JPH11220342A - 電力増幅回路におけるトランジスタの可変バイアス回路 - Google Patents
電力増幅回路におけるトランジスタの可変バイアス回路Info
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- JPH11220342A JPH11220342A JP2092498A JP2092498A JPH11220342A JP H11220342 A JPH11220342 A JP H11220342A JP 2092498 A JP2092498 A JP 2092498A JP 2092498 A JP2092498 A JP 2092498A JP H11220342 A JPH11220342 A JP H11220342A
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- JP
- Japan
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- transistor
- circuit
- power amplifier
- frequency
- amplifier circuit
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 歪みがなく、かつ効率が良くて消費電力が小
さくて済む電力増幅回路におけるトランジスタの可変バ
イアス回路を得る。 【解決手段】 使用周波数に適したバイアス電流値に対
応する値を予めＭＰＵ４に記憶させておき、使用周波数
に対応してＭＰＵ４に記憶された値を読出し、この値を
Ａ／Ｄ変換器５を用いてＡ／Ｄ変換することにより電圧
Ｖｄを形成し、この電圧Ｖｄと抵抗Ｒｂ、Ｒ１により決
定されるバイアス電流をトランジスタＱ１に与えるよう
にした。
さくて済む電力増幅回路におけるトランジスタの可変バ
イアス回路を得る。 【解決手段】 使用周波数に適したバイアス電流値に対
応する値を予めＭＰＵ４に記憶させておき、使用周波数
に対応してＭＰＵ４に記憶された値を読出し、この値を
Ａ／Ｄ変換器５を用いてＡ／Ｄ変換することにより電圧
Ｖｄを形成し、この電圧Ｖｄと抵抗Ｒｂ、Ｒ１により決
定されるバイアス電流をトランジスタＱ１に与えるよう
にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、無線機
の電力増幅回路に使用される電力増幅用トランジスタの
バイアス回路に関するものである。
の電力増幅回路に使用される電力増幅用トランジスタの
バイアス回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】利得数１０ｄＢの電力増幅回路では、ト
ランジスタを複数個直列に接続して、複数段の増幅回路
を構成するのが一般的である。電力増幅回路のブロック
図を図３に示す。図３に示すように、前段のトランジス
タ１Ａ，１Ｂ等は入力信号を最終段トランジスタ１Ｎの
入力レベルまで増幅させる目的で設けられ、最終段のト
ランジスタ１Ｎには増幅度の大きいトランジスタを使用
するのが一般的である。電力増幅回路では、使用する周
波数帯域で入力信号を歪みなく増幅させると共に、消費
電流を抑え、効率の良い回路を設計することが重要であ
る。特に、最終段の増幅回路（トランジスタ１Ｎ）が回
路全体に与える影響は大きく、効率と出力信号の歪みは
この回路に左右される。
ランジスタを複数個直列に接続して、複数段の増幅回路
を構成するのが一般的である。電力増幅回路のブロック
図を図３に示す。図３に示すように、前段のトランジス
タ１Ａ，１Ｂ等は入力信号を最終段トランジスタ１Ｎの
入力レベルまで増幅させる目的で設けられ、最終段のト
ランジスタ１Ｎには増幅度の大きいトランジスタを使用
するのが一般的である。電力増幅回路では、使用する周
波数帯域で入力信号を歪みなく増幅させると共に、消費
電流を抑え、効率の良い回路を設計することが重要であ
る。特に、最終段の増幅回路（トランジスタ１Ｎ）が回
路全体に与える影響は大きく、効率と出力信号の歪みは
この回路に左右される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図４に、従来の電力増
幅回路における最終段の増幅回路（トランジスタ）を示
す。かかる増幅回路において、トランジスタＱ１によ
り、歪みなく入力信号を増幅させるためには、トランジ
スタＱ１に適切なバイアス電流（アイドル電流）を流す
必要があり、従来回路では可変抵抗Ｒｂを調節すること
によりその値を決定していた。しかし、２〜３０ＭＨｚ
のＨＦ帯でこのような回路を使用する場合、各周波数で
最適なアイドル電流の値は異なる。図５に２次の混変調
歪みの周波数特性の例を示す。無線機の規格として−４
０ｄＢが必要とすると、アイドル電流０．６〜０．８
（Ａ）では、規格を満足することができない。そのた
め、効率（電力消費量）を犠牲にして、アイドル電流を
１．２（Ａ）として規格を満足する出力信号を得てい
た。このように、従来の電力増幅回路におけるトランジ
スタの可変バイアス回路では、所定周波数帯域にわたっ
て、歪みがなく、かつ規格を満足できる出力信号を得る
