JP5423381B2 - Semiconductor integrated circuit device and power amplifier - Google Patents

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Description

本発明は、増幅回路における安定動作技術に関し、特に、高周波電力増幅を行う増幅回路における熱暴走の防止に有効な技術に関する。   The present invention relates to a stable operation technique in an amplifier circuit, and more particularly to a technique effective in preventing thermal runaway in an amplifier circuit that performs high-frequency power amplification.

近年、携帯電話などに用いられる高周波電力増幅モジュールは、高効率化、小型化、および低コスト化などの要求が益々強くなり、高効率化の要求に応えるために高効率で動作する特長を有するGaAs HBT(Heterojunction Bipolar Transistor)が広く用いられている。   In recent years, high-frequency power amplification modules used for mobile phones and the like have a demand for higher efficiency, smaller size, and lower cost, and have a feature of operating with high efficiency to meet the demand for higher efficiency. A GaAs HBT (Heterojunction Bipolar Transistor) is widely used.

この種の高周波電力増幅モジュールに用いられるパワー段HBT素子は、たとえば、2つ以上の複数のセルからなり、該セルは、HBT、ベースバラスト抵抗、および静電容量素子がそれぞれ設けられた構成からなるものが知られている。   The power stage HBT element used in this type of high-frequency power amplification module is composed of, for example, two or more cells, each of which has a configuration in which an HBT, a base ballast resistor, and a capacitance element are provided. What is known.

各セルのHBTは、それぞれ並列接続されており、該HBTのベースには、ベースバラスト抵抗の一方の接続部、および静電容量素子の一方の接続部がそれぞれ接続され、各セルにおけるベースバラスト抵抗の他方の接続部には、エミッタフォロワのバイアス用トランジスタが接続されている(特許文献1、特許文献2参照)。   The HBT of each cell is connected in parallel, and one base ballast resistor connection and one capacitance element connection are connected to the base of the HBT, respectively. The other connection portion is connected to a bias transistor of an emitter follower (see Patent Document 1 and Patent Document 2).

パワー段HBTは、ある一定のコレクタ電圧(動作電圧)以上では、出力パワーが減少するなど動作が不安定(熱的不安定性)になり、極端な場合は、HBTそれ自体が破壊してしまう恐れがある。   The power stage HBT becomes unstable (thermal instability) when the output power is reduced above a certain collector voltage (operating voltage). In extreme cases, the HBT itself may be destroyed. There is.

この破壊は、アンテナ出力負荷が大きく設計値(たとえば、50Ω程度)からずれたような極端な条件下で生じやすい。このため、上述したベースバラスト抵抗をHBTのベースに付加している。   This destruction is likely to occur under extreme conditions where the antenna output load is large and deviates from a design value (for example, about 50Ω). For this reason, the above-described base ballast resistor is added to the base of the HBT.

一般に、高出力HBTモジュールにおいて1Wクラスのパワーを出力したときに、セル中のHBTに大電流が流れその接合温度が上昇する。この上昇した温度は、各セルの周辺の熱環境により、たとえば、中央部、およびその近傍に配置されているあるセルで高く、一方、周辺部に配置されたセルでは低くなり、セル間に温度差が生まれる。また、この接合温度は、セルに流す電流が大きいほど高くなり、またセル間の温度差も大きくなる。   In general, when 1 W class power is output in a high-power HBT module, a large current flows through the HBT in the cell, and the junction temperature rises. Due to the thermal environment around each cell, for example, this increased temperature is high in a cell located in the central part and in the vicinity thereof, while it is low in cells arranged in the peripheral part, and the temperature between the cells is high. A difference is born. Further, the junction temperature increases as the current flowing through the cell increases, and the temperature difference between the cells also increases.

しかしながら、ベースバラスト抵抗を付加することにより、この温度の不均一な分布を生じさせず、セルの温度ができるだけ均一になるようにベースバラスト抵抗を各セルのベースに配置して熱暴走を防ぎ、HBTの破壊を回避している。   However, by adding a base ballast resistor, the base ballast resistor is placed at the base of each cell so that the temperature of the cell is as uniform as possible without causing a non-uniform distribution of this temperature, preventing thermal runaway, HBT destruction is avoided.

ベースバラスト抵抗は、HBTのベース電流増加に伴い、ベースバラスト抵抗の電圧降下が拡大し、この結果各セルのHBTのベース−エミッタ間電圧Vbeが抑制されて、コレクタ電流が絞られ、接合温度の上昇を抑えるという負帰還として働く。これにより、温度均一性を実現している。   In the base ballast resistor, as the base current of the HBT increases, the voltage drop of the base ballast resistor increases. As a result, the base-emitter voltage Vbe of the HBT of each cell is suppressed, the collector current is reduced, and the junction temperature is reduced. It works as a negative feedback to suppress the rise. Thereby, temperature uniformity is realized.

米国特許第5608353号US Pat. No. 5,608,353 米国特許第5629648号US Pat. No. 5,629,648

ところが、上記のような高出力HBTモジュールの構成では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。   However, the present inventors have found that the configuration of the high-power HBT module as described above has the following problems.

上述したように、低コスト化の要請のために、チップの中で大きな占有面積を占めるパワー段HBTのより一層のサイズ低減が求められている。サイズの低減のためには、パワー段各HBTセルのレイアウトピッチを縮小することが有効な技術である。   As described above, in order to reduce the cost, a further reduction in size of the power stage HBT occupying a large occupied area in the chip is required. In order to reduce the size, it is an effective technique to reduce the layout pitch of each HBT cell in the power stage.

しかし、レイアウトピッチを縮小した場合、セル列中央付近の接合温度が、セルピッチが大きい場合に比べて高くなってしまい、その結果、十分な各セル間の温度の均一性を得ることができなくなり、熱的不安定性が増してしまうという問題がある。   However, when the layout pitch is reduced, the junction temperature near the center of the cell row becomes higher than when the cell pitch is large, and as a result, sufficient temperature uniformity between the cells cannot be obtained, There is a problem that thermal instability increases.

この熱的不安定性を回避する技術としては、ベースバラスト抵抗の抵抗値を大きくするのがひとつの有力な手段であるが、この場合、自己バイアス効果によるベース電流の増大に伴い、出力パワーが低下してしまうことになり、その結果として線形性の劣化を招くなど一定の限界がある。   As a technique for avoiding this thermal instability, increasing the resistance value of the base ballast resistor is one of the most effective means, but in this case, the output power decreases as the base current increases due to the self-bias effect. As a result, there is a certain limit such as the deterioration of linearity.

また、ベースバラスト抵抗を大きくすると、その抵抗の占めるレイアウト面積が拡大し、チップサイズの拡大を招くなどの問題が生じてしまうことになる。   Further, when the base ballast resistance is increased, the layout area occupied by the resistance is increased, which causes problems such as an increase in chip size.

