TWI665864B - 功率放大模組 - Google Patents

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Abstract

一種能夠適當地限制放大器的輸出的功率放大模組。功率放大模組(10)具備：放大器(21、22、23)，將輸入訊號放大並輸出；射極追隨器電晶體(Tr31、Tr32、Tr33)，將對放大器(21、22、23)的偏壓點進行控制的偏壓訊號供給到放大器(21、22、23)；以及電流源(50)，將追隨控制電壓的變化而變化的控制電流(Iec)供給到射極追隨器電晶體(Tr31、Tr32、Tr33)的集極。電流源(50)將控制電流(Iec)限制在上限值以下。

Description

功率放大模組
本發明涉及功率放大模組。
在行動電話等移動通信終端中，使用了對發送到基地台的RF(Radio Frequency，射頻)訊號進行放大的功率放大器。功率放大器具備對RF訊號進行放大的放大器和對放大器的偏壓點進行控制的偏壓電路。作為這種偏壓電路，例如，像在專利文獻1記載的那樣，已知有如下的偏壓電路，其具備：對放大器供給偏壓訊號的射極追隨器電晶體；以及用於生成供給到該射極追隨器電晶體的集極的定電壓的定電壓生成電路。
在先技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2014-171170號公報
但是，若使構成放大器的雙極性電晶體的基極-射極間的電壓恆定地進行驅動，則伴隨著溫度上升，集極電流會增加。若由於集極電流的增加而使功耗增加，則雙極性電晶體的溫度上升，由此產生集極電流進一步增加的熱失控。在對向放大器供給偏壓訊號的射極追隨器電晶體的集極供給定電壓的 現有的電路結構中，並不能抑制與熱失控相伴的集極電流的增加，因此有時會導致放大器的破壞。
此外，若由於電池電壓的變動、輸出負載的變動、溫度變動等主要原因而使RF訊號的輸出超過天線開關的耐壓，則有時會產生功率下降。這是由來自構成天線開關的場效電晶體的電流洩漏造成的。
鑒於這樣的問題，本發明的課題在於，適當地限制放大器的輸出。
為了解決上述的課題，本發明涉及的功率放大模組具備：(i)放大器，將輸入訊號放大並輸出；(ii)射極追隨器電晶體，將對放大器的偏壓點進行控制的偏壓訊號供給到放大器；以及(iii)電流源，將追隨控制電壓的變化而變化的控制電流供給到射極追隨器電晶體的集極，並將控制電流限制在上限值以下。
根據本發明涉及的功率放大模組，能夠適當地限制放大器的輸出。
10‧‧‧功率放大模組
20‧‧‧放大電路
21、22、23‧‧‧放大器
30‧‧‧偏壓電路
40‧‧‧控制IC
50‧‧‧電流源
51‧‧‧電壓電流變換電路
52‧‧‧溫度補償電路
53‧‧‧合成電路
54‧‧‧定標合成電路
55‧‧‧輸出電路
56‧‧‧偏移合成電路
57‧‧‧溫度補償電路
58‧‧‧定標合成電路
59‧‧‧偏移合成電路
60‧‧‧電流源
70‧‧‧基帶IC
80‧‧‧RFIC
90‧‧‧天線開關
100‧‧‧天線
Tr31、Tr32、Tr33、Tr34‧‧‧射極追隨器電晶體
圖1是本發明的實施方式1涉及的功率放大模組的電路圖。
圖2是本發明的實施方式1涉及的電流源的電路圖。
圖3是本發明的實施方式1涉及的電壓電流變換電路的電路圖。
圖4是本發明的實施方式1涉及的溫度補償電路的電路圖。
圖5是示出本發明的實施方式1涉及的溫度補償電路的代替例的電路圖。
圖6是本發明的實施方式1涉及的合成電路的電路圖。
圖7是示出本發明的實施方式1涉及的溫度相依電流It的溫度變化的圖。
圖8是示出本發明的實施方式1涉及的溫度相依電壓Vt以及電壓Vfix的溫度變化的圖。
圖9是示出本發明的實施方式1涉及的電流Ib1與電壓差(Vt-Vfix)的關係的圖。
圖10是示出本發明的實施方式1涉及的進行了定標合成的電流Iin-s1的溫度變化的圖。
圖11是示出本發明的實施方式1涉及的進行了定標合成的電流Iin-s1與溫度獨立電流Iin的關係的圖。
圖12是本發明的實施方式2涉及的電流源的電路圖。
圖13是本發明的實施方式2涉及的偏移合成電路的電路圖。
圖14是示出本發明的實施方式2涉及的溫度相依電流It以及電流Ifix的溫度變化的圖。
圖15是示出本發明的實施方式2涉及的進行了偏移合成的電流Iin-o1的溫度變化的圖。
圖16是示出本發明的實施方式2涉及的進行了偏移合成的電流Iin-o1與溫度獨立電流Iin的關係的圖。
圖17是本發明的實施方式3涉及的電流源的電路圖。
圖18是本發明的實施方式3涉及的溫度補償電路的電路圖。
圖19是示出本發明的實施方式3涉及的電流Ipta1以及電流Ifix1的溫度變化的圖。
圖20是示出本發明的實施方式3涉及的溫度相依電流It1的溫度變化的圖。
圖21是示出本發明的實施方式3涉及的電流Ipta2以及電流Ifix2的溫度變化的 圖。
圖22是示出本發明的實施方式3涉及的溫度相依電流It2的溫度變化的圖。
圖23是本發明的實施方式3涉及的定標合成電路的電路圖。
圖24是示出本發明的實施方式3涉及的溫度相依電壓Vt1、Vt2的溫度變化的圖。
圖25是示出本發明的實施方式3涉及的電流Ib2與電壓差(Vt1-Vt2)的關係的圖。
