JPH10233633A - Ｒｆ電力増幅回路および移動体通信端末装置 - Google Patents
Ｒｆ電力増幅回路および移動体通信端末装置Info
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- JPH10233633A JPH10233633A JP3590397A JP3590397A JPH10233633A JP H10233633 A JPH10233633 A JP H10233633A JP 3590397 A JP3590397 A JP 3590397A JP 3590397 A JP3590397 A JP 3590397A JP H10233633 A JPH10233633 A JP H10233633A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 たとえば１ＧＨｚ以上のマイクロ波領域での
無線信号を用いる移動体通信端末装置の小型軽量化と電
池での長時間動作化に有効であるとともに、生産適性を
著しく低下させる個別の調整を必要することなく、単一
電源の使用条件下でも安定かつ効率的なＲＦ電力増幅を
可能にする。 【解決手段】 ソース接地およびデプレッション動作に
よりＲＦ電力増幅回路を形成するＦＥＴとともに、この
ＦＥＴに対して同種のＦＥＴであって、チャネル長が等
しく、かつチャネル幅が小さく形成されたダミーＦＥＴ
と、正電源電圧から負電圧を発生して上記２つのＦＥＴ
の各ゲート・ソース間に負バイアス電圧を分配する可変
電圧発生回路と、ダミーＦＥＴのドレイン電流が所定の
設定値となるように上記可変電圧発生回路を制御する負
帰還回路を設け、この負帰還回路の動作によってＲＦ電
力増幅回路のバイアス設定を行わせる。
無線信号を用いる移動体通信端末装置の小型軽量化と電
池での長時間動作化に有効であるとともに、生産適性を
著しく低下させる個別の調整を必要することなく、単一
電源の使用条件下でも安定かつ効率的なＲＦ電力増幅を
可能にする。 【解決手段】 ソース接地およびデプレッション動作に
よりＲＦ電力増幅回路を形成するＦＥＴとともに、この
ＦＥＴに対して同種のＦＥＴであって、チャネル長が等
しく、かつチャネル幅が小さく形成されたダミーＦＥＴ
と、正電源電圧から負電圧を発生して上記２つのＦＥＴ
の各ゲート・ソース間に負バイアス電圧を分配する可変
電圧発生回路と、ダミーＦＥＴのドレイン電流が所定の
設定値となるように上記可変電圧発生回路を制御する負
帰還回路を設け、この負帰還回路の動作によってＲＦ電
力増幅回路のバイアス設定を行わせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信用のＲＦ
電力増幅回路、さらにはＧａＡｓ・ＦＥＴ（電界効果ト
ランジスタ）を使用するＲＦ電力増幅回路に適用して有
効な技術に関するものであって、たとえばＣＤＭＡ（符
号分割多次元接続）技術を使ったデジタル方式の携帯電
話端末に利用して有効な技術に関するものである。
電力増幅回路、さらにはＧａＡｓ・ＦＥＴ（電界効果ト
ランジスタ）を使用するＲＦ電力増幅回路に適用して有
効な技術に関するものであって、たとえばＣＤＭＡ（符
号分割多次元接続）技術を使ったデジタル方式の携帯電
話端末に利用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話端末などの移動体通信端末装置
では、１ＧＨｚ以上のマイクロ波領域の無線信号を送信
するために、従来のシリコン・バイポーラ・トランジス
タよりも動作速度の速いデプレッション型ＧａＡｓ・Ｆ
ＥＴを採用したＲＦ増幅電力増幅回路が使用される。
では、１ＧＨｚ以上のマイクロ波領域の無線信号を送信
するために、従来のシリコン・バイポーラ・トランジス
タよりも動作速度の速いデプレッション型ＧａＡｓ・Ｆ
ＥＴを採用したＲＦ増幅電力増幅回路が使用される。
【０００３】また、通信方式としては、周波数利用効率
を高めるために、従来の周波数分割多元接続方式や時分
割多元接続方式に代わって、スペクトル拡散を行う符号
分割多元接続方式いわゆるＣＤＭＡ技術が注目されてい
る。
を高めるために、従来の周波数分割多元接続方式や時分
割多元接続方式に代わって、スペクトル拡散を行う符号
分割多元接続方式いわゆるＣＤＭＡ技術が注目されてい
る。
【０００４】この種の移動体通信端末装置では、まず、
携帯性を高めるために、小型軽量であるとともに、電力
消費が少なくて電池寿命の長いことが要求される。これ
とともに、生産適性および動作の安定性を高めるため
に、無調整であることも要求される。
携帯性を高めるために、小型軽量であるとともに、電力
消費が少なくて電池寿命の長いことが要求される。これ
とともに、生産適性および動作の安定性を高めるため
に、無調整であることも要求される。
【０００５】また、セルラー方式の携帯電話システム、
とくにＣＤＭＡ方式のシステムでは、送信電力を必要最
小限に抑えることが、周波数利用効率を高める上で非常
に有効となる。つまり、端末局が基地局のすぐ近くにあ
るときは送信電力を小さくし、離れているときは大きく
することで、ＣＤＭＡ復調の妨げとなる雑音レベルを抑
えることができる。
とくにＣＤＭＡ方式のシステムでは、送信電力を必要最
小限に抑えることが、周波数利用効率を高める上で非常
に有効となる。つまり、端末局が基地局のすぐ近くにあ
るときは送信電力を小さくし、離れているときは大きく
することで、ＣＤＭＡ復調の妨げとなる雑音レベルを抑
えることができる。
【０００６】このためには、送信電力をきめ細かく制御
できるようにすればよい。送信電力の制御は、ＲＦ電力
増幅回路の入力レベルを制御するとともに、たとえば
０．０２ｍＷ〜２００ｍＷといった非常に広い出力範囲
にわたって良好な直線性を呈する線形のＲＦ電力増幅回
路を使用すればよい。ＣＤＭＡ方式の移動体通信端末装
置では、最大出力時にも線形動作するようにバイアス設
定された線型動作のＲＦ電力増幅回路が使用される。
できるようにすればよい。送信電力の制御は、ＲＦ電力
増幅回路の入力レベルを制御するとともに、たとえば
０．０２ｍＷ〜２００ｍＷといった非常に広い出力範囲
にわたって良好な直線性を呈する線形のＲＦ電力増幅回
路を使用すればよい。ＣＤＭＡ方式の移動体通信端末装
置では、最大出力時にも線形動作するようにバイアス設
定された線型動作のＲＦ電力増幅回路が使用される。
【０００７】なお、移動体通信端末装置については、た
とえば日経ＢＰ社刊行「日経エレクトロニクス １９９
７年１月１３日号（ｎｏ．６８０）」６５〜９０ページ
（特集：携帯電話）などに、その概要が記載されてい
る。
とえば日経ＢＰ社刊行「日経エレクトロニクス １９９
７年１月１３日号（ｎｏ．６８０）」６５〜９０ページ
（特集：携帯電話）などに、その概要が記載されてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術には、次のような問題のあることが本発明者らに
よってあきらかとされた。
た技術には、次のような問題のあることが本発明者らに
よってあきらかとされた。
【０００９】すなわち、線型増幅回路のバイアス電流は
出力に関係なく一定となる。したがって、最大出力時に
線形動作するようにバイアス設定された線型ＲＦ電力増
幅回路は、送信電力がその最大出力を大きく下回ってい
る場合でも、つまり小電力出力時でも、常に、最大出力
時のバイアス電流を流し続ける。これは消費電力の上で
無駄である。そこで、送信電力が小さい場合はバイアス
電流も小さくすることが検討されている。
出力に関係なく一定となる。したがって、最大出力時に
線形動作するようにバイアス設定された線型ＲＦ電力増
幅回路は、送信電力がその最大出力を大きく下回ってい
る場合でも、つまり小電力出力時でも、常に、最大出力
時のバイアス電流を流し続ける。これは消費電力の上で
無駄である。そこで、送信電力が小さい場合はバイアス
電流も小さくすることが検討されている。
【００１０】しかし、ＲＦ電力増幅回路を構成するＦＥ
Ｔの特性は必ずしも一定ではなく、製造プロセスあるい
は実装等の諸条件によるバラツキがある。このため、バ
イアス電流の設定に際しては、製品ごとに精密なバイア
ス設定を行うか、あるいは送信電力に対して十分なバラ
ツキ余裕を持たせたバイアス設定を行う必要があった。
Ｔの特性は必ずしも一定ではなく、製造プロセスあるい
は実装等の諸条件によるバラツキがある。このため、バ
イアス電流の設定に際しては、製品ごとに精密なバイア
ス設定を行うか、あるいは送信電力に対して十分なバラ
ツキ余裕を持たせたバイアス設定を行う必要があった。
【００１１】ところが、前者の場合は、製品ごとに面倒
な調整が必要となるため、生産適性が著しく低下してし
まうという問題が生じる。後者の場合は、送信出力に対
して十分な余裕を持つべく、大きなバイアス電流を流す
ようにしなければならないため、消費電力を増大させて
電池寿命を短くしてしまうという問題が生じる。
な調整が必要となるため、生産適性が著しく低下してし
まうという問題が生じる。後者の場合は、送信出力に対
して十分な余裕を持つべく、大きなバイアス電流を流す
ようにしなければならないため、消費電力を増大させて
電池寿命を短くしてしまうという問題が生じる。
【００１２】なお、バイアス電圧を無調整で供給する技
術としては、たとえばＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｃｉｒ
ｃｕｉｔ Ｔｈｅｏｒｙ，ｖｏｌ．ＣＴ−１２，ｐｐ．
５８６−５９０，Ｄｅｃ．１９６５に記載されているよ
うに、シリコン・バイポーラ・トランジスタのコレクタ
電圧／電流特性を利用したバイアス回路が知られてい
る。しかし、そこで開示されているバイアス回路は、シ
リコン・バイポーラ・トランジスタ固有の特性（コレク
タ電圧／電流特性やベース・エミッタ間電圧など）を利
用したものであって、ＦＥＴには適用できないことが本
発明者らによってあきらかにされた。
術としては、たとえばＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｃｉｒ
ｃｕｉｔ Ｔｈｅｏｒｙ，ｖｏｌ．ＣＴ−１２，ｐｐ．
５８６−５９０，Ｄｅｃ．１９６５に記載されているよ
うに、シリコン・バイポーラ・トランジスタのコレクタ
電圧／電流特性を利用したバイアス回路が知られてい
る。しかし、そこで開示されているバイアス回路は、シ
リコン・バイポーラ・トランジスタ固有の特性（コレク
タ電圧／電流特性やベース・エミッタ間電圧など）を利
用したものであって、ＦＥＴには適用できないことが本
発明者らによってあきらかにされた。
【００１３】本発明の目的は、たとえば１ＧＨｚ以上の
マイクロ波領域での無線信号を用いる移動体通信端末装
置の小型軽量化と電池での長時間動作化に有効であると
ともに、生産適性を著しく低下させる個別の調整を必要
することなく、単一電源の使用条件下でも安定かつ効率
的なＲＦ電力増幅を可能にする、という技術を提供する
ことにある。
マイクロ波領域での無線信号を用いる移動体通信端末装
置の小型軽量化と電池での長時間動作化に有効であると
