KR101075820B1

KR101075820B1 - 전력 증폭 장치 및 휴대 통신 단말기 장치

Info

Publication number: KR101075820B1
Application number: KR1020050012809A
Authority: KR
Inventors: 도모오 고바야시; 시게오 구스노키; 마사유키 시마다
Original assignee: 소니 에릭슨 모빌 커뮤니케이션즈 재팬, 아이엔씨.; 소니 주식회사
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2005-02-16
Publication date: 2011-10-25
Also published as: CN1658496A; EP1566886A2; KR20060042003A; JP4137815B2; JP2005236692A; EP1566886A3; US20050189989A1; CN100468964C; US7224221B2

Abstract

본 발명은, 전력 증폭 장치 및 휴대 통신 단말 장치에 관한 것으로서, 입력 신호를 증폭시키는 제1 증폭용 FET(21)와 제1 출력 단자(51) 사이에 이 FET(21)에 의해 증폭된 입력 신호를 더욱 증폭하여 제1 출력 단자(51)에 공급하는 제2 증폭용 FET(22), 및 제2 증폭용 FET(22)를 정지 상태로 제어하는 제1 스위치용 FET(31)를 설치한다. 또, 제1 증폭용 FET(22)와 제2 출력 단자(52) 사이에 이 FET(21)로부터의 출력을 제2 출력 단자(52)에 공급하는지 여부를 제어하는 제2 스위치용 FET(32)를 설치한다. 그리고, 중전력 출력 시에는 제1 스위치용 FET(31)에 의해 제2 증폭용 FET(22)를 정지 상태로 제어함으로써, 소비 전력을 삭감하여 해당 전력 증폭기 동작 효율의 향상을 도모한다. 이에 따라, 대전력으로 증폭한 입력 신호 및 중전력으로 증폭한 입력 신호 중, 어느 한쪽을 절환하여 출력하는 전력 증폭기에 있어서의 전체적인 동작 효율의 향상을 도모한다.

대전력, 중전력, 전력 증폭기, 소비 전력, 출력 단자.

Description

전력 증폭 장치 및 휴대 통신 단말기 장치 {POWER AMPLIFICATION APPARATUS, AND MOBILE COMMUNICATION TERMINAL APPARATUS}

도 1은 본 발명을 적용한 제1 실시예가 되는 휴대 전화기의 블록도이다.

도 2는 상기 휴대 전화기의 송신 회로에 설치되어 있는 전력 증폭 회로의 회로도이다.

도 3은 상기 전력 증폭 회로에 설치되어 있는 각 FET의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 4는 본 발명을 적용한 제2 실시예가 되는 휴대 전화기의 송신 회로에 설치되어 있는 전력 증폭 회로의 회로도이다.

도 5는 본 발명을 적용한 제3 실시예가 되는 휴대 전화기의 송신 회로에 설치되어 있는 전력 증폭 회로의 회로도이다.

본 발명은 예를 들면 휴대 전화기, PHS 전화기(Personal Handyphone System), 통신 기능을 구비한 PDA 장치(Personal Digital Assistant), 통신 기능을 구비한 노트형 퍼스널 컴퓨터 장치 등의 단말기 장치에 적용하여 바람직한 전력 증 폭 장치 및 휴대 통신 단말기 장치에 관한 것이다.

오늘에 있어서의 우리 나라의 휴대 전화기 가입자수는 인구의 70%를 넘고 있으며, 그 중 CDMA 기술(CDMA: Code Division Multiple Access)을 이용한 이동체 통신 단말기 장치의 소유자수는 약 40%에 상당하고 있다. 향후의 단말기 수요가 PDC 단말기 장치(PDC: Personal Digital Cellular) 등으로부터 W－CDMA 방식(W-CDMA: Wideband-CDMA)의 이동체 통신 단말기 장치로 옮겨지면, 이동체 통신 단말기 장치의 수요는 더욱 증가한다고 생각된다.

이 PDC 방식이나 CDMA 방식 등의 이동체 무선 통신 시스템에서는, 이동 단말기와 기지국 사이에서 무선 회선을 확립함으로써 통신을 행하도록 되어 있는 것이지만, 기지국과의 통신 거리가 변화하거나, 또는 전송로 상에서 페이딩(fading)의 영향을 받거나 하기 때문에, 신호 레벨이 시시각각으로 변화한다. 이 때문에, 송신계(系)에서는, 전력 증폭기에 의해 송신 신호를 원하는 신호 레벨로 조정한 후에 기지국에 송신하도록 되어 있다. 　

종래, 송신계의 전력 증폭기 전원에 DC－DC 컨버터를 사용하여 상기 동작 효율을 개선하는 연구가 이루어지고 있지만, DC－DC 컨버터는 잡음을 발생하고, 또, 대용량의 코일이 필요하게 되는 등 기술적 과제도 많다.

이 때문에, 특허 문헌 1[일본국 특개평 9(1997)-130275호 공보 (12 페이지∼13 페이지: 도 3)]에서, 각각 상이한 이득을 가지는 신호 증폭 수단이 각각 설치된 복수개의 신호로 중, 원하는 신호 레벨에 대응하는 이득의 신호 증폭 수단이 설치된 신호로를 선택하고, 이 선택한 신호로의 신호 증폭 수단의 이득으로 송신 신호 를 증폭하여 출력하는 동시에, 선택되어 있지 않은 신호로 중의 신호 증폭 수단의 동작을 정지 제어함으로써, 불필요한 전력 소비를 억제하여, 전력 증폭 장치의 동작 효율의 개선을 도모한 송신 신호의 이득 조정 방법이 개시되어 있다. 　

그러나, 최근의 휴대 전화기에는, GPS 센서(GPS: Global Positioning System)에 의한 현재 위치 측정 기능, 텔레비전 신호의 수신 기능, 적외선 통신 기능, 카메라 장치를 사용한 텔레비전 전화 기능 등의 애플리케이션이라고 불려지는 기능이 다수 부가되어 있기 때문에, 기지국 사이에서 고속 통신을 행하는 기회도 많아지고, 또, 이 고속 통신을 행하는 시간도 길어지고 있다. 이 때문에, 전술한 평균 송신 전력이 10mW보다 더욱 증가하는 경향에 있어, 전력 증폭 장치의 동작 효율을 더욱 향상시키는 것이 필요해 지고 있다. 　

또, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 기술의 경우, 병렬적으로 설치된 복수개의 신호 증폭 소자를 절환하여 사용하는 구성이기 때문에, 회로 규모가 커져 실제로 실현하는 경우에는 멀티칩이 될 우려가 있다. 최근의 이동체 통신 단말기 장치에는, 더한층의 소형화가 요구되고 있으며, 이 요망에 따르기 위해서도, 전력 증폭 장치를 1 칩으로 집적화하는 것이 필요하다. 　

본 발명은 전술한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 동작 효율을 비약적으로 향상시킬 수 있고, 또, 1 칩으로 집적화할 수 있는 전력 증폭 장치 및 휴대 통신 단말기 장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 입력 신호를 증폭시키는 제1 증폭 소자와, 상기 제1 증폭 소자에 의해 증폭된 입력 신호를 더욱 증폭하고, 이것을 제1 출력 단자에 공급하는 제2 증폭 소자를 가진다.

