KR20020020836A - 고주파 전력증폭장치 및 무선통신기 - Google Patents

고주파 전력증폭장치 및 무선통신기 Download PDF

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KR20020020836A
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가나이 쓰토무
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Abstract

이득이 큰 폭으로 다른 GSM 시스템과 EDGE 시스템을 단일의 고주파 전력증폭장치에 삽입한다.
전환에 의해 GSM 모드와 EDGE 모드로 사용하는 다단 증폭구성의 고주파 전력증폭장치에 있어서, 초단 증폭기를 듀얼 게이트 MOSFET로 구성하고, EDGE 모드에서는, 듀얼 게이트 MOSFET의 제1 게이트 전극에 APC 신호 또는 선택 고정하는 전위를 공급함과 동시에, 초단에서 3단의 각 트랜지스터의 Vgs(Vgs1, Vgs2, Vgs3)를 전위고정 또는 APC 신호를 공급하며, EDGE 모드에서의 이득을 GSM 모드의 이득에 마추도록하여, 이것에 의해 노이즈의 발생을 절감시킨다.

Description

고주파 전력증폭장치 및 무선통신기{HIGH FREQUENCY POWER AMPLIFIER MODULE AND WIRELESS COMMUNICATION APPARATUS}
본 발명은, 복수의 증폭계를 가지는 고주파 전력증폭장치에 관한, 예컨대, 선형성 증폭 및 비선형성 증폭(포화성 증폭)을 행하는 고주파 전력증폭장치(고주파 전력증폭 모듈) 및 이 고주파 전력증폭 모듈을 삽입한 무선통신기에 관한 것으로, 특히, 통신모드 및 주파수대가 다른 복수의 통신기능을 가지는 다(多)모드 다(多)밴드 통신방식의 셀룰러 휴대전화기에 적용하는 유요한 기술에 관한 것이다.
최근, 북미 셀룰러 시장에 있어서는, 종래부터 사용되고 있는 북미 전영역을 커버하는 아날로그 방식의 AMPS(Advanced Mobile phone Service)와, TDMA(time division multiple access), CDMA(code division multiple access) 등 디지털 방식을 하나의 휴대전화에 삽입한 이른바 듀얼모드 휴대전화기가 사용되고 있다.
한편, 구주(歐洲) 등에 있어서는, TDMA기술과 FDD(frequency division duplex : 주파수 분할 쌍방향)기술을 사용하는 GSM(Global System for Mobile Communication)방식이 사용되고 있다. 또, GSM방식에서 전송 레이트를 높게 할 수 있는 통신시스템으로서 EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution) 시스템이 개발되어 있다.
EDGE에 대해서는, 닛케이BP사 발행「닛케이 일렉트로닛」1999년 11월 15일호(no.757), 페이지 131이나, 동 잡지 2000년 7월 3일호(no.773), 페이지 126~139에 기재되어 있다.
전자의 문헌에는, 고속화되는 세계 각지의 이동체 통신서비스에 대해 기재되어 있다. 이 문헌에는, 이동체 통신서비스는 ~ 9.6k비트/초의 제2세대부터, ~ 2M비트/초의 제3세대로 이행하는 것에 대해 기재되어 있다. 그리고, 구주에서는, 기존의 GSM망을 확장한 패킷통신에 의한 데이터 통신서비스인 GPRS(General Packet Radio Service : 제2.5세대)를 거쳐, EDGE(제3세대)로 이행하고, 미국에서는, IS-136 시스템(TDMA)에서 상기 EDGE로 이행함과 동시에, IS-95 시스템(CDMA)에서 cdma2000, IS-2000이나 HDR(High Data Rate)로 이행하는 취지가 기재되어 있다.
후자의 문헌에는, 휴대전화기의 무선회로의 소형화에 대해 기재되어 있다. 또, 고속데이터 통신서비스에서는, 복수의 채널을 동시에 사용할 수 있는 제어기술이 개발되어 있는 것, GSM 베이스의 데이터 통신서비스 전용방식(EDGE)에서는 변조방식을 GMSK에서 8상 PSK로 바꾸어 주파수 이용 효율을 높이고, 384k비트/초를 실현하고 있는 것도 기재되어 있다. 또, 동 문헌에는, 슈퍼-헤테로다인 방식 및 다이렉트·컨버션 방식의 칩·세트를 이용한 GSM 휴대전화기의 레퍼런스·보드가 개시되어 있다.
한편, 듀얼모드 휴대전화기 등에 의한 다모드 통신에 대해서는, 닛케이BP사 발행「닛케이 일렉트로닛」1997년 1월 27일호(no.681), 페이지 115~126이나, 히타치평론사 발행「히타치평론」1997년 11월호, 79권, 페이지 63~68에 기재되어 있다. 후자의 문헌에는, 송신측의 송신주파수 변환으로 오프세트 PLL(Phase-Locked Loop)방식이 개시되어 있다.
종래, 이동무선을 사용하는 대부분의 무선 데이터통신은, 9.6kbps의 전송 레이트로 행해지고 있지만, 인터넷이나 기업의 데이터 베이스로의 액세스에는 보다 빠른 전송 스피드가 요구되는 점에서, 이에 대응하는 통신시스템이 필요하게 되었다. 구주, 아시아를 주체로 서비스를 행하고 있는 GSM 시스템도, 현상(現狀)은 9.6kbps의 서비스를 행하고 있지만, 상기의 요구에 대응하기 위해, 전송 레이트를 빠르게 한 EDGE 시스템이 개발되어 있다. 이 시스템 도입에 의해, 데이터 전송 레이트는 384kbps까지 향상되고, GSM 시스템에 비해, 단위시간당 40배의 데이터를 전송하는 것이 가능하게 된다.
EDGE 시스템의 또 하나의 이점으로서는, GSM의 기본 시스템을 유용하고, 무선 변조방식을 일부 변경함으로써 도입할 수 있다는 점에서, 새로운 인프라를 도입하지 않고 운용하는 것이 가능하다. 이것은, 대부분의 통신사업자에 있어서는 매력적이다.
변경되는 변조방식은 GSM 시스템의 GMSK(Gaussian Minimum Shift Keying) 변조에 비해, EDGE 시스템에서는 3π/8 - rotating 8PSK(Phase Shift Keying) 변조라는 방식이 된다. 이것에 의해, 무선장치의 신호전달부에는, 보다 높은 선형성이 필요하게 된다.
EDGE 시스템은 GSM 시스템을 발전시킨 시스템인 점에서, 단일의 휴대전화기에는 GSM 시스템 및 EDGE 시스템에 의한 통화가 가능한 것이 바람직하다. 이를 위해, 휴대전화기에는 GSM 시스템을 위한 증폭기와 EDGE 시스템을 위한 증폭기를 삽입할 필요가 있다.
본 발명자 등은 하나의 증폭회로로 GSM 시스템 및 EDGE 시스템에 대응하는고주파 전력증폭 모듈에 대해 검토했다. 이 결과, 이하와 같은 해결과제가 있다는 것을 알았다.
(1) GSM으로 사용하는 경우, 트랜지스터는 포화동작에서의 사용이 되며, 대출력이 필요하게 된다. 즉, GMSK 변조된 예컨대 0dBm 정도의 입력신호에 대해 최대 36dBm 정도의 출력전력이 필요하게 된다.
(2) EDGE로 사용하는 경우, 트랜지스터는 선형동작에서의 사용이 되기 때문에 선형성이 요구된다. 즉, 3π/8 - rotating 8PSK 변조된 입력신호에 대해 출력신호가 일그러지 않는 것이 요구된다. 또, 선형 출력전력의 최대는 28 ~ 29dBm 정도의 범위가 된다.
(3) GSM 시스템과 EDGE 시스템에서는, 전술과 같이 출력전력에 최대전력이 6 ~ 8dBm로 큰 차이가 있으며, 증폭크래스(A급, C급)가 다르다. 이 때문에, 단일의 증폭기를 공용하면 양자의 이득차에 의해, 노이즈가 많이 발생하거나, 제어성이 낮게 된다.
본 발명의 목적은, 포화동작하는 시스템과, 선형동작하는 시스템을 동일 회로내에서 공존할 수 있는 고주파 전력증폭장치 및 무선통신기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, GSM 시스템(포화동작)과 EDGE 시스템(선형동작)을 동일 회로내에서 공존할 수 있는 고주파 전력증폭장치 및 무선통신기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 복수 모드·복수 밴드 구성의 고주파 전력증폭장치 및 무선통신기를 제공하는데 있다.