ともに、生産適性を著しく低下させる個別の調整を必要
することなく、単一電源の使用条件下でも安定かつ効率
的なＲＦ電力増幅を可能にする、という技術を提供する
ことにある。
【００１４】本発明の前記ならびにそのほかの目的と特
徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかにな
るであろう。
徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかにな
るであろう。
【００１５】
【課題を解決するための手段】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、
下記のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【００１６】すなわち、ソース接地およびデプレッショ
ン動作によりＲＦ電力増幅回路を形成する第１のＦＥＴ
とともに、この第１のＦＥＴに対して同種のＦＥＴであ
って、チャネル長が等しく、かつチャネル幅が小さく形
成された第２のＦＥＴと、正電源電圧から負電圧を発生
して第１のＦＥＴと第２のＦＥＴの各ゲートに負バイア
ス電圧を分配する可変電圧発生回路と、第２のＦＥＴの
ドレイン電流が所定の設定値となるように上記可変電圧
発生回路を制御する負帰還回路を設け、この負帰還回路
の動作によってＲＦ電力増幅回路のバイアス設定を行わ
せる、というものである。
ン動作によりＲＦ電力増幅回路を形成する第１のＦＥＴ
とともに、この第１のＦＥＴに対して同種のＦＥＴであ
って、チャネル長が等しく、かつチャネル幅が小さく形
成された第２のＦＥＴと、正電源電圧から負電圧を発生
して第１のＦＥＴと第２のＦＥＴの各ゲートに負バイア
ス電圧を分配する可変電圧発生回路と、第２のＦＥＴの
ドレイン電流が所定の設定値となるように上記可変電圧
発生回路を制御する負帰還回路を設け、この負帰還回路
の動作によってＲＦ電力増幅回路のバイアス設定を行わ
せる、というものである。
【００１７】上述した手段によれば、ＲＦ電力増幅回路
を構成するＦＥＴの特性に製造プロセスあるいは実装等
の諸条件によるバラツキがあったとしても、そのＦＥＴ
に所定の増幅動作を高効率で行わせるのに必要なバイア
ス電圧を、無調整でもって自己整合的に再現性良く設定
することができる。
を構成するＦＥＴの特性に製造プロセスあるいは実装等
の諸条件によるバラツキがあったとしても、そのＦＥＴ
に所定の増幅動作を高効率で行わせるのに必要なバイア
ス電圧を、無調整でもって自己整合的に再現性良く設定
することができる。
【００１８】これにより、たとえば１ＧＨｚ以上のマイ
クロ波領域での無線信号を用いる移動体通信端末装置の
小型軽量化と電池での長時間動作化に有効であるととも
に、生産適性を著しく低下させる個別の調整を必要する
ことなく、単一電源の使用条件下でも安定かつ効率的な
ＲＦ電力増幅を可能にする、という目的が達成される。
クロ波領域での無線信号を用いる移動体通信端末装置の
小型軽量化と電池での長時間動作化に有効であるととも
に、生産適性を著しく低下させる個別の調整を必要する
ことなく、単一電源の使用条件下でも安定かつ効率的な
ＲＦ電力増幅を可能にする、という目的が達成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、ソース接地およびデプレッション動作によりＲＦ電
力増幅回路を形成する第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）と、
この第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）に対して同種のＦＥＴ
であって、チャネル長が等しく、かつチャネル幅が小さ
く形成された第２のＦＥＴ（Ｊｘ）と、正電源電圧から
負電圧を発生して第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）と第２の
ＦＥＴ（Ｊｘ）の各ゲートに負バイアス電圧（Ｖｏ）を
分配する可変電圧発生回路（１７）と、第２のＦＥＴ
（Ｊｘ）のドレイン電流（Ｉｘ）が所定の設定値となる
ように上記可変電圧発生回路（１７）を制御する負帰還
回路（１８）とを備えたものであり、これにより、携帯
電話端末などの移動体通信端末装置の小型軽量化と電池
での長時間動作化に有効であるとともに、生産適性を著
しく低下させる個別の調整を必要することなく、単一電
源の使用条件下でも安定かつ効率的なＲＦ電力増幅を可
能にするという作用が得られる。
は、ソース接地およびデプレッション動作によりＲＦ電
力増幅回路を形成する第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）と、
この第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）に対して同種のＦＥＴ
であって、チャネル長が等しく、かつチャネル幅が小さ
く形成された第２のＦＥＴ（Ｊｘ）と、正電源電圧から
負電圧を発生して第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）と第２の
ＦＥＴ（Ｊｘ）の各ゲートに負バイアス電圧（Ｖｏ）を
分配する可変電圧発生回路（１７）と、第２のＦＥＴ
（Ｊｘ）のドレイン電流（Ｉｘ）が所定の設定値となる
ように上記可変電圧発生回路（１７）を制御する負帰還
回路（１８）とを備えたものであり、これにより、携帯
電話端末などの移動体通信端末装置の小型軽量化と電池
での長時間動作化に有効であるとともに、生産適性を著
しく低下させる個別の調整を必要することなく、単一電
源の使用条件下でも安定かつ効率的なＲＦ電力増幅を可
能にするという作用が得られる。
【００２０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のものに加えて、第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）は線型増
幅回路を形成することを特徴としたものであり、これに
より、たとえばＣＤＭＡ方式の通信に適した電力増幅特
性を確保することができるという作用が得られる。
のものに加えて、第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）は線型増
幅回路を形成することを特徴としたものであり、これに
より、たとえばＣＤＭＡ方式の通信に適した電力増幅特
性を確保することができるという作用が得られる。
【００２１】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載のものに加えて、第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）
と第２のＦＥＴ（Ｊｘ）を同一半導体チップ上に熱的な
結合状態で形成したものであり、これにより、第１のＦ
ＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）と第２のＦＥＴ（Ｊｘ）の互いの相
似関係が一層緊密となって、バイアス設定の精度がさら
に高められるという作用が得られる。
２に記載のものに加えて、第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）
と第２のＦＥＴ（Ｊｘ）を同一半導体チップ上に熱的な
結合状態で形成したものであり、これにより、第１のＦ
ＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）と第２のＦＥＴ（Ｊｘ）の互いの相
似関係が一層緊密となって、バイアス設定の精度がさら
に高められるという作用が得られる。
【００２２】請求項４に記載の発明は、請求項１から３
に記載のものに加えて、負帰還回路（１８）によって制
御される第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のドレイン電流（Ｉｘ）
値を外部（６０）からの信号に応じて設定する可変設定
回路を備えたものであり、これにより、ＲＦ電力増幅回
路のバイアス条件を外部（６０）からきめ細かく設定す
ることができるという作用が得られる。
に記載のものに加えて、負帰還回路（１８）によって制
御される第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のドレイン電流（Ｉｘ）
値を外部（６０）からの信号に応じて設定する可変設定
回路を備えたものであり、これにより、ＲＦ電力増幅回
路のバイアス条件を外部（６０）からきめ細かく設定す
ることができるという作用が得られる。
【００２３】請求項５に記載の発明は、請求項１から４
のいずれかに記載のものに加えて、発振回路（１７１）
と、この発振回路（１７１）の発振出力を伝達する可変
利得回路（１７２）と、この可変利得回路（１７２）を
介して出力される発振出力電流をダイオード（Ｄ１，Ｄ
２）で電流方向別にスイッチングしながら容量素子（Ｃ
１，Ｃ２）に流すことにより、その容量素子（Ｃ１）に
負電圧をチャージさせるチャージポンプ回路（１７３）
とにより、正電圧（Ｖｄｄ）から負電圧（Ｖｏ）を発生
する可変電圧発生回路（１７）を構成するとともに、上
記発振回路（１７１）と可変利得回路（１７２）を共に
正電源電圧（Ｖｄｄ）で動作する回路で構成したことを
特徴とするものであり、これにより、負電圧の可変制御
を正電圧系の回路によって簡単かつ円滑に行わせること
ができるという作用が得られる。
のいずれかに記載のものに加えて、発振回路（１７１）
と、この発振回路（１７１）の発振出力を伝達する可変
利得回路（１７２）と、この可変利得回路（１７２）を
介して出力される発振出力電流をダイオード（Ｄ１，Ｄ
２）で電流方向別にスイッチングしながら容量素子（Ｃ
１，Ｃ２）に流すことにより、その容量素子（Ｃ１）に
負電圧をチャージさせるチャージポンプ回路（１７３）
とにより、正電圧（Ｖｄｄ）から負電圧（Ｖｏ）を発生
する可変電圧発生回路（１７）を構成するとともに、上
記発振回路（１７１）と可変利得回路（１７２）を共に
正電源電圧（Ｖｄｄ）で動作する回路で構成したことを
特徴とするものであり、これにより、負電圧の可変制御
を正電圧系の回路によって簡単かつ円滑に行わせること
ができるという作用が得られる。
【００２４】請求項６に記載の発明は、請求項１から５
のいずれかに記載のものに加えて、第１，第２のＦＥＴ
（Ｊｘ）がそれぞれＧａＡｓ・ＦＥＴであることを特徴
とするものであり、これにより、マイクロ波領域の無線
信号を高効率に出力するＲＦ電力増幅回路を比較的簡単
に構成することができるという作用が得られる。
のいずれかに記載のものに加えて、第１，第２のＦＥＴ
（Ｊｘ）がそれぞれＧａＡｓ・ＦＥＴであることを特徴
とするものであり、これにより、マイクロ波領域の無線
信号を高効率に出力するＲＦ電力増幅回路を比較的簡単
に構成することができるという作用が得られる。
【００２５】請求項７に記載の発明は、請求項１から６
のいずれかに記載のものに加えて、負帰還回路（１８）
