WO2020217422A1 - ドハティ増幅器及び通信装置 - Google Patents

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WO2020217422A1
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transistor
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circuit
amplitude
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PCT/JP2019/017763
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優治 小松崎
修一 坂田
新庄 真太郎
大塚 浩志
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三菱電機株式会社
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    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving

Definitions

  • the present invention relates to a Doherty amplifier and a communication device.
  • Patent Document 1 discloses a Doherty amplifier that enables matching of amplitude and phase between the output signal of the carrier amplifier and the output signal of the peak amplifier.
  • a first phase adjuster is connected to the front stage of the carrier amplifier, and a second phase adjuster is connected to the front stage of the peak amplifier.
  • the first phase adjuster adjusts the phase of the signal input to the carrier amplifier
  • the second phase adjuster adjusts the phase of the signal input to the peak amplifier. Is being adjusted.
  • the Doherty amplifier disclosed in Patent Document 1 when both the carrier amplifier and the peak amplifier are operating, the output power of the carrier amplifier and the output power of the peak amplifier are combined at the addition node.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and the frequency of the first signal amplified by the first transistor and the frequency of the second signal amplified by the second transistor change.
  • the Doherty amplifier according to the present invention has a first transistor that amplifies the first signal and outputs the amplified first signal, and a second signal that amplifies the second signal and outputs the amplified second signal.
  • the second transistor, the first signal after amplification output from the first transistor, and the second signal after amplification output from the second transistor are combined, and the first signal after amplification is combined. It is equipped with a synthesis circuit that outputs a composite signal with the second signal after amplification, and the first signal amplified by the first transistor and the second signal amplified by the second transistor are in-phase.
  • the signal mode to be combined and the signal mode in which the first signal amplified by the first transistor and the second signal amplified by the second transistor are combined in the out phase are switched according to the frequency.
  • the operation mode can be switched to the Doherty operation mode or the outfasing operation mode according to the switched signal mode.
  • a signal mode in which the first signal amplified by the first transistor and the second signal amplified by the second transistor are combined in phase and amplified by the first transistor is switched according to the frequency, and the operation mode is switched according to the switched signal mode.
  • the Doherty amplifier was configured so that it could be switched to the Doherty operation mode or the outfasing operation mode. Therefore, the Doherty amplifier according to the present invention is at the time of backoff even if the frequency of the first signal amplified by the first transistor and the frequency of the second signal amplified by the second transistor change. The efficiency characteristics can be widened.
  • FIG. 4A is an explanatory diagram showing the amplitude of the first signal output from the first input signal source 12 and the amplitude of the second signal output from the second input signal source 13, and
  • FIG. 4B is a first diagram showing the amplitude of the second signal.
  • FIG. 4C is an explanatory diagram showing the phase of the first signal output from the input signal source 12 and the phase of the second signal output from the second input signal source 13, FIG.
  • FIG. 4C is from the first input signal source 12. It is explanatory drawing which shows the phase difference between the phase of the 1st signal which is output, and the phase of the 2nd signal which is output from a 2nd input signal source 13. It is explanatory drawing which shows the operation at the time of back-off of the Doherty amplifier 1 in the 1st Doherty operation mode. It is explanatory drawing which shows the load transformation in the back-off operation of the Dougherty amplifier 1 in the 1st Dougherty operation mode.
  • FIG. 7A is an explanatory diagram showing the amplitude of the first signal output from the first input signal source 12 and the amplitude of the second signal output from the second input signal source 13, and FIG. 7B is a first diagram showing the amplitude of the second signal.
  • FIG. 7C shows the phase from the first input signal source 12. It is explanatory drawing which shows the phase difference between the phase of the 1st signal which is output, and the phase of the 2nd signal which is output from a 2nd input signal source 13. It is explanatory drawing which shows the back-off operation of the Doherty amplifier 1 in the 1st out-fading operation mode. It is explanatory drawing which shows the load transformation in the back-off operation of the Doherty amplifier 1 in the 1st out-fading operation mode.
  • FIG. 10A is an explanatory diagram showing the amplitude of the first signal output from the first input signal source 12 and the amplitude of the second signal output from the second input signal source 13 and FIG. 10B is a first diagram showing the amplitude of the second signal.