또, 이들 각 소자에 더하여 제어 신호에 따라 온오프 동작하고, 온 동작 시에는 상기 제1 증폭 소자로부터의 입력 신호를 상기 제2 증폭 소자에 공급하여 상기 제2 증폭 소자를 동작 상태로 하고, 오프 동작 시에는 상기 제2 증폭 소자에 대한 상기 입력 신호의 공급을 정지하여 상기 제2 증폭 소자를 정지 상태로 하는 제1 스위치 소자와, 제어 신호에 따라, 상기 제1 스위치 소자와는 대조적으로 온오프 동작하고, 온 동작 시에는 상기 제1 증폭 소자로부터의 입력 신호를 제2 출력 단자에 공급하고, 오프 동작 시에는 상기 제2 출력 단자에 대한 상기 입력 신호의 공급을 정지하는 제2 스위치 소자를 가진다.

이와 같은 본 발명은 제1 스위치 소자 및 제2 스위치 소자가 제어 신호에 의해 대조적으로 동작하도록 되어 있다. 구체적으로는, 대전력의 출력 시에는 제어 신호에 의해 제1 스위치 소자를 온 제어하는 동시에, 제2 스위치 소자를 오프 제어한다.

이에 따라, 상기 제1 증폭 소자로부터의 입력 신호가 상기 제2 증폭 소자에 공급되고, 이 제2 증폭 소자가 동작 상태로 제어되고, 제1 증폭 소자 및 제2 증폭 소자에서 다단적으로 증폭된 대전력의 입력 신호가 출력된다.

이에 대하여, 중전력의 출력 시에는 제어 신호에 의해 제1 스위치 소자를 오프 제어하는 동시에, 제2 스위치 소자를 온 제어한다.

이에 따라, 상기 제1 증폭 소자로부터 상기 제2 증폭 소자에 대한 입력 신호의 공급이 정지되어 이 제2 증폭 소자가 정지 상태로 제어된 후에, 상기 제1 증폭 소자에서만 증폭된 중전력의 입력 신호가 출력된다.

이와 같이, 입력 신호를 다단적으로 증폭하는 구성에 있어서, 대전력의 출력 시에만 후단의 증폭 소자(=상기 제2 증폭 소자)를 동작 시키고, 중전력의 출력 시에는 이 후단의 증폭 소자를 정지시킬 수 있기 때문에, 해당 전력 증폭 장치의 전체적인 동작 효율의 향상을 도모할 수 있다.

또, 본 발명은 적어도 상기 제1 증폭 소자, 제2 증폭 소자, 제1 스위치 소자 및 제2 스위치 소자를, 트랜지스터의 채널을 형성하기 위해 반도체 기판 상에 적층된 복수개의 반도체층 내에서 2개의 반도체층 사이의 헤테로 접합 근방에 고이동도의 전하 채널이 형성되고, 상기 복수개의 반도체층 상에 게이트 전극을 가지는 고전하 이동 트랜지스터로서, 불순물이 도핑된 반도체 재료로 이루어지는 컨택트 반도체층이, 상기 복수개의 반도체층 중 적어도 한쪽의 측면에 형성되고, 상기 컨택트 반도체층 상에 소스 전극 또는 드레인 전극이 오믹 접촉층을 통해 형성된 고전하 이동 트랜지스터로 형성한다.

이 고전하 이동 트랜지스터는 복수개의 반도체층(헤테로 구조)의 측면에 컨택트 반도체층이 형성되고, 그 상면에 오믹 접촉층이 형성되어 있다. 이 때문에, 동작 전류 경로에 고저항의 배리어층이 개재(介在)되는 일이 없기 때문에, 온 저항을 작게 할 수 있다.

또, 컨택트 반도체층은 도전성 반도체 재료로 이루어지고 헤테로 구조의 상 면까지 연장되어 있기 때문에, 이 부분에서 오믹 접촉이 가능하여 반도체 재료를 깊게까지 에칭에 의해 파내려 갈 필요가 없다. 이 때문에, 컨택트 반도체층을 형성하여 동작 전류를 배리어층의 밖으로 우회시켜도, 그 점유 면적의 증대는 거의 없다.

따라서, 적어도 상기 제1 증폭 소자, 제2 증폭 소자, 제1 스위치 소자 및 제2 스위치 소자로서, 이 고전하 이동 트랜지스터를 사용함으로써, 해당 전력 증폭 장치를 1 칩으로 형성할 수 있다.

본 발명은 도 1에 나타낸 W－CDMA 방식(W-CDMA: Wideband-Code Division Multiple Access)의 휴대 전화기에 적용할 수 있다.

［제1 실시예］

［휴대 전화기의 전체적인 구성 및 동작］

본 발명의 제1 실시예가 되는 휴대 전화기는, 수신 시에는 기지국으로부터 송신된 무선 주파 신호를 안테나(1)로 수신한다. 이 안테나(1)로 수신된 무선 주파수 신호는 안테나 공용기(2)(DUP)를 통해 수신 회로(3)(RX)에 공급된다.

수신 회로(3)는 주파수 신시사이저(4)(SYN)로부터 공급된 수신국부 발진 신호와, 안테나(1)로 수신된 무선 주파 신호를 믹싱 처리함으로써, 무선 주파 신호를 중간 주파 신호로 주파수 변환하여 CDMA 신호 처리부(6)에 공급한다. 그리고, 주파수 신시사이저(4)로부터 출력되는 상기 수신국부 발진 신호의 주파수는 제어부(5)로부터의 제어 신호에 의해 제어된다.

CDMA 신호 처리부(6)는 상기 수신 중간 주파 신호에 직교 복조 처리를 행하 는 동시에, 수신 채널에 할당된 확산 부호(PN 부호)를 사용하여 역확산 처리를 행함으로써, 이 수신 중간 주파 신호를 데이터 레이트에 따른 소정 포맷의 수신 데이터로 변환하여 부호 처리부(7)에 공급한다. 그리고, CDMA 신호 처리부(6)는 상기 수신 데이터의 데이터 레이트를 나타내는 정보를 수신 데이터 레이트로서 제어부(5)에 공급한다.

부호 처리부(7)는 CDMA 신호 처리부(6)로부터 공급된 수신 데이터에 대하여, 제어부(5)로부터 통지되는 수신 데이터 레이트에 따른 신장 처리를 행한 후, 비터비 복호 등을 사용한 복호 처리와 에러 정정 복호 처리를 행하여, 베이스밴드의 수신 데이터를 재생한다.

　PCM 부호 처리부(8)는 제어부(5)에서 판별된 통신의 종별(음성 통신 또는 데이터 통신)에 따라 상이한 신호 처리를 행한다.

　구체적으로는, 음성 통신 시에는 PCM 부호 처리부(8)는 부호 처리부(7)로부터 공급된 수신 데이터를 PCM 복호 처리하여 아날로그 수화 신호를 출력한다. 이 아날로그 수화 신호는 수화 증폭기(9)에서 증폭된 후 스피커부(10)를 통해 발음된다.

