JP2021170722A - 電力増幅回路 - Google Patents

Abstract

【課題】回路面積の増加を抑えつつ、適切な整合を可能にする。【解決手段】電力増幅回路１０は、電力増幅器１０１を有する増幅経路１０３と、電力増幅器１０２を有する増幅経路１０４と、増幅経路１０３又は増幅経路１０４と出力端子１０５２とを電気的に接続するように構成されたスイッチ回路１０５と、入力端子１０６１と出力端子１０６２ａ，１０６２ｂ，１０６２ｃのうちのいずれか１つとを電気的に接続するように構成されたスイッチ回路１０６と、出力端子１０５２と入力端子１０６１とを電気的に接続し、出力端子１０５２と入力端子１０６１との間のインピーダンスを整合させる整合回路１１２と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電力増幅回路に関する。

携帯電話などの移動体での通信においては、無線周波数（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎ
ｃｙ：ＲＦ）信号を増幅する電力増幅回路が用いられる。高効率化のために、低電力の増幅を行う低電力モードと、高電力の増幅を行う高電力モードとを切り替える電力増幅回路がある。モードの切り替えはスイッチによって行われる。特許文献１には、モードに応じて経路を切り替えるスイッチと、周波数帯域に応じて経路を切り替えるスイッチとが一体化された構成が開示されている。

米国特許出願公開第２０１６／００２８３５３号明細書

特許文献１のように、モードに応じた切り替えを行うモード切替スイッチと、周波数帯域（バンド）に応じた切り替えを行うバンド切替スイッチとを一体で設ける場合、各モードに対してモード切替スイッチと電力増幅器との間にそれぞれ整合素子が必要となる。さらに、バンドごとに最適な整合を必要とする場合、各バンドに対してバンド切替スイッチの出力側に整合回路が必要となる。整合回路を設けることは、回路面積の増加を招く。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、回路面積の増加を抑えつつ、適切な整合を可能にする電力増幅回路を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る電力増幅回路は、第１電力モードの時に入力信号から第１信号を増幅するように構成された一つ以上の第１電力増幅器を有する、第１増幅経路と、第２電力モードの時に入力信号から第２信号を増幅するように構成された一つ以上の第２電力増幅器を有する、第２増幅経路と、複数の第１入力端子と、第１出力端子とを有し、第１増幅経路は複数の第１入力端子の一つに接続され、第２増幅経路は複数の第１入力端子の他の一つに接続され、第１電力モード又は第２電力モードのいずれかを示す第１制御信号に基づいて、第１増幅経路又は第２増幅経路と第１出力端子とを電気的に接続するように構成された第１スイッチ回路と、第２入力端子と、複数の第２出力端子とを有し、第２制御信号に基づいて、第２入力端子と複数の第２出力端子のうちのいずれか１つとを電気的に接続するように構成された第２スイッチ回路と、第１出力端子と第２入力端子とを電気的に接続し、第１出力端子と第２入力端子との間のインピーダンスを整合させる整合回路と、を備える。

本発明の他の一側面に係る電力増幅回路は、第１電力モードの時に入力信号から第１信号を増幅するように構成された一つ以上の第１電力増幅器を有する第１増幅経路と、第２電力モードの時に入力信号から第２信号を増幅するように構成された一つ以上の第２電力増幅器を有する第２増幅経路と、第１端子と、第２端子とを有し、第１増幅経路は第１端子に接続され、第２増幅経路は第２端子に接続され、第１電力モード又は第２電力モードのいずれかを示す第１制御信号に基づいて、第１電力モードの時に第１端子と第２端子とを電気的に接続せず、第２電力モードの時に第１端子と第２端子とを電気的に接続するように構成された第１スイッチ回路と、入力端子と、複数の出力端子とを有し、第２制御信号に基づいて、入力端子と複数の出力端子のうちのいずれか１つとを電気的に接続するように構成された第２スイッチ回路と、第２端子と入力端子とを電気的に接続し、第２端子と入力端子との間のインピーダンスを整合させ第１整合回路と、を備え、第１増幅経路は、第１電力増幅器と第１スイッチ回路との間に設けられる第２整合回路を有し、第２増幅経路は、第２電力増幅器と第１スイッチ回路との間に設けられる第３整合回路を有する。