  • FIG. 10C shows the phase from the first input signal source 12. It is explanatory drawing which shows the phase difference between the phase of the 1st signal which is output, and the phase of the 2nd signal which is output from a 2nd input signal source 13. It is explanatory drawing which shows the back-off operation of the Doherty amplifier 1 in the 2nd out-fading operation mode.
  • FIG. 12A is an explanatory diagram showing the amplitude of the first signal output from the first input signal source 12 and the amplitude of the second signal output from the second input signal source 13 and FIG. 12B is a first diagram showing the amplitude of the second signal.
  • FIG. 12C shows the phase from the first input signal source 12. It is explanatory drawing which shows the phase difference between the phase of the 1st signal which is output, and the phase of the 2nd signal which is output from a 2nd input signal source 13. It is explanatory drawing which shows the operation at the time of back-off of the Dougherty amplifier 1 in the 2nd Dougherty operation mode.
  • FIG. 12A is an explanatory diagram showing the amplitude of the first signal output from the first input signal source 12 and the amplitude of the second signal output from the second input signal source 13
  • FIG. 12B is a first diagram showing the amplitude of the second signal.
  • FIG. 14A is an explanatory diagram showing the amplitude of the first signal output from the first input signal source 12 and the amplitude of the second signal output from the second input signal source 13, and FIG. 14B is a first diagram showing the amplitude of the second signal.
  • FIG. 14C shows the phase from the first input signal source 12. It is explanatory drawing which shows the phase difference between the phase of the 1st signal which is output, and the phase of the 2nd signal which is output from a 2nd input signal source 13. It is explanatory drawing which shows the operation at the time of back-off of the Dougherty amplifier 1 in the 3rd Dougherty operation mode.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a communication device including the Doherty amplifier 1 according to the first embodiment.
  • the Doherty amplifier 1 distributes a communication signal into a first signal and a second signal, and amplifies each of the first signal and the second signal.
  • the Doherty amplifier 1 has a signal mode in which the first signal amplified by the first transistor 16 and the second signal amplified by the second transistor 20 are combined in-phase, and the first transistor 16
  • the signal mode in which the first signal to be amplified and the second signal amplified by the second transistor 20 are combined in the out phase is switched according to the frequency.
  • the operation mode of the Doherty amplifier 1 is switched to the Doherty operation mode or the outfading operation mode according to the switched signal mode.
  • the Doherty amplifier 1 has a first Doherty operation mode, a second Doherty operation mode, and a third Doherty operation mode as in-phase operation modes for operating as a Doherty amplifier. ..
  • the Doherty amplifier 1 has a first outfading operation mode and a second outfading operation mode as an operation mode in the out phase for operating as an outfading amplifier, as shown in FIG.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing frequencies of a plurality of operation modes included in the Doherty amplifier 1.
  • the operating mode of the Doherty amplifier 1 is determined by the frequency of the first signal output from the first input signal source 12 and the frequency of the second signal output from the second input signal source 13. The first input signal source 12 and the second input signal source 13 will be described later.
  • the frequency of the first signal output from the first input signal source 12 and the frequency of the second signal output from the second input signal source 13 are each the first frequency.
  • is an operation mode of the time is f 1.
  • the frequency in the range of about 2.8 [GHz] ⁇ about 3.7 [GHz] is the first frequency f 1.
  • the frequency of the first signal output from the first input signal source 12 and the frequency of the second signal output from the second input signal source 13 are each first. when the second a frequency f 2 lower than the frequency f 1 is the operation mode.
  • the frequency in the range of about 2.0 [GHz] ⁇ about 2.8 [GHz] is the second frequency f 2.
  • the frequency range including the second frequency f 2 may be different from the range of about 2.0 [GHz] to about 2.8 [GHz].
  • the frequency of the first signal output from the first input signal source 12 and the frequency of the second signal output from the second input signal source 13 are each first. of a high third operation mode when the frequency f 3 of than the frequency f 1.
  • the frequency in the range of about 3.7 [GHz] ⁇ about 4.5 [GHz] is the third frequency f 3.
  • the frequency range including the third frequency f 3 may be different ranges in the range of about 3.7 [GHz] ⁇ about 4.5 [GHz].
  • the frequency of the first signal output from the first input signal source 12 and the frequency of the second signal output from the second input signal source 13 are each second. is an operation mode when the fourth is the frequency f 4 is lower than the frequency f 2.
  • the frequency in the range of about 1.2 [GHz] ⁇ about 2.0 [GHz] is the fourth frequency f 4.