圖26是示出本發明的實施方式3涉及的進行了定標合成的電流Iin-s2的溫度變化的圖。
圖27是示出本發明的實施方式3涉及的進行了定標合成的電流Iin-s2與溫度獨立電流Iin的關係的圖。
圖28是本發明的實施方式4涉及的電流源的電路圖。
圖29是本發明的實施方式4涉及的偏移合成電路的電路圖。
圖30是示出本發明的實施方式4涉及的溫度相依電流It1、It2的溫度變化的圖。
圖31是示出本發明的實施方式4涉及的進行了偏移合成的電流Iin-o2的溫度變化的圖。
圖32是示出本發明的實施方式4涉及的進行了偏移合成的電流Iin-o2與溫度獨立電流Iin的關係的圖。
以下，參照各圖對本發明的實施方式進行說明。在此，同一附圖標記表示同一電路元件，省略重複的說明。
圖1是本發明的實施方式1涉及的功率放大模組10的電路圖。功率放大模組 10在行動電話等移動通信終端中，將輸入訊號RFin的功率放大至發送到基地台所需的水平，並輸出放大訊號RFout。在此，輸入訊號RFin是根據給定的通信方式進行了調製的RF訊號。功率放大模組10具備放大電路20和偏壓電路30。放大電路20具備進行了多級連接的複數個放大器21、22、23。
基帶IC(Integrated Circuit)70根據預先確定的通信方式進行通信信息的編碼以及調製，並通過數字訊號處理生成基帶訊號。RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit，射頻集成電路)80通過按照疊加在基帶訊號的信息對載波進行調製，從而生成輸入訊號RFin。
放大器21對輸入訊號RFin進行放大並輸出放大訊號。放大器22對從放大器21輸出的放大訊號進一步進行放大並輸出放大訊號。放大器23對從放大器22輸出的放大訊號進一步進行放大並輸出放大訊號RFout。在RFIC80的輸出與放大器21的輸入之間、放大器21的輸出與放大器22的輸入之間、放大器22的輸出與放大器23的輸入之間、以及放大器23的輸出與天線開關90之間，分別配置有匹配電路MN1、MN2、MN3、MN4。匹配電路MN1、MN2、MN3、MN4分別使前級的電路與後級的電路之間的阻抗匹配。放大訊號RFout通過天線開關90從天線100被發送。另外，雖然在圖1所示的例子中，將放大器21、22、23的連接級數設為3，但是只要根據放大訊號RFout的輸出位準將連接級數確定為任意數即可。另外，在分時多工方式的情況下，天線開關90用於對發送和接收進行切換。此外，放大電路20也可以具備並聯連接的複數個放大器，在該情況下，天線開關90將來自從並聯連接的複數個放大器中選擇的任一個放大器的放大訊號引導至天線100。
放大器21例如具備射極接地形式的電晶體Tr21。對電晶體Tr21的基極供給輸入訊號RFin，並從其集極輸出放大訊號。此外，電晶體Tr21的集極通過電感器元件L1與電源電壓Vcc連接。放大器22與放大器21同樣地，具備 射極接地形式的電晶體Tr22。對電晶體Tr22的基極供給來自電晶體Tr21的放大訊號，並從其集極輸出進一步被放大的放大訊號。此外，電晶體Tr22的集極通過電感器元件L2與電源電壓Vcc連接。放大器23與放大器21、22同樣地，具備射極接地形式的電晶體Tr23。對電晶體Tr23的基極供給來自電晶體Tr22的放大訊號，並從其集極輸出進一步被放大的放大訊號RFout。此外，電晶體Tr23的集極通過電感器元件L3與電源電壓Vcc連接。另外，電晶體Tr21、Tr22、Tr23例如是異質結雙極性電晶體。此外，放大器21、22、23也可以分別將電晶體Tr21、Tr22、Tr23作為指(單位電晶體)而具有並聯連接複數個指而成的多指構造。
偏壓電路30具備複數個射極追隨器電晶體Tr31、Tr32、Tr33和控制IC40。控制IC40具備電流源50、60。電流源50將追隨控制電壓的變化而變化的控制電流Iec供給到射極追隨器電晶體Tr31、Tr32、Tr33各自的集極。該控制電壓用於控制放大訊號RFout的訊號位準，也被稱作位準控制電壓。在本實施方式中，作為控制電壓，例示定電壓以及斜坡電壓。電流源50生成以及輸出追隨從定電壓以及斜坡電壓之中例如根據通信方式選擇的任一方的控制電壓的變化而變化的控制電流Iec。在此，定電壓具有如下的電壓波形，即，相對於時間變化，其電壓值不變化，是恆定的。此外，斜坡電壓例如具有其電壓值相對於時間變化而線性地增加的電壓波形(例如，三角波或梯形波等)。電流源50將控制電流Iec限制在上限值以下。該上限值不是固定值，而是根據控制電壓的位準而可變的。電流源60將定電流Ieb供給到射極追隨器電晶體Tr31、Tr32、Tr33各自的基極。從電流源50供給的控制電流Iec和從電流源60供給的定電流Ieb相互獨立地被控制。在對電流源50、60進行區分的情況下，將前者稱作第一電流源，將後者稱作第二電流源。另外，控制IC40也可以代替電流源60而具備用於將定電壓供給到射極追隨器電晶體Tr31、Tr32、Tr33各自的基極的定電壓源 (對於後述的實施方式2至4也是同樣的)。