本発明によれば、回路面積の増加を抑えつつ、適切な整合を可能にする電力増幅回路を提供することが可能となる。

第１実施形態に係る電力増幅回路の一例を示す回路図である。 第２実施形態に係る電力増幅回路の一例を示す回路図である。 第３実施形態に係る電力増幅回路の一例を示す回路図である。 第４実施形態に係る電力増幅回路の一例を示す回路図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を極力省略する。

図１を参照して、第１実施形態について説明する。図１には、第１実施形態に係る電力増幅回路１０の回路図が示される。電力増幅回路１０は、電力増幅器１０１，１０２、増幅経路１０３，１０４、スイッチ回路１０５，１０６、整合回路１０７ａ，１０７ｂ、出力経路１０８，１０９，１１０、整合回路１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ、整合回路１１２及び経路選択回路１１３を備える。

電力増幅器１０１は、入力が経路選択回路１１３に接続され、出力が整合回路１０７ａに接続される。電力増幅器１０１には電源電圧Ｖｃｃが供給される。電力増幅器１０１は、経路選択回路１１３を通じて入力される入力信号ＲＦｉｎを増幅して増幅信号ＲＦ１（第１信号）を出力する。

電力増幅器１０２は、入力が経路選択回路１１３に接続され、出力が整合回路１０７ｂに接続される。電力増幅器１０２には電源電圧Ｖｃｃが供給される。電力増幅器１０２は、経路選択回路１１３を通じて入力される入力信号ＲＦｉｎを増幅して増幅信号ＲＦ２（第２信号）を出力する。

電力増幅器１０１，１０２は、例えば、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ：Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のトランジスタによって構成される。

増幅経路１０３（第１増幅経路）は、増幅信号ＲＦ１が流れる信号経路である。増幅経路１０４（第２増幅経路）は増幅信号ＲＦ２が流れる信号経路である。電力増幅器１０１は増幅経路１０３を構成する。電力増幅器１０２は増幅経路１０４を構成する。

スイッチ回路１０５は、入力端子１０５１ａ、１０５１ｂと出力端子１０５２とを有する。入力端子１０５１ａは、整合回路１０７ａに接続される。入力端子１０５１ｂは、整合回路１０７ｂに接続される。出力端子１０５２は、整合回路１１２に接続される。整合回路１０７ａ，１０７ｂ及び整合回路１１２については後述する。

スイッチ回路１０５には、制御信号ＳＧ１が入力される。スイッチ回路１０５は、制御信号ＳＧ１に基づいて、入力端子１０５１ａ又は入力端子１０５１ｂと出力端子１０５２との接続を切り替えて、増幅経路１０３又は増幅経路１０４を出力端子１０５２と電気的に接続するスイッチである。

スイッチ回路１０６は、入力端子１０６１と出力端子１０６２ａ（第１出力経路），１０６２ｂ（第２出力経路），１０６２ｃとを有する。入力端子１０６１は整合回路１１２に接続される。出力端子１０６２ａは整合回路１１１ａに接続される。出力端子１０６２ｂは整合回路１１１ｂに接続される。出力端子１０６２ｃは整合回路１１１ｃに接続される。整合回路１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃについては後述する。本実施例では、出力端子は３つとされているが、２つまたは４つ以上の出力端子を備えておいても良い。また、本実施例では、入力端子は１つであるが、複数の入力端子を備える構成とすることも可能である。

スイッチ回路１０６には、制御信号ＳＧ２が入力される。スイッチ回路１０６は、制御信号ＳＧ２に基づいて、入力端子１０６１と出力端子１０６１ａ，１０６１ｂ又は１０６１ｃとを電気的に接続するスイッチである。

整合回路１０７ａ（第２整合回路）は、電力増幅器１０１とスイッチ回路１０５との間に設けられる。整合回路１０７ａは、電力増幅器１０１の出力と入力端子１０５１ａとの間のインピーダンスを整合するように構成される。整合回路１０７ａは、電力増幅器１０１の出力と入力端子１０６１との間のインピーダンスを整合させるための整合回路の一部として構成される。整合回路１０７ａは増幅経路１０３を構成する。

整合回路１０７ｂ（第３整合回路）は、電力増幅器１０２とスイッチ回路１０５との間に設けられる。整合回路１０７ｂは、電力増幅器１０２の出力と入力端子１０５１ｂとの間のインピーダンスを整合するように構成される。整合回路１０７ｂは、電力増幅器１０２の出力と入力端子１０６１との間のインピーダンスを整合させるための整合回路の一部として構成される。整合回路１０７ｂは増幅経路１０４を構成する。