  • the frequency range including the fourth frequency f 4 may be different ranges in the range of about 1.2 [GHz] ⁇ about 2.0 [GHz].
  • the frequency of the first signal output from the first input signal source 12 and the frequency of the second signal output from the second input signal source 13 are each of the third frequency. is an operation mode when the frequency f 5 of the high fifth than the frequency f 3.
  • the frequency in the range of about 4.5 [GHz] ⁇ about 5.4 [GHz] is the frequency f 5 of the fifth.
  • the frequency range including the frequency f 5 of the fifth may be different ranges in the range of about 4.5 [GHz] ⁇ about 5.4 [GHz].
  • Each operation mode of the Doherty amplifier 1 is as an operation of the first transistor 16 and the second transistor 20, when the output powers of both the first transistor 16 and the second transistor 20 are saturated powers. Includes the saturated output operation of. The first transistor 16 and the second transistor 20 will be described later. Further, in each operation mode of the Doherty amplifier 1, the output powers of both the first transistor 16 and the second transistor 20 are equal to or less than the saturated power as the respective operations of the first transistor 16 and the second transistor 20. Includes backoff operation when is. In the back-off operation included in each of the first Doherty operation mode, the second Doherty operation mode, and the third Doherty operation mode, only one of the first transistor 16 and the second transistor 20 operates. And the other stops working.
  • FIG. 2 shows the frequencies of the respective operation modes of the Doherty amplifier 1, and also shows the efficiency of the Doherty amplifier 1 during the back-off operation included in each operation mode.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing a Doherty amplifier 1 according to the first embodiment.
  • the signal source 11 includes a first input signal source 12 and a second input signal source 13.
  • the signal source 11 distributes the communication signal input to the signal source 11 into two signals.
  • the signal source 11 outputs one of the two signals to the first input signal source 12, and outputs the other signal to the second input signal source 13.
  • the first input signal source 12 is realized by, for example, a quadrature modulator, a DAC (Digital Analog Converter), and a DDS (Direct Digital Synthesize).
  • the first input signal source 12 determines each of the amplitude and the phase according to the operation mode of the Doherty amplifier 1, and uses a voltage signal having each of the determined amplitude and the phase as the first signal as the first signal. Is output to the first transistor 16 via the input matching circuit 14 of the above.
  • the first signal contains the same information as that contained in one signal.
  • the second input signal source 13 is realized by, for example, a quadrature modulator, DAC and DDS.
  • the second input signal source 13 determines each of the amplitude and the phase according to the operation mode of the Doherty amplifier 1, and uses a voltage signal having each of the determined amplitude and the phase as the second signal as the second signal. Is output to the second transistor 20 via the input matching circuit 15 of the above.
  • the second signal contains the same information contained in the other signal.
  • Each of the first input matching circuit 14 and the second input matching circuit 15 is a combination of, for example, a circuit using a lumped constant element, a circuit using a distributed constant line, and a lumped constant and a distributed constant. It is realized by a circuit, an LC type matching circuit using a coil and a capacitor, or a quarter wavelength line.
  • One end of the first input matching circuit 14 is connected to the first input signal source 12, and the other end of the first input matching circuit 14 is connected to the input terminal 16a of the first transistor 16. ..
  • the first input matching circuit 14 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16, and converts the first signal output from the first input signal source 12 into the first signal.
  • the second input matching circuit 15 converts the impedance of the second input signal source 13 into the input impedance of the second transistor 20, and converts the second signal output from the second input signal source 13 into the second input signal source 13. Output to the input terminal 20a of the transistor 20.
  • the first transistor 16 is realized by, for example, a FET (Field Effect Transistor), an HBT (Heterojunction Bipolar Transistor), or a HEMT (High Electron Mobility Transistor).
  • FET Field Effect Transistor
  • HBT Heterojunction Bipolar Transistor
  • HEMT High Electron Mobility Transistor
  • the gate terminal, which is the input terminal 16a of the first transistor 16 is connected to the other end of the first input matching circuit 14, and the drain terminal, which is the output terminal 16b of the first transistor 16, is the first output. It is connected to one end of the first transmission line 25 in the circuit 24.
  • the first output circuit 24 will be described later.
  • the first transistor 16 is switched between an in-phase operating as a doherty amplifier and an out-phase operating as an outfading amplifier according to the frequency.