として、第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のドレイン電流（Ｉｘ）
を電圧変換する手段と、この変換電圧を所定の設定電圧
と比較する比較回路（１６）と、この比較回路（１６）
の出力によって出力電圧（Ｖｏ）が可変制御されるよう
に構成された可変電圧発生回路（１７）を備えたもので
あり、これにより、ＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２，Ｊｘ）のドレ
イン電流が所定の設定値となるようなゲートバイアス電
圧を精度良く得ることができるという作用が得られる。
のいずれかに記載のものに加えて、負帰還回路（１８）
として、第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のドレイン電流（Ｉｘ）
を電圧変換する手段と、この変換電圧を所定の設定電圧
と比較する比較回路（１６）と、この比較回路（１６）
の出力によって出力電圧（Ｖｏ）が可変制御されるよう
に構成された可変電圧発生回路（１７）を備えたもので
あり、これにより、ＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２，Ｊｘ）のドレ
イン電流が所定の設定値となるようなゲートバイアス電
圧を精度良く得ることができるという作用が得られる。
【００２６】請求項８に記載の発明は、請求項１から７
のいずれかに記載のものに加えて、各ＦＥＴのゲートバ
イアス電圧（Ｖｏ）供給路にそれぞれ抵抗を直列に介在
させるとともに、上記抵抗と可変電圧発生回路（１７）
の間に容量素子を並列に挿入することにより、各ＦＥＴ
のゲート間を互いに交流的に遮断したものであり、これ
により、ＦＥＴ間の回り込み干渉を確実に防止できると
いう作用が得られる。
のいずれかに記載のものに加えて、各ＦＥＴのゲートバ
イアス電圧（Ｖｏ）供給路にそれぞれ抵抗を直列に介在
させるとともに、上記抵抗と可変電圧発生回路（１７）
の間に容量素子を並列に挿入することにより、各ＦＥＴ
のゲート間を互いに交流的に遮断したものであり、これ
により、ＦＥＴ間の回り込み干渉を確実に防止できると
いう作用が得られる。
【００２７】請求項９に記載の発明は、請求項１から８
のいずれかに記載のものに加えて、第２のＦＥＴ（Ｊ
ｘ）のドレインと電源電位（Ｖｄｄ）の間に接続してド
レイン負荷をなす抵抗（Ｒ３）と、外部（６０）からの
信号により出力電圧（Ｖｏ）が設定される可変電圧源
（１５１）と、上記第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のドレイン電
圧（Ｖｘ）と上記可変電圧源（１５１）の出力電圧（Ｖ
ｒ）を比較する比較回路（１６）と、この比較回路（１
６）の出力によって出力電圧（Ｖｏ）が可変制御される
ように構成された可変電圧発生回路（１７）とにより、
第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のドレイン電流（Ｉｘ）が所定の
設定値となるような負帰還回路（１８）を形成したもの
であり、これにより、ＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２，Ｊｘ）のド
レイン電流が所定の設定値となるようなゲートバイアス
電圧を精度良く得ることができるという作用が得られ
る。
のいずれかに記載のものに加えて、第２のＦＥＴ（Ｊ
ｘ）のドレインと電源電位（Ｖｄｄ）の間に接続してド
レイン負荷をなす抵抗（Ｒ３）と、外部（６０）からの
信号により出力電圧（Ｖｏ）が設定される可変電圧源
（１５１）と、上記第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のドレイン電
圧（Ｖｘ）と上記可変電圧源（１５１）の出力電圧（Ｖ
ｒ）を比較する比較回路（１６）と、この比較回路（１
６）の出力によって出力電圧（Ｖｏ）が可変制御される
ように構成された可変電圧発生回路（１７）とにより、
第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のドレイン電流（Ｉｘ）が所定の
設定値となるような負帰還回路（１８）を形成したもの
であり、これにより、ＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２，Ｊｘ）のド
レイン電流が所定の設定値となるようなゲートバイアス
電圧を精度良く得ることができるという作用が得られ
る。
【００２８】請求項１０に記載の発明は、請求項１から
９のいずれかに記載のものに加えて、第２のＦＥＴ（Ｊ
ｘ）のドレインと電源電位（Ｖｄｄ）の間に接続してド
レイン負荷をなす抵抗（Ｒ３）と、電源電圧（Ｖｄｄ）
を抵抗分割する分圧回路と、上記第２のＦＥＴ（Ｊｘ）
のドレイン電圧（Ｖｘ）と上記分圧回路の出力電圧（Ｖ
ｒ）を比較する比較回路（１６）と、この比較回路（１
６）の出力によって出力電圧（Ｖｏ）が可変制御される
ように構成された可変電圧発生回路（１７）とにより、
第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のドレイン電流（Ｉｘ）を所定の
設定値に制御する負帰還回路（１８）を形成するととも
に、上記分圧回路を電気的に可変設定可能な抵抗（Ｒ
６）を用いて形成したものであり、これにより、ＦＥＴ
（Ｊ１，Ｊ２，Ｊｘ）のドレイン電流が所定の設定値と
なるようなゲートバイアス電圧を精度良く得ることがで
きるという作用が得られる。
９のいずれかに記載のものに加えて、第２のＦＥＴ（Ｊ
ｘ）のドレインと電源電位（Ｖｄｄ）の間に接続してド
レイン負荷をなす抵抗（Ｒ３）と、電源電圧（Ｖｄｄ）
を抵抗分割する分圧回路と、上記第２のＦＥＴ（Ｊｘ）
のドレイン電圧（Ｖｘ）と上記分圧回路の出力電圧（Ｖ
ｒ）を比較する比較回路（１６）と、この比較回路（１
６）の出力によって出力電圧（Ｖｏ）が可変制御される
ように構成された可変電圧発生回路（１７）とにより、
第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のドレイン電流（Ｉｘ）を所定の
設定値に制御する負帰還回路（１８）を形成するととも
に、上記分圧回路を電気的に可変設定可能な抵抗（Ｒ
６）を用いて形成したものであり、これにより、ＦＥＴ
（Ｊ１，Ｊ２，Ｊｘ）のドレイン電流が所定の設定値と
なるようなゲートバイアス電圧を精度良く得ることがで
きるという作用が得られる。
【００２９】請求項１１に記載の発明は、請求項１から
１０のいずれかに記載のものに加えて、第２のＦＥＴ
（Ｊｘ）のドレインに電流を供給するドレイン負荷抵抗
（Ｒ３）と、この抵抗（Ｒ３）から供給される電流（Ｉ
ｘ）の一部を上記ドレインの外へ分流させる分流抵抗
（Ｒ９）と、上記第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のドレイン電圧
（Ｖｘ）が所定の設定電圧となるように負帰還制御され
る可変電圧発生回路（１７）とを有するとともに、上記
分流抵抗（Ｒ９）を電気的に可変設定可能な抵抗を用い
て形成したものであり、これにより、ＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ
２，Ｊｘ）のドレイン電流が所定の設定値となるような
ゲートバイアス電圧を精度良く得ることができるという
作用が得られる。
１０のいずれかに記載のものに加えて、第２のＦＥＴ
（Ｊｘ）のドレインに電流を供給するドレイン負荷抵抗
（Ｒ３）と、この抵抗（Ｒ３）から供給される電流（Ｉ
ｘ）の一部を上記ドレインの外へ分流させる分流抵抗
（Ｒ９）と、上記第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のドレイン電圧
（Ｖｘ）が所定の設定電圧となるように負帰還制御され
る可変電圧発生回路（１７）とを有するとともに、上記
分流抵抗（Ｒ９）を電気的に可変設定可能な抵抗を用い
て形成したものであり、これにより、ＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ
２，Ｊｘ）のドレイン電流が所定の設定値となるような
ゲートバイアス電圧を精度良く得ることができるという
作用が得られる。
【００３０】請求項１２に記載の発明は、請求項１から
１１のいずれかに記載のものに加えて、第１のＦＥＴ
（Ｊ１，Ｊ２）のゲートバイアス電圧（Ｖｏ）供給路に
直列に介在する第１の抵抗（Ｒ１，Ｒ２）と、第２のＦ
ＥＴ（Ｊｘ）のゲートバイアス電圧（Ｖｏ）供給路に直
列に介在する第２の抵抗（Ｒｘ）を有するとともに、第
１の抵抗と第２の抵抗の抵抗値比が、第１のＦＥＴ（Ｊ
１，Ｊ２）と第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のチャネル幅比の逆
数となるように設定したものであり、これにより、各Ｆ
ＥＴにゲートリークがある場合に、そのゲートリークに
よる影響を相殺させることができるという作用が得られ
る。
１１のいずれかに記載のものに加えて、第１のＦＥＴ
（Ｊ１，Ｊ２）のゲートバイアス電圧（Ｖｏ）供給路に
直列に介在する第１の抵抗（Ｒ１，Ｒ２）と、第２のＦ
ＥＴ（Ｊｘ）のゲートバイアス電圧（Ｖｏ）供給路に直
列に介在する第２の抵抗（Ｒｘ）を有するとともに、第
１の抵抗と第２の抵抗の抵抗値比が、第１のＦＥＴ（Ｊ
１，Ｊ２）と第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のチャネル幅比の逆
数となるように設定したものであり、これにより、各Ｆ
ＥＴにゲートリークがある場合に、そのゲートリークに
よる影響を相殺させることができるという作用が得られ
る。
【００３１】請求項１３に記載の発明は、請求項１から
１２のいずれかに記載のものに加えて、第２のＦＥＴ
（Ｊｘ）のチャネル幅を可変設定する切換手段を備えた
ことを特徴とするものであり、これにより、第１のＦＥ
Ｔ（Ｊ１，Ｊ２）と第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のドレイン電
流比を任意に可変設定することができるという作用が得
られる。
１２のいずれかに記載のものに加えて、第２のＦＥＴ
（Ｊｘ）のチャネル幅を可変設定する切換手段を備えた
ことを特徴とするものであり、これにより、第１のＦＥ
Ｔ（Ｊ１，Ｊ２）と第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のドレイン電
流比を任意に可変設定することができるという作用が得
られる。
【００３２】請求項１４に記載の発明は、請求項１から
１３のいずれかに記載のものに加えて、多段ＲＦ電力増
幅回路（１０）の終段とその前段に配置された複数のＦ
ＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）の各ゲートバイアス電圧（Ｖｏ）を
それぞれ、第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のドレイン電流（Ｉ
ｘ）が所定の設定値となるように負帰還制御される可変
電圧発生回路（１７）から分配するようにしたものであ