射極追隨器電晶體Tr31的射極將對放大器21的偏壓點(動作點)進行控制的偏壓訊號通過基極鎮流電阻元件R1供給到放大器21。該偏壓訊號被供給到電晶體Tr21的基極。同樣地，射極追隨器電晶體Tr32的射極將對放大器22的偏壓點進行控制的偏壓訊號通過基極鎮流電阻元件R2供給到放大器22。該偏壓訊號被供給到電晶體Tr22的基極。此外，同樣地，射極追隨器電晶體Tr33的射極將對放大器23的偏壓點進行控制的偏壓訊號通過基極鎮流電阻元件R3供給到放大器23。該偏壓訊號被供給到電晶體Tr23的基極。另外，所謂偏壓訊號，是指偏壓電流或偏壓電壓。
在電晶體Tr21中，若使其基極-射極間的電壓恆定地進行驅動，則伴隨著溫度上升，集極電流增加。若由於集極電流的增加而使功耗增加，則雙極性電晶體Tr21的溫度上升，由此產生集極電流進一步增加這樣的正回授(熱失控)。另一方面，在射極追隨器電晶體Tr31的基極與接地之間，串聯連接有二極體D311、D312。二極體D311、D312的正向電壓具有伴隨著溫度上升而下降的溫度特性，因此射極追隨器電晶體Tr31的基極電位伴隨著溫度上升而下降。由此，能夠抑制電晶體Tr21的熱失控。同樣地，由於串聯連接在射極追隨器電晶體Tr32的基極與接地之間的二極體D321、D322的溫度特性，射極追隨器電晶體Tr32的基極電位伴隨著溫度上升而下降。由此，能夠抑制電晶體Tr22的熱失控。此外，同樣地，由於串聯連接在射極追隨器電晶體Tr33的基極與接地之間的二極體D331、D332的溫度特性，射極追隨器電晶體Tr33的基極電位伴隨著溫度上升而下降。由此，能夠抑制電晶體Tr23的熱失控。
圖2是實施方式1涉及的電流源50的電路圖。電流源50具有抑制控制電流Iec的溫度變化的溫度補償功能。電流源50具備電壓電流變換電路51、溫度補償電路52以及合成電路53。電壓電流變換電路51將從定電壓Vconst以及斜 坡電壓Vramp中選擇的任一方的控制電壓變換為溫度獨立電流Iin。溫度補償電路52生成對控制電流Iec的溫度變化進行補償的溫度相依電流It。合成電路53從溫度獨立電流Iin以及溫度相依電流It生成以及輸出控制電流Iec。合成電路53具備定標合成電路54以及輸出電路55。定標合成電路54從溫度獨立電流Iin以及溫度相依電流It生成進行了定標合成的電流Iin-s1。輸出電路55從電流Iin-s1生成以及輸出控制電流Iec。
圖3是實施方式1涉及的電壓電流變換電路51的電路圖。電壓電流變換電路51具備運算放大器OP1、N通道場效電晶體NM1、P通道場效電晶體PM1、PM2、以及電阻元件R4。對運算放大器OP1的同相輸入端子輸入從定電壓Vconst以及斜坡電壓Vramp中選擇的任一方的控制電壓。運算放大器OP1的輸出端子與N通道場效電晶體NM1的閘極連接。運算放大器OP1的反相輸入端子與N通道場效電晶體NM1的源極連接。此外，在N通道場效電晶體NM1的源極和運算放大器OP1的反相輸入端子的連接點與接地之間，連接有電阻元件R4。P通道場效電晶體PM1的源極與電源電壓Vcc連接，P通道場效電晶體PM1的汲極與N通道場效電晶體NM1的汲極連接。P通道場效電晶體PM1的汲極與P通道場效電晶體PM1的閘極連接。P通道場效電晶體PM2的源極與電源電壓Vcc連接，P通道場效電晶體PM2的閘極與P通道場效電晶體PM1的閘極連接。若將流過P通道場效電晶體PM1、N通道場效電晶體NM1、以及電阻元件R4的電流設為I1，則電流I1等於將控制電壓除以電阻元件R4的電阻值的值。在P通道場效電晶體PM2的汲極-源極間，流過與電流I1成比例的溫度獨立電流Iin。該溫度獨立電流Iin是不具有溫度特性的溫度獨立電流，與控制電壓成比例。因此，在作為控制電壓而選擇了定電壓Vconst的情況下，不會有控制電壓的變動，對運算放大器OP1的同相輸入端子輸入恆定的電壓(上限值)。由此，可設定溫度獨立電流Iin的上限值，因此能夠將電流源50供給的控制電流Iec限制在上限值以下。
圖4是實施方式1涉及的溫度補償電路52的電路圖。溫度補償電路52具備運算放大器OP2、N通道場效電晶體NM2、P通道場效電晶體PM3、PM4、電阻元件R5、以及二極體D1。對運算放大器OP2的同相輸入端供給恆定的電壓Vref。運算放大器OP2的輸出端子與N通道場效電晶體NM2的閘極連接。運算放大器OP2的反相輸入端子與N通道場效電晶體NM2的源極連接。此外，在N通道場效電晶體NM2的源極和運算放大器OP2的反相輸入端子的連接點與接地之間，串聯地連接有電阻元件R5以及二極體D1。P通道場效電晶體PM3的源極與電源電壓Vcc連接，P通道場效電晶體PM3的汲極與N通道場效電晶體NM2的汲極連接。P通道場效電晶體PM3的汲極與P通道場效電晶體PM3的閘極連接。P通道場效電晶體PM4的源極與電源電壓Vcc連接，P通道場效電晶體PM4的閘極與P通道場效電晶體PM3的閘極連接。若將流過P通道場效電晶體PM3、N通道場效電晶體NM2、電阻元件R5、以及二極體D1的電流設為I2，則電流I2具有根據二極體D1的溫度特性而變化的正的溫度特性。可望對P通道場效電晶體PM3、PM4的閘極寬度以及電阻R5的電阻值進行調整，使得二極體D1的溫度特性例如與圖1所示的二極體D311、312、321、322、331、332的溫度特性相同。在P通道場效電晶體PM4的汲極-源極間，流過與電流I2成比例的溫度相依電流It。該溫度相依電流It是對控制電流Iec的溫度變化進行補償的具有溫度相依的電流。