  • the first transistor 16 amplifies the first signal output from the first input signal source 12 via the first input matching circuit 14, and the amplified first signal is used in the first output circuit 24. Is output to the first transmission line 25 of.
  • a bias voltage substantially the same as the threshold voltage is applied to the input terminal 16a of the first transistor 16.
  • the first transistor 16 performs a signal amplification operation when the voltage of the input terminal 16a is larger than the threshold voltage, and does not perform a signal amplification operation when the voltage of the input terminal 16a is equal to or less than the threshold voltage.
  • the operation of the first transistor 16 can be switched depending on the presence or absence of the first signal with respect to the input terminal 16a of the first transistor 16.
  • the first transistor 16 can be represented by a capacitor 17 having an input capacitance, a current source 18, and a capacitor 19 having an output capacitance.
  • the second transistor 20 is realized by, for example, FET, HBT or HEMT.
  • the second transistor 20 is a source-grounded transistor.
  • the gate terminal, which is the input terminal 20a of the second transistor 20, is connected to the other end of the second input matching circuit 15, and the drain terminal, which is the output terminal 20b of the second transistor 20, is the second output. It is connected to one end of the second transmission line 28 in the circuit 27.
  • the second output circuit 27 will be described later.
  • the second transistor 20 is switched between an in-phase operating as a doherty amplifier and an out-phase operating as an outfading amplifier according to the frequency.
  • the second transistor 20 amplifies the second signal output from the second input signal source 13 via the second input matching circuit 15, and the amplified second signal is used in the second output circuit 27. Is output to the second transmission line 28 of.
  • a bias voltage substantially the same as the threshold voltage is applied to the input terminal 20a of the second transistor 20.
  • the second transistor 20 performs a signal amplification operation when the voltage of the input terminal 20a is larger than the threshold voltage, and does not perform a signal amplification operation when the voltage of the input terminal 20a is equal to or less than the threshold voltage. Therefore, the operation of the second transistor 20 can be switched depending on the presence or absence of the second signal with respect to the input terminal 20a of the second transistor 20.
  • the second transistor 20 can be represented by a capacitor 21 having an input capacitance, a current source 22, and a capacitor 23 having an output capacitance.
  • the first output circuit 24 includes a capacitor 19, a first transmission line 25, and a first capacitor 26.
  • the first transistor 16 and the first output circuit 24 are drawn so as to share a capacitor 19 having an output capacitance of the first transistor 16. However, this is only drawn as shared for convenience of explanation, and the first output circuit 24 does not share the capacitor 19 with the first transistor 16 and the first transmission line 25. And only the first capacitor 26 may be provided.
  • the first output circuit 24 transmits the first signal output from the first transistor 16 and outputs the first signal to the synthesis circuit 31.
  • the first output circuit 24 modulates the impedance of the combined circuit 31 seen from the first transistor 16 according to the frequency of the first signal amplified by the first transistor 16.
  • the electrical length of the first output circuit 24 changes according to the frequency of the first signal. For example, when the frequency of the first signal is the center frequency f 0 of the frequency range including the first frequency f 1 , the electric length of the first output circuit 24 is 90 degrees.
  • the electric length of the first output circuit 24 is not limited to exactly the same as the electric length of 90 degrees, and may deviate from the electric length of 90 degrees within a range where there is no practical problem.
  • the first transmission line 25 is connected to the output terminal 16b of the first transistor 16, and the other end of the first transmission line 25 is the input terminal 31a of the synthesis circuit 31 and the first capacitor 26. It is connected to each of the ends.
  • the characteristic impedance of the first transmission line 25 is higher than the output resistance of the first transistor 16.
  • the first capacitor 26 is connected to the first transmission line 25 and the shunt. That is, one end of the first capacitor 26 is connected to the other end of the first transmission line 25 and the input terminal 31a of the synthesis circuit 31, and the other end of the first capacitor 26 is connected to the ground. ing.
  • the capacitance of the first capacitor 26 is the same as the capacitance of the capacitor 19, which is the output capacitance of the first transistor 16.
  • the capacity of the first capacitor 26 is not limited to the one that exactly matches the capacity of the capacitor 19, and may be different from the capacity of the capacitor 19 as long as there is no practical problem. ..
  • the second output circuit 27 includes a capacitor 23, a second transmission line 28, a third transmission line 29, and a second capacitor 30.
  • the second transistor 20 and the second output circuit 27 are drawn so as to share a capacitor 23 having the output capacitance of the second transistor 20.