り、これにより、多段増幅回路を構成する複数のＦＥＴ
のドレインバイアス電流をそれぞれ無調整で自己整合的
に再現性良く設定することができるという作用が得られ
る。
１３のいずれかに記載のものに加えて、多段ＲＦ電力増
幅回路（１０）の終段とその前段に配置された複数のＦ
ＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）の各ゲートバイアス電圧（Ｖｏ）を
それぞれ、第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のドレイン電流（Ｉ
ｘ）が所定の設定値となるように負帰還制御される可変
電圧発生回路（１７）から分配するようにしたものであ
り、これにより、多段増幅回路を構成する複数のＦＥＴ
のドレインバイアス電流をそれぞれ無調整で自己整合的
に再現性良く設定することができるという作用が得られ
る。
【００３３】請求項１５に記載の発明は、ソース接地お
よびデプレッション動作によりＲＦ電力増幅回路（１
０）を形成する第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）と、この第
１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）に対して同種のＦＥＴであっ
て、チャネル長が等しく、かつチャネル幅が小さく形成
された第２のＦＥＴ（Ｊｘ）と、正電源電圧から負電圧
を発生して第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）と第２のＦＥＴ
（Ｊｘ）の各ゲートに負バイアス電圧（Ｖｏ）を分配す
る可変電圧発生回路（１７）と、第２のＦＥＴ（Ｊｘ）
のドレイン電流（Ｉｘ）が所定の設定値となるように上
記可変電圧発生回路（１７）を制御する負帰還回路（１
８）とを有するとともに、送信出力に応じて上記設定値
を可変制御する制御手段（５０，６０）を備えたもので
あり、これにより、携帯電話端末などの移動体通信端末
装置の小型軽量化と電池での長時間動作化を達成できる
とともに、個別の調整を不要にしてその生産適性を向上
させることができるという作用が得られる。
よびデプレッション動作によりＲＦ電力増幅回路（１
０）を形成する第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）と、この第
１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）に対して同種のＦＥＴであっ
て、チャネル長が等しく、かつチャネル幅が小さく形成
された第２のＦＥＴ（Ｊｘ）と、正電源電圧から負電圧
を発生して第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）と第２のＦＥＴ
（Ｊｘ）の各ゲートに負バイアス電圧（Ｖｏ）を分配す
る可変電圧発生回路（１７）と、第２のＦＥＴ（Ｊｘ）
のドレイン電流（Ｉｘ）が所定の設定値となるように上
記可変電圧発生回路（１７）を制御する負帰還回路（１
８）とを有するとともに、送信出力に応じて上記設定値
を可変制御する制御手段（５０，６０）を備えたもので
あり、これにより、携帯電話端末などの移動体通信端末
装置の小型軽量化と電池での長時間動作化を達成できる
とともに、個別の調整を不要にしてその生産適性を向上
させることができるという作用が得られる。
【００３４】請求項１６に記載の発明は、請求項１５に
記載のものに加えて、第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）を線
型動作させるようにしたことを特徴とするものであり、
これにより、たとえばＣＤＭＡ方式の通信に必要な送信
信号品質を確実に得ることができる作用が得られる。
記載のものに加えて、第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）を線
型動作させるようにしたことを特徴とするものであり、
これにより、たとえばＣＤＭＡ方式の通信に必要な送信
信号品質を確実に得ることができる作用が得られる。
【００３５】請求項１７に記載の発明は、請求項１５ま
たは１６に記載のものに加えて、第１，第２のＦＥＴ
（Ｊｘ）がデプレッション動作する接合型のＦＥＴであ
るとともに、可変電圧発生回路（１７）は正電源電圧
（Ｖｄｄ）から負電圧を発生する回路であることを特徴
とするものであり、これにより、端末装置を単一電源で
動作させることができるという作用が得られる。
たは１６に記載のものに加えて、第１，第２のＦＥＴ
（Ｊｘ）がデプレッション動作する接合型のＦＥＴであ
るとともに、可変電圧発生回路（１７）は正電源電圧
（Ｖｄｄ）から負電圧を発生する回路であることを特徴
とするものであり、これにより、端末装置を単一電源で
動作させることができるという作用が得られる。
【００３６】請求項１８に記載の発明は、請求項１５か
ら１７のいずれかに記載のものに加えて、第１，第２の
ＦＥＴ（Ｊｘ）はそれぞれＧａＡｓ・ＦＥＴであること
を特徴とするものであり、これにより、マイクロ波領域
の無線信号を使用する移動体通信端末装置を比較的簡単
に構成することができるという作用が得られる。
ら１７のいずれかに記載のものに加えて、第１，第２の
ＦＥＴ（Ｊｘ）はそれぞれＧａＡｓ・ＦＥＴであること
を特徴とするものであり、これにより、マイクロ波領域
の無線信号を使用する移動体通信端末装置を比較的簡単
に構成することができるという作用が得られる。
【００３７】請求項１９に記載の発明は、請求項１５か
ら１８のいずれかに記載のものに加えて、無線受信信号
の電界強度レベルを検出する検出手段（５０）と、検出
した受信電界強度レベルに基づいて、送信電力が必要最
小限となるような最適化設定を行う制御手段（６０）
と、この制御手段（６０）の設定に連動して、第１のＦ
ＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）のドレインバイアス電流が線型増幅
動作の維持に最低必要な大きさとなるように第２のＦＥ
Ｔ（Ｊｘ）のドレイン電流（Ｉｘ）を設定する制御手段
（６０）とを備えたものであり、これにより、周波数の
有効利用と消費電力低減に有効な送信電力の最適化を的
確に行わせることができるという作用が得られる。
ら１８のいずれかに記載のものに加えて、無線受信信号
の電界強度レベルを検出する検出手段（５０）と、検出
した受信電界強度レベルに基づいて、送信電力が必要最
小限となるような最適化設定を行う制御手段（６０）
と、この制御手段（６０）の設定に連動して、第１のＦ
ＥＴ（Ｊ１，Ｊ２）のドレインバイアス電流が線型増幅
動作の維持に最低必要な大きさとなるように第２のＦＥ
Ｔ（Ｊｘ）のドレイン電流（Ｉｘ）を設定する制御手段
（６０）とを備えたものであり、これにより、周波数の
有効利用と消費電力低減に有効な送信電力の最適化を的
確に行わせることができるという作用が得られる。
【００３８】請求項２０に記載の発明は、請求項１５か
ら１８のいずれかに記載のものに加えて、無線通信相手
局からフィードバックされてくる自局送信電波の電界強
度情報を取得する受信手段（５０）と、受信した受信電
界強度情報に基づいて、送信電力が必要最小限となるよ
うな最適化設定を行う制御手段（６０）と、この制御手
段（６０）の設定に連動して、第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ
２）のドレインバイアス電流が線型増幅動作の維持に最
低必要な大きさとなるように第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のド
レイン電流（Ｉｘ）を設定する制御手段（６０）とを備
えたものであり、これにより、周波数の有効利用と消費
電力低減に有効な送信電力の最適化を的確に行わせるこ
とができるという作用が得られる。
ら１８のいずれかに記載のものに加えて、無線通信相手
局からフィードバックされてくる自局送信電波の電界強
度情報を取得する受信手段（５０）と、受信した受信電
界強度情報に基づいて、送信電力が必要最小限となるよ
うな最適化設定を行う制御手段（６０）と、この制御手
段（６０）の設定に連動して、第１のＦＥＴ（Ｊ１，Ｊ
２）のドレインバイアス電流が線型増幅動作の維持に最
低必要な大きさとなるように第２のＦＥＴ（Ｊｘ）のド
レイン電流（Ｉｘ）を設定する制御手段（６０）とを備
えたものであり、これにより、周波数の有効利用と消費
電力低減に有効な送信電力の最適化を的確に行わせるこ
とができるという作用が得られる。
【００３９】請求項２１に記載の発明は、請求項１５か
ら２０のいずれかに記載のものに加えて、ＣＤＭＡ方式
による無線通信端末を構成したことを特徴とするもので
あり、これにより、ＣＤＭＡ方式による無線通信端末の
構成の最適化およびその性能の向上が可能になるという
作用が得られる。
ら２０のいずれかに記載のものに加えて、ＣＤＭＡ方式
による無線通信端末を構成したことを特徴とするもので
あり、これにより、ＣＤＭＡ方式による無線通信端末の
構成の最適化およびその性能の向上が可能になるという
作用が得られる。
【００４０】以下、本発明の好適な実施態様を図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【００４１】なお、図において、同一符号は同一あるい
は相当部分を示すものとする。
は相当部分を示すものとする。
【００４２】図１は本発明の技術が適用された移動体通
信端末装置の概略構成を示す。
信端末装置の概略構成を示す。
【００４３】同図に示す移動体通信端末装置はＣＤＭＡ
方式による携帯電話端末として構成され、ＲＦ電力増幅
回路１０、出力整合回路１３、ＲＦ受信プリアンプ２
０、分波器（またはアンテナ切換器）３１、無線送受信
アンテナ３２、送信側周波数変換回路（アップバータ）
４１、受信側周波数変換回路（ダウンバータ）４２、周
波数変換用のローカル信号を発生する周波数合成回路４
３、送受信ＩＦ部および各種制御信号の送受信機能を含
むベースバンドユニット５０、論理制御ユニット６０、
操作部および表示部を含む操作パネル６１、送話器と受
話器からなるヘッドセット６２、および装置全体の動作
電源（Ｖｄｄ）を賄う内蔵電池７０などを有する。
方式による携帯電話端末として構成され、ＲＦ電力増幅
回路１０、出力整合回路１３、ＲＦ受信プリアンプ２
０、分波器（またはアンテナ切換器）３１、無線送受信
アンテナ３２、送信側周波数変換回路（アップバータ）
４１、受信側周波数変換回路（ダウンバータ）４２、周
波数変換用のローカル信号を発生する周波数合成回路４
３、送受信ＩＦ部および各種制御信号の送受信機能を含
むベースバンドユニット５０、論理制御ユニット６０、
操作部および表示部を含む操作パネル６１、送話器と受
話器からなるヘッドセット６２、および装置全体の動作
電源（Ｖｄｄ）を賄う内蔵電池７０などを有する。
【００４４】ここで、装置全体は内蔵電池７０から供給
される正電圧電源（Ｖｄｄ）によって動作するように構
成されている。
される正電圧電源（Ｖｄｄ）によって動作するように構