또, 데이터 통신 시에는, PCM 부호 처리부(8)는 부호 처리부(7)로부터 공급된 수신 데이터를 제어부(5)에 공급한다. 제어부(5)는 상기 수신 데이터를 메모리(11)(RAM)에 저장한다. 또 필요에 따라, 상기 수신 데이터를 도시하지 않은 외부 인터페이스를 통해 PDA 장치(PDA: Personal Digital Assistance)나 노트형 퍼스널·컴퓨터에 출력한다.

다음에, 송신 시에 있어서, 음성 통신 시에 있어서의 말하는 사람의 송화(送話) 음성은 마이크로폰부(12)에서 집음(集音)되고, 송화 증폭기(13)에서 적정 레벨까지 증폭된다. 그리고, PCM 부호 처리부(8)에서 PCM 부호화 처리가 행해진 후, 송신 데이터로서 부호 처리부(7)에 공급된다.

부호 처리부(7)는, 이 음성 통신 시에는 PCM 부호 처리부(8)로부터 공급된 송신 데이터에 따라, 입력 음성의 에너지량을 검출하고, 이 검출 결과에 따라 데이터 레이트를 결정한다. 그리고, 상기 송신 데이터를 상기 데이터 레이트에 따른 포맷의 버스트 신호로 압축하고, 다시 에러 정정 부호화 처리를 행한 후 CDMA 신호 처리부(6)에 공급한다.

　또, PDA 장치나 노트형 퍼스널·컴퓨터로부터 출력된 데이터, 또는 디지털 카메라 장치로부터 공급된 화상 데이터는 외부 인터페이스를 통해 제어부(5)에 공급되고, 제어부(5)로부터 PCM 부호 처리부(8)를 통해 부호 처리부(7)에 공급된다. 또한, 전자 메일(휴대 메일)의 데이터 등도 제어부(5)에 공급되고, 이 제어부(5)로부터 PCM 부호 처리부(8)를 통해 부호 처리부(7)에 공급된다.

부호 처리부(7)는, 이 데이터 통신 시에는 PCM 부호 처리부(8)로부터 공급된 상기 송신 데이터를 미리 설정된 데이터 레이트에 따른 포맷의 버스트 신호로 압축하고, 다시 에러 정정 부호화 처리를 행하여 CDMA 신호 처리부(6)에 공급한다.

그리고, 상기 음성 통신 시 및 상기 데이터 통신 시의 어느 데이터 레이트도 송신 데이터 레이트로서 제어부(5)에 통지된다.

CDMA 신호 처리부(6)는 부호 처리부(7)에서 압축된 버스트 신호에 대하여, 송신 채널에 할당된 PN 부호를 사용하여 확산 처리를 행한다. 그리고, 이 확산 부호화된 송신 신호에 대하여 직교 변조 처리를 행하고, 이 직교 변조 신호를 송신 회로(14)(TX)에 공급한다.

송신 회로(14)는 상기 직교 변조 신호를 주파수 신시사이저(4)로부터 공급된 송신국부 발진 신호와 믹싱 처리하여 무선 주파 신호로 변환한다. 그리고, 송신 회로(14)는 제어부(5)로부터 통지된 송신 데이터 레이트에 따라, 이하에 상세하게 설명하는 전력 증폭 회로에 의해 상기 무선 주파 신호의 유효 부분만을 고주파 증폭하여 송신 무선 주파 신호로서 출력한다. 이 송신 회로(14)로부터 출력된 송신 무선 주파 신호는 안테나 공용기(2)를 통해 안테나(1)에 공급되고, 이 안테나(1)로부터 상기 기지국을 향해 버스트 송신된다.

그리고, 문자 입력 등의 소정 입력 조작은 조작부(15)를 조작함으로써 행해지고, 휴대 메일의 문자 등이나 화상 등은 표시부(16)에 표시되도록 되어 있다.

［전력 증폭 회로의 구성］

다음에, 이와 같은 해당 실시예의 휴대 전화기의 상기 송신 회로(14)는 도 2에 나타낸 특징적인 전력 증폭 회로가 설치되어 있다. 이 전력 증폭 회로는 2개의 전력 증폭용 FET(Field Effect Transistor: 전계 효과 트랜지스터)인 제1 증폭용 FET(21) 및 제2 증폭용 FET(22)와, 2개의 출력 절환용 FET인 제1 스위치 FET(31) 및 제2 스위치 FET(32)를 가지고 있다.

상세하게는, 이 전력 증폭 회로는 소스(S) 접지로 된 제1 증폭용 FET(21)의 게이트(G)와 입력 단자(23)(RFin) 사이에 제1 정합 회로(24)(M1)를 접속하고, 제1 증폭용 FET(21)의 드레인 단자(D)에, 직류 전압 차단용 콘덴서(25)를 통해 제1 스위치용 FET(31)의 소스를 접속하고 있다.

제1 스위치용 FET(31)의 드레인은 직류 전압 차단용 콘덴서(26)를 통해 제2 정합 회로(29)(M2)의 입력 단자에 접속되어 있고, 이 제2 정합 회로(29)의 출력 단자는 소스 접지로 된 제2 증폭용 FET(22)의 게이트에 접속되어 있다. 그리고, 이 제2 증폭용 FET(22)의 드레인은 제3 정합 회로(30)(M3)를 통해 제1 출력 단자(51)(out1)에 접속되어 있다.

또, 상기 제1 증폭용 FET(21)의 드레인 단자(D)는 직류 전압 차단용 콘덴서(27)를 통해 제2 스위치용 FET(32)의 소스에도 접속되어 있다. 이 제2 스위치용 FET(32)의 드레인은 직류 전압 차단용 콘덴서(28)를 통해 제4 정합 회로(33)(M4)의 입력 단자에 접속되어 있고, 이 제4 정합 회로(33)의 출력 단자가 제2 출력 단자(52)(out2)에 접속되어 있다.

그리고, 제1 스위치용 FET(31)의 게이트는 도 1에 나타낸 제어부(5)로부터의 절환 제어 신호가 공급되는 제1 제어 단자(41)(ctl1)에 접속되어 있고, 또, 제2 스위치용 FET(32)의 게이트는 상기 제어부(5)로부터의 절환 제어 신호가 공급되는 제2 제어 단자(42)(ctl2)에 접속되어 있다.

［전력 증폭 회로의 동작］

이와 같은 전력 증폭 회로는 제1 증폭용 FET(21) 및 제2 증폭용 FET(22)에서 다단적으로 증폭한 대전력의 송신 출력[제1 출력 단자(51)로부터 출력]과, 제1 증폭용 FET(21)에서만 증폭한 중전력의 송신 출력[제2 출력 단자(52)로부터 출력]을 절환하여 출력하도록 되어 있다.

구체적으로는, 이 예에서는 -60dBm∼20dBm 정도의 범위를 「중전력」의 범위로 하고, 21dBm∼30dBm 정도의 범위를 「대전력」의 범위로 하고 있으며, 상기 제어부(5)는 대전력의 송신 출력을 얻는 경우, 제1 제어 단자(41)에 예를 들면 2.7V의 제어 신호를 공급하고, 제2 제어 단자(42)에 0V의 제어 신호를 공급한다.