本発明の目的は、電力増幅を行う増幅回路のレイアウト面積を低減させながら、トランジスタの熱暴走などを防止し、安定化して動作させることのできる技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique capable of preventing a thermal runaway of a transistor and stabilizing the operation while reducing a layout area of an amplifier circuit that performs power amplification.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

本発明は、複数のユニットセルからなる増幅回路を備えた半導体集積回路装置であって、該ユニットセルは、入力信号の電力増幅を行う第1のトランジスタと、入力信号が入力される入力端子と該第1のトランジスタとの間に接続され、不要な周波数帯域の信号を減衰させる静電容量素子と、第1のトランジスタのベースにバイアス電源を供給する第2のトランジスタと、該第2のトランジスタと第1のトランジスタのベースとの間に接続され、第1のトランジスタのベース電流の増加を防止するベースバラスト用抵抗とをそれぞれ有し、ユニットセルに設けられたそれぞれの第1のトランジスタは、出力信号を出力する出力端子と基準電位との間で並列接続されている。このように、増幅回路には、バイアス回路が各々のユニットセルにそれぞれ設けられた構成となっている。   The present invention is a semiconductor integrated circuit device including an amplifier circuit composed of a plurality of unit cells, the unit cell including a first transistor that amplifies power of an input signal, an input terminal to which the input signal is input, A capacitance element that is connected between the first transistor and attenuates a signal in an unnecessary frequency band; a second transistor that supplies bias power to a base of the first transistor; and the second transistor And a base ballast resistor connected between the first transistor and the base of the first transistor to prevent an increase in the base current of the first transistor, and each first transistor provided in the unit cell includes: The output terminal for outputting the output signal and the reference potential are connected in parallel. Thus, the amplifier circuit has a configuration in which the bias circuit is provided in each unit cell.

また、本発明は、前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタと間に、少なくともベースバラスト用抵抗、または静電容量素子のいずれか、またはその両方を挟んでレイアウトし、熱源となる第1のトランジスタから離して第2のトランジスタをレイアウトすることにより、熱暴走の開始電流を拡大することができる。   In the present invention, the first transistor and the second transistor are laid out with at least either a base ballast resistor and / or a capacitance element interposed therebetween, and serve as a heat source. By laying out the second transistor away from the first transistor, the thermal runaway start current can be increased.

さらに、本発明は、前記第2のトランジスタのトランジスタサイズが第1のトランジスタのトランジスタサイズよりも小さく形成されており、半導体チップ面積を小さくすることができる。   Further, in the present invention, the transistor size of the second transistor is formed smaller than the transistor size of the first transistor, and the semiconductor chip area can be reduced.

また、本発明は、前記第2のトランジスタは、HEMT(High Electron Mobility Transistor)やMESFET(Metal-Semiconductor Field Effect Transistor)などのFET、またはHBTよりなるものである。   In the present invention, the second transistor is an FET such as a HEMT (High Electron Mobility Transistor) or a MESFET (Metal-Semiconductor Field Effect Transistor), or an HBT.

さらに、本発明は、第2のトランジスタをマルチエミッタ型トランジスタから構成することにより、第2のトランジスタの数をユニットセルの数よりも少なくすることができ、半導体チップの面積をより縮小させることができる。   Furthermore, according to the present invention, by configuring the second transistor from a multi-emitter transistor, the number of second transistors can be made smaller than the number of unit cells, and the area of the semiconductor chip can be further reduced. it can.

さらに、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。   Furthermore, the outline | summary of the other invention of this application is shown briefly.

本発明は、複数のユニットセルからなる増幅回路を備えた電力増幅器であって、該ユニットセルは、入力信号の電力増幅を行う第1のトランジスタと、入力信号が入力される入力端子と第1のトランジスタとの間に接続される静電容量素子と、該第1のトランジスタのベースにバイアス電源を供給する第2のトランジスタと、該第2のトランジスタと第1のトランジスタのベースとの間に接続され、第1のトランジスタのベース電流の増加を防止するベースバラスト用抵抗とをそれぞれ有し、ユニットセルに設けられたそれぞれの第1のトランジスタは、出力信号を出力する出力端子と基準電位との間で並列接続されているものである。   The present invention is a power amplifier including an amplifier circuit composed of a plurality of unit cells, the unit cell including a first transistor that performs power amplification of an input signal, an input terminal to which an input signal is input, and a first transistor A capacitive element connected between the first transistor, a second transistor for supplying a bias power to the base of the first transistor, and a base between the second transistor and the first transistor Each of the first transistors provided in the unit cell is connected to an output terminal that outputs an output signal, a reference potential, and a reference potential. Are connected in parallel.

また、本発明は、前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタとは、少なくともベースバラスト用抵抗、または静電容量素子のいずれか、またはその両方を挟んでレイアウトされているものである。   In the present invention, the first transistor and the second transistor are laid out with at least one of a base ballast resistor and / or a capacitance element interposed therebetween.

さらに、本発明は、前記第2のトランジスタにおけるトランジスタサイズは、前記第1のトランジスタのトランジスタサイズよりも小さいものである。   In the present invention, the transistor size of the second transistor is smaller than the transistor size of the first transistor.

また、本発明は、前記第2のトランジスタが、FET、またはHBTよりなるものである。   In the present invention, the second transistor is composed of an FET or an HBT.

さらに、本発明は、複数のユニットセルと、複数のマルチエミッタ型トランジスタとからなる増幅回路を備えた電力増幅器であって、該ユニットセルは、入力信号の電力増幅を行う第1のトランジスタと、入力信号が入力される入力端子と第1のトランジスタとの間に接続される静電容量素子と、第2のトランジスタと第1のトランジスタのベースとの間に接続され、第1のトランジスタのベース電流の増加を防止するベースバラスト用抵抗とをそれぞれ有し、マルチエミッタ型トランジスタは、少なくとも2つのエミッタを有し、それら少なくとも2つのエミッタを介して少なくとも2つのユニットセルに設けられた第1のトランジスタのベースにバイアス電源をそれぞれ供給するものである。   Furthermore, the present invention is a power amplifier including an amplifier circuit composed of a plurality of unit cells and a plurality of multi-emitter transistors, wherein the unit cell includes a first transistor that performs power amplification of an input signal; A capacitive element connected between an input terminal to which an input signal is input and the first transistor, and a base of the first transistor connected between the second transistor and the base of the first transistor. Each having a base ballast resistor for preventing an increase in current, and the multi-emitter transistor has at least two emitters, and a first cell provided in at least two unit cells via the at least two emitters. Bias power is supplied to the base of each transistor.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

(1)増幅回路のレイアウト面積を小さくしながら、熱暴走の開始電流を拡大することができるので、安定した動作を実現することができる。   (1) Since the thermal runaway start current can be increased while reducing the layout area of the amplifier circuit, stable operation can be realized.

(2)上記(1)により、増幅回路の信頼性を向上させながら、半導体チップ面積を小さくすることが可能となり、該増幅回路を備えた半導体集積回路装置や電力増幅器を小型化することができる。   (2) According to the above (1), the semiconductor chip area can be reduced while improving the reliability of the amplifier circuit, and the semiconductor integrated circuit device and power amplifier provided with the amplifier circuit can be miniaturized. .