  • this is only drawn as shared for convenience of explanation, and the second output circuit 27 does not share the capacitor 23 with the second transistor 20, but the second transmission line 28.
  • Only the third transmission line 29 and the second capacitor 30 may be provided.
  • the second output circuit 27 has an electric length longer than the electric length of the first transmission line 25, transmits the second signal output from the second transistor 20, and transmits the second signal. Is output to the synthesis circuit 31.
  • the second output circuit 27 modulates the impedance of the combined circuit 31 seen from the second transistor 20 according to the frequency of the second signal amplified by the second transistor 20.
  • the electrical length of the second output circuit 27 changes according to the frequency of the second signal. For example, when the frequency of the second signal is the center frequency f 0 of the frequency range including the first frequency f 1 , the electric length of the second output circuit 27 is 180 degrees.
  • the electric length of the second output circuit 27 is not limited to the one that exactly matches the electric length of 180 degrees, and even if it deviates from the electric length of 180 degrees within a range where there is no practical problem. Good.
  • One end of the second transmission line 28 is connected to the output terminal 20b of the second transistor 20, and the other end of the second transmission line 28 is one end of the third transmission line 29 and the second capacitor 30. It is connected to each of the ends of.
  • the characteristic impedance of the second transmission line 28 is higher than the output resistance of the second transistor 20.
  • the third transmission line 29 is connected to the other end of the second transmission line 28 and one end of the second capacitor 30, and the other end of the third transmission line 29 is the synthesis circuit 31. It is connected to the input terminal 31b.
  • the third transmission line 29, for example, when the frequency of the second signal is the center frequency f 0 is a line having an electrical length of 90 degrees.
  • the electric length of the third transmission line 29 is not limited to the one that exactly matches the electric length of 90 degrees, and even if it deviates from the electric length of 90 degrees within a range where there is no practical problem. Good.
  • the characteristic impedance of the third transmission line 29 is the same as the output resistance of the second transistor 20.
  • the characteristic impedance of the third transmission line 29 is not limited to the one that exactly matches the output resistance of the second transistor 20, and the output of the second transistor 20 is within a range where there is no practical problem. It may be different from the resistance.
  • the second capacitor 30 is connected to the second transmission line 28 and the shunt. That is, one end of the second capacitor 30 is connected to the other end of the second transmission line 28 and one end of the third transmission line 29, and the other end of the second capacitor 30 is connected to the ground. Has been done.
  • the capacitance of the second capacitor 30 is the same as the capacitance of the capacitor 23, which is the output capacitance of the second transistor 20.
  • the capacity of the second capacitor 30 is not limited to the one that exactly matches the capacity of the capacitor 23, and may be different from the capacity of the capacitor 23 as long as there is no practical problem. ..
  • the synthesis circuit 31 has a synthesis point 32 that synthesizes a first signal transmitted by the first output circuit 24 and a second signal transmitted by the second output circuit 27.
  • the input terminal 31a of the synthesis circuit 31 is connected to the other end of the first transmission line 25 and one end of the first capacitor 26, respectively.
  • the input terminal 31b of the synthesis circuit 31 is connected to the other end of the third transmission line 29.
  • the synthesis circuit 31 synthesizes the first signal output from the first output circuit 24 and the second signal output from the second output circuit 27.
  • the synthesis point 32 is a synthesis point of the first signal output from the first output circuit 24 and the second signal output from the second output circuit 27. If it includes a synthesis point, it is called a synthesis circuit.
  • the in-phase means that the first signal transmitted by the first output circuit 24 and the second signal transmitted by the second output circuit 27 are in-phase synthesized at the synthesis point 32. is there.
  • the first signal input to the first transistor 16 and the second signal input to the second transistor 20 are transmitted by the first output circuit 24 and have a phase change.
  • the changed first signal and the second signal whose phase is changed and transmitted by the second output circuit 27 are in phase at the synthesis point 32, it is in-phase.
  • the out phase means that at the synthesis point 32, the first signal transmitted by the first output circuit 24 and the second signal transmitted by the second output circuit 27 are out-phase synthesized.
  • first signal input to the first transistor 16 and the second signal input to the second transistor 20 are transmitted by the first output circuit 24 and have a phase change. If the changed first signal and the second signal whose phase is changed and transmitted by the second output circuit 27 are out of phase at the synthesis point 32, it is an out phase.