이에 따라, 게이트에 0V의 제어 신호가 공급된 제2 스위치용 FET(32)가 오프 동작하고, 게이트에 2.7V의 제어 신호가 공급된 제1 스위치용 FET(31)가 온 동작한다.

그리고, 입력 단자(23)를 통해 공급된 송신 신호가, 제1 증폭용 FET(21)에 의해 증폭되어 제1 스위치용 FET(31)를 통해 제2 증폭용 FET(22)에 공급되고, 이 제2 증폭용 FET(22)에 의해 더욱 증폭됨으로써, 예를 들면 28dBm 정도의 대전력의 송신 출력으로서 제1 출력 단자(51)로부터 출력된다.

이에 대하여, 중전력의 송신 출력을 얻은 경우, 상기 제어부(5)는 제1 제어 단자(41)에 예를 들면 0V의 제어 신호를 공급하고, 제2 제어 단자(42)에 2.7V의 제어 신호를 공급한다. 이에 따라, 게이트에 0V의 제어 신호가 공급된 제1 스위치용 FET(31)가 오프 동작하고, 게이트에 2.7V의 제어 신호가 공급된 제2 스위치용 FET(32)가 온 동작한다. 그리고, 입력 단자(23)를 통해 공급된 송신 신호가 제1 증폭용 FET(21)에 의해 증폭되어, 예를 들면 18dBm 정도의 중전력의 송신 출력으로서 제2 출력 단자(52)로부터 출력된다.

이와 같이, 제1 증폭용 FET(21) 및 제2 증폭용 FET(22)에서 다단적으로 증폭 된 송신 출력을 출력하는 라인[제1 증폭용 FET(21)로부터 제1 출력 단자(51)의 라인]과, 제1 증폭용 FET(21)에서만 증폭된 송신 출력을 출력하는 라인[제1 증폭용 FET(21)로부터 제2 출력 단자(52)의 라인]을 설치하고, 각 라인에 삽입 접속된 제1 스위치용 FET(31) 및 제2 스위치용 FET(32)를 선택적으로 온오프 제어함으로써, 중전력의 출력 시에는 제2 증폭용 FET(22)를 정지 상태로 제어하여 전력 소비를 억제할 수 있다. 이 때문에, 중전력의 출력 시에 효율적으로 해당 전력 증폭 회로를 동작시킬 수 있다.

그리고, 이 예에서는, 제어부(5)는 제1 또는 제2 스위치용 FET(31, 32)의 게이트에 인가하는 전압(제어 신호)을 0V로 함으로써, 이 제1 또는 제2 스위치용 FET(31, 32)를 동작 정지 상태로 하여 해당 전력 증폭 회로 동작 효율의 향상을 도모하는 것으로 했지만, 이것은 제1 또는 제2 스위치용 FET(31, 32)에 공급하고 있는 전원 자체를 정지 제어하여, 어느 하나의 스위치용 FET(31, 32)를 동작 정지 상태로 제어하도록 해도 된다.

［전력 증폭 회로의 1 칩화］

〔JP－HEMT의 구성〕

여기에서, 이 전력 증폭 회로는 상기 각 FET(21, 22, 31, 32)로서, 통상의 고전자 이동 트랜지스터(HEMT: High Electron Mobility Transistor)와는 상이한 구성을 가지는 HEMT(JP－HEMT)를 사용함으로써, 갈륨 비소칩 상에 집적화된 1 칩의 모놀리식 IC로 되어 있다.

도 3에, 이 JP－HEMT의 단면도를 나타낸다. 이 JP－HEMT의 경우, GaAs 등의 반절연성 반도체 기판(61) 상에 개구부(62a)를 가지는 산화 실리콘막(62)이 형성되어 있다.

또, 개구부(62a)에 의해 표출된 반도체 기판 부분 상에 3개의 반도체층, 즉 전자 주행층(63), 전자 공급층(64) 및 배리어층(65)이 각각 선택 에피택셜 성장법에 의해 형성되어 있다.

이들 3개의 반도체층(63∼65)은, 예를 들면 전자 주행층(63)이 언도프의(undoped) GaAs, 전자 공급층(64)이 Si를 도핑한 n형의 AlX Ga1－X As(x= 0.2∼0.3), 배리어층(65)이 언도프의 AlX Ga1－X As로 각각 구성되어 있다.

전자 공급층(64)과 전자 주행층(63)에서는, 재료에 전자 친화력차(差)가 있고, 또한, 전자 공급층(64)에 n형 불순물(도너)이 도입되어 전자 주행층(63) 사이에 일의 함수차가 있기 때문에, 열평형(熱平衡)에 있어서의 헤테로 접합면에서의 에너지 불연속 개소에 밴드의 휨을 생기게 한다. 이것은 전자 공급층(64) 측의 도너로부터 생긴 전자가 전자 주행층(63) 내로 이동하고, 전자 공급층(64) 내의 단부에서 도너가 공핍화(空乏化)되기 때문이다.

전자 주행층(63) 내의 전자는 매우 얇은 범위에서 2차원적으로 분포되기 때문에, 「 2차원 전자 가스(2DEG)」로 칭해지며, 그 발생 모체인 도너와 공간적으로 분리되는 결과, 불순물 산란 등의 영향을 면해 매우 고속으로 이동 가능해진다. 그리고, 이하, 이 2차원 전자 가스(2DEG)의 층을 「고이동도의 전하 채널」이라고 한다.

산화 실리콘막(62) 상에 돌출된 3개의 반도체층(63∼65) 양 측면에, 예를 들 면 Si 등의 n형 불순물이 도입된 GaAs로 이루어지는 컨택트 반도체층(66)이 각각 형성되어 있다. 이 컨택트 반도체층(66)은 온 저항 저감을 위해 형성된 것이며, 배리어층(65) 상에 형성되는 종래의 캡층에 상당하는 것이다.

컨택트 반도체층(66)은 헤테로 접합 장벽을 형성하지 않고 전자를 흐르기 쉽게 하는 의미에서는, 전자 주행층(63)과 동일 재료가 바람직하다. 또, 컨택트 반도체층(66)의 불순물 농도는 도전율을 올리기 위해 전자 공급층(64)보다 높은것이 바람직하다.

예를 들면, 질화 실리콘으로 이루어지는 절연막(67)이, 배리어층(65) 및 컨택트 반도체층(66)의 표면을 덮어 성막되어 있다.

질화 실리콘막(67)의 배리어층(65) 상의 개소에 게이트 개구부(67a)가 형성되고, 이 개구부(67a)에 의해 표출되는 배리어층(65)의 표면 영역에, p형의 게이트 불순물 영역(68)이 형성되어 있다.

또, 게이트 개구부(67a) 내로부터 질화 실리콘막(67) 상에 걸쳐, 예를 들면 Ti/Pt/Au 등으로 게이트 전극(69)이 형성되어 있다. 게이트 전극(69)에 인가하는 전압에 의해 게이트 불순물 영역(68)을 통해 2차원 전자 가스(2DEG) 농도가 변조된다. 게이트 전극(69) 상에, 예를 들면 질화 실리콘으로 이루어지는 절연막(70)이 성막되어 있다.