本発明の実施の形態1による高周波電力増幅モジュールの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the high frequency power amplification module by Embodiment 1 of this invention. 図1の高周波電力増幅モジュールに設けられたパワー段増幅回路の構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of a structure of the power stage amplifier circuit provided in the high frequency power amplifier module of FIG. 本発明者が検討したパワー段増幅回路の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the power stage amplifier circuit which this inventor examined. パワー段増幅回路における熱暴走を開始する電流−電圧範囲の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the electric current-voltage range which starts the thermal runaway in a power stage amplifier circuit. 図2のパワー段増幅回路におけるユニットセルのレイアウトの一例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a unit cell layout in the power stage amplifier circuit of FIG. 2. ユニットセルを12フィンガ組み合わせたパワー段増幅回路の全体レイアウトの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the whole layout of the power stage amplifier circuit which combined the unit cell with 12 fingers. 本発明の実施の形態2によるパワー段増幅回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the power stage amplifier circuit by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3によるパワー段増幅回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the power stage amplifier circuit by Embodiment 3 of this invention.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1による高周波電力増幅モジュールの一例を示すブロック図、図2は、図1の高周波電力増幅モジュールに設けられたパワー段増幅回路の構成の一例を示す回路図、図3は、本発明者が検討したパワー段増幅回路の構成例を示す回路図、図4は、パワー段増幅回路における熱暴走を開始する電流−電圧範囲の一例を示す説明図、図5は、図2のパワー段増幅回路におけるユニットセルのレイアウトの一例を示す説明図、図6は、ユニットセルを12フィンガ組み合わせたパワー段増幅回路の全体レイアウトの一例を示す説明図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a high-frequency power amplification module according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a power stage amplification circuit provided in the high-frequency power amplification module of FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a power stage amplifier circuit examined by the present inventor, FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a current-voltage range in which thermal runaway in the power stage amplifier circuit is started, and FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a layout of unit cells in the power stage amplifier circuit of FIG. 2, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of an overall layout of a power stage amplifier circuit in which unit fingers are combined with 12 fingers.

本実施の形態1において、高周波電力増幅モジュール1はたとえば、携帯電話などに用いられる電力増幅器である。高周波電力増幅モジュール1は、図1に示すように、制御回路2、初段増幅回路3、パワー段増幅回路4、入力段整合回路5、段間整合回路6、および出力段整合回路7などを有している。   In the first embodiment, the high-frequency power amplification module 1 is a power amplifier used for, for example, a mobile phone. As shown in FIG. 1, the high frequency power amplifier module 1 has a control circuit 2, a first stage amplifier circuit 3, a power stage amplifier circuit 4, an input stage matching circuit 5, an interstage matching circuit 6, an output stage matching circuit 7, and the like. doing.

制御回路2は、外部入力された制御信号Vcontrolに基づいて、初段増幅回路3、ならびにパワー段増幅回路4をそれぞれ制御する。制御回路2は、たとえば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などから構成されている。   The control circuit 2 controls the first stage amplifier circuit 3 and the power stage amplifier circuit 4 based on the control signal Vcontrol input from the outside. The control circuit 2 is composed of, for example, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).

初段増幅回路3とパワー段増幅回路4は、入力電力Pinを2段階にわたって、入力段整合回路5、段間整合回路6、および出力段整合回路7を用いて電力損失をできるだけ小さくし、効率的に増幅するように構成されている。   The first stage amplifier circuit 3 and the power stage amplifier circuit 4 efficiently reduce power loss as much as possible by using the input stage matching circuit 5, the interstage matching circuit 6, and the output stage matching circuit 7 over two stages of the input power Pin. It is comprised so that it may amplify.

その後、高周波電力増幅モジュール1から出力電力Poutとして出力される。ここで、初段増幅回路3とパワー段増幅回路4を構成するトランジスタには、たとえば、HBTが用いられた構成となっている。   Thereafter, the output power Pout is output from the high-frequency power amplification module 1. Here, the transistors constituting the first stage amplifier circuit 3 and the power stage amplifier circuit 4 are configured to use, for example, an HBT.

図2は、パワー段増幅回路4の構成の一例を示す回路図である。   FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the power stage amplifier circuit 4.

パワー段増幅回路4は、図示するように、複数のユニットセル81〜8Nから構成されている。ユニットセル81は、バイアス回路として機能するエミッタフォロワのトランジスタQ21、第1のトランジスタとなるトランジスタQ31、静電容量素子C1、バラスト抵抗となる抵抗(ベースバラスト用抵抗)Rb1から構成されている。 The power stage amplifier circuit 4 is composed of a plurality of unit cells 8 1 to 8 N as shown in the figure. The unit cell 8 1 includes an emitter-follower transistor Q 2 1 that functions as a bias circuit, a first transistor Q 3 1 , a capacitive element C 1 , and a ballast resistor (base ballast resistor) Rb 1. Has been.

また、ユニットセル82においても、同様に、トランジスタQ22、トランジスタQ32、静電容量素子C2、および抵抗Rb2かられ構成されている。 Similarly, the unit cell 8 2 includes a transistor Q2 2 , a transistor Q3 2 , a capacitance element C 2 , and a resistor Rb 2 .

その他のユニットセル83〜8Nにおいても、同様に、トランジスタQ23〜Q2N、トランジスタQ33〜Q3N、静電容量素子C3〜CN、および抵抗Rb3〜RbNからそれぞれ構成されている。 Similarly, the other unit cells 8 3 to 8 N are configured by transistors Q2 3 to Q2 N , transistors Q3 3 to Q3 N , capacitance elements C 3 to C N , and resistors Rb 3 to Rb N , respectively. ing.

ユニットセル81において、第2のトランジスタとなるトランジスタQ21のコレクタにはバイアス電圧Vbiasが接続されており、該トランジスタQ21のエミッタには、抵抗Rb1の一方の接続部が接続されている。 In the unit cell 8 1 , the bias voltage Vbias is connected to the collector of the transistor Q2 1 as the second transistor, and one connection portion of the resistor Rb 1 is connected to the emitter of the transistor Q2 1 . .

抵抗Rb1の他方の接続部には、静電容量素子C1の一方の接続部、およびトランジスタQ31のベースがそれぞれ接続されている。また、静電容量素子C1の他方の接続部には、増幅用のRF信号が入力される入力端子RFINに接続されている。 One connection portion of the capacitive element C 1 and the base of the transistor Q3 1 are connected to the other connection portion of the resistor Rb 1 . In addition, the other connection portion of the capacitive element C 1, is connected to an input terminal RFIN the RF signal for amplification is input.

トランジスタQ31のコレクタには、増幅されたRF信号が出力される出力端子RFOUTに接続されるとともに、該出力端子RFOUTから電源電圧VCCが供給されるように接続されており、該トランジスタQ31のエミッタには、基準電位VSSが接続されている。 The collector of the transistor Q3 1, along with the amplified RF signal is connected to the output terminal RFOUT output is connected to the output terminal RFOUT from the power supply voltage VCC is supplied, of the transistor Q3 1 A reference potential VSS is connected to the emitter.