圖5是示出實施方式1涉及的溫度補償電路52的代替例的電路圖。溫度補償電路52也可以代替圖4所示的電路結構而具有例如圖5所示的電路結構。溫度補償電路52具備定電流源J1、運算放大器OP3、N通道場效電晶體NM3、P通道場效電晶體PM5、PM6、PM7、PM8、電阻元件R6、R7、R8、以及二極體D2、D3。P通道場效電晶體PM5、PM6進行電流鏡連接。P通道場效電晶體PM5的源極與電源電壓Vcc連接。在P通道場效電晶體PM5的汲極-源極 間，流過從定電流源J1供給的定電流。P通道場效電晶體PM6的源極與電源電壓Vcc連接，P通道場效電晶體PM6的汲極與N通道場效電晶體NM3的汲極連接。N通道場效電晶體NM3的閘極與運算放大器OP3的輸出端子連接，N通道場效電晶體NM3的源極與接地連接。
P通道場效電晶體PM7的源極與電源電壓Vcc連接，P通道場效電晶體PM7的閘極與P通道場效電晶體PM6的汲極連接。同樣地，P通道場效電晶體PM8的源極與電源電壓Vcc連接，P通道場效電晶體PM8的閘極與P通道場效電晶體PM6的汲極連接。
在運算放大器OP3的同相輸入端子與接地之間，連接有二極體D2，在運算放大器OP3的同相輸入端子與P通道場效電晶體PM7的汲極之間，連接有電阻元件R6。在運算放大器OP3的反相輸入端子與接地之間，串聯地連接有電阻元件R8和被並聯連接的複數個二極體D3。在運算放大器OP3的反相輸入端子與P通道場效電晶體PM7的汲極之間，連接有電阻元件R7。
對運算放大器OP3的同相輸入端子輸入反映了二極體D2的溫度特性的電壓，對運算放大器OP3的反相輸入端子輸入反映了複數個二極體D3的溫度特性的電壓。通過調整電阻R6、R7、R8的各電阻值，能夠使從P通道場效電晶體PM8的汲極輸出的溫度相依電流It具有正的溫度特性。該溫度相依電流It是對控制電流Iec的溫度變化進行補償的具有溫度相依的電流。
圖6是實施方式1涉及的合成電路53的電路圖。合成電路53具備定標合成電路54以及輸出電路55。定標合成電路54具備N通道場效電晶體NM4、NM5、NM6、P通道場效電晶體PM9、PM10、以及電阻元件R9。P通道場效電晶體PM9、PM10各自的源極被連接，對其連接點供給溫度獨立電流Iin。對P通道場效電晶體PM9的閘極供給電壓Vt。該電壓Vt是與流過溫度相依電流It的電阻元件R9的電壓相等的溫度相依電壓。P通道場效電晶體PM9的汲極與N通 道場效電晶體NM4的汲極連接。N通道場效電晶體NM4的閘極與N通道場效電晶體NM4的汲極連接，N通道場效電晶體NM4的源極與接地連接。對P通道場效電晶體PM10的閘極供給電壓Vfix。P通道場效電晶體PM10的汲極與N通道場效電晶體NM5的汲極連接。N通道場效電晶體NM5的閘極與N通道場效電晶體NM5的汲極連接，N通道場效電晶體NM5的源極與接地連接。此外，N通道場效電晶體NM5、NM6進行電流鏡連接。
流過電阻元件R9的溫度相依電流It具有其電流值伴隨著溫度增加而增加的正的溫度特性(參照圖7)。因為溫度相依電流It相對於溫度變化的變化量是恆定的，所以溫度相依電流It具有一次(直線)的變化特性。因此，對P通道場效電晶體PM9的閘極供給的電壓Vt具有其電壓值伴隨著溫度增加而增加的正的溫度特性(參照圖8)。另一方面，對P通道場效電晶體PM10的閘極供給的電壓Vfix是不具有溫度相依的定電壓(參照圖8)。電壓Vt以及電壓Vfix在常溫(例如，25℃)一致。若與常溫相比成為高溫，則電壓Vt變得大於電壓Vfix，若與常溫相比成為低溫，則電壓V變得小於電壓Vfix。將流過P通道場效電晶體PM9以及N通道場效電晶體NM4各自的通道的電流設為Ia1。此外，將流過P通道場效電晶體PM10以及N通道場效電晶體NM5各自的通道的電流設為Ib1。此时，Iin=(Ia1+Ib1)的关系成立。電流Ib1和電壓Vt與電壓Vfix之差(Vt-Vfix)成比例(參照圖9)。流過N通道場效電晶體NM6的汲極-源極間的電流Iin-s1與電流Ib1成比例。這樣，能夠從溫度獨立電流Iin以及溫度相依電流It生成進行了定標合成的電流Iin-s1。電流Iin-s1具有其電流值伴隨著溫度增加而增加的正的溫度特性(參照圖10)。若在橫軸取溫度獨立電流Iin的值，在縱軸取電流Iin-s1的值，則可得到圖11所示的圖。若與常溫相比成為低溫，則圖的斜率變緩，若與常溫相比成為高溫，則圖的斜率變陡。在定標合成中，任一圖均通過原點，根據溫度對圖的斜率進行控制。在此，圖11所示的圖的斜率是電流Iin-s1相對於溫度獨立電流Iin 的比。像這樣，在定標合成中，根據溫度來調整電流Iin-s1相對於溫度獨立電流Iin的比。若將該比稱作修正係數，則定標合成電路54具有對溫度獨立電流Iin乘以與溫度相應的修正係數而生成電流Iin-s1的功能。