본 발명의 상기 및 그 이외의 목적과 신규한 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에서 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시형태(실시형태 1)인 고주파 전력증폭장치의 회로구성을 나타내는 블럭도,
도 2는 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치의 평면도,
도 3은 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치의 측면도,
도 4는 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치의 정면도,
도 5는 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치의 저면의 전극패턴을 투시적으로 나타내는 모식적 평면도,
도 6은 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치의 등가회로도,
도 7은 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치를 삽입한 무선통신기의 기능구성을 나타내는 일부의 블럭도,
도 8은 듀얼밴드 고주파 전력증폭장치의 GSM 모드에서의 타임 마스크를 나타내는 모식도,
도 9는 듀얼밴드 고주파 전력증폭장치의 EDGE 모드에서의 타임 마스크를 나타내는 모식도,
도 10은 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치의 동작예 1에서의 EDGE 출력전력과 EDGE Gain과의 상관(相關)을 나타내는 그래프,
도 11은 상기 동작예 1에서의 EDGE 출력전력과 인접 채널 누설전력(ACPR)과의 상관을 나타내는 그래프,
도 12는 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치를 삽입한 무선통신기의 기능구성을 나타내는 일부의 블럭도,
도 13은 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치의 동작예 2에서의 출력전력 및 파워앰프효율(APE)과, 초단 듀얼 게이트의 Vcgs와의 상관을 나타내는 그래프,
도 14는 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치를 삽입한 무선통신기의 기능구성을 나타내는 일부의 블럭도,
도 15는 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치의 동작예 3에서의 Vapc와, 초단 듀얼 게이트의 Vcgs와의 상관을 나타내는 그래프,
도 16은 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치의 동작예 3에서의 Vapc에 대한 출력전력 및 ACPR과의 상관을 나타내는 그래프,
도 17은 상기 동작예 1·2·3에서의 무선통신기의 기능구성을 나타내는 일부의 블럭도,
도 18은 다이렉트 컨버션 방식에 있어서, 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치를 삽입한 본 발명 방식과, AGC 회로를 삽입한 종래방식을 나타내는 블럭도,
도 19는 오프세트 PLL방식에 있어서, 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치를 삽입한 본 발명 방식과, AGC 회로를 삽입한 종래방식을 나타내는 블럭도,
도 20은 본 발명의 다른 실시형태(실시형태 2)인 고주파 전력증폭장치의 회로구성을 나타내는 블럭도이다.
(부호의 설명)
1 Vcgs-GSM900용 단자 2 논콘택트단자(N/C)
3 Pout-GSM900용 단자 4 Vdd-GSM900용 단자
5 Vdd-GSM1800용 단자 6 Pout-GSM1800용 단자
7 모드 전환스위치(mode-SW) 8 Vcgs-GSM1800용 단자
9 Pin-GSM1800용 단자 10 Vapc-GSM1800용 단자
11 Vapc-GSM900용 단자 12 Pin-GSM900용 단자
G GND용 단자 20 고주파 전력증폭장치
21 모듈기판 22 갭
23 패키지 26 고주파 신호처리 IC(RF linear)
27 베이스 밴드 28 전압제어 발진기(VCO)
29 믹서 30 AGC 회로
31 CPU 32 APC 회로
33 커플러 34 필터
35 송신수신 전환스위치 35a a단자
35b b단자 36 안테나(Antenna)
37 필터 38 저잡음 앰프(LNA)
40 안테나 송수신 전환기
본원에서 개시되는 발명 중 대표적인 것의 개요를 간단하게 설명하면, 하기와 같다.
(1) 증폭되어야 할 신호가 공급되는 입력단자와,
출력단자와,
컨트롤 단자와,
모드 전환단자와,
상기 입력단자와 상기 출력단자의 사이에 종속 접속되는 증폭단을 가지고,
상기 복수의 증폭단의 각각은, 그 단에의 입력신호를 받는 제1의 단자와, 그 단의 출력신호를 송출하는 제2의 단자와, 그 단을 위해 기준전위를 받기 위한 제3의 단자로 이루어지며,
상기 컨트롤 단자와 상기 각 증폭단의 제1의 단자 사이에 각각 접속되어, 상기 컨트롤 단자에 공급되는 전압에 따른 직류 바이어스 전위를 상기 제1의 단자에 인가하는 바이어스 회로와,
상기 각 증폭단에 대해 각각 커렌트미러 회로를 구성하는 복수의 온도특성 보상회로와,
상기 모드 전환단자에 공급되는 신호에 의해 동작하고, 상기 각 온도특성 보상회로를 온·오프시켜 통신모드를 전환하는 모드 전환회로를 구비하며,
상기 증폭단 중 최종단의 증폭단을 제외하는 1 내지 복수의 증폭단과, 이 증폭단에 대응하는 온도특성 보상회로는, 직렬 접속되는 부하측 반도체 증폭소자와 접지측 반도체 증폭소자로 각각 구성되며, 상기 증폭단의 부하측 반도체 증폭소자의 제어단자와 이것에 대응하는 온도특성 보상회로의 부하측 반도체 증폭소자의 제어단자는 접속되고, 상기 증폭단의 접지측 반도체 증폭소자의 제어단자는 상기 증폭단용의 바이어스 회로의 분압 저항을 형성하는 저항 사이에 접속하며,
다른 상기 통신모드의 이득이 근사하도록, 한쪽의 통신모드(EDGE 모드)에서는 상기 증폭단의 부하측 반도체 증폭소자의 제어단자에 선택 고정한 전위를 인가하고,
상기 각 증폭단의 제1의 단자에 바이어스 전위로서 각각 소정의 고정전위를 인가하는 것을 특징으로 한다.
상기 모드 전환회로의 동작에 의해, 위상변조 회로구성(포화앰프용 회로구성, 예컨대, GSM용 회로구성) 또는 위상 및 진폭변조 회로구성(선형앰프용 회로구성, 예컨대, EDGE용 회로구성)으로 전환한다. 부하측 반도체 증폭소자와 접지측 반도체 증폭소자는 듀얼 게이트형의 반도체 증폭소자이다.
구체적 구성으로서는, 상기 복수의 증폭단과 이것에 부수하는 상기 바이어스 회로 및 온도특성 보상회로와 더불어 모드 전환단자는 복수 설치되어 복수의 증폭계를 구성함과 동시에, 상기 각 증폭계는 상기 모드 전환단자에 접속되어 다모드 다밴드용의 고주파 전력증폭장치를 구성하고 있다.
예컨대, 고주파 전력증폭장치는 2개의 증폭계를 가지는 듀얼밴드 구성으로됨과 동시에, 각 증폭계는 상기 (1)의 구성인 듀얼모드 구성으로 된다. 따라서, 고주파 전력증폭장치는 GSM900과 GSM1800으로 전환에 의해 동작하는 EDGE으로 이루어진다. 고주파 전력증폭장치의 외부 전극단자는 입력단자(Pin-GSM900, Pin-GSM1800), 출력단자(Pout-GSM900, Pout-GSM1800), 컨트롤단자(Vapc-GSM900, Vapc-GSM1800), 제1 기준전위(Vdd-GSM900, Vdd-GSM1800), 제2 기준전위(GND), 부하측 반도체 증폭소자의 제1의 단자(Vcgs-GSM900, Vcgs-GSM1800) 및 모드 전환단자(mode-SW)로 이루어진다.
이와 같은 고주파 전력증폭장치는 무선통신기의 송신게에 삽입된다.
(2) 상기 (1)의 구성에 있어서, EDGE 모드에서는 상기 증폭단의 부하측 반도체 증폭소자의 제어단자에는 APC(자동출력제어)신호를 인가하고, 상기 각 증폭단의 제1의 단자에 바이어스 전위로서 각각 소정의 고정전위를 인가하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 고주파 전력증폭장치는 다이렉트 컨버션 방식이나 오프세트 PLL방식으로서 무선통신기에 삽입된다. 오프세트 PLL방식에 있어서는, 고주파 전력증폭장치는 초단 증폭단의 듀얼 게이트 트랜지스터의 제1 게이트에 진폭 변조신호를 직접 입력하고, 제2 게이트에 위상신호를 직접 입력한다.
(3) 상기 (1)의 구성에 있어서, EDGE 모드에서는 상기 증폭단의 부하측 반도체 증폭소자의 제어단자에는 APC신호를 인가하고, 상기 각 증폭단의 제1의 단자에 바이어스 전위로서 각각 APC신호를 인가한다.
(4) 통신모드 신호에 따라 선형 증폭동작 또는 비선형 증폭동작을 행하는 고주파 전력증폭장치로서,
증폭되어야 할 신호가 공급되는 입력단자와,
출력단자와,
모드 전환단자와,
상기 입력단자와 상기 출력단자의 사이에 종속 접속되고, 각각 그 단에 공급되는 입력신호를 받는 제1의 단자와, 그 단의 출력신호를 송출하는 제2의 단자를 가지는 복수의 증폭단과,
상기 각 증폭단의 제1의 단자에 각각 접속되고, 바이어스 전위를 상기 제1의 단자에 인가하는 바이어스 회로와,
상기 모드 전환단자에 공급되는 통신모드 신호에 따른 모드신호를 형성하는 모드 전환회로를 포함하며,
상기 복수의 증폭단 중 적어도 1개의 증폭단은 서로 직렬 접속되는 제1 반도체 증폭소자와 제2 반도체 증폭소자를 포함하고, 이 증폭단의 제1의 단자는 상기 제2 반도체 증폭소자의 제어 입력노드에 접속되며, 상기 제2의 단자는 상기 제1 반도체 증폭소자의 출력노드에 접속되고,
상기 제1 반도체 증폭소자의 제어 입력노드에 상기 모드신호가 공급되며,
선형 증폭동작을 하고 있을 때 및 비선형 증폭동작을 하고 있을 때, 상기 모드신호에 의해 이득이 제어되는 것을 특징으로 한다.