また、トランジスタQ21のベースには、コントロール電源電圧Vregが入力されるように接続されている。その他のユニットセル82〜8Nにおいても、接続構成はユニットセル81と同様であるので、説明は省略する。 Further, the base of the transistor Q2 1 is connected so that the control power supply voltage Vreg is input. In the other unit cells 8 2 to 8 N , the connection configuration is the same as that of the unit cell 8 1, and thus the description is omitted.

このように、ユニットセル81〜8Nには、ベースバラスト抵抗Rb1〜RbNだけでなく、バイアス回路となるトランジスタQ21〜Q2Nをそれぞれ設けた構成となっている。 As described above, the unit cells 8 1 to 8 N have not only the base ballast resistors Rb 1 to Rb N but also transistors Q2 1 to Q2 N serving as bias circuits.

ここで、本発明者が検討した一般的なパワー段増幅回路50の構成例について、図3を用いて説明する。   Here, a configuration example of a general power stage amplifier circuit 50 examined by the present inventor will be described with reference to FIG.

この場合、パワー段増幅回路50は、図示するように、バイアス回路として機能するエミッタフォロワのトランジスタQ50、および複数のユニットセル501〜50Nから構成されている。 In this case, the power stage amplifier circuit 50 includes an emitter follower transistor Q50 functioning as a bias circuit and a plurality of unit cells 50 1 to 50 N as shown in the figure.

ユニットセル501〜50Nは、トランジスタQ51、静電容量素子C51、バラスト抵抗となる抵抗R51からそれぞれ構成されている。ユニットセル501において、抵抗R51の一方の接続部には、トランジスタQ50のエミッタがそれぞれ接続されている。 The unit cells 50 1 to 50 N are each composed of a transistor Q51, a capacitance element C51, and a resistor R51 serving as a ballast resistor. In the unit cell 50 1 , the emitter of the transistor Q50 is connected to one connection portion of the resistor R51.

また、静電容量素子C51の一方の接続部には、増幅用のRF信号が入力される入力端子RFINに接続されている。静電容量素子C51の他方の接続部、および抵抗R51の他方の接続部には、トランジスタQ51のベースがそれぞれ接続されている。   In addition, one connection portion of the capacitive element C51 is connected to an input terminal RFIN to which an amplification RF signal is input. The base of the transistor Q51 is connected to the other connection portion of the capacitive element C51 and the other connection portion of the resistor R51.

トランジスタQ51のコレクタには、増幅されたRF信号が出力される出力端子RFOUTに接続されており、該トランジスタQ51のエミッタには、基準電位VSSが接続されている。   The collector of the transistor Q51 is connected to the output terminal RFOUT from which the amplified RF signal is output, and the reference potential VSS is connected to the emitter of the transistor Q51.

また、トランジスタQ50のコレクタにはバイアス電圧Vbiasが接続されており、該トランジスタQ50のエミッタには、各ユニットセル501〜50Nの抵抗R51の他方の接続部が共通接続されている。トランジスタQ50のベースには、コントロール電源電圧Vregが入力されるように接続されている。その他のユニットセル502〜50Nにおいても、接続構成は同様となっている。 A bias voltage Vbias is connected to the collector of the transistor Q50, and the other connection portion of the resistor R51 of each of the unit cells 50 1 to 50 N is commonly connected to the emitter of the transistor Q50. The control power supply voltage Vreg is connected to the base of the transistor Q50. The other unit cells 50 2 to 50 N have the same connection configuration.

図3に示す1つのエミッタフォロワのバイアス回路(トランジスタQ50)にユニットセル501〜50Nを接続した構成では、与えられた電源電圧Vccに対して、熱暴走が開始する電流Icc=Icritは次の式で与えられる。 In the configuration in which the unit cells 50 1 to 50 N are connected to the bias circuit (transistor Q50) of one emitter follower shown in FIG. 3, the current Icc = Icrit at which thermal runaway starts for the given power supply voltage Vcc is Is given by

Figure 0005423381
Figure 0005423381

一方、本発明の図2に示すパワー段増幅回路4の構成とし、さらに、後述するように、トランジスタQ21〜Q2NとトランジスタQ31〜Q3Nとを可能な限り離してレイアウトすることにより、トランジスタQ2k(k=1〜N)の接合温度を環境温度TAに可能な限り近づけることによって、熱暴走の開始電流Icritを約2倍に拡大することができる。 On the other hand, by configuring the power stage amplifier circuit 4 shown in FIG. 2 of the present invention and further laying out the transistors Q2 1 to Q2 N and the transistors Q3 1 to Q3 N as far as possible as will be described later, By making the junction temperature of the transistor Q2k (k = 1 to N) as close as possible to the environmental temperature T A , the thermal runaway start current Icrit can be increased approximately twice.

Figure 0005423381
Figure 0005423381

ここで、トランジスタQ2k(k=1〜N)をトランジスタQ3k(k=1〜N)に近づけてレイアウトし、トランジスタQ3k接合温度とリンクするようにすると、この2倍の効果が減殺されて1に近づくことになる。ただし、この場合でも図2の構成とすれば、図1よりも熱暴走の開始電流Icritは常に大きくなる。   Here, if the transistor Q2k (k = 1 to N) is laid out close to the transistor Q3k (k = 1 to N) and linked to the junction temperature of the transistor Q3k, this double effect is reduced to 1. It will approach. However, even in this case, if the configuration of FIG. 2 is used, the thermal runaway start current Icrit is always larger than that of FIG.

定性的には以下のように説明される。   Qualitatively, it is explained as follows.

図3の回路構成の場合には、図3に示すノードAの電位VAは、コントロール電源電圧Vregが変わらなければほぼ一定である。したがって、電位VAと図3のエミッタ電圧Ve51との間の電位差は、トランジスタQ51のベース−エミッタ電圧Vbe51と抵抗R51における電圧降下により支えられる必要がある。   In the case of the circuit configuration of FIG. 3, the potential VA of the node A shown in FIG. 3 is substantially constant unless the control power supply voltage Vreg is changed. Therefore, the potential difference between the potential VA and the emitter voltage Ve51 of FIG. 3 needs to be supported by the voltage drop in the base-emitter voltage Vbe51 of the transistor Q51 and the resistor R51.

熱暴走は、トランジスタQ51が発熱して接合温度が高くなり、そのため、ベース−エミッタ間電圧Vbe51が小さくなり、その結果、トランジスタQ51のコレクタ電流Ic1が増える。   The thermal runaway causes the transistor Q51 to generate heat and increase the junction temperature. Therefore, the base-emitter voltage Vbe51 decreases, and as a result, the collector current Ic1 of the transistor Q51 increases.