在此，返回到圖6的說明。輸出電路55具備定電流源J2、運算放大器OP4、N通道場效電晶體NM6、NM7、NM8、NM9、NM10、以及P通道場效電晶體PM11、PM12、PM13、PM14。對運算放大器OP4的反相輸入端子供給電壓Vset。運算放大器OP4的同相輸入端子與P通道場效電晶體PM13的汲極連接，運算放大器OP4的輸出端子與P通道場效電晶體PM11的閘極連接。P通道場效電晶體PM11的源極與電源電壓Vcc連接，P通道場效電晶體PM11的汲極與P通道場效電晶體PM13的源極連接。P通道場效電晶體PM12的源極與電源電壓Vcc連接，P通道場效電晶體PM12的汲極與P通道場效電晶體PM14的源極連接。P通道場效電晶體PM11的閘極與P通道場效電晶體PM12的閘極連接。P通道場效電晶體PM13的閘極與P通道場效電晶體PM14的閘極連接。P通道場效電晶體PM14的閘極與P通道場效電晶體PM14的汲極連接。
N通道場效電晶體NM6、NM7各自的閘極與N通道場效電晶體NM5的閘極連接。N通道場效電晶體NM6的汲極與P通道場效電晶體PM13的汲極連接。N通道場效電晶體NM7的汲極與P通道場效電晶體PM14的汲極連接。N通道場效電晶體NM6、NM7各自的源極與接地連接。
從與電源電壓Vcc連接的定電流源J2對N通道場效電晶體NM8的汲極供給定電流。N通道場效電晶體NM8的閘極與N通道場效電晶體NM8的汲極連接。N通道場效電晶體NM8的源極與接地連接。N通道場效電晶體NM9的汲極與P通道場效電晶體PM13的源極連接。N通道場效電晶體NM9的閘極與N通道場效電晶體NM8的閘極連接。N通道場效電晶體NM9的源極與接地連接。N通道場效電晶體NM10的汲極與P通道場效電晶體PM12的汲極連接。N通道場 效電晶體NM10的閘極與N通道場效電晶體NM8的汲極連接。N通道場效晶體管NM10的源極與接地連接。通過從對N通道場效電晶體NM10的汲極和P通道場效電晶體PM12的汲極進行連接的電流路徑分歧的電流路徑輸出控制電流Iec。
若將流過N通道場效電晶體NM9、NM10各自的電流設為I9、I10，則電流I9、I10與從定電流源J2供給的電流成比例。若將流過N通道場效電晶體NM7的電流設為I7，則電流I7與電流Iin-s1成比例。若將流過P通道場效電晶體PM11、PM12各自的電流設為I11、I12，則電流I12與電流I11成比例。此外，電流I11成為電流I9與電流Iin-s1之和。電流I12成為電流I7、電流I10以及控制電流Iec之和。像這樣，輸出電路55具有依據電流Iin-s1生成以及輸出控制電流Iec的功能。
根據實施方式1，電流源50能夠將供給到射極追隨器電晶體Tr31、Tr32、Tr33的集極的控制電流Iec限制在上限值以下。由此，能夠抑制伴隨著電晶體Tr21、Tr22、Tr23的熱失控的集極電流的增加。此外，控制IC40進一步具備將定電流Ieb供給到射極追隨器電晶體Tr31、Tr32、Tr33的基極的電流源60，因此能夠有效地抑制伴隨著電晶體Tr21、Tr22、Tr23的熱失控的集極電流的增加。此外，通過對具有一次的變化特性的溫度相依電流It以及溫度獨立電流Iin進行定標合成，從而能夠對控制電流Iec的溫度變化進行補償。此外，通過控制電流Iec的限制對來自放大器21、22、23的輸出適當地進行限制，由此能夠避免由來自構成天線開關90的場效電晶體的電流洩漏造成的功率下降。
圖12是實施方式2涉及的電流源50的電路圖。實施方式2涉及的電流源50的合成電路53與實施方式1涉及的電流源50的合成電路53的不同點在於，代替實施方式1的定標合成電路54而具備偏移合成電路56。偏移合成電路56從溫度獨立電流Iin以及溫度相依電流It生成進行了偏移合成的電流Iin-o1。輸出電路55依據電流Iin-o1生成以及輸出控制電流Iec。另外，溫度相依電流It具有一次 的變化特性。
圖13是實施方式2涉及的偏移合成電路56的電路圖。實施方式2涉及的輸出電路55的電路結構與實施方式1涉及的輸出電路55的電路結構相同，因此對偏移合成電路56的電路結構進行說明。偏移合成電路56具備定電流源J3以及N通道場效電晶體NM11、NM12、NM13、NM14。從與電源電壓Vcc連接的定電流源J3對N通道場效電晶體NM11的汲極供給定電流。N通道場效電晶體NM11的源極與接地連接。N通道場效電晶體NM11的閘極與N通道場效電晶體NM12的閘極連接。N通道場效電晶體NM11的汲極與N通道場效電晶體NM11的閘極連接。N通道場效電晶體NM12、NM13的汲極被相互連接，對其連接點供給溫度相依電流It以及溫度獨立電流Iin。N通道場效電晶體NM12、NM13各自的源極與接地連接。N通道場效電晶體NM13的閘極與N通道場效電晶體NM13的汲極連接。N通道場效電晶體NM14的閘極與N通道場效電晶體NM13的閘極連接。N通道場效電晶體NM14的源極與接地連接。