成されている。
【００４５】ＲＦ電力増幅回路１０は、前段１２と終段
１１の多段構成であり、各増幅段１１，１２はそれぞ
れ、デプレッション動作する接合型のＧａＡｓ・ＦＥＴ
Ｊ１，Ｊ２を用いて構成されている。
１１の多段構成であり、各増幅段１１，１２はそれぞ
れ、デプレッション動作する接合型のＧａＡｓ・ＦＥＴ
Ｊ１，Ｊ２を用いて構成されている。
【００４６】各増幅段１１，１２のＦＥＴＪ１，Ｊ２は
それぞれ、ソース接地型の線型増幅回路を形成し、共通
のバイアス発生回路１４から分配されるゲートバイアス
電圧（Ｖｏ）で線型増幅動作するようにバイアスされな
らがら、周波数変換回路４１にて所定の送信周波数に変
換された無線信号Ｒｉｎを一定利得で電力増幅する。
それぞれ、ソース接地型の線型増幅回路を形成し、共通
のバイアス発生回路１４から分配されるゲートバイアス
電圧（Ｖｏ）で線型増幅動作するようにバイアスされな
らがら、周波数変換回路４１にて所定の送信周波数に変
換された無線信号Ｒｉｎを一定利得で電力増幅する。
【００４７】各ＦＥＴＪｘ，Ｊ１，Ｊ２のゲートバイア
ス電圧供給路にはそれぞれ抵抗Ｒｘ，Ｒ１，Ｒ２が直列
に介在させられているとともに、各抵抗Ｒｘ，Ｒ１，Ｒ
２と可変電圧発生回路１７の間に容量素子Ｃｐが並列に
挿入さている。これにより、各ＦＥＴＪｘ，Ｊ１，Ｊ２
のゲート間が互いに交流（高周波）的に遮断（デカップ
リング）され、ＦＥＴでの回り込み干渉が防止されるよ
うになっている。
ス電圧供給路にはそれぞれ抵抗Ｒｘ，Ｒ１，Ｒ２が直列
に介在させられているとともに、各抵抗Ｒｘ，Ｒ１，Ｒ
２と可変電圧発生回路１７の間に容量素子Ｃｐが並列に
挿入さている。これにより、各ＦＥＴＪｘ，Ｊ１，Ｊ２
のゲート間が互いに交流（高周波）的に遮断（デカップ
リング）され、ＦＥＴでの回り込み干渉が防止されるよ
うになっている。
【００４８】ＦＥＴの種類によっては、各ＦＥＴＪｘ，
Ｊ１，Ｊ２にゲートリークがあって、そのゲートリーク
による抵抗Ｒｘ，Ｒ１，Ｒ２での電圧降下が無視できな
いような場合もある。このような場合は、Ｒ１とＲｘの
抵抗値比がＦＥＴＪ１とＪｘのチャネル幅比の逆数とな
るように設定し、同様に、Ｒ２とＲｘの抵抗値比がＦＥ
ＴＪ２とＪｘのチャネル幅比の逆数となるように設定す
ることにより、上記ゲートリークによる影響を相殺させ
ることができる。
Ｊ１，Ｊ２にゲートリークがあって、そのゲートリーク
による抵抗Ｒｘ，Ｒ１，Ｒ２での電圧降下が無視できな
いような場合もある。このような場合は、Ｒ１とＲｘの
抵抗値比がＦＥＴＪ１とＪｘのチャネル幅比の逆数とな
るように設定し、同様に、Ｒ２とＲｘの抵抗値比がＦＥ
ＴＪ２とＪｘのチャネル幅比の逆数となるように設定す
ることにより、上記ゲートリークによる影響を相殺させ
ることができる。
【００４９】バイアス発生回路１４は、ＦＥＴＪｘ、可
変設定回路１５、電圧比較回路１６、可変電圧発生回路
１７、容量素子Ｃ１、抵抗Ｒ３などにより構成されてい
る。
変設定回路１５、電圧比較回路１６、可変電圧発生回路
１７、容量素子Ｃ１、抵抗Ｒ３などにより構成されてい
る。
【００５０】ＦＥＴＪｘはバイアス発生のためのダミー
ＦＥＴである。このダミーＦＥＴＪｘは、ＲＦ電力増幅
を行うＦＥＴＪ１，Ｊ２に対して、同一半導体チップ上
に熱的な結合状態で形成された同種のＦＥＴであって、
チャネル長が等しく、かつチャネル幅が小さく形成され
ている。
ＦＥＴである。このダミーＦＥＴＪｘは、ＲＦ電力増幅
を行うＦＥＴＪ１，Ｊ２に対して、同一半導体チップ上
に熱的な結合状態で形成された同種のＦＥＴであって、
チャネル長が等しく、かつチャネル幅が小さく形成され
ている。
【００５１】抵抗Ｒ３は、ダミーＦＥＴＪｘのドレイン
と電源電位Ｖｄｄの間に接続されてドレイン負荷をな
す。この抵抗Ｒ３の両端には、ダミーＦＥＴＪｘのドレ
イン電流Ｉｘに応じた電圧Ｖｘ（＝Ｒ３×Ｉｘ）が現れ
る。つまり、抵抗Ｒ３は、ダミーＦＥＴＪｘのドレイン
電流Ｉｘを電圧変換する。
と電源電位Ｖｄｄの間に接続されてドレイン負荷をな
す。この抵抗Ｒ３の両端には、ダミーＦＥＴＪｘのドレ
イン電流Ｉｘに応じた電圧Ｖｘ（＝Ｒ３×Ｉｘ）が現れ
る。つまり、抵抗Ｒ３は、ダミーＦＥＴＪｘのドレイン
電流Ｉｘを電圧変換する。
【００５２】可変設定回路１５は、外部からの信号によ
り出力電圧Ｖｒが電気的に可変設定される可変電圧源１
５１を用いて構成されている。この可変電圧源１５１の
出力電圧Ｖｒは、論理制御ユニット６０が送信電力に応
じて生成するデジタル制御信号によって可変設定され
る。
り出力電圧Ｖｒが電気的に可変設定される可変電圧源１
５１を用いて構成されている。この可変電圧源１５１の
出力電圧Ｖｒは、論理制御ユニット６０が送信電力に応
じて生成するデジタル制御信号によって可変設定され
る。
【００５３】電圧比較回路１５は、十分に大きな増幅利
得を有する演算増幅器を用いて構成され、ダミーＦＥＴ
Ｊｘのドレイン電圧Ｖｘと可変電圧源１５１の出力電圧
Ｖｒを比較してその差分を増幅・出力する。この比較回
路１５の出力は可変電圧発生回路１７に制御信号として
与えられる。
得を有する演算増幅器を用いて構成され、ダミーＦＥＴ
Ｊｘのドレイン電圧Ｖｘと可変電圧源１５１の出力電圧
Ｖｒを比較してその差分を増幅・出力する。この比較回
路１５の出力は可変電圧発生回路１７に制御信号として
与えられる。
【００５４】可変電圧発生回路１７は、正電源電圧（Ｖ
ｄｄ）から負電圧（Ｖｏ）を発生する回路であって、比
較回路１６の出力によって出力電圧Ｖｏが可変制御され
るように構成されている。容量素子Ｃ１はバイアス発生
回路１７の出力電圧Ｖｏを平滑（直流化）する。
ｄｄ）から負電圧（Ｖｏ）を発生する回路であって、比
較回路１６の出力によって出力電圧Ｖｏが可変制御され
るように構成されている。容量素子Ｃ１はバイアス発生
回路１７の出力電圧Ｖｏを平滑（直流化）する。
【００５５】上記出力電圧Ｖｏは、抵抗Ｒｘを直列に介
して上記ダミーＦＥＴＪｘのゲートにバイアス電圧とし
て与えられる。これにより、上記ドレイン電流Ｉｘが上
記可変電圧源１５１によって与えられる設定値（Ｖｒ）
と等しくなるような直流負帰還制御が行われるようにな
っている。すなわち、ＦＥＴＪｘ、可変設定回路１５、
電圧比較回路１６、可変電圧発生回路１７、容量素子Ｃ
１、抵抗Ｒ３は、ダミーＦＥＴＪｘのドレイン電流Ｉｘ
が所定の設定値（Ｖｄｄ−Ｒ３×Ｉｘ＝Ｖｒ）となるよ
うに上記バイアス電圧（Ｖｏ）を可変制御する負帰還回
路１８を形成する。
して上記ダミーＦＥＴＪｘのゲートにバイアス電圧とし
て与えられる。これにより、上記ドレイン電流Ｉｘが上
記可変電圧源１５１によって与えられる設定値（Ｖｒ）
と等しくなるような直流負帰還制御が行われるようにな
っている。すなわち、ＦＥＴＪｘ、可変設定回路１５、
電圧比較回路１６、可変電圧発生回路１７、容量素子Ｃ
１、抵抗Ｒ３は、ダミーＦＥＴＪｘのドレイン電流Ｉｘ
が所定の設定値（Ｖｄｄ−Ｒ３×Ｉｘ＝Ｖｒ）となるよ
うに上記バイアス電圧（Ｖｏ）を可変制御する負帰還回
路１８を形成する。
【００５６】ベースバンドユニット５０は、詳細な図示
は省略するが、ＣＤＭＡ方式の無線送信信号の発生およ
び受信・復調の機能に加えて、無線受信信号の電界強度
レベルを検出する検出手段、および／または無線通信相
手局からフィードバックされてくる自局送信電波の電界
強度情報を取得する受信手段を内蔵している。
は省略するが、ＣＤＭＡ方式の無線送信信号の発生およ
び受信・復調の機能に加えて、無線受信信号の電界強度
レベルを検出する検出手段、および／または無線通信相
手局からフィードバックされてくる自局送信電波の電界
強度情報を取得する受信手段を内蔵している。
【００５７】論理制御ユニット６０は、これも詳細な図
示は省略するが、携帯電話端末として通常必要となるシ
ステム制御機能に加えて、上記検出手段が検出した受信
電界強度レベル、または上記受信手段が受信した受信電
界強度情報に基づいて、送信電力が必要最小限となるよ
うな最適化設定を行う制御手段と、この制御手段の設定
に連動して、ＦＥＴＪ１，Ｊ２のドレインバイアス電流
が線型増幅動作の維持に最低必要な大きさとなるように
ＦＥＴＪｘのドレイン電流を設定する制御手段を備えて
いる。
示は省略するが、携帯電話端末として通常必要となるシ
ステム制御機能に加えて、上記検出手段が検出した受信
電界強度レベル、または上記受信手段が受信した受信電
界強度情報に基づいて、送信電力が必要最小限となるよ
うな最適化設定を行う制御手段と、この制御手段の設定
に連動して、ＦＥＴＪ１，Ｊ２のドレインバイアス電流
が線型増幅動作の維持に最低必要な大きさとなるように
ＦＥＴＪｘのドレイン電流を設定する制御手段を備えて
いる。
【００５８】上記制御手段からの制御情報は、デジタル
信号の形でＲＦ電力増幅回路１０の可変設定回路１５に
外部制御信号として与えられる。
信号の形でＲＦ電力増幅回路１０の可変設定回路１５に
外部制御信号として与えられる。
【００５９】なお、上記の制御手段は、マイクロ回路化
された汎用制御手段いわゆるＭＰＵあるいはＣＰＵを用
いてソフトウェア的に構成することができる。
された汎用制御手段いわゆるＭＰＵあるいはＣＰＵを用
いてソフトウェア的に構成することができる。
【００６０】次に、動作について説明する。
【００６１】上述したように、ダミーＦＥＴＪｘのゲー
トバイアス電圧（Ｖｏ）は、そのＦＥＴＪｘに流れるド
レイン電流Ｉｘが所定の大きさとなるように可変制御さ
れる。このダミーＦＥＴＪｘは、ＲＦ増幅段をなすＦＥ
ＴＪ１，Ｊ２に対して、同種のＦＥＴであって、チャネ
ル長が等しく、かつチャネル幅が小さく形成されてい
る。
トバイアス電圧（Ｖｏ）は、そのＦＥＴＪｘに流れるド
レイン電流Ｉｘが所定の大きさとなるように可変制御さ
れる。このダミーＦＥＴＪｘは、ＲＦ増幅段をなすＦＥ
ＴＪ１，Ｊ２に対して、同種のＦＥＴであって、チャネ
ル長が等しく、かつチャネル幅が小さく形成されてい
る。
【００６２】したがって、ダミーＦＥＴＪｘに与えられ
るゲートバイアス電圧（Ｖｏ）を上記ＦＥＴＪ１，Ｊ２
のゲートバイアス電圧（Ｖｏ）として与えることによ
り、上記ＦＥＴＪ１，Ｊ２には、ダミーＦＥＴＪｘに流
れるドレイン電流Ｉｘに対して常に一定の比例関係を持
つドレイン電流がバイアス電流として流れるようにな
る。これにより、ＦＥＴＪ１，Ｊ２のゲートバイアス電
圧（Ｖｏ）も、ダミーＦＥＴＪｘの場合と同様、そのＦ
ＥＴＪ１，Ｊ２に流れるドレインバイアス電流が所定の
大きさとなるように可変制御される。このドレインバイ
アス電流の制御値は上記可変設定回路１５により設定さ
れる。
るゲートバイアス電圧（Ｖｏ）を上記ＦＥＴＪ１，Ｊ２
のゲートバイアス電圧（Ｖｏ）として与えることによ
り、上記ＦＥＴＪ１，Ｊ２には、ダミーＦＥＴＪｘに流
れるドレイン電流Ｉｘに対して常に一定の比例関係を持
つドレイン電流がバイアス電流として流れるようにな
る。これにより、ＦＥＴＪ１，Ｊ２のゲートバイアス電
圧（Ｖｏ）も、ダミーＦＥＴＪｘの場合と同様、そのＦ
ＥＴＪ１，Ｊ２に流れるドレインバイアス電流が所定の
大きさとなるように可変制御される。このドレインバイ
アス電流の制御値は上記可変設定回路１５により設定さ
れる。