(5) 증폭되어야 할 신호가 공급되는 입력단자와,
출력단자와,
모드단자와,
상기 입력단자와 상기 출력단자의 사이에 종속 접속되고, 각각이 그 단에 공급되는 입력신호를 받는 제1의 단자와, 그 단의 출력신호를 송출하는 제2의 단자를 가지는 복수의 증폭단과,
상기 각 증폭단에 바이어스 전위를 공급하는 바이어스 회로와,
상기 모드단자에 공급되는 신호에 따른 AGC 신호를 형성하는 모드회로를 구비하고,
상기 증폭단 중 적어도 1개의 증폭단은, 서로 직렬 접속된 제1 반도체 증폭소자와 제2 반도체 증폭소자를 가지며,
상기 제1 반도체 증폭소자의 제어단자에는 상기 AGC 신호가 공급되고, 상기 제1 반도체 증폭소자의 출력단자는 상기 제2의 단자에 접속되며, 상기 제2 반도체 증폭소자의 제어단자는 상기 제1의 단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
(6) 증폭되어야 할 신호가 공급되는 입력단자와,
출력단자와,
모드단자와,
상기 입력단자와 상기 출력단자의 사이에 종속 접속되고, 각각이 그 단에 공급되는 입력신호를 받는 제1의 단자와, 그 단의 출력신호를 송출하는 제2의 단자를 가지는 복수의 증폭단과,
상기 각 증폭단에 바이어스 전위를 인가하는 바이어스 회로와,
상기 모드단자에 공급되는 신호에 따른 APC 신호를 형성하는 모드회로를 구비하며,
상기 증폭단 중 적어도 1개의 증폭단은 서로 직렬 접속된 제1 반도체 증폭소자와 제2 반도체 증폭소자를 가지고,
상기 제1 반도체 증폭소자의 제어단자에는 상기 APC 신호가 공급되며, 상기 제2 반도체 증폭소자의 제어단자는 제1의 단자가 접속되고, 상기 제1 반도체 증폭소자의 출력단자는 상기 제2의 단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 (1)의 수단에 의하면, (a) EDGE 모드에서는 상기 증폭단의 부하측 반도체 증폭소자의 제어단자에는 선택 결정한 고정전위를 인가하고, 상기 입력단자에는 AGC신호를 입력하며, 상기 각 증폭단의 제1의 단자와 제3의 단자 사이의 전위를 각각 소정치로 고정함으로써, 인접 채널 누설전력 규격을 충족하면서 EDGE 모드의 이득을 억제할 수 있고, 다른 상기 통신모드(GSM 모드 및 EDGE 모드)의 이득을 근사시킬 수 있으며, 안정한 다모드 통신이 가능하게 된다.
(b) GSM/EDGE 듀얼모드로 종해 넓리 이용되고 있는 GSM 0dBm 입력(3단 구성)을 유지할 수 있고, VCO 출력을 높이거나 혹은 프리앰프를 새롭게 도입할 필요가 없다.
상기 (2)의 수단에 의하면, (a) EDGE 모드에서는 상기 증폭단의 부하측 반도체 증폭소자의 제어단자에는 APC신호를 인가하고, 상기 입력단자에는 고정한 소정신호를 입력하며, 상기 각 증폭단의 제1의 단자와 제3의 단자 사이의 전위를 각각 소정치로 고정함으로써, 인접 채널 누설전력 규격을 충족하면서 EDGE 모드의 이득을 억제할 수 있고, 다른 상기 통신모드(GSM 모드 및 EDGE 모드)의 이득을 근사시킬 수 있어, 안정한 다모드 통신이 가능하게 된다.
(b) 다이렉트 컨버션 방식에서는 AGC 회로가 불필요하게 되어, 부품점수의 절감에서 무선통신기의 제조 코스트의 절감을 달성할 수 있다.
(c) 오프세트 PLL방식에서는 AGC 회로가 불필요하게 되어, 부품점수의 절감에서 무선통신기의 제조 코스트의 절감을 달성할 수 있다.
(d) 오프세트 PLL방식에서는 고주파 전력증폭장치에 믹서기능이 있으며, 개별 회로로서의 믹서를 필요치 않게 되고, 부품점수의 절감에서 무선통신기의 제조 코스트의 절감을 달성할 수 있다.
상기 (3)의 수단에 의하면, (a) EDGE 모드에서는 상기 증폭단의 부하측 반도체 증폭소자의 제어단자에는 APC 신호를 인가하고, 상기 입력단자에는 고정한 소정신호를 입력하고, 상기 각 증폭단의 제1의 단자와 제3의 단자 사이의 전위는 각각 APC 신호에 의해 제어함으로써, 인접 채널 누설전력 규격을 충족하면서 EDGE 모드의 이득을 억제할 수 있고, 다른 상기 통신모드(GSM 모드 및 EDGE 모드)의 이득을 근사시킬 수 있어, 안정한 다모드 통신이 가능하게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다. 또한, 발명의 실시형태를 설명하기 위한 전 도면에 있어서, 동일 기능을 가지는 것은 동일 부호를 붙여, 그 반복의 설명은 생략한다.
(실시형태 1)
본 실시형태 1에서는 모드 전환회로의 동작에 의해, 위상변조 회로구성(포화앰프용 회로구성, 예컨대, GSM용 회로구성) 또는 위상 및 진폭변조 회로구성(선형앰프용 회로구성, 예컨대, EDGE용 회로구성)으로 전환하여 통신을 행하는 무선통신기의 예(듀얼모드·듀얼밴드 무선통신기)에 대해서 설명한다.
도 1은 모드 전환을 행하는 고주파 전력증폭장치의 회로구성을 나타내는 모식도이다. 이 회로도에서도 알 수 있듯이, 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치는 GSM900과 GSM1800, 또 모드의 전환에 의한 EDGE900과 EDGE1800의 증폭을 행할 수 있는 듀얼밴드·듀얼모드 구성의 고주파 전력증폭장치이다.
증폭계는 증폭단(AMP1, AMP2, AMP3)을 순차 종속 접속한 3단 증폭구성으로 이루어지며, 초단의 증폭단(APM1)은 직렬 접속되는 부하측 반도체 증폭소자(Tr1a)와 접지측 반도체 증폭소자(Tr1b)로 이루어지는 반도체 증폭소자로 형성되어 있다. 이 Tr1은 듀얼 게이트 반도체 증폭소자라도 좋다.
반도체 증폭소자는 MOS(Matal Oxide Semiconductor)FET, 실리콘 바이폴라 트랜지스터, GaAs-MES(Metal-Semiconductor)FET, HBT(Hetero Junction Bipolar Transistor), HEMT(High Electron Mobility Transistor), Si-Ge 트랜지스터 등을 사용한다.
GSMAPC에서 송출되는 2종류(GSM900, GSM1800)의 APC 신호의 한쪽은 전환스위치(SW1)의 한쪽의 접점에 송출되고, APC 신호의 다른쪽은 전환스위치(SW2)의 한쪽의 접점에 송출된다. 또, GSMAPC에서 송출되는 2종류의 APC 신호는 AMP2 및 AMP3의 Vgs2 및 Vgs3을 제어한다.
EDGEAPC에서 송출되는 2종류의 EDGE 신호(EDGE900, EDGE1800)의 한쪽은 전환스위치(SW1)의 다른쪽의 접점에 송출되고, EDGE 신호의 다른쪽은 전환스위치(SW2)의 다른쪽의 접점에 송출된다.
전환스위치(SW1)의 출력단은 AMP1의 부하측 반도체 증폭소자가 되는 Tr1a의 제어단자(게이트 전극)에 접속되고, Vcgs의 제어가 행해진다. 또, 전환스위치(SW2)의 출력단은 AMP1의 접지측 반도체 증폭소자가 되는 Tr1b의 제어단자(게이트 전극)에 접속되며, Vgs1의 제어가 행해진다.
또, AMP1, AMP2, AMP3의 제1의 단자(드레인 단자)에는 제1 기준전위(Vdd)가 공급되고, AMP1의 접지측 반도체 증폭소자(Tr1b)의 제어단자(게이트 전극)에 입력신호가 공급되며, AMP3의 출력이 출력단자(Pout)에 출력되도록 되어 있다.
이와 같은 구성의 회로에서는, EDGE의 경우는 선형이득을 억제하여, GSM과 EDGE의 이득이 같은 정도로 되며, 일그러짐이나 잡음이 적은 안정한 GSM에 의한 통신과 EDGE에 의한 통신을 할 수 있는 고주파 전력증폭장치가 된다.
다음에, 구체적인 고주파 전력증폭장치 및 그 고주파 전력증폭장치를 삽입한 무선통신기에 대해서 설명한다.
고주파 전력증폭장치(20)는, 도 2의 평면도, 도 3의 측면도, 도 4의 정면도 및 도 5의 고주파 전력증폭장치의 저면의 전극패턴을 투시적으로 나타내는 모식적 평면도에 나타내는 바와 같이, 외관적으로는 편평한 구형체 구조로 되어 있다. 고주파 전력증폭장치(20)는, 판모양의 배선기판으로 이루어지는 모듈기판(21)과, 이 모듈기판(21)의 일면측(주면측)에 중첩하여 설치된 갭(22)에 의해 편평한 구형체 구조의 패킷(23)이 구성된 구조로 되어 있다. 상기 갭(22)은 전자 실드효과의 역활을 하는 금속제로 되어 있다. 상기 배선기판(21)의 배선패턴이나 배선기판(21)에탑재되는 반도체 증폭소자를 포함하는 전자부품에 의해, 도 6에 나타내는 회로를 구성하도록 되어 있다.
