JP6922883B2 - 電力増幅回路 - Google Patents
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Description
高周波信号を電力増幅する電力増幅器と、前記電力増幅器に熱的に結合する温度検出素子を含む温度検出回路と、前記温度検出回路から出力される温度検出信号に基づいて前記電力増幅器に対するバイアス制御信号を発生するバイアス制御信号発生回路と、前記温度検出信号を安定化させるレギュレータ回路と、を備え、
前記電力増幅器、前記温度検出素子及び前記レギュレータ回路は第1集積回路に形成され、
前記バイアス制御信号発生回路は第2集積回路に形成され、
前記第1集積回路の基板材料は前記第2集積回路の基板材料より遮断周波数の高い材料である。
図1は第1の実施形態に係る電力増幅回路201の回路図である。この電力増幅回路201は、電力増幅器PAと、バイアス制御信号PAenを受けて、電力増幅器PAに対するバイアス電圧を供給するレギュレータ回路12と、電力増幅器用温度検出回路101と、温度検出信号Vdiを受けて、レギュレータ回路12にバイアス制御信号PAenを発生するバイアス制御信号発生回路21と、を備える。
図2(A)に示したレギュレータ回路は、入力側電流経路の電流を制御するトランジスタQ21の制御電圧が出力側電流経路に流れる電流で負帰還制御されるので、制御信号PAenの電圧変動及び電源電圧入力端子Vddに入力される電源電圧の変動に対するバイアス電圧Vbias電圧の変動が抑制される。
A2,B2 1.86V
A3,B3 1.88V
A4,B4 1.9V
本実施形態では、以上に示したとおり、電流バイパス回路11を備え、電力増幅器の温度に応じてバイパス電流の量が変化することにより、電力増幅器が高温になる程、温度検出信号Vdiの温度変化に対する電圧変化(傾き)が大きくなる。このことによって、周囲温度が上昇する程、温度上昇に伴う増幅率の増大率が高まり、上記電流バイパス回路が無い構成に比べて、広範囲にわたる周囲温度で、増幅率の適正な補償がなされる。
E2,P2 1ms
E3,P3 2ms
E4,P4 4ms
一般に、ベクトル変調においては、個々のデータ・クロックにおいてI対Q面(コンスタレーション・ダイヤグラム)内の決まった位置のいずれかを占めるようにRFキャリアの振幅と位相を変化させることで、ディジタル・ビットがキャリア上に移される。各位置によりデータ・シンボルが符号化され、1つのデータ・シンボルは1つ以上のデータ・ビットで構成される。つまり、1つのシンボルあたりn個のデータ・ビットを転送される場合、2n個の位置が必要になる。したがって、1シンボルあたりのデータ・ビット数が増える程、所定の通信エラーレートを確保する上で、送信信号のエラー・ベクトル振幅(EVM)を低く維持することは重要である。
D…ドレイン
G…ゲート
OP…オペアンプ
PA…電力増幅器
PA1,PA2,PA3…電力増幅器
PAout…出力端子
Q0…温度検出用トランジスタ
Q1,Q2…トランジスタ
Q11…入力トランジスタ
Q12…出力トランジスタ
Q21…第1トランジスタ
Q22…第2トランジスタ
Q30…電力増幅用トランジスタ
Q31,Q41,Q51…バイアス用トランジスタ
Q32,Q42,Q52…第1バイアス補償トランジスタ
Q33,Q43,Q53…第2バイアス補償トランジスタ
R1…第1抵抗素子
R11…抵抗素子
R12…抵抗素子
R2…第2抵抗素子
S…ソース
SC…直列接続回路
SW…スイッチ
T1…第1入力端子
T2…第2入力端子
TXin…送信信号入力端子
Vbias…バイアス電圧
VD…抵抗分圧回路
Vdd…電源電圧入力端子
Vdi…温度検出信号
10…第1集積回路
11…電流バイパス回路
12…レギュレータ回路
20…第2集積回路
21…バイアス制御信号発生回路
101…電力増幅器用温度検出回路
201…電力増幅回路
Claims (9)
- 高周波信号を電力増幅する電力増幅器と、前記電力増幅器の温度を検出する温度検出素子を含む温度検出回路と、前記温度検出回路から出力される温度検出信号に基づいて前記電力増幅器に対するバイアス制御信号を発生するバイアス制御信号発生回路と、カレントミラー回路と電流制御トランジスタ回路とを有するレギュレータ回路と、を備え、