  • the output matching circuit 33 is, for example, a circuit using a lumped constant element, a circuit using a distributed constant line, a circuit in which a lumped constant and a distributed constant are combined, and an LC using a coil and a capacitor. It is realized by a type matching circuit or a quarter wavelength line.
  • One end of the output matching circuit 33 is connected to the synthesis point 32, and the other end of the output matching circuit 33 is connected to an external load 34 of the Doherty amplifier 1.
  • the output matching circuit 33 is a circuit that matches the impedance of the synthesis point 32 with the impedance of the load 34.
  • the load 34 is an external load of the Doherty amplifier 1 connected to the other end of the output matching circuit 33.
  • the Dougherty amplifier 1 includes the output matching circuit 33. It does not have to be.
  • the frequency of the input communication signal is assumed to be the first frequency f 1 or the second frequency f 2 . Therefore, in the first embodiment, it is assumed that the Doherty amplifier shown in FIG. 3 operates in the first Doherty operation mode or the first outfading operation mode.
  • the signal source 11 distributes the communication signal input to the signal source 11 into two signals.
  • the signal source 11 outputs one of the two signals to the first input signal source 12, and outputs the other signal to the second input signal source 13.
  • the first input signal source 12 transmits a voltage signal having an amplitude and a phase corresponding to the first Doherty operation mode to the first signal. As a result, the output is output to the first transistor 16 via the first input matching circuit 14.
  • the first input signal source 12 determines the operation mode of the Doherty amplifier 1 to be the first outfading operation mode
  • the first input signal source 12 transmits a signal of a voltage having amplitude and phase corresponding to the first outfading operation mode. Is output to the first transistor 16 via the first input matching circuit 14 as the signal of.
  • the first signal contains the same information as the information contained in one of the signals.
  • the second input signal source 13 the frequency of the other signal output from the signal source 11, if the first frequency f 1, to determine the operation mode of the Doherty amplifier 1 to a first Doherty operation mode, if the second frequency f 2, to determine the operation mode of the Doherty amplifier 1 to the first out-phasing operation mode.
  • the second input signal source 13 transmits a voltage signal having an amplitude and a phase corresponding to the first Doherty operation mode to the second signal.
  • the output is output to the second transistor 20 via the second input matching circuit 15.
  • the second input signal source 13 determines the operation mode of the Doherty amplifier 1 to the first outfading operation mode, transmits a signal of a voltage having amplitude and phase corresponding to the first outfading operation mode. Is output to the second transistor 20 via the second input matching circuit 15.
  • the second signal contains the same information as the information contained in the other signal.
  • the first transistor 16 When the first transistor 16 receives the first signal output from the first input signal source 12 via the first input matching circuit 14, it amplifies the first signal and the first after amplification. Is output to the first transmission line 25 in the first output circuit 24.
  • the second transistor 20 When the second transistor 20 receives the second signal output from the second input signal source 13 via the second input matching circuit 15, it amplifies the second signal and the second after amplification. Is output to the second transmission line 28 in the second output circuit 27.
  • the first output circuit 24 transmits the first signal and outputs the first signal to the synthesis circuit 31.
  • the second output circuit 27 transmits the second signal and outputs the second signal to the synthesis circuit 31.
  • the synthesis circuit 31 synthesizes the first signal transmitted by the first output circuit 24 and the second signal transmitted by the second output circuit 27.
  • the synthesis circuit 31 outputs the composite signal of the first signal and the second signal to the external load 34 via the output matching circuit 33.
  • each of the output resistance of the first transistor 16 and the output resistance of the second transistor 20 is Rot.
  • each of the characteristic impedance of the first output circuit 24 and the characteristic impedance of the second output circuit 27 is Rot.
  • the impedance of the load 34 viewed from the synthesis point 32 is 0.5 ⁇ Rot.
  • each of the frequencies of the frequency and a second signal of the first signal is a first frequency f 1.
  • the electric length of the first output circuit 24 is about 90.
  • the electric length of the second output circuit 27 becomes about 180 degrees.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a first signal and a second signal in the first Doherty operation mode.
  • FIG. 4A shows the amplitude of the first signal output from the first input signal source 12 and the amplitude of the second signal output from the second input signal source 13.
  • FIG. 4B shows the phase of the first signal output from the first input signal source 12 and the phase of the second signal output from the second input signal source 13.