出力経路１０８は、出力端子１０６２ａに接続される。出力経路１０９は出力端子１０６２ｂに接続される。出力経路１１０は出力端子１０６２ｃに接続される。出力経路１０８，１０９又は１１０を通じて、出力信号ＲＦ３が電力増幅回路１０の外部に出力される。

整合回路１１１ａ（第４整合回路）は、出力経路１０８に設けられる。整合回路１１１ａは出力端子１０６２ａに接続される。整合回路１１１ｂ（第５整合回路）は、出力経路１０９に設けられる。整合回路１１１ｂは出力端子１０６２ｂに接続される。整合回路１１１ｃは、出力経路１１０に設けられる。整合回路１１１ｃは出力端子１０６２ｃに接続される。

整合回路１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃはそれぞれ、出力端子１０６２ａ，１０６２ｂ，１０６２ｃと、出力経路１０８，１０９，１１０を通じて接続される外部との間のインピーダンスを整合するように構成される。

整合回路１１２は、出力端子１０５２（第１出力端子）と入力端子１０６１とを電気的に接続する。整合回路１１２は、出力端子１０５２と入力端子１０６１との間のインピーダンスを整合させるように構成される。整合回路１１２は、電力増幅器１０１又は１０２の出力と入力端子１０６１との間のインピーダンスを整合回路１０７ａ又は整合回路１０７ｂとの組み合わせにより整合させる。

整合回路１１２は、整合回路１０７ａによるインピーダンス整合と、整合回路１０７ｂによるインピーダンス整合とで共通して設けられる整合素子を含み得る。例えば、整合回路１０７ａによるインピーダンス整合において、インダクタンス素子が増幅経路１０３に接続されてインピーダンスの調整に用いられるとする。当該インダクタンス素子が、整合回路１０７ｂによるインピーダンス整合にも用いられることがある。この場合に、整合回路１０７ａ及び整合回路１０７ｂに当該インダクタンス素子を設けることなく、整合回路１１２に当該インダクタンス素子に相当するインダクタンス素子を設けることで、整合素子を共用化できる。なお、共用化される整合素子はインダクタンス素子ではなくキャパシタであってもよい。整合素子の共用化によって、整合に要する回路面積を小さくすることができる。

整合回路１１２は、整合回路１１１ａによるインピーダンス整合と、整合回路１１１ｂとによるインピーダンス整合と、整合回路１１１ｃによるインピーダンス整合とで共通して設けられる整合素子を含み得る。すなわち、先に述べた例と同様に、整合素子を共用化でき、回路面積を小さくすることができる。

経路選択回路１１３は、電力増幅器１０１及び電力増幅器１０２に接続される。経路選択回路１１３は、一端から入力される入力信号ＲＦｉｎを、電力増幅器１０１又は電力増幅器１０２に選択的に出力する。経路選択回路１１３は例えば、スイッチによって経路を選択する回路である。なお、電力増幅器１０１および電力増幅器１０２は、１つの構成で開示されているが、図示されていないような多段増幅器の構成であっても良い。

電力増幅回路１０の増幅動作について説明する。電力増幅回路１０は、高電力の増幅を行う高電力モード（Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｅ：ＨＰＭ）と、低電力の増幅を行う低電力モード（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｅ：ＬＰＭ）とを有する。ＨＰＭが第１電力モードである。ＬＰＭが第２電力モードである。ＨＰＭ又はＬＰＭの選択は、電力増幅回路１０の外部の制御回路によって行われ得る。スイッチ回路１０５（第１スイッチ回路）は、ＨＰＭ又はＬＰＭを切り替える制御信号ＳＧ１に応じて、接続を切り替えるモード切替スイッチとして機能する。

電力増幅回路１０は、入力信号ＲＦｉｎの周波数帯域に応じて出力経路１０８，１０９又は１１０を選択して出力信号ＲＦ３を出力する。周波数帯域の選択は、電力増幅回路１０の外部の制御回路によって行われる。スイッチ回路１０６は、周波数帯域を切り替える制御信号ＳＧ２に応じて、接続を切り替えるバンド切替スイッチとして機能する。

経路選択回路１１３に入力信号ＲＦｉｎが入力される。

ＬＰＭの場合、経路選択回路１１３は電力増幅器１０２に入力信号ＲＦｉｎを出力する。スイッチ回路１０５には入力端子１０５１ｂと出力端子１０５２とを接続するような制御信号ＳＧ１が入力される。