질화 실리콘막(67, 70)의 컨택트 반도체층(66) 상의 2개소에, 소스 개구부(67b) 또는 드레인 개구부(67c)가 형성되고, 이들 개구부(67b, 67c)에 의해 표출되는 컨택트 반도체층(66) 상에, 예를 들면 AuGe/Ni로 이루어지는 오믹(ohmic) 접속 층(71)이 각각 형성되어 있다. 적어도 오믹 접촉층(71)과 컨택트 반도체층(66)의 계면(界面)에 가열에 의해 합금화 영역(66a)이 형성되고, 이에 따라, 오믹 컨택트가 달성되어 있다. 오믹 접촉층(71) 상에는, 도시하지 않은 소스 전극 또는 드레인 전극이 형성되고, 해당 JP－HEMT가 형성되어 있다.

그리고, 해당 전력 증폭 회로의 경우, 이와 같은 JP－HEMT 상에 다시 층간 절연막을 통해 상층 배선이 형성되고, 1 칩화가 이루어져 있다.

〔JP－HEMT의 특징〕

이와 같은 구조의 JP－HEMT에서는, 그 동작 전류(드레인 전류)가 드레인 전극, 오믹 접촉층(71), 컨택트 반도체층(66)을 통해 주로 2차원 전자 가스(2DEG)의 층에 공급된다. 또, 소스 측에서도, 주로 2차원 전자 가스(2DEG)의 층으로부터 흐르기 시작하는 드레인 전류가 컨택트 반도체층(66), 오믹 접촉층(71)을 통해 소스 전극에 유입된다.

이 JP－HEMT는 드레인 전류의 경로에 고저항의 배리어층(65)이 개재하지 않기 때문에, 소스 저항 및 드레인 저항을 작게 할 수 있어, 온 저항의 저감화를 도모할 수 있다. 이 때문에, 통상의 HEMT보다 하이 파워, 고속, 저노이즈, 및 저소비 전력으로 되어 있다.

또, 이 JP－HEMT는 양호한 오믹 특성을 얻기 위해, 두께에 한계가 있는 오믹 접촉층(71)을 직접 2차원 전자 가스층에 접촉시키지 않는 구성이기 때문에, 2차원 전자 가스층의 단부(端部)가 표출되도록, 적층된 복수개의 반도체층을 메사 에칭 등으로 경사지게 가공할 필요가 없다.

메사 에칭으로 깊게 파려면, 어느 정도 넓은 면적이 필요하게 되지만, 이 JP－HEMT는 컨택트 반도체층(66)의 상부 단면(端面)에 오믹 컨택트를 취하는 구조이기 때문에, 면적 증대도 필요 최소한으로 할 수 있어, 미세화에 적합한 것으로 되어 있다. 이 때문에, 상기 각 FET(21, 22, 31, 32)로서 JP－HEMT를 사용함으로써, 해당 전력 증폭 회로를 1 칩으로 형성할 수 있다.

또, 상기 각 FET(21, 22, 31, 32) 대신에 HBT(헤테로 접합 바이폴러 트랜지스터)를 사용하여 해당 전력 증폭 회로를 구성한 경우, HBT는 정(正)전원을 사용할 수 있는 것이지만, 해당 전력 증폭 회로를 1 칩으로 형성하는 것은 곤란해진다(전력 증폭 회로가 멀티칩화된다). 또, 상기 각 FET(21, 22, 31, 32)로서 통상의 HEMT를 사용한 경우, 통상의 HEMT는 부(負)전원을 사용할 필요가 있기 때문에, 일부러 부전원을 형성할 필요가 있는 데다, 해당 전력 증폭 회로를 1 칩으로 형성하는 것이 곤란해진다.

그러나, 상기 각 FET(21, 22, 31, 32)로서 JP－HEMT를 이용하여 해당 전력 증폭 회로를 구성함으로써, 해당 전력 증폭 회로를 1 칩으로 형성할 수 있다. 또, 통상의 HEMT가 부전원을 이용하여 사용하는 것에 대하여, 이 JP－HEMT의 경우, 정전원을 사용할 수 있다. 이 때문에, 상기 각 FET(21, 22, 31, 32)로서 JP－HEMT를 사용함으로써, 일부러 부전원을 형성하지 않아도, 해당 휴대 전화기의 배터리로부터의 정전원을 그대로 사용할 수 있다. 따라서, 부전원을 형성하기 위한 특별한 회로를 생략할 수 있어, 해당 휴대 전화기의 회로 구성의 간략화를 통해, 기기의 소형 경량화를 도모할 수 있다.

［제1 실시예의 효과］

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 이 제1 실시예의 휴대 전화기는 송신 회로(14)의 전력 증폭 회로에 제1 증폭용 FET(21) 및 제2 증폭용 FET(22)에서 다단적으로 증폭된 송신 출력을 출력하는 라인[제1 증폭용 FET(21)로부터 제1 출력 단자(51)의 라인]과 제1 증폭용 FET(21)에서만 증폭된 송신 출력을 출력하는 라인[제1 증폭용 FET(21)로부터 제2 출력 단자(52)의 라인]을 설치하고, 각 라인에 삽입 접속된 제1 스위치용 FET(31) 및 제2 스위치용 FET(32)를 선택적으로 온오프 제어함으로써, 중전력의 출력 시에는 제2 증폭용 FET(22)를 정지 상태로 제어하여 전력 소비를 억제할 수 있다. 이 때문에, 해당 전력 증폭 회로의 전체적인 동작 효율의 향상을 도모할 수 있다.

특히, W－CDMA 방식 휴대 전화기의 경우, 송신 출력이 빈번하게 변동되기 때문에, 이 빈번하게 변동되는 송신 출력에 따라, 상기 송신 회로(14)의 전력 증폭 회로를 효율 양호하게 동작시킬 수 있어 절대적인 효과를 얻을수 있다.

또, 전력 증폭 회로를 구성하는 각 FET(21, 22, 31, 32)로서 JP－HEMT를 사용하고 있기 때문에, 각 FET(21, 22, 31, 32)의 미세화가 가능하므로, 해당 전력 증폭 회로를 1 칩으로 형성할 수 있다.

또, 각 FET(21, 22, 31, 32)로서, 정전원을 사용 가능한 JP－HEMT를 사용하고 있기 때문에, 일부러 부전원을 형성하지 않아도, 해당 휴대 전화기의 배터리로부터의 정전원을 그대로 사용할 수 있다. 따라서, 부전원을 형성하기 위한 특별한 회로를 생략할 수 있어 해당 휴대 전화기의 회로 구성의 간략화를 통해 기기의 소 형 경량화를 도모할 수 있다.

［제2 실시예］

다음에, 본 발명의 제2 실시예의 휴대 전화기의 설명을 한다. 이 제2 실시예의 휴대 전화기는 송신 회로(14)의 전력 증폭 회로에서, 전술한 제1 증폭용 FET의 출력 전력을 조정하는 전력 조정부를 형성한 것이다. 그리고, 전술한 제1 실시예와 해당 제2 실시예에서는 이 점만이 상이하다. 이 때문에, 이하, 이 차이의 설명만 하고, 중복 설명은 생략한다.