도 2 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 고주파 전력증폭장치(20)의 주면에서 저면에 걸쳐 각각 외부 전극단자가 설치되어 있다. 이 외부 전극단자는, 표면실장형으로 되며, 모듈기판(21)에 형성된 배선과 이 배선의 표면에 형성된 솔더에 의해 형성되어 있다. 1은 Vcgs-GSM900용 단자, 2는 논컨택트 단자(N/C), 3은 Pout-GSM900용 단자, 4는 Vdd-GSM900용 단자, 5는 Vdd-GSM1800용 단자, 6은 Pout-GSM1800용 단자, 7은 모드 전환단자(mode-SW), 8은 Vcgs-GSM1800용 단자, 9는 Pin-GSM용 단자, 10은 Vapc-GSM1800용 단자, 11은 Vapc-GSM900용 단자, 12는 Pin-GSM900용 단자, G는 GND용 단자이다.
도 6은 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치(송신 RF신호 증폭용의 파워앰프)(20)의 등가회로도이다. 이 등가회로도에서 나타내는 바와 같이, GSM900용의 증폭계(a)와 GSM1800용의 증폭계(b)를 가짐과 동시에, 각 증폭계(a, b)는 모드 전환단자(mode-SW)로부터의 신호에 의해 회로구성이 전환되며, GSM900은 EDGE900이 되며, GSM1800은 EDGE1800이 된다.
증폭계(a) 및 증폭계(b)는 각각 사용하는 전자부품의 성능은 다른것도 있지만, 회로구성은 동일하게 되어 있다. 따라서, 증폭계(a)의 설명에 있어서, 증폭계(a)에 대응하는 증폭계(b)의 부품의 신호를 괄호내에 나타내고, 증폭계(b)의 설명으로 한다.
증폭계(a)에서의 외부 전극단자는, 입력단자로서의 Pin-GSM900(증폭계(b)에서는 Pin-GSM1800), 출력단자로서의 Pout-GSM900(증폭계(b)에서는 Pout-GSM1800), 제1 기준전위로서의 Vdd-GSM900(증폭계(b)에서는 Vdd-GSM1800), Vcgs-GSM900(증폭계(b)에서는 Vcgs-GSM1800), 컨트롤단자로서의 Vapc-GSM900(증폭계(b)에서는 Vapc-GSM1800), 공유가 되는 모드 전환단자(mode-SW), 그리고 GND용 단자이다.
Pin-GSM900(Pin-GSM1800)과 Pout-GSM900(Pout-GSM1800)과의 사이에는 3단의 증폭단이 종속 접속되어 있다. 초단은 듀얼 게이트 MOSFET(Tr1 : 증폭계(b)에서는 Tr10)이며, 2단째 및 3단째(출력단)는 싱글 게이트의 MOSFET(Tr2, Tr3 : 증폭계(b)에서는 Tr11, Tr12)로 구성되어 있다.
초단은 듀얼 게이트 MOSFET 대신에, 직렬 접속되는 부하측 반도체 증폭소자와 접지측 반도체 증폭소자로 각각 구성하도록 해도 좋다. 또한, 도 6의 회로구성에 있어서는, 듀얼 게이트 MOSFET의 부하측 트랜지스터와 접지측 트랜지스터에는 특히 부호는 붙이지 않고 설명한다. 부하측 트랜지스터의 제어단자를 제1 게이트 전극이라 호칭하고, 접지측 트랜지스터의 제어단자를 제2 게이트 전극이라 호칭한다. 또, 각 증폭단을 구성하는 트랜지스터의 각각은, 그 단에의 입력신호를 받는 제1의 단자(게이트 전극)와, 그 단의 출력신호를 송출하는 제2의 단자(드레인 전극)와, 그 단을 위해 기준전위를 받기 위한 제3의 단자(소스전극)로 되어 있다.
상기 각 증폭단(Tr1, Tr2, Tr3)에 대해 각각 커렌트미러 회로를 구성하는 복수의 온도특성 보상회로가 설치되어 있다. 이 온도특성 보상회로는 게이트 전극과 드레인 전극을 접속시킨 트랜지스터(Tr4, Tr5, Tr6(증폭계(b)에서는 Tr13, Tr14, Tr15)로 구성되어 있다.
Tr1(증폭계(b)에서는 Tr10)의 제1 게이트 전극과 트랜지스터(Tr4)(증폭계(b)에서는 Tr13)의 제1 게이트 전극은 접속되고, 트랜지스터(Tr1)(증폭계(b)에서는 Tr10)의 제1 게이트 전극은 Vcgs-GSM900(증폭계(b)에서는 Vcgs-GSM1800)에 접속된다. Tr1(Tr10)의 제2 게이트 전극은 입력단자인 Pin-GSM900(증폭계(b)에서는 Pin-GSM1800)에 접속되어 있다.
Tr1의 제2 게이트 전극과 Tr4의 부하측 트랜지스터의 드레인 전극은 저항(R2)을 통해 접속되어 있다. Vapc-GSM900(Vapc-GSM1800)과 Tr4(Tr13)의 제2 게이트 전극은, 분압저항을 형성하는 저항(R3(저항 R16)) 및 저항(R4(저항 R17))을 통해 접속되어 있다. 저항(R3(저항 R16))과 저항(R4(저항 R17))과의 사이의 배선부분은 Tr4(Tr13)의 부하측 트랜지스터의 드레인 전극에 접속되어 있다. 저항(R3(저항 R16)) 및 저항(R4(저항 R17))에 의해 바이어스 회로가 구성되어 있다.
Tr4(Tr13)의 제2 게이트 전극과 전환스위치용의 트랜지스터(Tr7(Tr16))의 드레인 전극은 접속되어 있다. 이 트랜지스터의 소스전극은 접지된다. 이 트랜지스터의 게이트 전극은 저항(R5(저항 R18))을 통해 모드 전환단자(mode-SW)에 접속되어 있다.
2단째는, 상기 초단과는 듀얼 게이트 MOSFET와 싱글 게이트 MOSFET와의 차이점은 있지만, 모드 전환단자에 게이트 전극이 접속되는 전환스위치용의 트랜지스터(Tr8(Tr17)가 설치되어 있다. 이 트랜지스터(Tr8(Tr17))의 소스전극은 접지되고, 드레인 전극은 커렌트미러 회로를 형성하는 Tr5(Tr14)의 게이트 전극에 접속되어 있다.
Tr5(Tr14)의 드레인 전극은 저항(R9(R22))을 통해 Tr2(Tr11)의 게이트 전극에 접속되어 있다.
Vapc-GSM900(Vapc-GSM1800)과 Tr5(Tr14)의 게이트 전극 사이에는 분압저항을 형성하는 저항(R7(저항 R20)) 및 저항(R6(저항 R19))을 통해 접속되어 있다. 저항(R7(저항 R20))과 저항(R6(저항 R19))과의 사이의 배선부분은 Tr5(Tr14)의 드레인 전극에 접속되어 있다. 저항(R7(저항 R20)) 및 저항(R6(저항 R19))에 의해 바이어스 회로가 형성된다.
3단째는, 2단째와 마찬가지로, 모드 전환단자에 게이트 전극이 접속되는 전환스위치용의 트랜지스터(Tr9(Tr18))가 설치되어 있다. 이 트랜지스터(Tr9(Tr18))의 소스전극은 접지되고, 드레인 전극은 커렌트미러 회로를 형성하는 Tr6(Tr15)의 게이트 전극에 접속되어 있다.
Tr6(Tr15)의 드레인 전극은 저항(R13(R26))을 통해 Tr3(Tr12)의 게이트 전극에 접속되어 있다.
Vapc-GSM900(Vapc-GSM1800)과 Tr6(Tr15)의 게이트 전극 사이에는 분압저항을 형성하는 저항(R10(R23)) 및 저항(R11(저항 R24))을 통해 접속되어 있다. 저항(R10(저항 R23))과 저항(R11(저항 R24))과의 사이의 배선부분은 Tr6(Tr15)의 드레인 전극에 접속되어 있다. 저항(R10(R23)) 및 저항(R11(저항 R24))에 의해 바이어스 회로가 형성된다.
Tr1(Tr10)의 부하측 트랜지스터, Tr2(Tr11) 및 Tr3(Tr12)의 드레인 전극은, Vdd-GSM900(Vdd-GSM1800)에 접속되어 제1 기준전위(Vdd)가 공급되도록 되어 있다.Tr7, Tr8, Tr9(Tr16, Tr17, Tr18)에 의해 모드 전환회로가 형성되어 있다. 또한, 회로도 중의 L1 ~ L14는 인피던스 정합회로이다.
이와 같은, 도 6의 등가회로에서 나타내는 고주파 전력증폭장치는 도 7에 나타내는 바와 같이 무선통신기에 삽입되어 사용된다. 도 7은 무선통신기의 일부를 나타내는 블럭도이며, 고주파 신호처리 IC(RF linear)(26)에서 안테나(Antenna)(36)까지의 부분을 나타낸다.