電力増幅器１０２は、経路選択回路１１３を通じて入力される入力信号ＲＦｉｎを増幅して、増幅信号ＲＦ２を出力する。増幅信号ＲＦ２は入力端子１０５１ｂを通り出力端子１０５２から、整合回路１１２へと出力される。増幅信号ＲＦ２は、整合回路１１２を通り入力端子１０６１に入力される。

スイッチ回路１０６（第２スイッチ回路）には、増幅信号ＲＦ２の所定の周波数帯域に応じて例えば、入力端子１０６１と出力端子１０６２ａとを接続するような、制御信号ＳＧ２が入力される。

増幅信号ＲＦ２は、入力端子１０６１を通り、出力端子１０６２ａから、出力信号ＲＦ３として出力される。

ＨＰＭの場合、経路選択回路１１３は電力増幅器１０１に入力信号ＲＦｉｎを出力する。スイッチ回路１０５には入力端子１０５１ａと出力端子１０５２とを接続するような制御信号ＳＧ１（第１制御信号）が入力される。

電力増幅器１０１は、経路選択回路１１３を通じて入力される入力信号ＲＦｉｎを増幅して、増幅信号ＲＦ１を出力する。増幅信号ＲＦ１は、増幅信号ＲＦ２よりも高電力である。

増幅信号ＲＦ１は、増幅信号ＲＦ２と同様に、スイッチ回路１０６を通り出力信号ＲＦ３として出力される。

第２実施形態について説明する。第２実施形態以降では第１実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態ごとには逐次言及しない。第２実施形態に係る他の電力増幅回路１０Ａについて説明する。図２には、電力増幅回路１０Ａの回路図が示される。電力増幅回路１０Ａは、電力増幅器２０１，２０２、増幅経路２０３，２０４、スイッチ回路１０５，１０６、整合回路１０７ａ，１０７ｂ、出力経路１０８，１０９，１１０、整合回路１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ及び整合回路１１２を備える。

電力増幅器２０１は、入力が電力増幅器２０２の出力及び増幅経路２０３に接続される。電力増幅器２０１の出力は整合回路１０７ａに接続される。電力増幅器２０１には電源電圧Ｖｃｃが供給される。電力増幅器２０１は、電力増幅器２０２から出力される増幅信号ＲＦ４が入力されると、増幅信号ＲＦ４を増幅して増幅信号ＲＦ１を出力する。

電力増幅器２０２は、出力が電力増幅器２０１及び整合回路１０７ｂに接続される。電力増幅器２０２には電源電圧Ｖｃｃが供給される。電力増幅器２０２はＨＰＭの場合、入力信号ＲＦｉｎを増幅して電力増幅器２０１へと信号を出力する。電力増幅器２０２はＬＰＭの場合、入力信号ＲＦｉｎを増幅して入力端子１０５１ｂへと増幅信号ＲＦ２を出力する。

電力増幅器２０１は、ＨＰＭの場合に動作する。電力増幅器２０２は、ＬＰＭ及びＨＰＭの場合に動作する。すなわち、電力増幅器２０２は、１段目の電力増幅器であり、電力増幅器２０１は２段目の電力増幅器である。

増幅経路２０３は、増幅信号ＲＦ１が流れる信号経路である。増幅経路２０４は増幅信号ＲＦ２が流れる信号経路である。電力増幅器２０１は増幅経路２０３を構成する。電力増幅器２０２は増幅経路２０４を構成する。

整合回路１０７ａは、電力増幅器２０１とスイッチ回路１０５との間に設けられる。整合回路１０７ａは、電力増幅器２０１の出力と入力端子１０５１ａとの間のインピーダンスを整合するように構成される。整合回路１０７ａは、電力増幅器２０１の出力と入力端子１０６１との間のインピーダンスを整合させるための整合回路の一部として構成される。整合回路２０７ａは増幅経路２０３を構成する。

整合回路１０７ｂは、電力増幅器２０２の出力とスイッチ回路１０５の入力端子１０５１ｂとの間に設けられる。整合回路１０７ｂは、電力増幅器２０２の出力と入力端子１０５１ｂとの間のインピーダンスを整合するように構成される。整合回路１０７ｂは、電力増幅器２０２の出力と入力端子１０６１との間のインピーダンスを整合させるための整合回路の一部として構成される。整合回路２０７ｂは増幅経路２０４を構成する。