そのため接合温度の上昇が加速する正帰還がかかり、益々、ベース−エミッタ間電圧Vbe51が小さくなり、さらにコレクタ電流Ic1が増加することになる。パワー段増幅回路50のベースバラスト抵抗(抵抗R51)はベース電流Ib1の増大による抵抗51の電圧降下量の拡大により、ベース−エミッタ間電圧Vbe51の減少に伴う正帰還の開始を抑制する働きを有しているが、ある一定の熱暴走の開始電流Icritが流れるに至ると電位VAとエミッタ電圧Ve51の間の電位差が支えきれなくなり、熱暴走が開始することとなる。   As a result, positive feedback that accelerates the increase in the junction temperature is applied, and the base-emitter voltage Vbe51 becomes smaller and the collector current Ic1 further increases. The base ballast resistor (resistor R51) of the power stage amplifier circuit 50 has a function of suppressing the start of positive feedback accompanying a decrease in the base-emitter voltage Vbe51 due to an increase in the voltage drop amount of the resistor 51 due to an increase in the base current Ib1. However, when a certain thermal runaway starting current Icrit flows, the potential difference between the potential VA and the emitter voltage Ve51 cannot be supported, and thermal runaway starts.

しかしながら、図2に示す本発明のパワー段増幅回路4の回路構成の場合、コントロール電源電圧Vregと図2に示すトランジスタのエミッタ電圧Ve31の間の電位差は、ベース−エミッタ間電圧Vbe31と抵抗Rb1の電圧降下に加えて、トランジスタQ21のベース−エミッタ間電圧Veb21の3つにより支えられている。 However, in the circuit configuration of the power stage amplifier circuit 4 of the present invention shown in FIG. 2, the potential difference between the control power supply voltage Vreg and the emitter voltage Ve31 of the transistor shown in FIG. 2 is the base-emitter voltage Vbe31 and the resistance Rb 1. in addition to the voltage drop, the transistor Q2 1 base - was supported by three emitter voltage Veb21.

したがって、ベース電流Ib1の増大に伴って、ベース−エミッタ間電圧Vbe21も大きくなり、熱暴走の開始を遅らせることが可能である。すなわち、熱暴走の開始電流Icritを増大させることが可能である。   Accordingly, as the base current Ib1 increases, the base-emitter voltage Vbe21 also increases, and the start of thermal runaway can be delayed. That is, the thermal runaway start current Icrit can be increased.

これによって、図2のパワー段増幅回路4の回路構成では、図4に示すように、図3のパワー段増幅回路50に比べて、該パワー段増幅回路4の動作の安定性を確保できる電圧、および電流の範囲を拡大することができる。   Accordingly, in the circuit configuration of the power stage amplifier circuit 4 of FIG. 2, as shown in FIG. 4, the voltage that can ensure the stability of the operation of the power stage amplifier circuit 4 as compared with the power stage amplifier circuit 50 of FIG. , And the range of current can be expanded.

図5は、パワー段増幅回路4における任意のユニットセルのレイアウトの一例を示す説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the layout of an arbitrary unit cell in the power stage amplifier circuit 4.

図5の左側には、トランジスタQ2kがレイアウトされており、該トランジスタQ2kの右側には、静電容量素子Ckがレイアウトされている。そして、静電容量素子Ckの右側には、抵抗Rbkがレイアウトされている。そして、抵抗Rbkの右側には、トランジスタQ3kがレイアウトされている。   A transistor Q2k is laid out on the left side of FIG. 5, and a capacitance element Ck is laid out on the right side of the transistor Q2k. A resistor Rbk is laid out on the right side of the capacitance element Ck. A transistor Q3k is laid out on the right side of the resistor Rbk.

ここで、トランジスタQ2kは、発熱源となるトランジスタQ3kから十分離れ、その温度が環境温度TAに近く、トランジスタQ3kの接合温度との結合が小さいほうがより望ましい。 Here, transistor Q2k is sufficiently away from the transistor Q3k as a heat source, the temperature is close to the ambient temperature T A, more binding to the junction temperature of the transistor Q3k is smaller is more preferable.

したがって、図5のレイアウトが示すように、トランジスタQ2kとトランジスタQ3kとの間に、静電容量素子Ck、ならびに抵抗Rbkをそれぞれレイアウトすることにより、トランジスタQ2kとトランジスタQ3kと距離を離すことのできるレイアウトとなっている。   Therefore, as shown in the layout of FIG. 5, by disposing the electrostatic capacitance element Ck and the resistor Rbk between the transistor Q2k and the transistor Q3k, respectively, a layout that can increase the distance between the transistor Q2k and the transistor Q3k. It has become.

なお、図5では、k番目のユニットセルのレイアウト例を示したものであり、パワー段増幅回路4は、図5のユニットセルがN個配列された構成となっている。   FIG. 5 shows a layout example of the k-th unit cell, and the power stage amplifier circuit 4 has a configuration in which N unit cells of FIG. 5 are arranged.

図6は、12フィンガのユニットセル81〜812を組み合わせたパワー段増幅回路4の全体レイアウトの一例を示す説明図である。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the overall layout of the power stage amplifier circuit 4 in which unit cells 8 1 to 8 12 having 12 fingers are combined.

図6の中央部には、基準電位VSSとなるビアホールV1,V2がレイアウトされており、該ビアホールV1,V2の左側には、6個のユニットセル81〜86が上方から下方にかけてレイアウトされている。 In the center of FIG. 6, via holes V1 and V2 serving as a reference potential VSS are laid out, and on the left side of the via holes V1 and V2, six unit cells 8 1 to 8 6 are laid out from above to below. ing.

また、該ビアホールV1,V2の右側には、6個のユニットセル87〜812が上方から下方にかけてレイアウトされている。このように、ユニットセル81〜86とユニットセル87〜812とは、ビアホールV1,V2を中心に線対称となるようにレイアウトされている。 In addition, on the right side of the via holes V1 and V2, six unit cells 8 7 to 8 12 are laid out from above to below. Thus, the unit cells 8 1 to 8 6 and the unit cells 8 7 to 8 12 are laid out so as to be line-symmetric with respect to the via holes V1 and V2.

ユニットセル81〜86に設けられたトランジスタQ31〜Q36、およびユニットセル87〜812に設けられたトランジスタQ37〜Q312は、基準電位VSSの近くとなるようにビアホールV1,V2の近傍にレイアウトされている。 Transistor Q3 7 to Q3 12 provided in the unit cell 8 1-8 6 transistors Q3 1 to Q3 6 provided and the unit cell 8 7-8 12, is such that the near reference potential VSS via hole V1, It is laid out in the vicinity of V2.

また、ユニットセル81〜86のトランジスタQ31〜Q36とトランジスタQ21〜Q26とは、図5で説明したように、静電容量素子C1〜C6、および抵抗Rb1〜Rb6をそれぞれ介してレイアウトされており、トランジスタQ21〜Q26は、熱源となるトランジスタQ31〜Q36から距離を置くようにレイアウトされている。 Further, the transistors Q3 1 to Q3 6 and the transistor Q2 1 ~Q2 6 of the unit cell 8 1-8 6, as described with reference to FIG. 5, the capacitance element C 1 -C 6, and the resistor Rb 1 ~Rb 6 and a are laid over each transistor Q2 1 ~Q2 6 is a is laid to place the distance from the transistors Q3 1 to Q3 6 as a heat source.

同様に、ユニットセル87〜812のトランジスタQ37〜Q312とトランジスタQ27〜Q212も、静電容量素子C7〜C12、および抵抗Rb7〜Rb12をそれぞれ間に挟んでレイアウトされている。 Layout Similarly, transistor Q3 7 to Q3 12 and transistor Q2 7 ~Q2 12 of the unit cell 8 7-8 12 also across the capacitance element C 7 -C 12, and the resistor Rb 7 ~Rb 12 between each Has been.

