のバイポーラトランジスタと、
    ベースが、前記第１のバイポーラトランジスタのベースと接続され、エミッタが、前記第１の抵抗の一端と接続され、エミッタから前記第１のバイアス電流を出力する第３のバイポーラトランジスタと、
    コレクタが、前記第３のバイポーラトランジスタのエミッタと接続され、ベースが、前記第２のバイポーラトランジスタのベースと接続された第４のバイポーラトランジスタと、
    前記第３のバイポーラトランジスタのベース・エミッタ間に設けられた第１のキャパシタと、
    を含む、
    電力増幅モジュール。
  2. 請求項１に記載の電力増幅モジュールであって、
    前記第１のバイアス回路は、
    前記第３のバイポーラトランジスタのベース・エミッタ間に、前記第１のキャパシタと直列に接続された第２の抵抗をさらに含む、
    電力増幅モジュール。
  3. 請求項１又は２に記載の電力増幅モジュールであって、
    前記第１のバイアス回路は、
    前記第２のバイポーラトランジスタのベースと、前記第４のバイポーラトランジスタのベースとの間に設けられた、第３の抵抗をさらに含む、
    電力増幅モジュール。
  4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の電力増幅モジュールであって、
    前記第１のバイアス回路は、
    一端が前記第３のバイポーラトランジスタのベースと接続され、他端が前記第４のバイポーラトランジスタのエミッタと接続された第２のキャパシタをさらに含む、
    電力増幅モジュール。
  5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の電力増幅モジュールであって、
    前記第１のバイアス回路は、
    接続制御信号に基づいて、前記第３のバイポーラトランジスタのベース・エミッタ間における前記第１のキャパシタの電気的接続を制御する第１のＦＥＴをさらに含む、
    電力増幅モジュール。
  6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の電力増幅モジュールであって、
    一端に前記バイアス制御電流が供給され、他端が前記第１のバイポーラトランジスタのコレクタと接続される第４の抵抗をさらに含む、
    電力増幅モジュール。
  7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の電力増幅モジュールであって、
    前記第１のバイアス回路は、
    ゲートとドレインとが接続され、ドレインに前記バイアス制御電流が供給される第２のＦＥＴを、前記第１のバイポーラトランジスタの代わりに備え、
    ゲートが、前記第２のＦＥＴのゲートと接続され、ソースが前記第１の抵抗の一端と接続された第３のＦＥＴを、前記第３のバイポーラトランジスタの代わりに備える、
    電力増幅モジュール。
  8. 請求項１〜７の何れか一項に記載の電力増幅モジュールであって、
    前記第２の信号がベースに入力され、前記第２の信号を増幅した第３の信号をコレクタから出力する第２の増幅トランジスタと、
    第５の抵抗と、
    前記第５の抵抗を介して、前記第２の増幅トランジスタのベースに第２のバイアス電流を供給する第２のバイアス回路と、
    をさらに備え、
    前記第２のバイアス回路は、
    ベースとコレクタとが接続され、コレクタに前記バイアス制御電流が供給される第５のバイポーラトランジスタと、
    ベースとコレクタとが接続され、コレクタが、前記第５のバイポーラトランジスタのエミッタと接続された第６のバイポーラトランジスタと、
    ベースが、前記第５のバイポーラトランジスタのベースと接続され、エミッタが、前記第５の抵抗の一端と接続され、エミッタから前記第２のバイアス電流を出力する第７のバイポーラトランジスタと、
    を含み、
    前記第２のバイアス回路は、
    前記第７のバイポーラトランジスタのベース・エミッタ間にキャパシタを備えない、
    電力増幅モジュール。
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