電力増幅回路１０Ａでは、制御信号ＳＧ１によるスイッチ回路１０５の接続の切り替えによって、ＨＰＭとＬＰＭの切り替えが行われる。

電力増幅回路１０Ａにおいても、整合回路１１２は、整合回路１０７ａ及び整合回路１０７ｂと整合素子を共用化できる。整合回路１１２は、整合回路１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃと整合素子を共用化できる。整合素子の共用化によって、整合に要する回路面積を小さくすることができる。

なお、スイッチ回路１０５とスイッチ回路１０６とは単一のＩＣチップ上に設けられてもよい。あるいは、スイッチ回路１０５とスイッチ回路１０６とは、互いに別のＩＣチップに設けられ、配線を通じて接続されてもよい。

第３実施形態について説明する。図３には、第３実施形態に係る電力増幅回路１０Ｂの回路図が示される。

電力増幅回路１０Ｂは、可変整合回路１１２Ａを備える。電力増幅回路１０Ｂは、整合回路１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃを備えない点で第１実施形態及び第２実施形態と異なる。

可変整合回路１１２Ａは、可変素子の一例として、可変キャパシタ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ：ＤＴＣ）３０１を有する。可変キャパシタ３０１は、外部から入力される制御信号ＳＧ３に基づいて、容量値を変更可能なキャパシタである。なお、可変キャパシタだけでなく、可変素子（可変抵抗や可変移相器、可変インダクタ）で合っても良い。可変整合回路１１２Ａは、可変素子を有することで、インピーダンス整合の際の特性を調整可能となる。

電力増幅回路１０Ｂでは、可変キャパシタ３０１に、バンド切替スイッチであるスイッチ回路１０６を制御する制御信号ＳＧ２に応じた制御信号ＳＧ３が入力される。可変整合回路１１２Ａは、可変キャパシタ３０１の容量値が調整されることで、出力経路１０８，１０９，１１０を通じて接続される外部との間のインピーダンスを整合するように構成される。可変素子が可変キャパシタ３０１のように容量値を調整するものでない場合は、当該可変素子のパラメータを調整することで、インピーダンス整合の際の特性を調整可能となる。

電力増幅回路１０Ｂでは、電力増幅回路１０のように整合回路１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃを用いる必要がないため、整合に要する回路面積をより小さくすることができる。また、整合を最適化することによって、ＨＰＭ、ＬＰＭ等の電力モード別にインピーダンス最適化が可能となり電力増幅回路１０Ｂにおける消費電流を小さくすることができる。

第４実施形態について説明する。図４には、第４実施形態に係る電力増幅回路４０の回路図が示される。電力増幅回路４０は、電力増幅器４０１１，４０１２，４０２、増幅経路４０３，４０４、スイッチ回路４０５，１０６、整合回路４０７ａ，４０７ｂ、出力経路１０８，１０９，１１０、整合回路１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ、整合回路４１２及び経路選択回路１１３を備える。

電力増幅器４０１１の入力は経路選択回路１１３に接続される。電力増幅器４０１１の出力は、電力増幅器４０１２の入力に接続される。電力増幅器４０１２の出力はスイッチ回路４０５の端子４０５１に接続される

電力増幅器４０２の入力は経路選択回路１１３に接続される。電力増幅器４０２の出力はスイッチ回路４０５の端子４０５２に接続される。

電力増幅器４０１１，４０１２は電力増幅回路４０に入力される入力信号ＲＦｉｎを増幅して増幅信号ＲＦ１を出力する。電力増幅器４０２は電力増幅回路４０に入力される入力信号ＲＦｉｎを増幅して増幅信号ＲＦ２を出力する。

増幅経路４０３は、増幅信号ＲＦ１が流れる信号経路である。増幅経路４０４は増幅信号ＲＦ２が流れる信号経路である。電力増幅器４０１１，４０１２は増幅経路４０３を構成する。電力増幅器４０２は増幅経路４０４を構成する。

整合回路４０７ａは、電力増幅器４０１２とスイッチ回路４０５との間に設けられる。整合回路４０７ａは、電力増幅器４０１２の出力とスイッチ回路４０５の端子４０５１との間のインピーダンスを整合するように構成される。整合回路４０７ａは、電力増幅器４０１２の出力と入力端子１０６１との間のインピーダンスを整合させるための整合回路の一部として構成される。整合回路４０７ａは増幅経路４０３を構成する。