トランジスタQ31〜Q312のコレクタは、たとえば、第2配線層に接続され、これらトランジスタQ31〜Q312の下方にレイアウトされた配線H1に共通接続され、該配線H1を介して出力端子RFOUTに接続されている。 The collectors of the transistors Q3 1 to Q3 12 are connected to, for example, the second wiring layer, and are commonly connected to the wiring H1 laid out below these transistors Q3 1 to Q3 12 and connected to the output terminal RFOUT via the wiring H1. It is connected.

トランジスタQ31〜Q312のエミッタは、たとえば、第1配線層に形成され、配線H2を介してビアホールV1,V2に接続されている。ユニットセル81〜812の静電容量素子C1〜C12は、たとえば、第2配線層に接続され、該静電容量素子C1〜C12の上方にレイアウトされた配線H3に共通接続され、該配線H3を介して入力端子RFINに接続されている。 The emitters of the transistors Q3 1 to Q3 12 are formed, for example, in the first wiring layer and connected to the via holes V1 and V2 via the wiring H2. The capacitive elements C 1 to C 12 of the unit cells 8 1 to 8 12 are connected to, for example, the second wiring layer and commonly connected to the wiring H 3 laid out above the capacitive elements C 1 to C 12. And connected to the input terminal RFIN via the wiring H3.

さらに、トランジスタQ21〜Q212のベースは、たとえば、第1配線層に接続され、トランジスタQ21〜Q212の外周部にレイアウトされた配線H4に共通接続され、該配線H4を介してコントロール電源電圧Vregが供給される。 Further, the bases of the transistors Q2 1 to Q2 12 are connected to, for example, the first wiring layer and commonly connected to the wiring H4 laid out on the outer periphery of the transistors Q2 1 to Q2 12 , and the control power supply is connected via the wiring H4. A voltage Vreg is supplied.

また、トランジスタQ2kは、半導体チップの面積を縮小するために、パワー段HBTとなるトランジスタQ3kより、エミッタサイズを小さくレイアウトすることが望ましい(たとえば、トランジスタQ3kのエミッタサイズ3μm×40μm程度に対してトランジスタQ2kのエミッタサイズは2μm×2μm程度)。   The transistor Q2k is preferably laid out with a smaller emitter size than the transistor Q3k serving as the power stage HBT in order to reduce the area of the semiconductor chip (for example, the transistor Q3k has a transistor size of about 3 μm × 40 μm). The emitter size of Q2k is about 2μm × 2μm).

それにより、本実施の形態1によれば、パワー段増幅回路における熱暴走を開始する電流値を大きくすることができるので、高周波電力増幅モジュールにおける信頼性を向上させることができる。   As a result, according to the first embodiment, the current value for starting thermal runaway in the power stage amplifier circuit can be increased, so that the reliability in the high frequency power amplifier module can be improved.

また、電流増幅率βを大きくした場合には、熱暴走しない熱暴走の開始電流Icritの領域を同じに確保する際に抵抗Rb1〜RbNを増大させずに電流増幅率βを大きくすることが可能である。 Further, when the current amplification factor β is increased, the current amplification factor β is increased without increasing the resistances Rb 1 to Rb N when ensuring the same region of the thermal runaway start current Icrit that is not thermal runaway. Is possible.

(実施の形態2)
図7は、本発明の実施の形態2によるパワー段増幅回路の一例を示す回路図である。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of a power stage amplifier circuit according to Embodiment 2 of the present invention.

本実施の形態2においては、パワー段増幅回路4にマルチエミッタ型のHBTを用いた場合の構成について説明する。   In the second embodiment, a configuration when a multi-emitter HBT is used for the power stage amplifier circuit 4 will be described.

この場合、パワー段増幅回路4は、図7に示すように、マルチエミッタ型HBTからなるトランジスタQM21〜QM2M、ならびに複数のユニットセル81〜8Nから構成されている。 In this case, as shown in FIG. 7, the power stage amplifying circuit 4 includes transistors QM2 1 to QM2 M made of a multi-emitter type HBT and a plurality of unit cells 8 1 to 8 N.

前記実施の形態1の図2と異なるところは、ユニットセル81〜8Nが、トランジスタQ31〜Q3N、静電容量素子C1〜CN、ならびに抵抗Rb1〜RbNからなり、バイアス回路として機能するエミッタフォロワのトランジスタQM21〜QM2Mが2つのエミッタを有している点である。 The difference from FIG. 2 of the first embodiment is that the unit cells 8 1 to 8 N are composed of transistors Q 3 1 to Q 3 N , capacitance elements C 1 to C N , and resistors Rb 1 to Rb N. in that the transistor QM2 1 ~QM2 M emitter follower which functions as a circuit has two emitters.

よって、トランジスタQM21〜QM2Mの数は、ユニットセル81〜8Nの半分であり、たとえば、トランジスタQM21の一方のエミッタには、ユニットセル81の抵抗Rb1の他方の接続部が接続されており、該トランジスタQM21の他方のエミッタには、ユニットセル82の抵抗Rb2の他方の接続部が接続される構成となる。 Therefore, the number of transistors QM2 1 to QM2 M is half that of unit cells 8 1 to 8 N. For example, one emitter of transistor QM2 1 is connected to the other connection portion of resistor Rb 1 of unit cell 8 1. The other emitter of the transistor QM2 1 is connected to the other connection portion of the resistor Rb 2 of the unit cell 8 2 .

図7においては、トランジスタQM21〜QM2Mがマルチエミッタ構成である以外は、図2と接続構成は同様となっている。これによって、パワー段増幅回路4のレイアウト面積を小さくすることができる。 7, the connection configuration is the same as that in FIG. 2 except that the transistors QM2 1 to QM2 M have a multi-emitter configuration. As a result, the layout area of the power stage amplifier circuit 4 can be reduced.

図7では、マルチエミッタ化されたトランジスタQM21〜QM2Mのエミッタ数が、2つのエミッタを有したものとしたが、たとえば、3つのエミッタ、またはそれ以上の数のエミッタを有する構成であってもよい。エミッタ数が増加するほど、トランジスタが占めるレイアウト面積を小さくすることができる。 In FIG. 7, the number of emitters of the multi-emitter transistors QM2 1 to QM2 M is assumed to have two emitters. For example, the transistors QM2 1 to QM2 M have three emitters or more. Also good. As the number of emitters increases, the layout area occupied by the transistors can be reduced.

それにより、本実施の形態2においては、パワー段増幅回路における熱暴走を開始する電流値を大きくしながら、半導体チップのレイアウト面積を低減することができる。   As a result, in the second embodiment, the layout area of the semiconductor chip can be reduced while increasing the current value for starting thermal runaway in the power stage amplifier circuit.

(実施の形態3)
図8は、本発明の実施の形態3によるパワー段増幅回路の一例を示す回路図である。
(Embodiment 3)
FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of a power stage amplifier circuit according to Embodiment 3 of the present invention.