【００６３】このように、上述したＲＦ電力増幅回路１
０では、増幅段１１，１２を構成するＦＥＴＪ１，Ｊ２
にゲートバイアス電圧（Ｖｏ）を与えるに際し、目的と
するドレインバイアス電流を最初に設定することで、こ
の設定したドレインバイアス電流が流れるようなゲート
バイアス電圧が負帰還制御動作によって自己整合的に可
変設定される。そして、そのドレインバイアス電流の設
定は、上記可変設定回路１５にて任意に行うことができ
る。
０では、増幅段１１，１２を構成するＦＥＴＪ１，Ｊ２
にゲートバイアス電圧（Ｖｏ）を与えるに際し、目的と
するドレインバイアス電流を最初に設定することで、こ
の設定したドレインバイアス電流が流れるようなゲート
バイアス電圧が負帰還制御動作によって自己整合的に可
変設定される。そして、そのドレインバイアス電流の設
定は、上記可変設定回路１５にて任意に行うことができ
る。
【００６４】これにより、ＲＦ電力増幅回路１０の増幅
段１１，１２を構成するＦＥＴＪ１，Ｊ２の特性に製造
プロセスあるいは実装等の諸条件によるバラツキがあっ
たとしても、そのＦＥＴＪ１，Ｊ２に所定の増幅動作を
行わせるのに最適なバイアス電圧（Ｖｏ）を、無調整で
もって自己整合的に再現性良く設定することができる。
段１１，１２を構成するＦＥＴＪ１，Ｊ２の特性に製造
プロセスあるいは実装等の諸条件によるバラツキがあっ
たとしても、そのＦＥＴＪ１，Ｊ２に所定の増幅動作を
行わせるのに最適なバイアス電圧（Ｖｏ）を、無調整で
もって自己整合的に再現性良く設定することができる。
【００６５】したがって、たとえば１ＧＨｚ以上のマイ
クロ波領域での無線信号を用いる移動体通信端末装置の
小型軽量化と電池での長時間動作化に有効であるととも
に、生産適性を著しく低下させる個別の調整を必要する
ことなく、単一電源の使用条件下でも安定かつ効率的な
ＲＦ電力増幅を行わせることができる。
クロ波領域での無線信号を用いる移動体通信端末装置の
小型軽量化と電池での長時間動作化に有効であるととも
に、生産適性を著しく低下させる個別の調整を必要する
ことなく、単一電源の使用条件下でも安定かつ効率的な
ＲＦ電力増幅を行わせることができる。
【００６６】また、上述したＲＦ電力増幅回路１０を用
いてＣＤＭＡ方式の移動体通信端末装置を構成した場
合、送信電力を最適化のために大幅に可変設定しても、
それによって設定された送信電力に応じて常に最適化さ
れたバイアス条件を自動的に与えるようにすることがで
きる。
いてＣＤＭＡ方式の移動体通信端末装置を構成した場
合、送信電力を最適化のために大幅に可変設定しても、
それによって設定された送信電力に応じて常に最適化さ
れたバイアス条件を自動的に与えるようにすることがで
きる。
【００６７】さらに、ＦＥＴＪ１，Ｊ２，Ｊｘを同一半
導体チップ上に熱的な結合状態で形成することにより、
Ｊ１，Ｊ２とＪｘの互いの相似関係が一層緊密となり、
これによりバイアス設定の精度をさらに高めることが可
能となる。
導体チップ上に熱的な結合状態で形成することにより、
Ｊ１，Ｊ２とＪｘの互いの相似関係が一層緊密となり、
これによりバイアス設定の精度をさらに高めることが可
能となる。
【００６８】図２は、図１に示したＲＦ電力増幅回路１
０の動作特性を示す。
０の動作特性を示す。
【００６９】同図（Ａ）（Ｂ）において、ＩｄはＦＥＴ
Ｊ１（Ｊ２）のドレイン電流、ＶｇはそのＦＥＴＪ１
（Ｊ２）のゲートバイアス電圧を示す。
Ｊ１（Ｊ２）のドレイン電流、ＶｇはそのＦＥＴＪ１
（Ｊ２）のゲートバイアス電圧を示す。
【００７０】同図（Ａ）は最大出力が得られるようにド
レインバイアス電流Ｉｏを設定した場合を示す。この場
合、ドレインバイアス電流Ｉｏは、ドレイン電流の線形
変化領域のほぼ中心に設定される。ゲートバイアス電圧
（Ｖｏ）は、上述したバイアス発生回路１４にて行われ
る負帰還動作により、所定のドレインバイアス電流Ｉｏ
が流れるように可変制御される。ＦＥＴＪ１（Ｊ２）
は、そのドレインバイアス電流Ｉｏが流れる中で入力信
号を線型増幅する。
レインバイアス電流Ｉｏを設定した場合を示す。この場
合、ドレインバイアス電流Ｉｏは、ドレイン電流の線形
変化領域のほぼ中心に設定される。ゲートバイアス電圧
（Ｖｏ）は、上述したバイアス発生回路１４にて行われ
る負帰還動作により、所定のドレインバイアス電流Ｉｏ
が流れるように可変制御される。ＦＥＴＪ１（Ｊ２）
は、そのドレインバイアス電流Ｉｏが流れる中で入力信
号を線型増幅する。
【００７１】同図（Ｂ）はドレインバイアス電流Ｉｏを
小さく設定した場合を示す。この場合、ドレインバイア
ス電流Ｉｏは、ドレイン電流の線形変化領域の中心をか
なり下回ったところに設定される。これにより、線型増
幅が行われるドレイン電流の振幅範囲は狭くなるが、低
出力動作時においては、ドレインバイアス電流Ｉｏが小
さいことによる消費電力の削減が可能となる。この場合
も、ゲートバイアス電圧（Ｖｏ）は、上述したバイアス
発生回路１４にて行われる負帰還動作により、小さく設
定されたドレインバイアス電流Ｉｏが流れるように可変
制御される。
小さく設定した場合を示す。この場合、ドレインバイア
ス電流Ｉｏは、ドレイン電流の線形変化領域の中心をか
なり下回ったところに設定される。これにより、線型増
幅が行われるドレイン電流の振幅範囲は狭くなるが、低
出力動作時においては、ドレインバイアス電流Ｉｏが小
さいことによる消費電力の削減が可能となる。この場合
も、ゲートバイアス電圧（Ｖｏ）は、上述したバイアス
発生回路１４にて行われる負帰還動作により、小さく設
定されたドレインバイアス電流Ｉｏが流れるように可変
制御される。
【００７２】ここで注目すべきことは、まずドレインバ
イアス電流Ｉｏを設定することで、その設定したドレイ
ンバイアス電流Ｉｏが流れるようなゲートバイアス電圧
（Ｖｏ）が自動的に設定されることである。つまり、通
常はゲートバイアスの結果として現れるドレインバイア
ス電流Ｉｏを、ここではそのゲートバイアスを意識する
ことなく、いきなり設定することができる。これによ
り、線型増幅動作を行わせるのに必要最小限のドレイン
バイアス電流Ｉｏをきめ細かく設定して、必要以上のバ
イアス電流を流し続ける無駄を回避することが可能とな
る。
イアス電流Ｉｏを設定することで、その設定したドレイ
ンバイアス電流Ｉｏが流れるようなゲートバイアス電圧
（Ｖｏ）が自動的に設定されることである。つまり、通
常はゲートバイアスの結果として現れるドレインバイア
ス電流Ｉｏを、ここではそのゲートバイアスを意識する
ことなく、いきなり設定することができる。これによ
り、線型増幅動作を行わせるのに必要最小限のドレイン
バイアス電流Ｉｏをきめ細かく設定して、必要以上のバ
イアス電流を流し続ける無駄を回避することが可能とな
る。
【００７３】図３は、図１のバイアス発生回路１４付近
に着目したＲＦ電力増幅回路１０の詳細回路図を示す。
に着目したＲＦ電力増幅回路１０の詳細回路図を示す。
【００７４】同図において、可変電圧発生回路１７は、
発振回路１７１、可変利得回路（ＶＣＡ）１７２、チャ
ージポンプ回路１７３により構成される。チャージポン
プ回路１７３は、受動素子である容量素子Ｃ１，Ｃ２と
ダイオードＤ１，Ｄ２により構成される。発振回路１７
１の発振出力は可変利得回路１７２を介してチャージポ
ンプ回路１７３に与えられる。
発振回路１７１、可変利得回路（ＶＣＡ）１７２、チャ
ージポンプ回路１７３により構成される。チャージポン
プ回路１７３は、受動素子である容量素子Ｃ１，Ｃ２と
ダイオードＤ１，Ｄ２により構成される。発振回路１７
１の発振出力は可変利得回路１７２を介してチャージポ
ンプ回路１７３に与えられる。
【００７５】チャージポンプ回路１７３では、発振回路
１７１から可変利得回路１７２を介して出力されるパル
ス電流を、ダイオードＤ１，Ｄ２で電流方向別にスイッ
チングしてＣ１，Ｃ２に流すことにより、容量素子Ｃ１
に負電圧をチャージさせる。このＣ１にチャージされた
負電圧がゲートバイアス電圧（Ｖｏ）として出力され、
ＦＥＴＪｘ，Ｊ１，Ｊ２の各ゲートに分配される。
１７１から可変利得回路１７２を介して出力されるパル
ス電流を、ダイオードＤ１，Ｄ２で電流方向別にスイッ
チングしてＣ１，Ｃ２に流すことにより、容量素子Ｃ１
に負電圧をチャージさせる。このＣ１にチャージされた
負電圧がゲートバイアス電圧（Ｖｏ）として出力され、
ＦＥＴＪｘ，Ｊ１，Ｊ２の各ゲートに分配される。
【００７６】Ｃ２にチャージされる負電圧（Ｖｏ）の大
きさは、可変利得回路１７２の伝達利得によって変化す
る。可変利得回路１７２の伝達利得は、ダミーＦＥＴＪ
１のドレイン電流Ｉｘを所定の設定値（Ｖｒ）と比較す
る比較回路１６の出力によって可変制御される。これに
より、上記ゲートバイアス電圧（Ｖｏ）は、ＦＥＴＪ
ｘ，Ｊ１，Ｊ２にそれぞれ所定のドレイン電流が流れる
ような大きさに負帰還制御される。可変利得回路１７２
は、たとえばＭＯＳトランジスタによる可変抵抗減衰回
路を使うことができる。
きさは、可変利得回路１７２の伝達利得によって変化す
る。可変利得回路１７２の伝達利得は、ダミーＦＥＴＪ
１のドレイン電流Ｉｘを所定の設定値（Ｖｒ）と比較す
る比較回路１６の出力によって可変制御される。これに
より、上記ゲートバイアス電圧（Ｖｏ）は、ＦＥＴＪ
ｘ，Ｊ１，Ｊ２にそれぞれ所定のドレイン電流が流れる
ような大きさに負帰還制御される。可変利得回路１７２
は、たとえばＭＯＳトランジスタによる可変抵抗減衰回
路を使うことができる。
【００７７】抵抗Ｒ４は、容量素子Ｃ１に並列に接続し
てＣ１の放電回路を形成することにより、上記ゲートバ
イアス電圧（Ｖｏ）の立ち下がり応答を速くする。
てＣ１の放電回路を形成することにより、上記ゲートバ
イアス電圧（Ｖｏ）の立ち下がり応答を速くする。
【００７８】この場合、能動回路である発振回路１７１
と可変利得回路１７２は共に正電源電圧（Ｖｄｄ）で動
作する回路で構成されている。これにより、負電圧の可
変制御を正電圧系のシステムおよび回路によって簡単か
つ円滑に行わせることができる。
と可変利得回路１７２は共に正電源電圧（Ｖｄｄ）で動
作する回路で構成されている。これにより、負電圧の可
変制御を正電圧系のシステムおよび回路によって簡単か
つ円滑に行わせることができる。
【００７９】上記ゲートバイアス電圧（Ｖｏ）は、可変
設定回路１５によって設定されるドレイン電流が流れる
ように負帰還制御される。したがって、受信信号の電界
強度あるいは無線通信相手局からフィードバックされて
くる自局送信電波の電界強度情報に応じて送信電力の最
適化制御を行うに際し、その制御に連動して上記可変設
定回路１５の設定値も最適化制御すれば、どのような送
信電力でも常に、最小限の消費電力でもって線型動作に
よる電力増幅を行わせることができる。
設定回路１５によって設定されるドレイン電流が流れる
ように負帰還制御される。したがって、受信信号の電界
強度あるいは無線通信相手局からフィードバックされて
くる自局送信電波の電界強度情報に応じて送信電力の最
適化制御を行うに際し、その制御に連動して上記可変設
定回路１５の設定値も最適化制御すれば、どのような送
信電力でも常に、最小限の消費電力でもって線型動作に
よる電力増幅を行わせることができる。