整合回路４０７ｂは、電力増幅器４０２の出力と後述する整合回路４１２の間に設けられる。整合回路４０７ｂは、電力増幅器４０２の出力と整合回路４１２との間のインピーダンスを整合するように構成される。整合回路４０７ｂは、電力増幅器４０２の出力と入力端子１０６１との間のインピーダンスを整合させるための整合回路の一部として構成される。整合回路４０７ｂは増幅経路４０４を構成する。

スイッチ回路４０５は、端子４０５１を介して電力増幅器４０１２の出力及びスイッチ回路１０６に接続される。更にスイッチ回路４０５は、端子４０５２を介して電力増幅器４０２の出力に接続される。スイッチ回路４０５は、外部から入力される制御信号ＳＧ４によって、スイッチのオンとオフとが切り替わるスイッチである。スイッチ回路４０５は、ＬＰＭの時オンとなり、ＨＰＭ時にオフとなる。

整合回路４１２は、スイッチ回路４０５及び電力増幅器４０２とスイッチ回路１０６との間に設けられる。整合回路４１２は、増幅経路４０４と入力端子１０６１とを電気的に接続する。整合回路４１２は、スイッチ回路４０５がオフの場合、増幅経路４０３と入力端子１０６１との間のインピーダンスを整合させる。整合回路４１２は、スイッチ回路４０５がオンした場合、増幅経路４０４と入力端子１０６１との間のインピーダンスを整合させる。

スイッチ回路４０５がオンの場合、整合回路４１２にはＲＦ２が流れ、電力増幅回路４０はＬＰＭで動作する。スイッチ回路４０５がオフの場合、整合回路４１２にはＲＦ１が流れ、電力増幅回路４０はＨＰＭで動作する。

電力増幅回路４０においても、整合回路４１２は、整合回路４０７ａ及び整合回路４０７ｂと整合素子を共用化できる。整合回路４１２は、整合回路１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃと整合素子を共用化できる。整合素子の共用化によって、整合に要する回路面積を小さくすることができる。

また、電力増幅回路４０において、電力増幅回路１０Ｂのように整合回路４１２は可変キャパシタを含んでもよいし、可変素子（可変抵抗、可変移相器、可変インダクタなど）を含んでもよい。これにより、電力増幅回路１０Ｂと同様に、ＨＰＭとＬＰＭとに適切なインピーダンス整合が可能となり、消費電流を小さくすることができる。

以上、本発明の例示的な実施形態について説明した。第１実施形態に係る電力増幅回路１０は、ＨＰＭの時に入力信号ＲＦｉｎから増幅信号ＲＦ１を生成するように構成された一つ以上の電力増幅器１０１を有する、増幅経路１０３と、ＬＰＭの時に入力信号ＲＦｉｎから増幅信号ＲＦ２を生成するように構成された一つ以上の電力増幅器１０２を有する、増幅経路１０４とを備える。

電力増幅回路１０は、入力端子１０５１ａ，１０５１ｂと、出力端子１０５２とを有し、増幅経路１０３は入力端子１０５１ａに接続され、増幅経路１０４は入力端子１０５１ｂに接続され、ＨＰＭ又はＬＰＭのいずれかを示す制御信号ＳＧ１に基づいて、増幅経路１０３又は増幅経路１０４と出力端子１０５２とを電気的に接続するように構成されたスイッチ回路１０５を備える。

電力増幅回路１０は、入力端子１０６１と、出力端子１０６２ａ，１０６２ｂ，１０６２ｃとを有し、制御信号ＳＧ２に基づいて、入力端子１０６１と出力端子１０６２ａ，１０６２ｂ，１０６２ｃのうちのいずれか１つとを電気的に接続するように構成されたスイッチ回路１０６を備える。

電力増幅回路１０は、出力端子１０５２と入力端子１０６１とを電気的に接続し、出力端子１０５２と入力端子１０６１との間のインピーダンスを整合させる整合回路１１２を備える。

これにより、スイッチ回路１０５の入力側又はスイッチ回路１０６の出力側のように、複数の経路に接続される電力増幅回路において、各経路に整合回路を設けるような場合、整合回路１１２に、各整合回路で共通して用いられる整合素子を共用化できる。整合素子の共用化によって、整合に要する回路面積を小さくすることができる。よって、回路面積の増加を抑えつつ、適切な整合が可能になる。

電力増幅回路１０では、増幅経路１０３は、電力増幅器１０１とスイッチ回路１０５との間に設けられる整合回路１０７ａを有し、増幅経路１０４は、電力増幅器１０２とスイッチ回路１０５との間に設けられる整合回路１０７ｂを有する。これにより、整合回路１０７ａ，１０７ｂで共通して用いられる整合素子を整合回路１１２で用いることにより、回路面積の増加を抑えつつ、適切な整合が可能になる。