若將流過N通道場效電晶體NM12的汲極-源極間的電流設為Ifix，則電流Ifix是與從定電流源J3供給的定電流成比例且不具有溫度相依的固定電流(參照圖14)。溫度相依電流It以及電流Ifix在常溫一致。若與常溫相比成為高溫，則溫度相依電流It變得大於電流Ifix，若與常溫相比成為低溫，則溫度相依電流It變得小於電流Ifix。流過N通道場效電晶體NM13的汲極-源極間的電流成為(Iin+It-Ifix)。流過N通道場效電晶體NM14的汲極-源極間的電流Iin-o1與(Iin+It-Ifix)成比例。這樣，能夠從溫度獨立電流Iin以及溫度相依電流It生成進行了偏移合成的電流Iin-o1。電流Iin-o1具有其電流值伴隨著溫度增加而增加的正的溫度特性(參照圖15)。若在橫軸取溫度獨立電流Iin的值，在縱軸取電流Iin-o1的值，則可得到圖16所示的圖。雖然常溫、低溫、以及高溫各自時的圖的斜率相同，但是在偏移合成中，越是高溫，與溫度獨立電流Iin的值相加的修正值越 大。若將該修正值稱作電流修正值，則偏移合成電路56具有將與溫度相應的電流修正值與溫度獨立電流Iin相加而生成電流Iin-o1的功能。在此，圖16的圖的斜率是電流Iin-o1相對於溫度獨立電流Iin的比。
根據實施方式2，通過對具有一次的變化特性的溫度相依電流It以及溫度獨立電流Iin進行偏移合成，從而能夠對控制電流Iec的溫度變化進行補償。
圖17是實施方式3涉及的電流源50的電路圖。實施方式3涉及的電流源50與實施方式1涉及的電流源50的不同點在於，代替實施方式1的溫度補償電路52而具備溫度補償電路57。此外，實施方式3涉及的電流源50的合成電路53與實施方式1涉及的電流源50的合成電路53的不同點在於，代替實施方式1的定標合成電路54而具備定標合成電路58。溫度補償電路57生成對控制電流Iec的溫度變化進行補償的溫度相依電流It1、I2。定標合成電路58從溫度獨立電流Iin以及溫度相依電流It1、It2生成進行了定標合成的電流Iin-s2。輸出電路55依據電流Iin-s2生成以及輸出控制電流Iec。
圖18是實施方式3涉及的溫度補償電路57的電路圖。溫度補償電路57具備定電流源J4、運算放大器OP5、N通道場效電晶體NM15、NM16、NM17、NM18、NM19、P通道場效電晶體PM15、PM16、PM17、PM18、PM19、PM20、PM21、PM22、PM23、PM24、電阻元件R10、以及二極體D4。對運算放大器OP5的同相輸入端供給恆定的電壓Vref。運算放大器OP5的輸出端子與N通道場效電晶體NM15的閘極連接。運算放大器OP5的反相輸入端子與N通道場效電晶體NM15的源極連接。此外，在N通道場效電晶體NM15的源極和運算放大器OP5的反相輸入端子的連接點與接地之間，串聯地連接有電阻元件R10以及二極體D4。P通道場效電晶體PM15的源極與電源電壓Vcc連接，P通道場效電晶體PM15的汲極與N通道場效電晶體NM15的汲極連接。P通道場效 電晶體PM15的閘極與P通道場效電晶體PM15的汲極連接。
P通道場效電晶體PM17的源極與電源電壓Vcc連接。在P通道場效電晶體PM17的汲極-源極間，流過從定電流源J4供給的定電流。P通道場效電晶體PM16的源極與電源電壓Vcc連接。P通道場效電晶體PM16的閘極與P通道場效電晶體PM15的閘極連接。P通道場效電晶體PM16的汲極與N通道場效電晶體NM16的汲極連接。P通道場效電晶體PM18的源極與電源電壓Vcc連接。P通道場效電晶體PM18的閘極與P通道場效電晶體PM17的閘極連接。P通道場效電晶體PM18的汲極與N通道場效電晶體NM17的汲極連接。N通道場效電晶體NM16的汲極與N通道場效電晶體NM16的源極連接。N通道場效電晶體NM16的閘極與N通道場效電晶體NM17的閘極連接。N通道場效電晶體NM16、NM17各自的源極與接地連接。
P通道場效電晶體PM19的源極與電源電壓Vcc連接。P通道場效電晶體PM19的閘極與P通道場效電晶體PM19的汲極連接。P通道場效電晶體PM19的汲極與N通道場效電晶體NM17的汲極連接。P通道場效電晶體PM20的源極與電源電壓Vcc連接。P通道場效電晶體PM20的閘極與P通道場效電晶體PM19的閘極連接。
P通道場效電晶體PM21的源極與電源電壓Vcc連接。P通道場效電晶體PM21的閘極與P通道場效電晶體PM17的閘極連接。P通道場效電晶體PM21的汲極與N通道場效電晶體NM18的汲極連接。P通道場效電晶體PM22的源極與電源電壓Vcc連接。P通道場效電晶體PM22的閘極與P通道場效電晶體PM16的閘極連接。P通道場效電晶體PM22的汲極與N通道場效電晶體NM19的汲極連接。N通道場效電晶體NM18的汲極與N通道場效電晶體NM18的閘極連接。N通道場效電晶體NM18的閘極與N通道場效電晶體NM19的閘極連接。N通道場效電晶體NM18、NM19各自的源極與接地連接。
P通道場效電晶體PM23的源極與電源電壓Vcc連接。P通道場效電晶體PM23的閘極與P通道場效電晶體PM24的閘極連接。P通道場效電晶體PM23的汲極與N通道場效電晶體NM19的汲極連接。P通道場效電晶體PM23的閘極與P通道場效電晶體PM23的汲極連接。P通道場效電晶體PM24的源極與電源電壓Vcc連接。
將流過P通道場效電晶體PM15、N通道場效電晶體NM15、電阻元件R10、以及二極體D4的電流設為I15。電流I15具有根據二極體D4的溫度特性而變化的正的溫度特性。二極體D4的溫度特性例如可望與圖1所示的二極體D311、312、321、322、331、332的溫度特性相同。