［전력 조정부의 구성］

이 제2 실시예의 휴대 전화기는 도 4에 나타낸 바와 같이 송신 회로(14)의 전력 증폭 회로에, 상기 제1 증폭용 FET(21)의 게이트 전압을 조정함으로써, 상기 제1 증폭용 FET(21)로부터 제1 출력 단자(51)의 라인을 통해 출력되는 중전력의 출력 레벨을 조정하는 전력 조정부(88)를 형성한 구성으로 되어 있다.

구체적으로는, 이 전력 조정부(88)는 분압 저항(83)(R3)을 통해 소스 접지된 제1 조정용 FET(85)와, 동일하게 분압 저항(84)(R4)을 통해 소스 접지된 제2 조정용 FET(86)를 가지고 있다.

제1 조정용 FET(85)의 게이트는 상기 제1 스위치용 FET(31)의 게이트에 접속된 제1 제어 단자(41)(ctl1)에 접속되어 있고, 또, 제2 조정용 FET(86)의 게이트는 상기 제2 스위치용 FET(32)의 게이트에 접속된 제2 제어 단자(42)(ctl2)에 접속되어 있다.

또, 각 조정용 FET(85), (86)의 드레인은 분압 저항(81) 또는 분압 저항(82) 을 통해 기준 전압(Vdd)이 공급되는 기준 전압 공급 단자(87)에 각각 접속되어 있다. 그리고, 분압 저항(81)과 제1 조정용 FET(85)의 드레인과의 접속 사이, 및 분압 저항(82)과 제2 조정용 FET(86)의 드레인과의 접속 사이에, 상기 제1 증폭용 FET(21)의 게이트를 접속함으로써, 해당 전력 조정부(88)가 구성되어 있다.

그리고, 제1 조정용 FET(85) 및 제2 조정용 FET(86)도, 전술한 JP－HEMT로 형성되어 있고, 이 전력 증폭 회로도 1 칩으로 형성되어 있다.

［전력 조정부의 동작］

이와 같은 전력 조정부(88)에서, 대전력의 출력 시가 되면, 상기 제어부(5)는 제1 제어 단자(41)에, 예를 들면 2.7V의 전압을 공급하고, 제2 제어 단자(42)에 0V의 전압을 공급한다. 이에 따라, 전술한 바와 같이 제1 스위치용 FET(31)가 온 동작하는 동시에, 제2 스위치용 FET(32)가 오프 동작하고, 입력 단자(23)를 통해 공급된 송신 신호가 제1 증폭용 FET(21) 및 제2 증폭용 FET(22)에서 증폭되어, 예를 들면 28dBm 정도의 대전력의 송신 전력이 되어, 제1 출력 단자(51)를 통해 출력된다.

또, 이 경우, 제1 제어 단자(41)에, 예를 들면 2.7V의 전압이 공급되고, 제2 제어 단자(42)에 0V의 전압이 공급되고 있으므로, 전력 조정부(88)의 제1 조정용 FET(85)가 온 동작하고, 제2 조정용 FET(86)가 오프 동작한다. 이에 따라, 제1 증폭용 FET(21)의 게이트에는, 기준 전압 공급 단자(87)를 통해 공급되는 기준 전압이 분압 저항(81, 82, 83)에서 분압된 값의 전압이 공급되게 된다.

이에 대하여, 중전력의 출력 시가 되면, 상기 제어부(5)는 제2 제어 단자 (42)에, 예를 들면 2.7V의 전압을 공급하고, 제1 제어 단자(41)에 0V의 전압을 공급한다. 이에 따라, 전술한 바와 같이 제1 스위치용 FET(31)가 오프 동작하는 동시에, 제2 스위치용 FET(32)가 온 동작하고, 입력 단자(23)를 통해 공급된 송신 신호가 제1 증폭용 FET(21)에서만 증폭되어 제1 출력 단자(51)를 통해 출력된다.

또, 이 경우, 제2 제어 단자(42)에, 예를 들면 2.7V의 전압이 공급되고, 제1 제어 단자(41)에 0V의 전압이 공급되고 있기 때문에, 전력 조정부(88)의 제1 조정용 FET(85)가 오프 동작하고, 제2 조정용 FET(86)가 온 동작한다. 이에 따라, 제1 증폭용 FET(21)의 게이트에는, 기준 전압 공급 단자(87)를 통해 공급되는 기준 전압이 분압 저항(81, 82, 84)에서 분압된 값의 전압이 공급되게 된다.

여기에서, 이 전력 조정부(88)에서는, 분압 저항(81, 82, 83)에서 상기 기준 전압을 분압했을 때의 전압값 V1[=상기 대전력 출력 시에 제1 증폭용 FET(21)의 게이트에 공급되는 전압값]과 분압 저항(81, 82, 84)에서 상기 기준 전압을 분압했을 때의 전압값 V2[=상기 중전력 출력 시에 제1 증폭용 FET(21)의 게이트에 공급되는 전압값]의 관계가 「Vl＜V2」로 되도록 각 분압 저항(81∼84)의 값이 설정되어 있다. 　

이 때문에, 제1 증폭용 FET(21)에서만 송신 신호를 증폭시키는 중전력의 출력 시에 있어서, 제1 증폭용 FET(21)의 게이트에 대하여 높은 전압값의 전압을 공급하고, 이 중 전력의 출력 시에 있어서의 송신 신호의 전력값을, 예를 들면 18dBm 정도로 향상시킬 수 있다.

　［제2 실시예의 효과］

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 이 제2 실시예의 휴대 전화기는 제1 증폭용 FET(21)에서만 송신 신호를 증폭하여 출력하는 중전력의 출력 시에, 이 제1 증폭용 FET(21)의 게이트에 공급하는 전압의 전압값을 향상시키는 전력 조정부(88)를 형성함으로써, 중전력의 출력 시에 있어서의 송신 신호의 전력값을 향상시킬 수 있다. 　

이 때문에, 필요로 하는 송신 전력이 커진 경우라도, 이것에 대응 가능하게 할 수 있는 외에, 전술한 제1 실시예와 동일 효과를 얻을수 있다.

［제3 실시예］

다음에, 본 발명의 제3 실시예의 휴대 전화기의 설명을 한다. 이 제3 실시예의 휴대 전화기는 송신 회로(14)의 전력 증폭 회로에서, 제1 출력 단자(51)를 통해 출력되는 송신 신호, 및 제2 출력 단자(52)를 통해 출력되는 송신 신호에 발생하는 위상차를 캔슬하는 위상 조정 회로를 설치한 것이다. 　

그리고, 전술한 각 실시예와 해당 제3 실시예에서는 이 점만이 상이하다. 이 때문에, 이하, 이 차이의 설명만 하고, 중복 설명은 생략한다.

또, 이하, 전술한 제1 실시예의 휴대 전화기의 전력 증폭 회로에 위상 조정 회로를 설치한 예를 설명한다.

［제3 실시예의 구성］

이 제3 실시예의 휴대 전화기는 도 5에 나타낸 바와 같이 송신 회로(14)의 전력 증폭 회로의, 제1 증폭용 FET(21)로부터 제2 출력 단자(52)의 라인에 위상 조정 회로(90)가 설치되어 있다.

구체적으로는, 위상 조정 회로(90)는 제2 스위치용 FET(32)의 드레인에 접속된 직류 차단용 콘덴서(28)와, 제4 정합 회로(33)(M4) 사이에 삽입 접속되어 있다.