안테나(36)는 안테나 송수신 전환기(40)의 안테나 단자(e)에 접속되어 있다. 이 안테나 단자(e)와 송신수신 전환스위치(35)는 전기적으로 접속되어 있다. 송신수신 전환스위치(35)는 컨트롤 단자(ct1)에 공급되는 전환신호에 의해 동작하고, 스위치를 a단자(35a) 또는 b단자(35b)로 전환한다. a단자(35a)에 연결되는 회로계가 송신계 회로를 구성하며, b단자(35b)에 연결되는 회로계가 수신계 회로를 구성한다. 즉, 안테나 송수신 전환기(40)의 수신단자(RX)와 b단자(35b)와의 사이에는 용량(C)이 개재된다. 또, 수신단자(RX)와 고주파 신호처리 IC(26)와의 사이에는, 필터(37)과 저잡음 앰프(LNA)(38)가 순차 접속되는 구성으로 되어 있다.
송신계 회로에는, 전술의 고주파 전력증폭장치(PA)(20)가 설치되어 있다. 이 고주파 전력증폭장치(20)에는 고주파 신호처리 IC(26)의 베이스 밴드(27)에서 송출된 신호가 전압제어 발진기(VCO)(28), 믹서(29), 자동이득 제어회로(AGC 회로)(30)를 통해 입력된다. 또, 고주파 전력증폭장치(20)의 출력은, 안테나 송수신 전환기(40)의 입력단자(d)에 출력된다. 안테나 송수신 전환기(40)는 고주파 전력증폭장치(20)에서 출력된 신호를 여파(濾波)하는 필터(34)가 설치되어 있다. 이필터(34)를 통과한 신호는 송신수신 전환스위치(35)의 a단자(35a)로 보내진다.
고주파 전력증폭장치(20)는, 자동출력 제어회로(APC 회로)(32)에 의해 제어된다. 이 APC 회로(32)는 고주파 신호처리 IC(26)에서 송출되는 신호에 기초하여 동작하는 CPU(31)에 의해 제어된다. 고주파 전력증폭장치(20)의 출력변동은 커플러(33)에 의해 검출되고, 이 검출치는 상기 APC 회로(32)에 피드백된다. APC 회로(32)에서는 AGC 회로(30) 및 고주파 전력증폭장치(20)에 제어신호가 송출된다. APC 회로(32)에서 고주파 전력증폭장치(20)에는, Vapc/AM 신호가 보내진다. 또, 고주파 신호처리 IC(26)에서 고주파 전력증폭장치(20)에는 VTXon 신호와 GSM/EDGE 모드 전환신호가 보내진다.
베이스 밴드(27)에서 송출되는 RF신호는 APC 회로(32)에 의해 증폭 제어되고, 송신수신 전환스위치(35)의 전환동작에 의해 안테나(36)에 보내진다. 안테나(36)에서 수신된 수신신호는, 송신수신 전환스위치(35)의 전환동작에 의해 수신단자(RX)를 지나, 필터(37) 및 LNA(38)를 통해 고주파 신호처리 IC(26)에 보내진다.
본 실시형태 1의 무선통신기에서는, GSM900과 GSM1800의 듀얼밴드 구성으로 됨과 동시에, 각 밴드는 모드전환 트랜지스터의 온·오프동작에 의해 GSM 시스템과 EDGE 시스템으로 전환되며, 4형태의 무선통신(GSM900, GSM1800, EDGE900, EDGE1800)이 가능하게 된다.
GSM 모드(GSM MODE) 및 EDGE 모드(EDGE MODE)에서는, 변조시 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같은 타임 마스크가 사용된다. 도 8은 종래의 GSM 변조방식의 타임마스크와, 그것에 부수하는 고주파 전력증폭장치(파워앰프)에의 신호의 움직임을 나타낸다. 핸드세트의 동작상태에 있어서, 파워앰프는 GMSK의 위상변조신호를 가지는 일정의 입력전력(Pin)이 입력되어 있다. 베이스 밴드를 포함하는 RF 리니어 제어부에서 송신하려는 VTXon 신호가 파워앰프로 보내지면, 그것에 따라 파워앰프가 대기상태[Vapc 전압으로 출력전력(Pout)을 가변할 수 있는 상태]로 되며, 기지국에서의 파워 크래스 지정에 따라 Vapc 전압 컨트롤에서 파워앰프의 Pout을 파워 제어한다.
이 일연의 동작에 있어서 GSM 모드 1슬롯의 경우, 도에 나타내는 타임 마스크(색칠한 부분) 내에서의 파워의 상승 및 하강을 행할 필요가 있으며, 실제로는 파워는 어느 크래스에서의 일정상태로 위상정보신호를 가지는 GMSK 변조(위상변조)가 행해지게 된다.
한편, EDGE 변조방식의 경우, GMSK의 위상변조(PM)에 플러스하여 AM성분을 가지고 있으므로, 도 9에 나타내는 바와 같이, 8-PSK의 AM/PM성분을 포함하는 변조를 행할 필요가 있다. 결국 GSM 모드시와 다르며, 신호의 리니어 증폭이 요구된다. 따라서, 이 경우 VTXon 신호로 파워앰프를 대기상태로(이 경우는 선형성을 할보할 수 있는 바이어스 인가를 행한다) 하여, Vapc 전압 컨트롤로 EDGE의 AM변조를 파워 크래스 제어와 동일하게 행하게 된다. 이것은 종래방식에서는, 이 Vapc 전압은 고정으로 AGC 프리앰프로 행하고 있던 기능이다. 또한, 1슬롯에서의 타임 마스크 지정 및 파워 크래스를 어느 일정상태로 변조하는 점은 GSM 모드와 동일하다.
다음에, 3개의 동작예에 대해서 설명한다. 이들 3개의 동작예에서는 도 17의표에 나타내는 바와 같이, GSM 모드는 어떠한 동작예에서도 동일하지만, EDGE 모드는 EDGE 모드1, EDGE 모드2, EDGE 모드3와 다르다.
(동작예 1)
동작예 1에 있어서는, 고주파 전력증폭장치(파워앰프)(20)는 도 7의 블럭에 나타내는 상태로 사용된다. 그리고, 도 17에 나타내는 바와 같이 바이어스 구성은, GSM 모드에서는, Vcgs는 APC, Vgs1은 APC 또는 고정, Vgs2 및 Vgs3은 APC, Pin은 고정상태로 사용된다. 따라서, 이 GSM 모드에서는 파워앰프에 보내지는 입력신호를 AGC에서 제어할 필요는 없어지게 된다.
EDGE 모드는 EDGE 모드1을 채용한다. EDGE 모드1에서는 Vcgs는 소망의 전위를 선택하여 고정한다. 또, Vgs1, Vgs2 및 Vgs3은 고정한다. 파워앰프에 보내지는 입력신호(Pin)는 AGC에서 제어한다.
또한, 본 발명에 앞선 검토회로의 바이어스 구성은, 도 17의 표에 나타내는 바와 같이, GSM 모드에서는 Vcgs, Vgs1, Vgs2, Vgs3은 APC, Pin는 고정상태로 사용한다. 따라서, AGC 제어는 불필요하게 된다. EDGE 모드에서는 Vcgs, Vgs1, Vgs2, Vgs3은 고정하고, Pin은 AGC 제어한다.
동작예 1에서의 GSM 모드에서는 Vgs1은 APC 또는 고정으로 하지만, 고정의 경우에는 이하와 같은 특징을 가지게 된다.
Vgs1을 고정함으로써, 입력(Pin)에서 본 임피던스가 안정하는 것. APC 전압을 낮추면서, Pout을 1mW 정도까지 낮추었을 경우의 초단 FET의 리니얼리티를 유지할 수 있다는 이점이 있다.
이와 같은 사용형태에 대해서 설명한다. GSM900 모드의 경우, 각 단의 Vgs1, Vgs2, Vgs3을 소망의 파워 크래스에 따라 자동 파워 제어(APC)할 필요가 있으며, ① mode-SW는 2 ~ 2.5V 정도의 전압(High)으로 설정한다.
② 상기 ①에 의해, Tr7, Tr8, Tr9의 게이트 바이어스가 문턱치전압(Vth)보다도 높게 되기 때문에, 각각의 Tr7, Tr8, Tr9의 드레인-소스 사이에 전류가 흐르고, 저항(R4, R6. R11)은 각각의 Tr7, Tr8, Tr9의 소스의 GND에 접지된 상태가 된다. 이 때, Tr4의 제2 게이트 전극 및 Tr5, Tr6의 게이트 바이어스는 Tr7, Tr8, Tr9가 ON됨으로써, 문턱치전압보다도 저전위가 되므로, 커렌트미러 회로에는 전류가 거의 흐르지 않는다. 따라서, 각 증폭단의 Vgs(Vgs1, Vgs2, Vgs3)는 각각 R3 대 R4, R7 대 R6, R10 대 R11의 각 분압 저항비에 기초하여, 설정할 수 있다.
③ 상기 ②의 상태에 있어서, Vapc-GSM900에서 Tr1, Tr2, Tr3의 Vgs(Vgs1, Vgs2, Vgs3)전압을 가변시킴으로써, GSM(포화모드)에서의 바이어스 동작이 가능하게 된다. 또한, Vcgs-GSM900에는, Vapc-GSM900과 공통인 바이어스 값이 공급되도록, 상기 각 저항비율이 설정되어 있다.