【００８０】図４は、本発明で使用するＦＥＴＪｘ，Ｊ
１，Ｊ２のレイアウトパターンを模式的に示す。
１，Ｊ２のレイアウトパターンを模式的に示す。
【００８１】同図において、ＧはＦＥＴのゲート電極パ
ターン、Ｌはそのチャネル長、Ｗはそのチャネル幅をそ
れぞれ示す。同図に示すように、バイアス発生回路１４
のダミーＦＥＴＪｘは、ＲＦ電力増幅段１１，１２のＦ
ＥＴＪ１，Ｊ２に対して、同一半導体チップ上に熱的な
結合状態で形成されるとともに、チャネル長Ｌが等し
く、かつチャネル幅が小さく形成されている。
ターン、Ｌはそのチャネル長、Ｗはそのチャネル幅をそ
れぞれ示す。同図に示すように、バイアス発生回路１４
のダミーＦＥＴＪｘは、ＲＦ電力増幅段１１，１２のＦ
ＥＴＪ１，Ｊ２に対して、同一半導体チップ上に熱的な
結合状態で形成されるとともに、チャネル長Ｌが等し
く、かつチャネル幅が小さく形成されている。
【００８２】このように、ＦＥＴＪ１，Ｊ２，Ｊｘを同
一半導体チップ上に熱的な結合状態で形成することによ
り、Ｊ１，Ｊ２とＪｘの互いの相似関係が一層緊密とな
り、これによりバイアス設定の精度をさらに高めること
ができる。
一半導体チップ上に熱的な結合状態で形成することによ
り、Ｊ１，Ｊ２とＪｘの互いの相似関係が一層緊密とな
り、これによりバイアス設定の精度をさらに高めること
ができる。
【００８３】図５は、可変設定回路１５に用いられる可
変電圧源１５１の構成例を示す。
変電圧源１５１の構成例を示す。
【００８４】同図に示す可変電圧源１５１は、固定抵抗
Ｒ５と可変抵抗回路Ｒ６による分圧回路によって構成さ
れている。可変抵抗回路Ｒ６は、複数の抵抗素子ｒ１〜
ｒ４をそれぞれスイッチ回路Ｓ１〜Ｓ４を介して選択的
に並列接続させるようにしたもので、各スイッチＳ１〜
Ｓ４はそれぞれ、外部（論理制御ユニット６０）から与
えられるデジタル制御信号によって個別にオン／オフ設
定されるようになっている。これにより、複数の抵抗素
子ｒ１〜ｒ４の任意の組合わせによる合成抵抗を電気的
に可変設定することができる。
Ｒ５と可変抵抗回路Ｒ６による分圧回路によって構成さ
れている。可変抵抗回路Ｒ６は、複数の抵抗素子ｒ１〜
ｒ４をそれぞれスイッチ回路Ｓ１〜Ｓ４を介して選択的
に並列接続させるようにしたもので、各スイッチＳ１〜
Ｓ４はそれぞれ、外部（論理制御ユニット６０）から与
えられるデジタル制御信号によって個別にオン／オフ設
定されるようになっている。これにより、複数の抵抗素
子ｒ１〜ｒ４の任意の組合わせによる合成抵抗を電気的
に可変設定することができる。
【００８５】図６は、バイアス発生回路１４の別の構成
例を示す。
例を示す。
【００８６】同図に示すバイアス発生回路１４は、ダミ
ーＦＥＴＪｘのドレインに電流を供給するドレイン負荷
抵抗Ｒ３と、この抵抗Ｒ３から供給される電流Ｉｘの一
部を上記ドレインの外へ分流させる分流抵抗Ｒ９を有す
るとともに、この分流抵抗Ｒ９を電気的に可変設定可能
な抵抗を用いて形成してある。
ーＦＥＴＪｘのドレインに電流を供給するドレイン負荷
抵抗Ｒ３と、この抵抗Ｒ３から供給される電流Ｉｘの一
部を上記ドレインの外へ分流させる分流抵抗Ｒ９を有す
るとともに、この分流抵抗Ｒ９を電気的に可変設定可能
な抵抗を用いて形成してある。
【００８７】上記ダミーＦＥＴＪｘのドレイン電圧Ｖｘ
は、比較回路１６にて所定の設定電圧Ｖｒと比較され、
この比較出力で可変電圧制御回路１４を制御する。これ
により、上記ダミーＦＥＴＪｘのドレイン電圧Ｖｘが所
定の設定電圧Ｖｒとなるような負帰還制御が行われる。
は、比較回路１６にて所定の設定電圧Ｖｒと比較され、
この比較出力で可変電圧制御回路１４を制御する。これ
により、上記ダミーＦＥＴＪｘのドレイン電圧Ｖｘが所
定の設定電圧Ｖｒとなるような負帰還制御が行われる。
【００８８】この場合、比較回路１６の基準電圧Ｖｒに
は、電源電圧（Ｖｄｄ）を抵抗Ｒ７，Ｒ８で分割して得
られる一定電圧が使用される。Ｊｘのドレイン電流Ｖｘ
は分流抵抗Ｒ９を流れる電流Ｉｘ２の大きさによって設
定される。
は、電源電圧（Ｖｄｄ）を抵抗Ｒ７，Ｒ８で分割して得
られる一定電圧が使用される。Ｊｘのドレイン電流Ｖｘ
は分流抵抗Ｒ９を流れる電流Ｉｘ２の大きさによって設
定される。
【００８９】分流抵抗Ｒ９は、複数の抵抗素子ｒ１〜ｒ
４をそれぞれスイッチ回路Ｓ１〜Ｓ４を介して選択的に
並列接続させる可変抵抗回路で構成されている。この可
変抵抗回路の各スイッチＳ１〜Ｓ４を外部（論理制御ユ
ニット６０）から与えられるデジタル制御信号によって
個別にオン／オフ設定することにより、ダミーＦＥＴＪ
ｘのドレイン電流Ｉｘ１を可変設定することができる。
このようにしてダミーＦＥＴＪｘに所定のドレイン電流
Ｉｘ１を流すように負帰還制御されるバイアス電圧（Ｖ
ｏ）により、増幅段１１，１２のＦＥＴＪ１，Ｊ２を所
定のドレインバイアス電流下で精度良く線型動作させる
ことができる。
４をそれぞれスイッチ回路Ｓ１〜Ｓ４を介して選択的に
並列接続させる可変抵抗回路で構成されている。この可
変抵抗回路の各スイッチＳ１〜Ｓ４を外部（論理制御ユ
ニット６０）から与えられるデジタル制御信号によって
個別にオン／オフ設定することにより、ダミーＦＥＴＪ
ｘのドレイン電流Ｉｘ１を可変設定することができる。
このようにしてダミーＦＥＴＪｘに所定のドレイン電流
Ｉｘ１を流すように負帰還制御されるバイアス電圧（Ｖ
ｏ）により、増幅段１１，１２のＦＥＴＪ１，Ｊ２を所
定のドレインバイアス電流下で精度良く線型動作させる
ことができる。
【００９０】以上、本発明者によってなされた発明を実
施態様にもとづき具体的に説明したが、本発明は上記実
施態様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。
施態様にもとづき具体的に説明したが、本発明は上記実
施態様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。
【００９１】たとえば、ドレインバイアス電流Ｉｏを可
変設定する手段は、ダミーＦＥＴＪｘのチャネル幅を可
変設定する切換手段を備えることによっても実現でき
る。すなわち、Ｊｘのチャネル幅を切換可変すること
で、ＪｘとＪ１のドレイン電流比、およびＪｘとＪ２間
のドレイン電流比を任意に可変設定することができるよ
うになる。
変設定する手段は、ダミーＦＥＴＪｘのチャネル幅を可
変設定する切換手段を備えることによっても実現でき
る。すなわち、Ｊｘのチャネル幅を切換可変すること
で、ＪｘとＪ１のドレイン電流比、およびＪｘとＪ２間
のドレイン電流比を任意に可変設定することができるよ
うになる。
【００９２】また、ドレイン電流検出手段として用いる
ダミーＦＥＴはその直流動作点に影響が発生しない範囲
で小信号増幅回路としても兼用させることができる。
ダミーＦＥＴはその直流動作点に影響が発生しない範囲
で小信号増幅回路としても兼用させることができる。
【００９３】以上の説明では主として、本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野である携帯
電話端末に適用した場合について説明したが、それに限
定されるものではなく、たとえば太陽電池などで電源バ
ックアップされるＰＨＳ基地局、あるいは無線ビーコン
発信装置などにも適用できる。
てなされた発明をその背景となった利用分野である携帯
電話端末に適用した場合について説明したが、それに限
定されるものではなく、たとえば太陽電池などで電源バ
ックアップされるＰＨＳ基地局、あるいは無線ビーコン
発信装置などにも適用できる。
【００９４】
【発明の効果】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、下記のとおりで
ある。
表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。
【００９５】すなわち、たとえば１ＧＨｚ以上のマイク
ロ波領域での無線信号を用いる移動体通信端末装置の小
型軽量化と電池での長時間動作化に有効であるととも
に、生産適性を著しく低下させる個別の調整を必要する
ことなく、単一電源の使用条件下でも安定かつ効率的な
ＲＦ電力増幅が可能になる、という効果が得られる。
ロ波領域での無線信号を用いる移動体通信端末装置の小
型軽量化と電池での長時間動作化に有効であるととも
に、生産適性を著しく低下させる個別の調整を必要する
ことなく、単一電源の使用条件下でも安定かつ効率的な
ＲＦ電力増幅が可能になる、という効果が得られる。
【図１】本発明の技術が適用された移動体通信端末装置
の概要を示す回路図
の概要を示す回路図
【図２】本発明の技術が適用されたＲＦ電力増幅回路の
動作特性を示す図
動作特性を示す図
【図３】本発明によるＲＦ電力増幅回路の詳細回路例を
示す図
示す図
【図４】本発明で使用するＦＥＴのレイアウトパターン
を模式的に示す図
を模式的に示す図
【図５】バイアス設定を行う可変電圧源の構成例を示す
図
図
【図６】バイアス発生回路の別の構成例を示す図
１０ ＲＦ電力増幅回路 Ｊ１，Ｊ２ 第１のＦＥＴ １１ 多段ＲＦ電力増幅回路の終段 １２ 多段ＲＦ電力増幅回路の前段 １３ 出力整合回路 １４ バイアス発生回路 Ｊｘ 第２のＦＥＴ（ダミーＦＥＴ） １５ 可変設定回路 １５１ 可変電圧源 １６ 比較回路 １７ 可変電圧発生回路 １７１ 発振回路 １７２ 可変利得回路 １７３ チャージポンプ回路 １８ 負帰還回路 Ｒｘ，Ｒ１〜Ｒ９ 抵抗 Ｃｐ，Ｃ１，Ｃ２ 容量素子 Ｄ１，Ｄ２ ダイオード ２０ ＲＦ受信プリアンプ ３１ 分波器（またはアンテナ切換器） ３２ 無線送受信アンテナ ４１ 送信側周波数変換回路（アップバータ） ４２ 受信側周波数変換回路（ダウンバータ） ４３ 周波数合成回路 ５０ ベースバンドユニット ６０ 論理制御ユニット ６１ 操作パネル ６２ ヘッドセット ７０ 内蔵電池
Claims (21)
- 【請求項１】 ソース接地およびデプレッション動作に
よりＲＦ電力増幅回路を形成する第１のＦＥＴと、この
第１のＦＥＴに対して同種のＦＥＴであって、チャネル
長が等しく、かつチャネル幅が小さく形成された第２の
ＦＥＴと、正電源電圧から負電圧を発生して第１のＦＥ
Ｔと第２のＦＥＴの各ゲートに負バイアス電圧を分配す
る可変電圧発生回路と、第２のＦＥＴのドレイン電流が
所定の設定値となるように上記可変電圧発生回路を制御
する負帰還回路とを備えたことを特徴とするＲＦ電力増
幅回路。 - 【請求項２】 第１のＦＥＴは線型増幅回路を形成する
ことを特徴とする請求項１に記載のＲＦ電力増幅回路。 - 【請求項３】 第１のＦＥＴと第２のＦＥＴを同一半導
体チップ上に熱的な結合状態で形成したことを特徴とす
る請求項１から４のいずれかに記載のＲＦ電力増幅回
路。 - 【請求項４】 負帰還回路によって制御される第２のＦ
ＥＴのドレイン電流値を外部からの信号に応じて設定す
る可変設定回路を備えたことを特徴とする請求項１から
３のいずれかに記載のＲＦ電力増幅回路。 - 【請求項５】 発振回路と、この発振回路の発振出力を
伝達する可変利得回路と、この可変利得回路を介して出
力される発振出力電流をダイオードで電流方向別にスイ