그리고, 이 예에서는, 위상 조정 회로(90)를 제1 증폭용 FET(21)로부터 제2 출력 단자(52)의 라인 측에 설치하는 것으로 하여 설명을 진행하지만, 이것은 제1 증폭용 FET(21)로부터 제1 출력 단자(51)의 라인 측에 설치하도록 해도 된다.

［제3 실시예의 동작］

이 전력 증폭 회로의 경우, 대전력 출력 시에는, 송신 신호를 제1 증폭용 FET(21) 및 제2 증폭용 FET(22)의 합계 2개의 증폭용 FET로 증폭하여 출력하는 것에 대하여, 중전력 출력 시에는, 송신 신호를 제1 증폭용 FET(21)에서만 증폭하여 출력한다. 송신 신호는 1개의 증폭용 FET를 통하게 함으로써, 그 위상이 예를 들면 180도 회전된다.

이 때문에, 대전력 출력 시와 중전력 출력 시에서는, 출력되는 송신 신호에 180도의 위상차가 발생하는 것이지만, 위상 조정 회로(90)는 이 위상차를 캔슬하고 송신 신호를 출력한다. 즉, 중전력 출력 시에 있어서의 제1 증폭용 FET(21)로부터의 송신 신호의 위상을 180도 회전시켜 출력한다.

［제3 실시예의 효과］

이에 따라, 제1 출력 단자(51) 및 제2 출력 단자(52)로부터 출력되는 송신 신호의 위상을 동일 위상으로 하여 출력할 수 있는 외에, 전술한 각 실시예와 동일 효과를 얻을수 있다. 　

또, 위상 조정 회로(90)를 중전력 출력용 라인인 상기 제1 증폭용 FET(21)로 부터 제2 출력 단자(52)의 라인에 설치하고 있기 때문에, 대전력 출력용 라인 측[상기 제1 증폭용 FET(21)로부터 제1 출력 단자(51)의 라인]으로부터 출력되는 송신 신호에 출력 로스를 일으키지 않고, 이 대전력에 증폭된 송신 신호를 대전력인 채 출력할 수 있다.

즉, 위상 조정 회로(90)를 설치하면, 그 출력에 다소의 로스를 일으킨다. 대전력 출력 시에는, 크게 증폭한 전력을 그대로 출력하는 것이 바람직하기 때문에, 이 예에서는, 중전력 출력용 라인 측에 위상 조정 회로(90)를 설치하고 있다.

그리고, 위상 조정 회로(90)의 출력 로스를 용인할 수 있으면, 위상 조정 회로(90)를 대전력 출력용 라인인 상기 제1 증폭용 FET(21)로부터 제1 출력 단자(51)의 라인에 설치해도 되는 것은 전술한 대로이다.

［변형예］

전술한 각 실시예의 설명에서는, 본 발명을 W－CDMA 방식의 휴대 전화기에 적용하는 것으로 했지만, 이것은 PDC 방식 등 다른 방식의 휴대 전화기 또는 통신 단말기 장치에 적용해도 된다. 　

또, 전술한 각 실시예의 설명에서는, 본 발명을 송신 회로(14)의 전력 증폭기에 적용하는 것으로 했지만, 이것은 출력 전력의 가변 제어를 행하는 회로이면, 어떠한 회로에 적용해도 된다. 　

마지막으로, 본 발명은 일례로서 개시한 전술한 각 실시예에 한정되지 않는다. 이 때문에, 전술한 각 실시예 이외라도, 본 발명에 관한 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위이면, 설계 등에 따라 여러 가지의 변경이 가능한 것은 물론인 것을 덧붙여 둔다.

상기 본 발명에 의하면, 전력 증폭 장치의 동작 효율을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

또, 전력 증폭 장치를 1 칩으로 집적화할 수 있다.

Claims

입력 신호를 증폭시키는 제1 증폭 소자와,

상기 제1 증폭 소자에 의해 증폭된 입력 신호를 더욱 증폭하고, 이것을 제1 출력 단자에 공급하는 제2 증폭 소자와,

제어 신호에 따라 온오프(on/off) 동작하고, 온 동작 시에는 상기 제1 증폭 소자로부터의 입력 신호를 상기 제2 증폭 소자에 공급하여 상기 제2 증폭 소자를 동작 상태로 하고, 오프 동작 시에는 상기 제2 증폭 소자에 대한 상기 입력 신호의 공급을 정지하여 상기 제2 증폭 소자를 정지 상태로 하는 제1 스위치 소자와,

제어 신호에 따라 상기 제1 스위치 소자와는 대조적으로 온오프 동작하고, 온 동작 시에는 상기 제1 증폭 소자로부터의 입력 신호를 제2 출력 단자에 공급하고, 오프 동작 시에는 상기 제2 출력 단자에 대한 상기 입력 신호의 공급을 정지하는 제2 스위치 소자

를 구비하고,

상기 제1 증폭 소자는, 소스가 접지되어 있고, 게이트에 공급된 상기 입력 신호에 따라 증폭된 레벨의 출력을 드레인으로부터 출력하는 전계 효과 트랜지스터를 가지고 있으며,

상기 제2 증폭 소자를 정지 상태로 하기 위한 제어 신호가 상기 제1 스위치 소자에 공급되었을 때, 상기 제2 증폭 소자를 동작 상태로 하기 위한 제어 신호가 상기 제1 스위치 소자에 공급되었을 때보다 큰 레벨의 전력 조정 신호를, 상기 제1 증폭 소자의 게이트에 공급되는 입력 신호에 부가하는 전력 조정부를 가지는,

전력 증폭 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 제1 증폭 소자 및 상기 제2 증폭 소자에 의해 증폭되어 상기 제1 출력 단자에 공급되는 입력 신호의 위상과, 상기 제1 증폭 소자에서만 증폭되어 상기 제2 출력 단자에 공급되는 입력 신호의 위상이 동일한 위상이 되도록 위상 조정을 행하는 위상 조정 회로를 구비하는, 전력 증폭 장치.
제1항에 있어서,

적어도 상기 제1 증폭 소자, 제2 증폭 소자, 제1 스위치 소자 및 제2 스위치 소자를, 트랜지스터의 채널을 형성하기 위해 반도체 기판 상에 적층된 복수개의 반도체층 내에서 2개의 반도체층 사이의 헤테로 접합 근방에 고이동도(高移動度)의 전하 채널이 형성되고, 상기 복수개의 반도체층 상에 게이트 전극을 가지는 고전하(高電荷) 이동 트랜지스터로서, 불순물이 도핑된 반도체 재료로 이루어지는 컨택트 반도체층이 상기 복수개의 반도체층 중 적어도 한쪽의 측면에 형성되고, 상기 컨택트 반도체층 상에 소스 전극 또는 드레인 전극이 오믹 접촉층(ohmic contact layer)을 통해 형성된 고전하 이동 트랜지스터로 형성함으로써, 해당 전력 증폭 장치를 1 칩으로 형성하고 있는, 전력 증폭 장치.
송신 신호의 송신 출력을 전력 증폭 회로에서 변경하여 송신하는 휴대 통신 단말기 장치로서,