④ 한편, EDGE 모드(EDGE900)의 경우는, mode-SW를 0 ~ 0.3V 정도의 전압(Low)으로 전환한다.
⑤ 상기 ④에서 Tr7, Tr8, Tr9의 게이트 바이어스는 문턱치전압(Vth)보다도 낮으므로, R4, R6, R11의 Tr7, Tr8, Tr9측은 OPEN 상태가 된다. 따라서, 각 증폭단의 Vgs(Vgs1, Vgs2, Vgs3)에 각각 R3과 R4+Tr4로 구성된 커렌트미러 회로, R7과 R6+Tr5로 구성된 커렌트미러 회로, R10과 R11+Tr6으로 구성된 커렌트미러 회로로구성된 바이어스 회로에 기초하여, 온도특성이 보상된 일정 바이어스를 부여할 수 있다. 즉, 선형앰프에 필요한 온도특성 보상된 아이들(idle) 전류를 부여할 수 있다.
⑥ 이 때, 컨트롤 게이트측 바이어스 Vcgs-GSM900의 전위를 가변함으로써, 초단 트랜지스터(Tr1)의 부하측 트랜지스터의 드레인 전압을 가변할 수 있으므로, 초단 트랜지스터(Tr1)에서 나오는 파형을 크게 일그러트리지 않을 수 있다. 따라서, EDGE의 선형동작, 즉, ACPR(인접 채널 누설전력)의 사양을 충족한 상태에서, 도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이 증폭기의 이득을 가변할 수 있다.
도 10은 EDGE 출력전력과 EDGE Gain과의 상관을 나타내는 그래프이다. 동 그래프에서는, Gain(이득)이 종래의 예와, 본 동작예 1에서 Vcgs를 변화시킨 경우(Vcgs=1.0V, Vcgs=1.05V, Vcgs=1.15V, Vcgs=1.30V)에서의 Gain의 차이점을 나타내는 것이다. 이 경우의 각 단자에 인가 공급하는 전위는, Vdd=3.5V, Vapc=2.2V, 주파수=900MHz, Pin=제어전위이다. 이와 같이 Vcgs의 전위제어에 의해 EDGE의 Gain을 변화시킬 수 있다.
도 11은 EDGE 출력전력과 인접 채널 누설전력[ACPR : 400KHz(dBc)]과의 상관을 나타내는 그래프이다. ACPR이 -57dBc보다 작고, Pout가 28.5dBm보다도 낮은 영역(색칠한 영역)이 사양을 충족하는 범위이다.
이 동작예는 바이어스가 일정하고 입력전력(Pin)을 변화시킨 예이며, Vcgs 바이어스 값을 GSM 동작시와 동일하게 한 초기상태에 비해, 20dB 이상 이득저감이 가능하게 된다.
이와 같이 동작예 1에서는, 초단의 듀얼 게이트 MOSFET의 컨트롤 게이트를 포함하는 바이어스 회로를 EDGE 모드 사용시에 이용하고, 커렌트미러 회로 등을 구사한 바이어스 회로를, GSM 모드 및 EDGE 모드의 각각의 모드에 따라 전환함으로써, GSM과 동일 체인(chain)의 3단 구성으로 EDGE 이득을 목표의 35dB 전후로 절감할 수 있으므로, 휴대전화 실기상에 있어서, 노이즈나 제어성에 악형향을 미치지 않는 정도의 이득으로 EDGE 모드의 증폭을 실현할 수 있다.
(동작예 2)
다음에, 다른 동작예에 대해서 설명한다. 이 동작예에서는, 무선통신기의 기능구성은 도 12에 나타내는 바와 같이 된다. 즉, 상기 동작예 1의 경우는 도 7에 나타내는 바와 같이, 파워앰프에 보내지는 입력전력을 AGC 회로에서 제어했지만, 도 12에 나타내는 바와 같이 동작예 2에서는 믹서(29)에서 직접 파워앰프(20)에 입력하는 것이다.
동작예 2에서는 EDGE 모드는, 도 17에 나타내는 바와 같이, EDGE 모드2와 같이 된다. EDGE 모드2에서는 Vcgs는 APC, Vgs1, Vgs2, Vgs3, Pin은 고정상태로 사용한다. 따라서, AGC 제어는 불필요하게 된다.
즉, 동작예 2에서의 EDGE 모드2에서는 EDGE 입력전력(Pin)을 일정하게 하고, Vapc를 어느 바이어스 값(여기서는 Vapc=2.2V)으로 고정하여, Vcgs에서만 EDGE 파워를 제어하는 것이다.
도 13은 EDGE 모드2에서의 출력전력 및 파워앰프효율(PAE)과, 초단 듀얼 게이트의 Vcgs와의 상관을 나타내는 그래프이다. 이 그래프에서 명백한 바와 같이,ACPR을 목표의 -57dBc 이하로 유지한 상태에서, 파워제어가 실현가능하다는 것을 알 수 있다. 즉, 지금까지의 선형앰프에서 필수이었던 AGC 회로가 필요없게 되며, GSM 동작시와 동일하게 입력전력을 일정하게 APC 전압(여기서는 Vcgs)의 파워 컨트롤이 가능하게 된다.
이 때, 파워 OFF시의 앰프의 입출력 아이솔레이션은 VTXon 신호를 이용하여 Vcgs의 타임 마스크를 포함하는 형태로 Vapc를 별도 0V와 2.2V로 ON/OFF 시킴으로써 확보할 수 있다.
동작예 2의 EDGE 모드2의 경우, 도 18 및 도 19에 나타내는 바와 같이 사용이 가능하게 된다. 도 18은 다이렉트 컨버션 방식에 있어서, 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치를 삽입한 본 발명 방식과, AGC 회로를 삽입한 종래방식을 나타내는 블럭도 이며, 도 19는 오프세트 PLL방식에 있어서, 본 실시형태 1의 고주파 전력증폭장치를 삽입한 본 발명 방식과, AGC 회로를 삽입한 종래방식을 나타내는 블럭도이다.
도 18에 나타내는 다이렉트 컨버션 방식에 있어서, 안테나 출력을 일정하게 하기 위한 제어를, 파워앰프의 전단에 어느 AGC 앰프의 게인을 제함으로써 실현하고 있다. 이에 대해 본 실시형태 1에서는, AGC를 사용하지 않고, 파워앰프 내의 초단 듀얼 게이트 FET의 컨트롤 게이트전압을 제어함으로써 실현하고 있다.
또, 도 19에 나타내는 오프세트 PLL방식에 있어서, 종래방식에서는 베이스 밴드에서 출력되는 EDGE 변조의 AM·PM 신호성분을 믹서로 합성한 후, 그 신호를 AGC 앰프에서 게인 조정하고, 그 후, 파워앰프에 입력하고 있으며, 안테나 출력의제어는 파워앰프 전단의 AGC 앰프의 게인을 가변함으로써 행하고 있다.
이에 대해, 본 실시형태 1에서는 상기의 신호처리 및 이득제어를, 파워앰프 내의 초단 듀얼 게이트 FET의 컨트롤 게이트전압을 제어함으로써 실현하고 있으며, AGC는 본래부터, 믹서도 필요없게 할 수 있다.
이들의 방식의 이점으로서는, EDGE 동작할 때에 컨트롤 게이트 Vcgs에 AM변조, 입력단자(Pin)에서 PM변조를 나누어 입력으로 하는 구성을 용이하게 취할 수 있다는 점이다.
또, 오프세트 PLL방식 및 다이렉트 컨버션 방식 모두, AGC 회로가 불필요하게 된다. 또, 오프세트 PLL방식에서는 믹서도 불필요하게 된다. 즉, 본 실시형태에서는 컨트롤 게이트를 이용함으로써, 지금까지 서술한 바와 같이 Vcgs 전압을 이용한 AM진폭에서의 선형성을 확보할 수 있다는 점에서, 입력에서 PM변조, Vcgs에서 AM변조를 초단 듀얼 게이트 MOSFET에 의해 합성하는 믹서기능을 가지게 된다.
따라서, AGC 회로 또는 AGC 회로와 믹서가 필요없게 되는 점에서, 파워앰프 외부의 세트의 구성부품 수를 큰 폭으로 절감할 수 있어, 무선통신기의 코스트 절감을 달성할 수 있다.
(동작예 3)
다음에 다른 동작예에 대해서 설명한다. 이 동작예에서는 무선통신기의 기능구성은 도 14에 나타내는 바와 같이 된다. 즉, 상기 동작예 2의 경우에서의 고주파 신호처리 IC(26)에서 파워앰프(20)에 보내는 VTXon 신호가 없어지는 상태이다.
동작예 3에서는 EDGE 모드는 도 17에 나타내는 바와 같이, EDGE 모드3과 같이 된다. EDGE 3에서는, Vcgs, Vgs1, Vgs2, Vgs3은 APC, Pin는 고정상태로 사용한다. 이 경우도 AGC 제어는 필요없게 된다.
즉, 동작예 3에서의 EDGE 모드3에서는, Vapc전압과 Vcgs를 선형선(ACPR)을 만족하는 범위인 상관을 유지하면서, 입력전력 일정하게 전압제어에서의 출력전력 컨트롤을 행한다. 이 상태에서 얻어진 관계를 도 15 및 도 16에 나타낸다. 도 15는 동작예 3에서의 Vapc와, 초단 듀얼 게이트의 Vcgs와의 상관을 나타내는 그래프이며, 도 16은 동작예 3에서의 Vapc에 대한 출력전력 및 ACPR과의 상관을 나타내는 그래프이다.