ために、消費電力が大きくなるという問題点があった。
幅回路における最終段の増幅回路（トランジスタ）を示
す。かかる増幅回路において、トランジスタＱ１によ
り、歪みなく入力信号を増幅させるためには、トランジ
スタＱ１に適切なバイアス電流（アイドル電流）を流す
必要があり、従来回路では可変抵抗Ｒｂを調節すること
によりその値を決定していた。しかし、２〜３０ＭＨｚ
のＨＦ帯でこのような回路を使用する場合、各周波数で
最適なアイドル電流の値は異なる。図５に２次の混変調
歪みの周波数特性の例を示す。無線機の規格として−４
０ｄＢが必要とすると、アイドル電流０．６〜０．８
（Ａ）では、規格を満足することができない。そのた
め、効率（電力消費量）を犠牲にして、アイドル電流を
１．２（Ａ）として規格を満足する出力信号を得てい
た。このように、従来の電力増幅回路におけるトランジ
スタの可変バイアス回路では、所定周波数帯域にわたっ
て、歪みがなく、かつ規格を満足できる出力信号を得る
ために、消費電力が大きくなるという問題点があった。
【０００４】この発明は、かかる従来の問題点を解決す
るためになされたもので、歪みがなく、かつ効率が良く
て消費電力が小さくて済む電力増幅回路におけるトラン
ジスタの可変バイアス回路を得ることを目的とする。
るためになされたもので、歪みがなく、かつ効率が良く
て消費電力が小さくて済む電力増幅回路におけるトラン
ジスタの可変バイアス回路を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、この発明は、トランジスタを複数個直列に接続
し、使用周波数の入力信号を増幅する電力増幅回路であ
って、最終段のトランジスタをエミッタフォロワのトラ
ンジスタとし、該トランジスタのバイアス電流値を、前
記使用周波数に対応する値としてＭＰＵから出力させ、
該ＭＰＵの出力値に対応する大きさの電流を前記トラン
ジスタのバイアス電流として与えるようにしたものであ
る。
ため、この発明は、トランジスタを複数個直列に接続
し、使用周波数の入力信号を増幅する電力増幅回路であ
って、最終段のトランジスタをエミッタフォロワのトラ
ンジスタとし、該トランジスタのバイアス電流値を、前
記使用周波数に対応する値としてＭＰＵから出力させ、
該ＭＰＵの出力値に対応する大きさの電流を前記トラン
ジスタのバイアス電流として与えるようにしたものであ
る。
【０００６】この発明の実施の形態においては、使用周
波数に適するバイアス電流値に対応する値を予めＭＰＵ
４に記憶させておき、使用周波数に対応するこの値をＭ
ＰＵ４から読出し、この値をＡ／Ｄ変換することにより
電圧Ｖｄを形成し、この電圧Ｖｄと抵抗Ｒｂ、Ｒ１によ
り決定されるバイアス電流をトランジスタに与えるよう
にしている。すなわち、実施の形態では、使用周波数に
適するバイアス電流値に対応する値を記憶したＭＰＵ４
と、このＭＰＵ４から使用周波数に対応して得られた値
をＤ／Ａ変換して電圧Ｖｄを得るＤ／Ａ変換器５と、こ
の電圧Ｖｄよりバイアス電流を得る抵抗Ｒｂ、Ｒ１を備
えている。
波数に適するバイアス電流値に対応する値を予めＭＰＵ
４に記憶させておき、使用周波数に対応するこの値をＭ
ＰＵ４から読出し、この値をＡ／Ｄ変換することにより
電圧Ｖｄを形成し、この電圧Ｖｄと抵抗Ｒｂ、Ｒ１によ
り決定されるバイアス電流をトランジスタに与えるよう
にしている。すなわち、実施の形態では、使用周波数に
適するバイアス電流値に対応する値を記憶したＭＰＵ４
と、このＭＰＵ４から使用周波数に対応して得られた値
をＤ／Ａ変換して電圧Ｖｄを得るＤ／Ａ変換器５と、こ
の電圧Ｖｄよりバイアス電流を得る抵抗Ｒｂ、Ｒ１を備
えている。
【０００７】このような構成によれば、使用周波数に対
応してアイドル電流を複数段階に設定することがでる。
なお、かかる可変バイアス回路は、ＨＦ帯域を使用する
無線機の電力増幅回路に用いると効果的である。
応してアイドル電流を複数段階に設定することがでる。
なお、かかる可変バイアス回路は、ＨＦ帯域を使用する
無線機の電力増幅回路に用いると効果的である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
ＨＦ帯域を使用する無線機の電力増幅回路に用いられる
可変バイアス回路として、図を用いて説明する。図１
は、この発明の実施の形態に係る電力増幅回路における
トランジスタの可変バイアス回路である。図１に示され
る可変バイアス回路３は、８ビットの周波数データが書
き込まれたＭＰＵ４と、ＭＰＵ４より読み出される周波
数データをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器５を備えてな
る。なお、図１において、２は入力信号を示し、Ｑ１は
最終段のトランジスタである。Ｒ１，Ｒｅはバイアス抵
抗である。
ＨＦ帯域を使用する無線機の電力増幅回路に用いられる
可変バイアス回路として、図を用いて説明する。図１
は、この発明の実施の形態に係る電力増幅回路における
トランジスタの可変バイアス回路である。図１に示され
る可変バイアス回路３は、８ビットの周波数データが書
き込まれたＭＰＵ４と、ＭＰＵ４より読み出される周波
数データをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器５を備えてな
る。なお、図１において、２は入力信号を示し、Ｑ１は
最終段のトランジスタである。Ｒ１，Ｒｅはバイアス抵
抗である。
【０００９】この回路では、予めＭＰＵに書き込んであ
る８ビットの周波数データをＤ／Ａ変換器によりアナロ
グデータに変換し、出力電圧（バイアス電圧）Ｖｄの値
を周波数ごとに変化させアイドル電流Ｉｂの値を変化さ
せる。このアイドル電流Ｉｂは、出力電圧Ｖｄとバイア
ス抵抗Ｒｂ、Ｒ１等で定められ、これらバイアス抵抗は
固定である。
る８ビットの周波数データをＤ／Ａ変換器によりアナロ
グデータに変換し、出力電圧（バイアス電圧）Ｖｄの値
を周波数ごとに変化させアイドル電流Ｉｂの値を変化さ
せる。このアイドル電流Ｉｂは、出力電圧Ｖｄとバイア
ス抵抗Ｒｂ、Ｒ１等で定められ、これらバイアス抵抗は
固定である。
【００１０】図２は、図１で示したトランジスタにこの
可変バイアス回路３を適用した場合のグラフを示す。各
周波数のＩｂの値は以下の通りである。
可変バイアス回路３を適用した場合のグラフを示す。各
周波数のＩｂの値は以下の通りである。
【００１１】
【表１】 周波数（ＭＨｚ） Ｉｂ（Ａ） ２〜８ ０．８ ８〜１８ ０．７ １８〜３０ ０．６
【００１２】この実施の形態では、使用周波数が２ＭＨ
ｚから８ＭＨｚの間においては、アイドル電流Ｉｂが
０．８Ａ、使用周波数が８ＭＨｚから１８ＭＨｚの間に
おいては、アイドル電流Ｉｂが０．７Ａ、使用周波数が
１８ＭＨｚから３０ＭＨｚの間においては、アイドル電
流Ｉｂが０．６Ａとなるように、使用周波数に対するデ
ータがＭＰＵ４へ書き込まれており、それらの使用周波
数のときにそれぞれのデータが読み出されるようになっ
ている。なお、これらの使用周波数は、ＭＰＵ４におい
て、常にモニタされている。
ｚから８ＭＨｚの間においては、アイドル電流Ｉｂが
０．８Ａ、使用周波数が８ＭＨｚから１８ＭＨｚの間に
おいては、アイドル電流Ｉｂが０．７Ａ、使用周波数が
１８ＭＨｚから３０ＭＨｚの間においては、アイドル電
流Ｉｂが０．６Ａとなるように、使用周波数に対するデ
ータがＭＰＵ４へ書き込まれており、それらの使用周波
数のときにそれぞれのデータが読み出されるようになっ
ている。なお、これらの使用周波数は、ＭＰＵ４におい
て、常にモニタされている。
【００１３】したがって、使用周波数８ＭＨｚ、１８Ｍ
Ｈｚが、Ｄ／Ａ変換器５の出力電圧Ｖｄの値が切り替わ
る周波数である。図２からも明らかなように、この実施
の形態におけるバイアス回路を使用することにより、ア
イドル電流Ｉｂの値を最大値で１．２（Ａ）から０．８
（Ａ）に下げることができる。
Ｈｚが、Ｄ／Ａ変換器５の出力電圧Ｖｄの値が切り替わ
る周波数である。図２からも明らかなように、この実施
の形態におけるバイアス回路を使用することにより、ア
イドル電流Ｉｂの値を最大値で１．２（Ａ）から０．８
（Ａ）に下げることができる。
【００１４】なお、この実施の形態では、アイドル電流
を切り替える使用周波数を２段階で設定するようにした
ため、アイドル電流切替え信号は２ビットで済むが、実
施の形態におけるＭＰＵ４は８ビットの信号を扱うこと
ができるため、アイドル電流は最大で１６段階に分けて
設定することもできる。また、実施の形態は、ＨＦ帯域
で使用される無線機を例にとって説明したが、周波数が
変化する周波数信号を取り扱う他の電力増幅回路にも、
この発明は適用することができる。また、使用されてい
る周波数を検出してＭＰＵからデータを読み出すように
しても良い。
を切り替える使用周波数を２段階で設定するようにした
ため、アイドル電流切替え信号は２ビットで済むが、実
施の形態におけるＭＰＵ４は８ビットの信号を扱うこと
ができるため、アイドル電流は最大で１６段階に分けて
設定することもできる。また、実施の形態は、ＨＦ帯域
で使用される無線機を例にとって説明したが、周波数が
変化する周波数信号を取り扱う他の電力増幅回路にも、
この発明は適用することができる。また、使用されてい
る周波数を検出してＭＰＵからデータを読み出すように
しても良い。
【００１５】
【発明の効果】以上に詳述したように、この発明によれ
ば、最終段のトランジスタのアイドル電流を使用周波数
に対応させてＭＰＵより出力させるようにしたため、使
用周波数に対応してアイドル電流を複数段階に設定する
ことができ、従って、歪みがなく、かつ効率が良くて消
費電力が小さくて済む電力増幅回路におけるトランジス
タの可変バイアス回路を得ることができ、もって、回路
全体の消費電流（消費電力）を下げることができてトラ
ンジスタで発生する熱を抑えることができ、さらに、熱
を抑えることにより、放熱器の小型化が可能となり、モ
ジュール全体を小さくすることができるという効果を奏
する。
ば、最終段のトランジスタのアイドル電流を使用周波数
に対応させてＭＰＵより出力させるようにしたため、使
用周波数に対応してアイドル電流を複数段階に設定する
ことができ、従って、歪みがなく、かつ効率が良くて消
費電力が小さくて済む電力増幅回路におけるトランジス
タの可変バイアス回路を得ることができ、もって、回路
全体の消費電流（消費電力）を下げることができてトラ