電力増幅回路１０では、整合回路１１１ａを有し、出力端子１０６２ａに接続される出力経路１０８と、整合回路１１１ｂを有し、出力端子１０６２ｂに接続される出力経路１０９と、をさらに備える。これにより、整合回路１１１ａ，１１１ｂで共通して用いられる整合素子を整合回路１１２で用いることにより、回路面積の増加を抑えつつ、適切な整合が可能になる。

第３実施形態に係る電力増幅回路１０Ｂは、特性を調整可能な可変整合回路である可変整合回路１１２Ａを有する。電力増幅回路１０Ｂでは、可変整合回路１１２Ａは、可変キャパシタ３０１を有する。電力増幅回路１０Ｂでは、可変キャパシタ３０１の容量値が調整されることで、整合素子の一元化が可能となり、電力増幅回路１０のように整合回路１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃを用いる必要がないため、整合に要する回路面積を小さくすることができる。さらに、インピーダンス整合を最適化することによって、電力増幅回路１０Ｂにおける消費電流を小さくすることができる。

電力増幅回路１０では、スイッチ回路１０５とスイッチ回路１０６とは単一のＩＣチップに設けられてもよい。電力増幅回路１０では、スイッチ回路１０５とスイッチ回路１０６とは互いに別のＩＣチップに設けられてもよい。

電力増幅回路１０では、スイッチ回路１０５は、入力信号の周波数帯域に応じた前記第２制御信号に基づいて、入力端子１０６１と出力端子１０６２ａ，１０６２ｂ，１０６２ｃのうちのいずれか１つとを電気的に接続する。これにより、電力増幅回路１０はバンド切替を行って電力を増幅することができる。

電力増幅回路１０は、入力信号ＲＦｉｎが入力され、増幅経路１０３又は前記増幅経路１０４に入力信号ＲＦｉｎを出力することで、ＨＰＭ又はＬＰＭを選択する、経路選択回路１１３、をさらに備える。なお、経路選択回路１１３が選択する電力増幅回路１０のモードは、ＨＰＭ又はＬＰＭに必ずしも限られない。

第４実施形態に係る電力増幅回路４０は、ＨＰＭの時に入力信号ＲＦｉｎから増幅信号ＲＦ１を生成するように構成された一つ以上の電力増幅器４０１１、４０１２を有する増幅経路４０３と、ＬＰＭの時に入力信号ＲＦｉｎから増幅信号ＲＦ２を生成するように構成された一つ以上の電力増幅器４０２を有する増幅経路４０４を有する。

電力増幅回路４０は、端子４０５１と、端子４０５２とを有し、増幅経路４０３は端子４０５１に接続され、増幅経路４０４は端子４０５２に接続され、ＨＰＭ又はＬＰＭのいずれかを示す制御信号ＳＧ４に基づいて、ＨＰＭの時オフとなり、ＬＰＭの時にオンとなるように構成されたスイッチ回路４０５を有する。

電力増幅回路４０は、入力端子１０６１と、出力端子１０６２ａ，１０６２ｂ，１０６２ｃとを有し、制御信号ＳＧ２に基づいて、入力端子１０６１と出力端子１０６２ａ，１０６２ｂ，１０６２ｃのうちのいずれか１つとを電気的に接続するように構成されたスイッチ回路１０６を備える。

電力増幅回路４０は、端子４０５１と入力端子１０６１とを電気的に接続し、出力端子１０５２と入力端子１０６１との間のインピーダンスを整合させる整合回路４１２を備える。

電力増幅回路４０では、増幅経路４０３は、電力増幅器４０１２とスイッチ回路４０５との間に設けられる整合回路４０７ａを有し、増幅経路４０４は、電力増幅器４０２とスイッチ回路４０５との間に設けられる整合回路４０７ｂを有する。

電力増幅回路４０においても、整合回路４１２に、各整合回路で共通して用いられる整合素子の共用化によって、整合に要する回路面積を小さくすることができる。よって、回路面積の増加を抑えつつ、適切な整合が可能になる。なお、電力増幅回路４０において、電力増幅回路１０Ｂのように整合回路４１２は可変キャパシタを含んでもよいし、可変素子（可変抵抗、可変移相器、可変インダクタなど）を含んでもよい。