EDGE 모드3의 경우, EDGE 동작시는 GSM 동작시에 비해 파워단(최종 증폭단)을 A급에 가까운 상태로 구동시킬 필요가 있으므로, 파워단에의 입력전력을 낮출필요가 있다. 즉, Vcgs/Vapc의 값을 GSM 동작시의 그것에 비해 작게 할 필요가 있다. EDGE 모드3에서는 도 15의 그래프의 상관을 유지함으로써, 각 증폭단의 선형형을 유지하면서, 모든 게이트 바이어스 가변에서의 EDGE 동작을 확인할 수 있었다. 도 16에 나타내는 바와 같이, ACPR 사양은 -57dBc 이하로 한다.
EDGE 모드3에 의한 제어방법의 이점은, 저출력시의 동작전류를, 상기 동작예 2에 의한 EDGE 모드2의 제어방법(Vapc=고정)에 대해 삭감할 수 있는 점, 및 출력 OFF시에 모든 트랜지스터의 게이트 바이어스가 OFF되므로, 앰프의 입출력 아이솔레이션을 확보할 수 있다는 점에 있다.
단, 전술과 같이 Vapc전압과 Vcgs전압의 상관을 선형성을 충족시키는 범위에서 별도 유지할 필요가 새롭게 생긴다. 이 관계는 정합이나 트랜지스터의 종류, 바이어스 구성 등에 의해 당연히 다른 것은 말 할 필요도 없다.
본 실시형태는 전술의 동작예에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 다른 동작예로서는 증폭계의 2단째의 트랜지스터도 듀얼 게이트 MOSFET를 이용하고, Vcgs와 3단째의 Vgs3만을 EDGEAPC 컨트롤에 이용해도 좋다.
(실시형태 2)
도 20은 본 발명의 다른 실시형태(실시형태 2)인 고주파 전력증폭장치의 회로구성을 나타내는 블럭도이다.
본 실시형태 2에서는 초단의 듀얼 게이트 MOSFET만을 공유화하고, 2단째 이후에 증폭하는 트랜지스터를 분리한 1입력 2출력의 구성을 나타내는 것이다. 이 예에서는, GSM과 W(Wideband)-CDMA에 적용한 예를 나타낸다. 초단의 트랜지스터의 공용화에 의해, 보다 소형화를 달성할 수 있다. 또한, 초단도 분리하여 2입력 2출력으로 한 구성이라도 좋다. 이 경우, W-CDMA는 선형동작이므로, 당연 듀얼 게이트 MOSFET를 이용하는 것은 말 할 필요도 없다.
이상 본 발명자에 의해 행해진 발명을 실시형태에 기초하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정하는 것이 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러가지 변경 가능한 것은 말 할 필요도 없다, 예컨대, PCS(Personal Communication System)통신이나 멀티미디어를 대상으로 하는 W-CDMA 등의 2GHz대의 디지털 통신용의 증폭도 단일의 고주파 전력증폭장치에 삽입할 수 있다. 또, AMPS와 TDMA 등의 다른 포화/선형 시스템이라도 좋다.
본원에서 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의해 얻어지는 효과를 간단하게 설명하면, 하기와 같다.
(1) 포화동작하는 시스템과 선형동작하는 시스템을 노이즈 발생을 억제한 상태로 동일 회로 내에 공존할 수 있는 고주파 전력증폭장치 및 무선통신기를 제공할 수 있다.
(2) GSM 시스템(포화동작하는 시스템)과 EDGE 시스템(선형동작하는 시스템)을 노이즈 발생을 억제한 상태로 동일 회로 내에 공존할 수 있는 고주파 전력증폭장치 및 무선통신기를 제공할 수 있다.
(3) 노이즈 발생을 억제할 수 있는 고성능인 복수모드·복수밴드 구성의 고주파 전력증폭장치 및 무선통신기를 제공할 수 있다.
(4) 부품점수의 절감에서 고주파 전력증폭장치 및 무선통신기의 제조 코스트의 절감을 달성할 수 있다.

Claims (37)

  1. 증폭되어야 할 신호가 공급되는 입력단자와,
    출력단자와,
    컨트롤 단자와,
    모드 전환단자와,
    상기 입력단자와 상기 출력단자의 사이에 종속 접속되는 복수의 증폭단을 가지며,
    상기 복수의 증폭단의 각각은, 그 단에의 입력신호를 받는 제1의 단자와, 그 단의 출력신호를 송출하는 제2의 단자와, 그 단을 위해 기준전위를 받기 위한 제3의 단자로 이루어지며,
    상기 컨트롤 단자와 상기 각 증폭단의 제1의 단자 사이에 각각 접속되어, 상기 컨트롤 단자에 공급되는 전압에 따른 직류 바이어스 전위를 상기 제1의 단자에 인가하는 바이어스 회로와,
    상기 각 증폭단에 대해 각각 커렌트미러 회로를 구성하는 복수의 온도특성 보상회로와,
    상기 모드 전환단자에 공급되는 신호에 의해 동작하고, 상기 각 온도특성 보상회로를 온·오프시켜 통신모드를 전환하는 모드 전환회로를 구비하며,
    상기 증폭단 중 최종단의 증폭단을 제외하는 1 내지 복수의 증폭단과, 이 증폭단에 대응하는 온도특성 보상회로는 직렬 접속되는 부하측 반도체 증폭소자와 접지측 반도체 증폭소자로 각각 구성되며, 상기 증폭단의 부하측 반도체 증폭소자의 제어단자와 이것에 대응하는 온도특성 보상회로의 부하측 반도체 증폭소자의 제어단자는 접속되고, 상기 증폭단의 접지측 반도체 증폭소자의 제어단자는 상기 증폭단용의 바이어스 회로의 분압 저항을 형성하는 저항 사이에 접속하며,
    다른 상기 통신모드의 이득이 근사하도록, 한쪽의 통신모드에서는 상기 증폭단의 부하측 반도체 증폭소자의 제어단자에는 APC 신호를 인가하고,
    상기 각 증폭단의 제1의 단자에 바이어스 전위로서 각각 소정의 고정전위를 인가하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모드 전환회로의 동작에 의해, 위상변조 회로구성 또는 위상 및 진폭변조 회로구성으로 전환하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 모드 전환회로의 동작에 의해, 포화앰프용 회로구성 또는 선형앰프용 회로구성으로 전환하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 모드 전환회로의 동작에 의해, GSM용 회로구성 또는 EDGE용 회로구성으로 전환하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 증폭단과 이것에 부수하는 상기 바이어스 회로 및 온도특성 보상회로는 복수조 설치되어 복수의 증폭계를 구성함과 동시에, 상기 복수의 증폭계의 각 증폭계는 상기 모드 전환단자에 접속되어 다(多)모드 다(多)밴드용의 고주파 전력증폭장치를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 증폭계의 초단 증폭단은 공유한 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 직렬 접속되는 부하측 반도체 증폭소자와 접지측 반도체 증폭소자는 듀얼 게이트형의 반도체 증폭소자인 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  8. 증폭되어야 할 신호가 공급되는 입력단자와,
    출력단자와,
    컨트롤 단자와,
    모드 전환단자와,
    상기 입력단자와 상기 출력단자의 사이에 종속 접속되는 복수의 증폭단을 가지며,
    상기 복수의 증폭단의 각각은, 그 단에의 입력신호를 받는 제1의 단자와, 그 단의 출력신호를 송출하는 제2의 단자와, 그 단을 위해 기준전위를 받기 위한 제3의 단자로 이루어지며,
    상기 컨트롤 단자와 상기 각 증폭단의 제1의 단자 사이에 각각 접속되어, 상기 컨트롤 단자에 공급되는 전압에 따른 직류 바이어스 전위를 상기 제1의 단자에 인가하는 바이어스 회로와,
    상기 각 증폭단에 대해 각각 커렌트미러 회로를 구성하는 복수의 온도특성 보상회로와,
    상기 모드 전환단자에 공급되는 신호에 의해 동작하고, 상기 각 온도특성 보상회로를 온·오프시켜 통신모드를 전환하는 모드 전환회로를 구비하며,
    상기 증폭단 중 최종단의 증폭단을 제외하는 1 내지 복수의 증폭단과, 이 증폭단에 대응하는 온도특성 보상회로는 직렬 접속되는 부하측 반도체 증폭소자와 접지측 반도체 증폭소자로 각각 구성되며, 상기 증폭단의 부하측 반도체 증폭소자의 제어단자와 이것에 대응하는 온도특성 보상회로의 부하측 반도체 증폭소자의 제어단자는 접속되고, 상기 증폭단의 접지측 반도체 증폭소자의 제어단자는 상기 증폭단용의 바이어스 회로의 분압 저항을 형성하는 저항 사이에 접속하며,
    다른 상기 통신모드의 이득이 근사하도록, 한쪽의 통신모드에서는 상기 증폭단의 부하측 반도체 증폭소자의 제어단자에는 APC 신호를 인가하고,
    상기 각 증폭단의 제1의 단자에 바이어스 전위로서 각각 APC 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 모드 전환회로의 동작에 의해, 위상변조 회로구성 또는 위상 및 진폭변조 회로구성으로 전환하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 모드 전환회로의 동작에 의해, 포화앰프용 회로구성 또는 선형앰프용 회로구성으로 전환하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 모드 전환회로의 동작에 의해, GSM용 회로구성 또는 EDGE용 회로구성으로 전환하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 증폭단과 이것에 부수하는 상기 바이어스 회로 및 온도특성 보상회로는 복수조 설치되어 복수의 증폭계를 구성함과 동시에, 상기 복수의 증폭계의 각 증폭계는 상기 모드 전환단자에 접속되어 다모드 다밴드용의 고주파 전력증폭장치를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 증폭계의 초단 증폭단은 공유한 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 직렬 접속되는 부하측 반도체 증폭소자와 접지측 반도체 증폭소자는 듀얼 게이트형의 반도체 증폭소자인 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  15. 증폭되어야 할 신호가 공급되는 입력단자와,