상기 전력 증폭 회로는,

입력 신호를 증폭시키는 제1 증폭 소자와,

상기 제1 증폭 소자에 의해 증폭된 입력 신호를 더욱 증폭하고, 이것을 제1 출력 단자에 공급하는 제2 증폭 소자와,

제어 신호에 따라 온오프 동작하고, 온 동작 시에는 상기 제1 증폭 소자로부터의 입력 신호를 상기 제2 증폭 소자에 공급하여 상기 제2 증폭 소자를 동작 상태로 하고, 오프 동작 시에는 상기 제2 증폭 소자에 대한 상기 입력 신호의 공급을 정지하여 상기 제2 증폭 소자를 정지 상태로 하는 제1 스위치 소자와,

제어 신호에 따라, 상기 제1 스위치 소자와는 대조적으로 온오프 동작하고, 온 동작 시에는 상기 제1 증폭 소자로부터의 입력 신호를 제2 출력 단자에 공급하고, 오프 동작 시에는 상기 제2 출력 단자에 대한 상기 입력 신호의 공급을 정지하는 제2 스위치 소자

를 구비하고,

상기 제1 증폭 소자는, 소스가 접지되어 있고, 게이트에 공급된 상기 입력 신호에 따라 증폭된 레벨의 출력을 드레인으로부터 출력하는 전계 효과 트랜지스터를 가지고 있으며,

상기 제2 증폭 소자를 정지 상태로 하기 위한 제어 신호가 상기 제1 스위치 소자에 공급되었을 때, 상기 제2 증폭 소자를 동작 상태로 하기 위한 제어 신호가 상기 제1 스위치 소자에 공급되었을 때보다 큰 레벨의 전력 조정 신호를, 상기 제1 증폭 소자의 게이트에 공급되는 입력 신호에 가하는 전력 조정부를 가지는,

휴대 통신 단말기 장치.
삭제
제5항에 있어서,

상기 제1 증폭 소자 및 상기 제2 증폭 소자에 의해 증폭되어 상기 제1 출력 단자에 공급되는 입력 신호의 위상과, 상기 제1 증폭 소자에서만 증폭되어 상기 제1 출력 단자에 공급되는 입력 신호의 위상이 동일한 위상이 되도록 위상 조정을 행하는 위상 조정 회로를 가지는, 휴대 통신 단말기 장치.
제5항에 있어서,

적어도 상기 제1 증폭 소자, 제2 증폭 소자, 제1 스위치 소자 및 제2 스위치 소자를, 트랜지스터의 채널을 형성하기 위해 반도체 기판 상에 적층된 복수개의 반도체층 내에서 2개의 반도체층 사이의 헤테로 접합 근방에 고이동도의 전하 채널이 형성되고, 상기 복수개의 반도체층 상에 게이트 전극을 가지는 고전하 이동 트랜지스터로서, 불순물이 도핑된 반도체 재료로 이루어지는 컨택트 반도체층이, 상기 복수개의 반도체층 중 적어도 한쪽의 측면에 형성되고, 상기 컨택트 반도체층 상에 소스 전극 또는 드레인 전극이 오믹 접촉층을 통해 형성된 고전하 이동 트랜지스터로 형성함으로써, 상기 전력 증폭 회로를 1 칩으로 형성하고 있는, 휴대 통신 단말기 장치.
증폭용 제1 소스 접지 FET(전계 효과 트랜지스터)의 게이트 단자와 입력 단자 사이에 제1 정합(整合) 회로를 설치하고,

상기 제1 소스 접지 FET의 드레인 단자에 직류 전압 차단용 콘덴서를 통해 스위치용 제1 FET의 소스 단자를 접속하고,

상기 스위치용 제1 FET의 드레인 단자에 직류 전압 차단용 콘덴서를 통해 제2 정합 회로를 접속하고,

상기 제2 정합 회로의 다른 한쪽의 단자를 증폭용 제2 소스 접지 FET의 게이트에 접속하고,

상기 증폭용 제2 소스 접지 FET의 드레인 단자에 제3 정합 회로를 접속하고,

상기 제3 정합 회로의 다른 한쪽의 단자를 제1 출력 단자와 접속하고,

상기 증폭용 제1 소스 접지 FET의 드레인 단자에 스위치용 제2 FET의 소스 단자를 직류 전압 차단용 콘덴서를 통해 상기 스위치용 제1 FET와 병렬적으로 접속하고,

상기 스위치용 제2 FET의 드레인 단자에 직류 전압 차단용 콘덴서를 통해 제4 정합 회로를 접속하고,

상기 제4 정합 회로의 다른 한쪽의 단자를 제2 출력 단자와 접속하고,

상기 스위치용 제1 FET의 게이트 단자를 제1 제어 단자에 접속하고,

상기 스위치용 제2 FET의 게이트 단자를 제2 제어 단자에 접속한,

전력 증폭 장치.
제9항에 있어서,

소스 단자와 접지 사이에 제3 분압 저항을 접속한 전력 조정용 제1 FET와,

소스 단자와 접지 사이에 제4 분압 저항을 접속한 전력 조정용 제2 FET를 가지며,

상기 전력 조정용 제1 FET의 드레인 단자를, 제1 분압 저항을 통해 전원에 접속하고,

상기 전력 조정용 제2 FET의 드레인 단자를, 제2 분압 저항을 통해 상기 전원에 접속하고,

상기 전력 조정용 제1 FET 및 제2 FET의 각 드레인 단자를 서로 접속한 접속점을, 상기 증폭용 제1 소스 접지 FET의 게이트 단자와 상기 제1 정합 회로 사이에 접속하고,

상기 전력 조정용 제1 FET의 게이트 단자, 및 상기 스위치용 제1 FET의 게이트 단자를 각각 상기 제1 제어 단자에 접속하고,

상기 전력 조정용 제2 FET의 게이트 단자, 및 상기 스위치용 제2 FET의 게이트 단자를 각각 상기 제2 제어 단자에 접속한, 전력 증폭 장치.
제9항 또는 제10항에 있어서,

상기 스위치용 제2 FET의 드레인에 접속된 직류 차단용 콘덴서와, 상기 제4 정합 회로 사이에 위상 조정 회로를 설치한, 전력 증폭 장치.
제9항 또는 제10항에 있어서,

적어도 상기 증폭용 제1 소스 접지 FET, 제2 소스 접지 FET, 및 상기 스위치용 제1 FET, 제2 FET를, 트랜지스터의 채널을 형성하기 위해 반도체 기판 상에 적층된 복수개의 반도체층 내에서 2개의 반도체층 사이의 헤테로 접합 근방에 고이동도의 전하 채널이 형성되고, 상기 복수개의 반도체층 상에 게이트 전극을 가지는 고전하 이동 트랜지스터로서, 불순물이 도핑된 반도체 재료로 이루어지는 컨택트 반도체층이, 상기 복수개의 반도체층 중 적어도 한쪽의 측면에 형성되고, 상기 컨택트 반도체층 상에 소스 전극 또는 드레인 전극이 오믹 접촉층을 통해 형성된 고전하 이동 트랜지스터로 형성함으로써, 해당 전력 증폭 장치를 1 칩으로 형성하고 있는, 전력 증폭 장치.