本実施の形態3においては、パワー段増幅回路4のバイアス回路として機能するエミッタフォロワのトランジスタにHBTではなく、FETを用いた構成について説明する。   In the third embodiment, a configuration using an FET instead of an HBT as an emitter-follower transistor that functions as a bias circuit of the power stage amplifier circuit 4 will be described.

この場合、パワー段増幅回路4は、図8に示すように、HBTのトランジスタQ21〜Q2Nの代わりに、pHEMTやMESFETなどのFETからなるトランジスタT1〜TNを用いた点が前記実施の形態1の図2と異なっており、その他の接続構成については、図2と同様である。 In this case, as shown in FIG. 8, the power stage amplifier circuit 4 uses transistors T1 to TN made of FETs such as pHEMT and MESFET instead of the transistors Q2 1 to Q2 N of the HBT. 1 is different from FIG. 2 and other connection configurations are the same as those in FIG.

図8に示すパワー段増幅回路4は、たとえば、HBTとFETとを同一のGaAs基板上に形成するBiFETプロセスを用いて形成するようにすればよい。   The power stage amplifier circuit 4 shown in FIG. 8 may be formed using, for example, a BiFET process in which the HBT and the FET are formed on the same GaAs substrate.

この構成により、図8におけるコントロール電源電圧Vregとエミッタ電圧Ve31との電位差は、ベース−エミッタ間電圧Vbe31と抵抗Rb1の電圧降下に加えて、FETからなるトランジスタT1のゲート−ソース間電圧Vgs21の3つにより支えられている。 With this configuration, the potential difference between the control power supply voltage Vreg and the emitter voltage Ve31 in Figure 8, base - in addition to the voltage drop of the emitter voltage Vbe31 and resistance Rb 1, the gate of the transistor T1 consisting FET - source voltage Vgs21 It is supported by three.

したがって、ベース電流Ib1の増大に伴って、ゲート−ソース間電圧Vgs21も大きくなり、熱暴走の開始を遅らせることが可能である。すなわち、熱暴走の開始電流Icritを増大させることが可能である。   Therefore, as the base current Ib1 increases, the gate-source voltage Vgs21 also increases, and the start of thermal runaway can be delayed. That is, the thermal runaway start current Icrit can be increased.

この場合、ベース電流Ib1がベース−エミッタ間電圧の指数関数に比例する前記実施の形態1の場合に比べて、FETからなるトランジスタはベース電流Ib1がゲート−ソース間電圧の2乗に比例するためベース電流Ib1の増大に伴ってゲート−ソース間電圧の増大がより大きくなる。   In this case, as compared with the first embodiment in which the base current Ib1 is proportional to the exponential function of the base-emitter voltage, the transistor composed of the FET has a base current Ib1 proportional to the square of the gate-source voltage. As the base current Ib1 increases, the gate-source voltage increases more.

それにより、本実施の形態3では、その分、実施の形態1に比べて、熱暴走の開始をより遅らせることができ、したがって、熱暴走の開始電流Icritを増大させることができる。   As a result, in the third embodiment, the start of thermal runaway can be delayed more than that in the first embodiment, and thus the thermal runaway start current Icrit can be increased.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

本発明は、携帯電話、無線LAN(Local Area Network)、あるいはWiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)などの様々な無線通信分野に用いられる高周波電力増幅器における安定動作技術に適している。   The present invention is suitable for a stable operation technique in a high-frequency power amplifier used in various wireless communication fields such as a mobile phone, a wireless local area network (LAN), or WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access).

1 高周波電力増幅モジュール
2 制御回路
3 初段増幅回路
4 パワー段増幅回路
5 入力段整合回路
6 段間整合回路
7 出力段整合回路
1〜8N ユニットセル
Q21〜Q2N トランジスタ
Q31〜Q3N トランジスタ
1〜CN 静電容量素子
Rb1〜RbN 抵抗
V1,V2 ビアホール
H1〜H4 配線
QM21〜QM2M トランジスタ
T1〜TN トランジスタ
50 パワー段増幅回路
R51 抵抗
501〜50N ユニットセル
C51 静電容量素子
R51 抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High frequency power amplifier module 2 Control circuit 3 First stage amplifier circuit 4 Power stage amplifier circuit 5 Input stage matching circuit 6 Interstage matching circuit 7 Output stage matching circuit 8 1 to 8 N Unit cell Q2 1 to Q2 N Transistors Q3 1 to Q3 N Transistors C 1 to C N Capacitance elements Rb 1 to Rb N resistors V1, V2 Via holes H1 to H4 Wiring QM2 1 to QM2 M transistors T1 to TN Transistor 50 Power stage amplifier circuit R51 Resistors 50 1 to 50 N Unit cell C51 Static Capacitance element R51 Resistance

Claims (12)