ッチングしながら容量素子に流すことにより、その容量
素子に負電圧をチャージさせるチャージポンプ回路とに
より、正電圧から負電圧を発生する可変電圧発生回路を
構成するとともに、上記発振回路と可変利得回路を共に
正電源電圧で動作する回路で構成したことを特徴とする
請求項１にから４のいずれかに記載のＲＦ電力増幅回
路。 - 【請求項６】 第１，第２のＦＥＴがそれぞれＧａＡｓ
・ＦＥＴであることを特徴とする請求項１から５のいず
れかに記載のＲＦ電力増幅回路。 - 【請求項７】 負帰還回路として、第２のＦＥＴのドレ
イン電流を電圧変換する手段と、この変換電圧を所定の
設定電圧と比較する比較回路と、この比較回路の出力に
よって出力電圧が可変制御されるように構成された可変
電圧発生回路を備えたことを特徴とする請求項１から６
のいずれかに記載のＲＦ電力増幅回路。 - 【請求項８】 各ＦＥＴのゲートバイアス電圧供給路に
それぞれ抵抗を直列に介在させるとともに、上記抵抗と
可変電圧発生回路の間に容量素子を並列に挿入すること
により、各ＦＥＴのゲート間を互いに交流的に遮断した
ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のＲ
Ｆ電力増幅回路。 - 【請求項９】 第２のＦＥＴのドレインと電源電位の間
に接続してドレイン負荷をなす抵抗と、外部からの信号
により出力電圧が設定される可変電圧源と、上記第２の
ＦＥＴのドレイン電圧と上記可変電圧源の出力電圧を比
較する比較回路と、この比較回路の出力によって出力電
圧が可変制御されるように構成された可変電圧発生回路
とにより、第２のＦＥＴのドレイン電流が所定の設定値
となるような負帰還回路を形成したことを特徴とする請
求項１から８のいずれかに記載のＲＦ電力増幅回路。 - 【請求項１０】 第２のＦＥＴのドレインと電源電位の
間に接続してドレイン負荷をなす抵抗と、電源電圧を抵
抗分割する分圧回路と、上記第２のＦＥＴのドレイン電
圧と上記分圧回路の出力電圧を比較する比較回路と、こ
の比較回路の出力によって出力電圧が可変制御されるよ
うに構成された可変電圧発生回路とにより、第２のＦＥ
Ｔのドレイン電流を所定の設定値に制御する負帰還回路
を形成するとともに、上記分圧回路を電気的に可変設定
可能な抵抗を用いて形成したことを特徴とする請求項１
から９のいずれかに記載のＲＦ電力増幅回路。 - 【請求項１１】 第２のＦＥＴのドレインに電流を供給
するドレイン負荷抵抗と、この抵抗から供給される電流
の一部を上記ドレインの外へ分流させる分流抵抗と、上
記第２のＦＥＴのドレイン電圧が所定の設定電圧となる
ように負帰還制御される可変電圧発生回路とを有すると
ともに、上記分流抵抗を電気的に可変設定可能な抵抗を
用いて形成したことを特徴とする請求項１から１０のい
ずれかに記載のＲＦ電力増幅回路。 - 【請求項１２】 第１のＦＥＴのゲートバイアス電圧供
給路に直列に介在する第１の抵抗と、第２のＦＥＴのゲ
ートバイアス電圧供給路に直列に介在する第２の抵抗を
有するとともに、第１の抵抗と第２の抵抗の抵抗値比
が、第１のＦＥＴと第２のＦＥＴのチャネル幅比の逆数
となるように設定したことを特徴とする請求項１から１
１のいずれかに記載のＲＦ電力増回路。 - 【請求項１３】 第２のＦＥＴのチャネル幅を可変設定
する切換手段を備えたことを特徴とする請求項１から１
２のいずれかに記載のＲＦ電力増幅回路。 - 【請求項１４】 多段ＲＦ電力増幅回路の終段とその前
段に配置された複数のＦＥＴの各ゲートバイアス電圧を
それぞれ、第２のＦＥＴのドレイン電流が所定の設定値
となるように負帰還制御される可変電圧発生回路から分
配するようにしたことを特徴とする請求項１から１３の
いずれかに記載のＲＦ電力増幅回路。 - 【請求項１５】 ソース接地およびデプレッション動作
によりＲＦ電力増幅回路を形成する第１のＦＥＴと、こ
の第１のＦＥＴに対して同種のＦＥＴであって、チャネ
ル長が等しく、かつチャネル幅が小さく形成された第２
のＦＥＴと、正電源電圧から負電圧を発生して第１のＦ
ＥＴと第２のＦＥＴの各ゲートに負バイアス電圧を分配
する可変電圧発生回路と、第２のＦＥＴのドレイン電流
が所定の設定値となるように上記可変電圧発生回路を制
御する負帰還回路とを有するとともに、送信出力に応じ
て上記設定値を可変制御する制御手段を備えたことを特
徴とする移動体通信端末装置。 - 【請求項１６】 第１のＦＥＴを線型動作させるように
したことを特徴とする請求項１５に記載の移動体通信端
末装置。 - 【請求項１７】 第１，第２のＦＥＴがデプレッション
動作する接合型のＦＥＴであるとともに、可変電圧発生
回路は正電源電圧から負電圧を発生する回路であること
を特徴とする請求項１５または１６に記載の移動体通信
端末装置。 - 【請求項１８】 第１，第２のＦＥＴはそれぞれＧａＡ
ｓ・ＦＥＴであることを特徴とする請求項１５から１７
のいずれかに記載の移動体通信端末装置。 - 【請求項１９】 無線受信信号の電界強度レベルを検出
する検出手段と、検出した受信電界強度レベルに基づい
て、送信電力が必要最小限となるような最適化設定を行
う制御手段と、この制御手段の設定に連動して、第１の
ＦＥＴのドレインバイアス電流が線型増幅動作の維持に
最低必要な大きさとなるように第２のＦＥＴのドレイン
電流を設定する制御手段とを備えたことを特徴とする請
求項１５から１８のいずれかに記載の移動体通信端末装
置。 - 【請求項２０】 無線通信相手局からフィードバックさ
れてくる自局送信電波の電界強度情報を取得する受信手
段と、受信した受信電界強度情報に基づいて、送信電力
が必要最小限となるような最適化設定を行う制御手段
と、この制御手段の設定に連動して、第１のＦＥＴのド
レインバイアス電流が線型増幅動作の維持に最低必要な
大きさとなるように第２のＦＥＴのドレイン電流を設定
する制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１５か
ら１８のいずれかに記載の移動体通信端末装置。 - 【請求項２１】 ＣＤＭＡ方式による無線通信端末を構
成したことを特徴とする請求項１５から２０のいずれか
に記載の移動体通信端末装置。
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|---|---|---|---|
| JP03590397A JP3517766B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | Ｒｆ電力増幅回路および移動体通信端末装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03590397A JP3517766B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | Ｒｆ電力増幅回路および移動体通信端末装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10233633A true JPH10233633A (ja) | 1998-09-02 |
| JP3517766B2 JP3517766B2 (ja) | 2004-04-12 |
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ID=12454997
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|---|---|---|---|
| JP03590397A Expired - Fee Related JP3517766B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | Ｒｆ電力増幅回路および移動体通信端末装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3517766B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001094349A (ja) * | 1999-08-31 | 2001-04-06 | Samsung Electronics Co Ltd | 携帯電話端末用電力増幅器 |
| JP2006510290A (ja) * | 2002-12-16 | 2006-03-23 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 線形電力増幅器において零入力電流の動的制御を可能にする自己適応型バイアス回路 |
| US7386287B2 (en) | 2001-07-03 | 2008-06-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for controlling the gain of radio-frequency signal |
| JP2010050982A (ja) * | 2001-04-18 | 2010-03-04 | Qualcomm Inc | 歪みを低減するためのバイアス方法と回路 |
| JP2010252311A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-11-04 | Toshiba Corp | 電流供給回路 |
| JP2013131891A (ja) * | 2011-12-21 | 2013-07-04 | Murata Mfg Co Ltd | 半導体装置 |
-
1997
- 1997-02-20 JP JP03590397A patent/JP3517766B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001094349A (ja) * | 1999-08-31 | 2001-04-06 | Samsung Electronics Co Ltd | 携帯電話端末用電力増幅器 |
| JP2010050982A (ja) * | 2001-04-18 | 2010-03-04 | Qualcomm Inc | 歪みを低減するためのバイアス方法と回路 |
| US7386287B2 (en) | 2001-07-03 | 2008-06-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for controlling the gain of radio-frequency signal |
| JP2006510290A (ja) * | 2002-12-16 | 2006-03-23 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 線形電力増幅器において零入力電流の動的制御を可能にする自己適応型バイアス回路 |
| JP2010252311A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-11-04 | Toshiba Corp | 電流供給回路 |
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