    출력단자와,
    컨트롤 단자와,
    모드 전환단자와,
    상기 입력단자와 상기 출력단자의 사이에 종속 접속되는 복수의 증폭단을 가지며,
    상기 복수의 증폭단의 각각은, 그 단에의 입력신호를 받는 제1의 단자와, 그 단의 출력신호를 송출하는 제2의 단자와, 그 단을 위해 기준전위를 받기 위한 제3의 단자로 이루어지며,
    상기 컨트롤 단자와 상기 각 증폭단의 제1의 단자 사이에 각각 접속되어, 상기 컨트롤 단자에 공급되는 전압에 따른 직류 바이어스 전위를 상기 제1의 단자에 인가하는 바이어스 회로와,
    상기 각 증폭단에 대해 각각 커렌트미러 회로를 구성하는 복수의 온도특성 보상회로와,
    상기 모드 전환단자에 공급되는 신호에 의해 동작하고, 상기 각 온도특성 보상회로를 온·오프시켜 통신모드를 전환하는 모드 전환회로를 구비하고,
    상기 증폭단 중 최종단의 증폭단을 제외하는 1 내지 복수의 증폭단과, 이 증폭단에 대응하는 온도특성 보상회로는 직렬 접속되는 부하측 반도체 증폭소자와 접지측 반도체 증폭소자로 각각 구성되며, 상기 증폭단의 부하측 반도체 증폭소자의 제어단자와 이것에 대응하는 온도특성 보상회로의 부하측 반도체 증폭소자의 제어단자는 접속되고, 상기 증폭단의 접지측 반도체 증폭소자의 제어단자는 상기 증폭단용의 바이어스 회로의 분압 저항을 형성하는 저항 사이에 접속하며,
    다른 상기 통신모드의 이득이 근사하도록, 한쪽의 통신모드에서는 상기 증폭단의 부하측 반도체 증폭소자의 제어단자에 선택 고정한 전위를 인가하고,
    상기 각 증폭단의 제1의 단자에 바이어스 전위로서 각각 소정의 고정전위를 인가하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 모드 전환회로의 동작에 의해, 위상변조 회로구성 또는 위상 및 진폭변조 회로구성으로 전환하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 모드 전환회로의 동작에 의해, 포화앰프용 회로구성 또는 선형앰프용 회로구성으로 전환하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 모드 전환회로의 동작에 의해, GSM용 회로구성 또는 EDGE용 회로구성으로 전환하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 증폭단과 이것에 부수하는 상기 바이어스 회로 및 온도특성 보상회로는 복수조 설치되어 복수의 증폭계를 구성함과 동시에, 상기 복수의 증폭계의 각 증폭계는 상기 모드 전환단자에 접속되어 다모드 다밴드용의 고주파 전력증폭장치를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 증폭계의 초단 증폭단은 공유한 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 직렬 접속되는 부하측 반도체 증폭소자와 접지측 반도체 증폭소자는 듀얼 게이트형의 반도체 증폭소자인 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  22. 제 1 항에 기재의 고주파 전력증폭장치를 가지는 것을 특징으로 하는 무선통신기.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 고주파 전력증폭장치는 입력단자에 직교 성분신호와 동기 성분신호를 입력하는 다이렉트 컨버션 방식으로 사용되는 것을 특징으로 하는 무선통신기.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 고주파 전력증폭장치는 초단 증폭단의 듀얼 게이트 트랜지스터의 제1 게이트에 진폭 변조신호를 직접 입력하고, 제2 게이트에 위상신호를 직접 입력하는 오프세트 PLL방식으로 사용되는 것을 특징으로 하는 무선통신기.
  25. 제 8 항에 기재의 고주파 전력증폭장치를 가지는 것을 특징으로 하는 무선통신기.
  26. 제 15 항에 기재의 고주파 전력증폭장치를 가지는 것을 특징으로 하는 무선통신기.
  27. 통신모드 신호에 따라 선형 증폭동작 또는 비선형 증폭동작을 행하는 고주파전력증폭장치로서,
    증폭되어야 할 신호가 공급되는 입력단자와,
    출력단자와,
    모드 전환단자와,
    상기 입력단자와 상기 출력단자의 사이에 종속 접속되고, 각각 그 단에 공급되는 입력신호를 받는 제1의 단자와, 그 단의 출력신호를 송출하는 제2의 단자를 가지는 복수의 증폭단과,
    상기 각 증폭단의 제1의 단자에 각각 접속되고, 바이어스 전위를 상기 제1의 단자에 인가하는 바이어스 회로와,
    상기 모드 전환단자에 공급되는 통신모드 신호에 따른 모드신호를 형성하는 모드 전환회로를 포함하며,
    상기 복수의 증폭단 중 적어도 1개의 증폭단은 서로 직렬 접속되는 제1 반도체 증폭소자와 제2 반도체 증폭소자를 포함하고, 이 증폭단의 제1의 단자는 상기 제2 반도체 증폭소자의 제어 입력노드에 접속되며, 상기 제2의 단자는 상기 제1 반도체 증폭소자의 출력노드에 접속되고,
    상기 제1 반도체 증폭소자의 제어 입력노드에 상기 모드신호가 공급되며,
    선형 증폭동작을 하고 있을 때 및 비선형 증폭동작을 하고 있을 때, 상기 모드신호에 의해 이득이 제어되는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 모드신호에 따라 포화앰프 또는 비포화앰프로서 동작하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 모드신호에 따라, GSM용 앰프 또는 EDGE용 앰프로서 동작하는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 서로 직렬 접속되는 제1 반도체 증폭소자와 제2 반도체 증폭소자는 1개의 듀얼 게이트형의 반도체 증폭소자인 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  31. 증폭되어야 할 신호가 공급되는 입력단자와,
    출력단자와,
    모드단자와,
    상기 입력단자와 상기 출력단자의 사이에 종속 접속되고, 각각이 그 단에 공급되는 입력신호를 받는 제1의 단자와, 그 단의 출력신호를 송출하는 제2의 단자를 가지는 복수의 증폭단과,
    상기 각 증폭단에 바이어스 전위를 공급하는 바이어스 회로와,
    상기 모드단자에 공급되는 신호에 따른 AGC 신호를 형성하는 모드회로를 구비하고,
    상기 증폭단 중 적어도 1개의 증폭단은, 서로 직렬 접속된 제1 반도체 증폭소자와 제2 반도체 증폭소자를 가지며,
    상기 제1 반도체 증폭소자의 제어단자에는 상기 AGC 신호가 공급되고, 상기 제1 반도체 증폭소자의 출력단자는 상기 제2의 단자에 접속되며, 상기 제2 반도체 증폭소자의 제어단자는 상기 제1의 단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 직렬 접속되는 제1 반도체 증폭소자와 제2 반도체 증폭소자는 1개의 듀얼 게이트형의 반도체 증폭소자인 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  33. 증폭되어야 할 신호가 공급되는 입력단자와,
    출력단자와,
    모드단자와,
    상기 입력단자와 상기 출력단자의 사이에 종속 접속되고, 각각이 그 단에 공급되는 입력신호를 받는 제1의 단자와, 그 단의 출력신호를 송출하는 제2의 단자를 가지는 복수의 증폭단과,
    상기 각 증폭단에 바이어스 전위를 인가하는 바이어스 회로와,
    상기 모드단자에 공급되는 신호에 따른 APC 신호를 형성하는 모드회로를 구비하며,
    상기 증폭단 중 적어도 1개의 증폭단은 서로 직렬 접속되는 제1 반도체 증폭소자와 제2 반도체 증폭소자를 가지고,
    상기 제1 반도체 증폭소자의 제어단자에는 상기 APC 신호가 공급되며, 상기 제2 반도체 증폭소자의 제어단자는 제1의 단자가 접속되고, 상기 제1 반도체 증폭소자의 출력단자는 상기 제2의 단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 직렬 접속되는 제1 반도체 증폭소자와 제2 반도체 증폭소자는 1개의 듀얼 게이트형의 반도체 증폭소자인 것을 특징으로 하는 고주파 전력증폭장치.
  35. 제 27 항에 기재의 고주파 전력증폭장치를 가지는 것을 특징으로 하는 무선통신기.
  36. 제 31 항에 기재의 고주파 전력증폭장치를 가지는 것을 특징으로 하는 무선통신기.
  37. 제 33 항에 기재의 고주파 전력증폭장치를 가지는 것을 특징으로 하는 무선통신기.
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