將流過N通道場效電晶體NM17的汲極-源極間的電流設為Iptat1。因為P通道場效電晶體PM15、PM16、以及N通道場效電晶體NM16、NM17進行電流鏡連接，所以電流Iptat1與電流I15成比例。將流過P通道場效電晶體PM18的汲極-源極間的電流設為Ifix1。因為P通道場效電晶體PM17、PM18進行電流鏡連接，所以電流Ifix1是與從定電流源J4供給的定電流成比例且不具有溫度相依的固定電流(參照圖19)。電流Iptat1以及電流Ifix1在常溫一致。若與常溫相比成為高溫，則電流Iptat1變得大於電流Ifix1，若與常溫相比成為低溫，則電流Iptat1變得小於電流Ifix1。在P通道場效電晶體PM19的汲極-源極間，在常溫以上的溫度，流過從電流Iptat1減去了電流Ifix1的電流。在P通道場效電晶體PM20的汲極-源極間，流過與在P通道場效電晶體PM19的汲極-源極間流過的電流成比例的溫度相依電流It1。該溫度相依電流It1是對常溫以上的溫度時的控制電流Iec的溫度變化進行補償的具有溫度相依的電流(參照圖20)。
將流過P通道場效電晶體PM22的汲極-源極間的電流設為Iptat2。因為P通道場效電晶體PM15、PM16、PM22進行電流鏡連接，所以電流Iptat2與電流I15成比例。將流過P通道場效電晶體PM21的汲極-源極間的電流設為Ifix2。 因為P通道場效電晶體PM17、PM21進行電流鏡連接，所以電流Ifix2是與從定電流源J4供給的定電流成比例且不具有溫度相依的固定電流(參照圖21)。電流Iptat2以及電流Ifix2在常溫一致。若與常溫相比成為高溫，則電流Iptat2變得大於電流Ifix2，若與常溫相比成為低溫，則電流Iptat2變得小於電流Ifix2。在P通道場效電晶體PM23的汲極-源極間，在低於常溫的溫度，流過從電流Ifix2減去了電流Iptat2的電流。在P通道場效電晶體PM24的汲極-源極間，流過與在P通道場效電晶體PM23的汲極-源極間流過的電流成比例的溫度相依電流It2。該溫度相依電流It2是對低於常溫的溫度時的控制電流Iec的溫度變化進行補償的具有溫度相依的電流(參照圖22)。
常溫以上的溫度時的溫度相依電流It1相對於溫度變化的變化量與低於常溫的溫度時的溫度相依電流It2相對於溫度變化的變化量相互不同，因此溫度相依電流It1、It2具有二次的變化特性。
圖23是實施方式3涉及的定標合成電路58的電路圖。實施方式3涉及的輸出電路55的電路結構與實施方式1涉及的輸出電路55的電路結構相同，因此對定標合成電路58的電路結構進行說明。定標合成電路58具備N通道場效電晶體NM20、NM21、NM22、P通道場效電晶體PM25、PM26、以及電阻元件R11、R12。P通道場效電晶體PM25、PM26各自的源極被連接，對其連接點供給溫度獨立電流Iin。對P通道場效電晶體PM25的閘極供給電壓Vt1。該電壓Vt1是與流過溫度相依電流It1的電阻元件R11的電壓相等的溫度相依電壓。P通道場效電晶體PM25的汲極與N通道場效電晶體NM20的汲極連接。N通道場效電晶體NM20的閘極與N通道場效電晶體NM20的汲極連接，N通道場效電晶體NM20的源極與接地連接。對P通道場效電晶體PM26的閘極供給電壓Vt2。該電壓Vt2是與流過溫度相依電流It2的電阻元件R12的電壓相等的溫度相依電壓。P通道場效電晶體PM26的汲極與N通道場效電晶體NM21的汲極連接。N通道場效 電晶體NM21的閘極與N通道場效電晶體NM21的汲極連接，N通道場效電晶體NM21的源極與接地連接。此外，N通道場效電晶體NM21、NM22進行電流鏡連接。
電壓Vt1在常溫以上具有其電壓值伴隨著溫度增加而增加的正的溫度特性，電壓Vt2在低於常溫時具有其電壓值伴隨著溫度增加而減少的負的溫度特性(參照圖24)。電壓Vt1以及電壓Vt2在常溫一致。在與常溫相比為高溫時，電壓Vt2的值為零，在與常溫相比為低溫時，電壓Vt1的值為零。將流過P通道場效電晶體PM25以及N通道場效電晶體NM20各自的通道的電流設為Ia2。此外，將流過P通道場效電晶體PM26以及N通道場效電晶體NM21各自的通道的電流設為Ib2。此時，Iin=(Ia2+Ib2)的關係成立。電流Ib2和電壓Vt1與電壓Vt2之差(Vt1-Vt2)成比例(參照圖25)。流過N通道場效電晶體NM22的汲極-源極間的電流Iin-s2與電流Ib2成比例。這樣，能夠從溫度獨立電流Iin以及溫度相依電流It1、It2生成進行了定標合成的電流Iin-s2。電流Iin-s2具有其電流值伴隨著溫度增加而增加的正的溫度特性，且常溫以上的溫度時的溫度修正值與低於常溫的溫度時的溫度修正值不同(參照圖26)。若在橫軸取溫度獨立電流Iin的值，在縱軸取電流Iin-s2的值，則可得到如圖27所示的圖。若與常溫相比成為低溫，則圖的斜率變緩，若與常溫相比成為高溫，則圖的斜率變陡。在定標合成中，任一圖均通過原點，且根據溫度對圖的斜率進行控制。在此，圖27所示的圖的斜率是電流Iin-s2相對於溫度獨立電流Iin的比。像這樣，在定標合成中，根據溫度來調整電流Iin-s2相對於溫度獨立電流Iin的比。若將該比稱作修正係數，則定標合成電路58具有對溫度獨立電流Iin乘以與溫度相應的修正係數而生成電流Iin-s2的功能。
根據實施方式3，通過對具有二次的變化特性的溫度相依電流It1、It2以及溫度獨立電流Iin進行定標合成，從而能夠對控制電流Iec的溫度變化進 行補償。