なお、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及びその配置、条件などは、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、各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもなく、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，４０…電力増幅回路、１０１，１０２，２０１，２０２，４０１１，４０１２，４０２…電力増幅器、１０３，１０４，２０３，２０４，４０３，４０４…増幅経路、１０５，１０６，４０５‥スイッチ回路、１１２，４１２…整合回路、１１２Ａ…可変整合回路

Claims (9)

1. 第１電力モードの時に入力信号から第１信号を増幅するように構成された一つ以上の第１電力増幅器を有する、第１増幅経路と、
   第２電力モードの時に前記入力信号から第２信号を増幅するように構成された一つ以上の第２電力増幅器を有する、第２増幅経路と、
   複数の第１入力端子と、第１出力端子とを有し、前記第１増幅経路は前記複数の第１入力端子の一つに接続され、前記第２増幅経路は前記複数の第１入力端子の他の一つに接続され、前記第１電力モード又は前記第２電力モードのいずれかを示す第１制御信号に基づいて、前記第１増幅経路又は前記第２増幅経路と前記第１出力端子とを電気的に接続するように構成された第１スイッチ回路と、
   第２入力端子と、複数の第２出力端子とを有し、第２制御信号に基づいて、前記第２入力端子と前記複数の第２出力端子のうちのいずれか１つとを電気的に接続するように構成された第２スイッチ回路と、
   前記第１出力端子と前記第２入力端子とを電気的に接続し、前記第１出力端子と前記第２入力端子との間のインピーダンスを整合させる第１整合回路と、を備える、電力増幅回路。
2. 請求項１に記載の電力増幅回路であって、
   前記第１増幅経路は、前記第１電力増幅器と前記第１スイッチ回路との間に設けられる第２整合回路を有し、
   前記第２増幅経路は、前記第２電力増幅器と前記第１スイッチ回路との間に設けられる第３整合回路を有する、電力増幅回路。
3. 請求項１又は２に記載の電力増幅回路であって、
   第４整合回路を有し、前記第２出力端子の一つに接続される第１出力経路と、
   第５整合回路を有し、前記第２出力端子の他の一つに接続される第２出力経路と、をさらに備える、電力増幅回路。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の電力増幅回路であって、
   前記第１整合回路は、特性を調整可能な可変整合回路である、電力増幅回路。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電力増幅回路であって、
   前記第１スイッチ回路と前記第２スイッチ回路とは単一のＩＣチップに設けられる、電力増幅回路。
6. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電力増幅回路であって、
   前記第１スイッチ回路と前記第２スイッチ回路とは互いに別のＩＣチップに設けられる、電力増幅回路。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の電力増幅回路であって、
   前記第２スイッチ回路は、前記入力信号の周波数帯域に応じた前記第２制御信号に基づいて、前記第２入力端子と前記複数の第２出力端子のうちのいずれか１つとを電気的に接続する、電力増幅回路。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の電力増幅回路であって、
   前記入力信号が入力され、前記第１増幅経路又は前記第２増幅経路に前記入力信号を出力することで、前記第１電力モード又は前記第２電力モードを選択する、経路選択回路、をさらに備える電力増幅回路。
9. 第１電力モードの時に入力信号から第１信号を増幅するように構成された一つ以上の第１電力増幅器を有する第１増幅経路と、
   第２電力モードの時に前記入力信号から第２信号を増幅するように構成された一つ以上の第２電力増幅器を有する第２増幅経路と、
   第１端子と、第２端子とを有し、前記第１増幅経路は前記第１端子に接続され、前記第２増幅経路は前記第２端子に接続され、前記第１電力モード又は前記第２電力モードのいずれかを示す第１制御信号に基づいて、前記第１電力モードの時オフとなり、前記第２電力モードの時にオンとなるように構成された第１スイッチ回路と、
   入力端子と、複数の出力端子とを有し、第２制御信号に基づいて、前記入力端子と前記複数の出力端子のうちのいずれか１つとを電気的に接続するように構成された第２スイッチ回路と、
   前記第２端子と前記入力端子とを電気的に接続し、前記第２端子と前記入力端子との間のインピーダンスを整合させる第１整合回路と、を備え、
   前記第１増幅経路は、前記第１電力増幅器と前記第１スイッチ回路との間に設けられる第２整合回路を有し、
   前記第２増幅経路は、前記第２電力増幅器と前記第１スイッチ回路との間に設けられる第３整合回路を有する、電力増幅回路。

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