複数のユニットセルからなる増幅回路を備えた半導体集積回路装置であって、
前記ユニットセルは、
入力信号の電力増幅を行う第1のトランジスタと、
入力信号が入力される入力端子と前記第1のトランジスタとの間に接続される静電容量素子と、
前記第1のトランジスタのベースにバイアス電源を供給する第2のトランジスタと、
前記第2のトランジスタと前記第1のトランジスタのベースとの間に接続され、前記第1のトランジスタのベース電流の増加を防止するベースバラスト用抵抗とをそれぞれ有し、
前記ユニットセルに設けられたそれぞれの第1のトランジスタは、出力信号を出力する出力端子と基準電位との間で並列接続され、
前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタとは、少なくとも前記ベースバラスト用抵抗、または前記静電容量素子のいずれかを挟んでレイアウトされ、
前記増幅回路は、基準電位に接続されるビアホールを中心として左右に複数の前記ユニットセルが線対称にレイアウトさていることを特徴とする半導体集積回路装置。
A semiconductor integrated circuit device comprising an amplifier circuit composed of a plurality of unit cells,
The unit cell is
A first transistor for amplifying the power of the input signal;
A capacitive element connected between an input terminal to which an input signal is input and the first transistor;
A second transistor for supplying a bias power to the base of the first transistor;
A base ballast resistor connected between the second transistor and the base of the first transistor to prevent an increase in base current of the first transistor;
Each first transistor provided in the unit cell is connected in parallel between an output terminal that outputs an output signal and a reference potential,
The first transistor and the second transistor are laid out with at least either the base ballast resistor or the capacitance element interposed therebetween,
It said amplifier circuit is a semiconductor integrated circuit device, wherein a plurality of the unit cells to the right and left around the vias holes connected to a reference potential are laid in line symmetry.
請求項1記載の半導体集積回路装置において、
前記第2のトランジスタにおけるトランジスタサイズは、前記第1のトランジスタのトランジスタサイズよりも小さいことを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1.
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a transistor size of the second transistor is smaller than a transistor size of the first transistor.
請求項1または2記載の半導体集積回路装置において、
前記第2のトランジスタは、FETよりなることを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1 or 2,
The semiconductor integrated circuit device, wherein the second transistor is an FET.
請求項1または2記載の半導体集積回路装置において、
前記第2のトランジスタは、HBTよりなることを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1 or 2,
The semiconductor integrated circuit device, wherein the second transistor is made of HBT.
複数のユニットセルと、複数のマルチエミッタ型トランジスタとからなる増幅回路を備えた半導体集積回路装置であって、
前記ユニットセルは、
入力信号の電力増幅を行う第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタのベースにバイアス電源を供給する第2のトランジスタと、
入力信号が入力される入力端子と前記第1のトランジスタとの間に接続される静電容量素子と、
前記第2のトランジスタと前記第1のトランジスタのベースとの間に接続され、前記第1のトランジスタのベース電流の増加を防止するベースバラスト用抵抗とをそれぞれ有し、
前記マルチエミッタ型トランジスタは、
少なくとも2つのエミッタを有し、各々の前記エミッタを介して少なくとも2つの前記ユニットセルに設けられた第1のトランジスタのベースにバイアス電源をそれぞれ供給し、
前記第1のトランジスタと前記マルチエミッタ型トランジスタとは、少なくとも前記ベースバラスト用抵抗、または前記静電容量素子のいずれかを挟んでレイアウトされ、
前記増幅回路は、基準電位に接続されるビアホールを中心として左右に複数の前記ユニットセルが線対称にレイアウトさていることを特徴とする半導体集積回路装置。
A semiconductor integrated circuit device comprising an amplifier circuit composed of a plurality of unit cells and a plurality of multi-emitter transistors,
The unit cell is
A first transistor for amplifying the power of the input signal;
A second transistor for supplying a bias power to the base of the first transistor;
A capacitive element connected between an input terminal to which an input signal is input and the first transistor;
A base ballast resistor connected between the second transistor and the base of the first transistor to prevent an increase in base current of the first transistor;
The multi-emitter transistor is
A bias power source is provided to each of the bases of the first transistors provided in the at least two unit cells, each having at least two emitters;
The first transistor and the multi-emitter transistor are laid out with at least either the base ballast resistor or the capacitance element interposed therebetween,
It said amplifier circuit is a semiconductor integrated circuit device, wherein a plurality of the unit cells to the right and left around the vias holes connected to a reference potential are laid in line symmetry.
請求項5記載の半導体集積回路装置において、
前記マルチエミッタ型トランジスタは、HBTよりなることを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 5.
The semiconductor integrated circuit device, wherein the multi-emitter transistor is made of HBT.
複数のユニットセルからなる増幅回路を備えた電力増幅器であって、
前記ユニットセルは、
入力信号の電力増幅を行う第1のトランジスタと、
入力信号が入力される入力端子と前記第1のトランジスタとの間に接続される静電容量素子と、
前記第1のトランジスタのベースにバイアス電源を供給する第2のトランジスタと、
前記第2のトランジスタと前記第1のトランジスタのベースとの間に接続され、前記第1のトランジスタのベース電流の増加を防止するベースバラスト用抵抗とをそれぞれ有し、
前記ユニットセルに設けられたそれぞれの第1のトランジスタは、出力信号を出力する出力端子と基準電位との間で並列接続され、
前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタとは、少なくとも前記ベースバラスト用抵抗、または前記静電容量素子のいずれかを挟んでレイアウトされ、
前記増幅回路は、基準電位に接続されるビアホールを中心として左右に複数の前記ユニットセルが線対称にレイアウトさていることを特徴とする電力増幅器。
A power amplifier including an amplifier circuit composed of a plurality of unit cells,
The unit cell is
A first transistor for amplifying the power of the input signal;
A capacitive element connected between an input terminal to which an input signal is input and the first transistor;
A second transistor for supplying a bias power to the base of the first transistor;
A base ballast resistor connected between the second transistor and the base of the first transistor to prevent an increase in base current of the first transistor;
Each first transistor provided in the unit cell is connected in parallel between an output terminal that outputs an output signal and a reference potential,
The first transistor and the second transistor are laid out with at least either the base ballast resistor or the capacitance element interposed therebetween,
The amplifier circuit includes power plurality of the unit cells to the right and left around the vias holes are connected to a reference potential, characterized in that it is laid out in a line symmetrical amplifier.
請求項7記載の電力増幅器において、
前記第2のトランジスタにおけるトランジスタサイズは、前記第1のトランジスタのトランジスタサイズよりも小さいことを特徴とする電力増幅器。
The power amplifier according to claim 7, wherein
The power amplifier according to claim 1, wherein a transistor size of the second transistor is smaller than a transistor size of the first transistor.
請求項7または8記載の電力増幅器において、
前記第2のトランジスタは、FETよりなることを特徴とする電力増幅器。
The power amplifier according to claim 7 or 8,
The power amplifier, wherein the second transistor is an FET.
請求項7または8記載の電力増幅器において、
前記第2のトランジスタは、HBTよりなることを特徴とする電力増幅器。
The power amplifier according to claim 7 or 8,
The power amplifier, wherein the second transistor is made of HBT.
複数のユニットセルと、複数のマルチエミッタ型トランジスタとからなる増幅回路を備えた電力増幅器であって、
前記ユニットセルは、
入力信号の電力増幅を行う第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタのベースにバイアス電源を供給する第2のトランジスタと、
入力信号が入力される入力端子と前記第1のトランジスタとの間に接続される静電容量素子と、
前記第2のトランジスタと前記第1のトランジスタのベースとの間に接続され、前記第1のトランジスタのベース電流の増加を防止するベースバラスト用抵抗とをそれぞれ有し、
前記マルチエミッタ型トランジスタは、
少なくとも2つのエミッタを有し、各々の前記エミッタを介して少なくとも2つの前記ユニットセルに設けられた第1のトランジスタのベースにバイアス電源をそれぞれ供給し、
前記第1のトランジスタと前記マルチエミッタ型トランジスタとは、少なくとも前記ベースバラスト用抵抗、または前記静電容量素子のいずれかを挟んでレイアウトされ、
前記増幅回路は、基準電位に接続されるビアホールを中心として左右に複数の前記ユニットセルが線対称にレイアウトさていることを特徴とする電力増幅器。
A power amplifier including an amplifier circuit composed of a plurality of unit cells and a plurality of multi-emitter transistors,
The unit cell is
A first transistor for amplifying the power of the input signal;
A second transistor for supplying a bias power to the base of the first transistor;
A capacitive element connected between an input terminal to which an input signal is input and the first transistor;
A base ballast resistor connected between the second transistor and the base of the first transistor to prevent an increase in base current of the first transistor;
The multi-emitter transistor is
A bias power source is provided to each of the bases of the first transistors provided in the at least two unit cells, each having at least two emitters;
The first transistor and the multi-emitter transistor are laid out with at least either the base ballast resistor or the capacitance element interposed therebetween,
The amplifier circuit includes power plurality of the unit cells to the right and left around the vias holes are connected to a reference potential, characterized in that it is laid out in a line symmetrical amplifier.
請求項11記載の電力増幅器において、
前記マルチエミッタ型トランジスタは、HBTよりなることを特徴とする電力増幅器。
The power amplifier according to claim 11, wherein
The multi-emitter transistor is made of HBT.
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