圖28是實施方式4涉及的電流源50的電路圖。實施方式4涉及的電流源50的合成電路53與實施方式3涉及的電流源50的合成電路53的不同點在於，代替實施方式3的定標合成電路58而具備偏移合成電路59。偏移合成電路59從溫度獨立電流Iin以及溫度相依電流It1、It2生成進行了偏移合成的電流Iin-o2。輸出電路55從電流Iin-o2生成以及輸出控制電流Iec。另外，溫度相依電流It1、It2具有二次的變化特性。
圖29是實施方式4涉及的偏移合成電路59的電路圖。實施方式4涉及的輸出電路55的電路結構與實施方式1涉及的輸出電路55的電路結構相同，因此對偏移合成電路59的電路結構進行說明。偏移合成電路59具備N通道場效電晶體NM23、NM24、NM25、NM26。對N通道場效電晶體NM23的汲極供給溫度相依電流It2。N通道場效電晶體NM23的汲極與N通道場效電晶體NM23的閘極連接。N通道場效電晶體NM23的閘極與N通道場效電晶體NM24的閘極連接。N通道場效電晶體NM23的源極與接地連接。N通道場效電晶體NM24、NM25的汲極被相互連接，對其連接點供給溫度相依電流It1以及電流Iin。
溫度相依電流It1在常溫以上具有其電流值伴隨著溫度增加而增加的正的溫度特性，溫度相依電流It2在低於常溫時具有其電壓值伴隨著溫度增加而減少的負的溫度特性(參照圖30)。溫度相依電流It1以及溫度相依電流It2在常溫一致。在與常溫相比為高溫時，溫度相依電流It2的值為零，在與常溫相比為低溫時，溫度相依電流It1的值為零。若將進行了電流鏡連接的N通道場效電晶體NM23、NM24的電流鏡比設為1，則流過N通道場效電晶體NM24的汲極-源極間的電流為It2。流過N通道場效電晶體NM25的汲極-源極間的電流成為(Iin+It1-It2)。流過N通道場效電晶體NM26的汲極-源極間的電流Iin-o2與(Iin+It1- It2)成比例。這樣，能夠從溫度獨立電流Iin以及溫度相依電流It1、It2生成進行了偏移合成的電流Iin-o2。電流Iin-o2具有其電流值伴隨著溫度增加而增加的正的溫度特性(參照圖31)。若在橫軸取溫度獨立電流Iin的值，在縱軸取電流Iin-o2的值，則可得到如圖32所示的圖。雖然常溫、低溫、以及高溫各自時的圖的斜率相同，但是在偏移合成中，越是高溫，與溫度獨立電流Iin的值相加的修正值越大。若將該修正值稱作電流修正值，則偏移合成電路59具有將與溫度相應的電流修正值與溫度獨立電流Iin相加而生成電流Iin-o2的功能。在此，圖32的圖的斜率是電流Iin-o2相對於溫度獨立電流Iin的比。
根據實施方式4，通過對具有二次的變化特性的溫度相依電流It1、It2以及溫度獨立電流Iin進行偏移合成，從而能夠對控制電流Iec的溫度變化進行補償。
以上說明的各實施方式用於使本發明容易理解，並非用於對本發明進行限定解釋。本發明能夠在不脫離其主旨的情況下進行變更或改良，並且本發明還包含其等價物。即，只要具備本發明的特徵，則本領域技術人員對實施方式適當施加了設計變更的實施方式也包含於本發明的範圍。實施方式具備的各電路元件及其配置等並不限定於例示的各電路元件及其配置等，能夠適當地進行變更。只要在技術上可行，則各實施方式具備的電路元件就能夠進行組合，對它們進行組合的實施方式，只要包含本發明的特徵，則也包含於本發明的範圍。

Claims (9)

  1. 一種功率放大模組，具備：放大器，將輸入訊號放大並輸出；射極追隨器電晶體，將對上述放大器的偏壓點進行控制的偏壓訊號供給到上述放大器；以及第一電流源，將追隨控制電壓的變化而變化的控制電流供給到上述射極追隨器電晶體11a的集極，並將上述控制電流限制在上限值以下；其中，上述第一電流源具備：電壓電流變換電路，將上述控制電壓變換為溫度獨立電流；溫度補償電路，生成對上述控制電流的溫度變化進行補償的溫度相依電流；及合成電路，從上述溫度獨立電流和上述溫度相依電流生成上述控制電流。
  2. 如請求項1的功率放大模組，其中，進一步具備：第二電流源，將定電流供給到上述射極追隨器電晶體的基極。
  3. 如請求項2的功率放大模組，其中，上述控制電流和上述定電流相互獨立地被控制。
  4. 如請求項1的功率放大模組，其中，上述控制電壓是從定電壓以及斜坡電壓中選擇的任一方。
  5. 如請求項1的功率放大模組，其中，上述溫度相依電流具有一次或二次的變化特性。
  6. 如請求項1的功率放大模組，其中，上述合成電路依據對上述溫度獨立電流乘以與溫度相應的修正係數而得到的電流生成上述控制電流。
  7. 如請求項5的功率放大模組，其中，上述合成電路依據對上述溫度獨立電流乘以與溫度相應的修正係數而得到的電流生成上述控制電流。
  8. 如請求項1上述的功率放大模組，其中，上述合成電路依據將與溫度相應的電流修正值和上述溫度獨立電流相加而得到的電流生成上述控制電流。
  9. 如請求項5上述的功率放大模組，其中，上述合成電路依據將與溫度相應的電流修正值和上述溫度獨立電流相加而得到的電流生成上述控制電流。
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