前記電力増幅器、前記温度検出素子及び前記レギュレータ回路は第1集積回路に形成され、
前記バイアス制御信号発生回路は第2集積回路に形成され、
前記第1集積回路の基板材料は前記第2集積回路の基板材料より遮断周波数の高い材料である、
電力増幅回路。 - 前記カレントミラー回路は、入力トランジスタ及び出力トランジスタの制御端子同士が接続され、
前記電流制御トランジスタ回路は、前記入力トランジスタの電流経路に第1端子及び第2端子の少なくとも一方が接続され、前記出力トランジスタの電流経路に制御端子が接続される第1トランジスタを備える、
請求項1に記載の電力増幅回路。 - 前記レギュレータ回路は、第1端子、第2端子及び制御端子を有する第2トランジスタをさらに含み、
前記入力トランジスタの電流経路に前記第2トランジスタの第1端子及び第2端子が挿入され、
前記第2トランジスタの第1端子と制御端子との間に、前記第1トランジスタの第1端子及び第2端子が接続され、
前記電力増幅器は、電力増幅用トランジスタと、前記電力増幅用トランジスタの制御端子にバイアス電圧を印加するバイアス用トランジスタと、を備え、
前記第2トランジスタは、前記バイアス用トランジスタと同種のトランジスタである、
請求項2に記載の電力増幅回路。 - 前記第2トランジスタに印加される電源電圧は、前記バイアス用トランジスタに印加される電源電圧と同じ電圧である、
請求項3に記載の電力増幅回路。 - 前記電力増幅器は、
電力増幅用トランジスタと、
前記電力増幅用トランジスタの制御端子にバイアス電圧を印加するバイアス用トランジスタと、
前記バイアス用トランジスタの制御端子と基準電位との間に接続された、第1バイアス補償トランジスタによるダイオード接続回路及び第2バイアス補償トランジスタによるダイオード接続回路の直列回路と、を備え、
前記第1バイアス補償トランジスタは前記バイアス用トランジスタと同種のトランジスタであり、前記第2バイアス補償トランジスタは前記電力増幅用トランジスタと同種のトランジスタである、
請求項1又は2に記載の電力増幅回路。 - 前記第1集積回路の基板はSiGe基板又はGaAs基板であり、前記第2集積回路の基板はSOI基板又はSi基板である、
請求項1から5のいずれかに記載の電力増幅回路。 - 前記バイアス制御信号発生回路は、
第1入力端子に前記温度検出回路が接続された差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の第2入力端子に接続されたキャパシタと、
前記差動増幅回路の出力に接続され、前記差動増幅回路の出力電圧を、前記キャパシタへチャージする状態と、前記レギュレータ回路へ前記バイアス制御信号として出力する状態とを切り替えるスイッチと、
を備える、
請求項1から6のいずれかに記載の電力増幅回路。 - 前記温度検出回路は、
前記温度検出素子と第1抵抗素子との直列接続回路と、
前記電力増幅器に熱的に結合し、前記温度検出素子に対して並列に接続されてバイパス電流を流す、バイポーラ型の電流バイパストランジスタを含む電流バイパス回路と、
前記電流バイパストランジスタに対するバイアス電圧を発生する抵抗分圧回路と、
を備え、
前記温度検出素子と前記第1抵抗素子との接続部から前記温度検出信号を出力する、
請求項1から7のいずれかに記載の電力増幅回路。 - 高周波信号を電力増幅する電力増幅器と、前記電力増幅器の温度を検出する温度検出素子を含む温度検出回路と、前記温度検出回路から出力される温度検出信号に基づいて前記電力増幅器に対するバイアス制御信号を発生するバイアス制御信号発生回路と、カレントミラー回路と電流制御トランジスタ回路とを有するレギュレータ回路と、を備え、
前記電力増幅器、前記温度検出素子及び前記レギュレータ回路は第1集積回路に形成され、
前記バイアス制御信号発生回路は第2集積回路に形成され、
前記第1集積回路の基板はSiGe基板又はGaAs基板であり、前記第2集積回路の基板はSOI基板又はSi基板である、
電力増幅回路。
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