ンジスタで発生する熱を抑えることができ、さらに、熱
を抑えることにより、放熱器の小型化が可能となり、モ
ジュール全体を小さくすることができるという効果を奏
する。
【図１】実施の形態における電力増幅回路におけるトラ
ンジスタの可変バイアス回路図である。
ンジスタの可変バイアス回路図である。
【図２】実施の形態における混変調の周波数特性を示す
図である。
図である。
【図３】電力増幅回路のブロック図である。
【図４】従来のエミッタフォロワ型電力増幅回路図であ
る。
る。
【図５】従来回路における混変調の周波数特性を示す図
である。
である。
２ 入力信号 ３ 可変バイアス回路 ４ ＭＰＵ ５ Ｄ／Ａ変換器 Ｑ１ エミッタフォロワのトランジスタ
Claims (1)
- 【請求項１】 トランジスタを複数個直列に接続し、使
用周波数の入力信号を増幅する電力増幅回路であって、
最終段のトランジスタをエミッタフォロワのトランジス
タとし、該トランジスタのバイアス電流値を、前記使用
周波数に対応する値としてＭＰＵから出力させ、該ＭＰ
Ｕの出力値に対応する大きさの電流を前記トランジスタ
のバイアス電流として与えるようにしたことを特徴とす
る電力増幅回路におけるトランジスタの可変バイアス回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2092498A JPH11220342A (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | 電力増幅回路におけるトランジスタの可変バイアス回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2092498A JPH11220342A (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | 電力増幅回路におけるトランジスタの可変バイアス回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11220342A true JPH11220342A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=12040781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2092498A Withdrawn JPH11220342A (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | 電力増幅回路におけるトランジスタの可変バイアス回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11220342A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006512685A (ja) * | 2002-12-31 | 2006-04-13 | トランスメタ コーポレイション | 回路管理方法 |
| US7398070B2 (en) | 2004-11-11 | 2008-07-08 | Alps Electronic Co., Ltd | Variable gain amplifying circuit with matchable input/output impedance |
| JP2009100429A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Hitachi Kokusai Electric Inc | ドハティ増幅器 |
| US8428112B2 (en) | 2006-03-23 | 2013-04-23 | Fujitsu Limited | Parameter control circuit |
-
1998
- 1998-02-02 JP JP2092498A patent/JPH11220342A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006512685A (ja) * | 2002-12-31 | 2006-04-13 | トランスメタ コーポレイション | 回路管理方法 |
| US7398070B2 (en) | 2004-11-11 | 2008-07-08 | Alps Electronic Co., Ltd | Variable gain amplifying circuit with matchable input/output impedance |
| US8428112B2 (en) | 2006-03-23 | 2013-04-23 | Fujitsu Limited | Parameter control circuit |
| JP2009100429A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Hitachi Kokusai Electric Inc | ドハティ増幅器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050405 |