  • FIG. 4C shows the phase difference between the phase of the first signal output from the first input signal source 12 and the phase of the second signal output from the second input signal source 13.
  • the phase difference is a value obtained by subtracting the phase of the second signal output from the second input signal source 13 from the phase of the first signal output from the first input signal source 12.
  • the horizontal axes in FIGS. 4A, 4B and 4C represent the voltage of the combined signal output from the combined circuit 31.
  • the voltage is a standardized voltage.
  • the first input signal source 12 outputs a signal in which the output power of the first transistor 16 becomes saturated power to the first input matching circuit 14.
  • the first input signal source 12 has an amplitude in which the voltage of the composite signal output from the composite circuit 31 becomes “1”, and is about 90.
  • a first signal having a degree phase is output to the first input matching circuit 14.
  • the second input signal source 13 outputs a signal in which the output power of the second transistor 20 becomes saturated power to the second input matching circuit 15.
  • the second input signal source 13 has an amplitude in which the voltage of the combined signal output from the combined circuit 31 becomes “1” and is about 0.
  • a second signal having a degree phase is output to the second input matching circuit 15.
  • the first input matching circuit 14 When the first input matching circuit 14 receives the first signal from the first input signal source 12, the first input signal source 12 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16, and the first input matching circuit 14 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16. The signal is output to the input terminal 16a of the first transistor 16.
  • the second input matching circuit 15 receives the second signal from the second input signal source 13
  • the second input matching circuit 15 converts the impedance of the second input signal source 13 into the input impedance of the second transistor 20, and the second input matching circuit 15.
  • the signal is output to the input terminal 20a of the second transistor 20.
  • the first transistor 16 When the first transistor 16 receives the first signal from the first input matching circuit 14, it amplifies the first signal and outputs the amplified first signal to the first output circuit 24.
  • the first output circuit 24 transmits the first signal output from the first transistor 16 and outputs the first signal to the synthesis circuit 31.
  • the second transistor 20 receives the second signal from the second input matching circuit 15, it amplifies the second signal and outputs the amplified second signal to the second output circuit 27.
  • the second output circuit 27 transmits the second signal output from the second transistor 20 and outputs the second signal to the synthesis circuit 31.
  • both the first transistor 16 and the second transistor 20 perform a signal amplification operation, and the phase of the first signal output from the first input signal source 12 is the first. It is 90 degrees ahead of the phase of the second signal output from the input signal source 13 of 2. Further, the electric length of the second output circuit 27 is 90 degrees longer than the electric length of the first output circuit 24. Therefore, the phase of the first signal output from the first output circuit 24 to the synthesis circuit 31 and the phase of the second signal output from the second output circuit 27 to the synthesis circuit 31 are in phase.
  • the synthesis circuit 31 synthesizes the first signal output from the first output circuit 24 and the second signal output from the second output circuit 27 in phase.
  • the synthesis circuit 31 outputs a composite signal of the first signal and the second signal to the output matching circuit 33.
  • the output matching circuit 33 receives the combined signal from the combined circuit 31, the output matching circuit 33 converts the impedance of the combined point 32 into the impedance of the external load 34, and outputs the combined signal to the load 34.
  • the first signal output from the first output circuit 24 and the second signal output from the second output circuit 27 have the same amplitude at the synthesis point 32, and the synthesis circuit According to 31, the first signal and the second signal are in-phase synthesized.
  • the output load of the first transistor 16 and the output load of the second transistor 20 share the impedance of the synthesis point 32. Therefore, the impedance of the synthesis point 32 seen from the first output circuit 24 and the impedance of the synthesis point 32 seen from the second output circuit 27 both become Rot.
  • the first output circuit 24 is the first transistor 16.
  • the impedance of the synthesis point 32 seen from the current source 18 of the above is not modulated from the Rot. Further, since the characteristic impedance of the second output circuit 27 and the impedance of the synthesis point 32 seen from the second output circuit 27 match in the current, the second output circuit 27 is the second transistor 20. The impedance of the synthesis point 32 seen from the current source 22 is not modulated from the Rot.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the back-off operation of the Doherty amplifier 1 in the first Doherty operation mode.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing load transformation in the back-off operation of the Doherty amplifier 1 in the first Doherty operation mode.
  • the first input signal source 12 outputs, as the first signal, a signal in which the output power of the first transistor 16 becomes about half the saturated power to the first input matching circuit 14.
  • the first input signal source 12 has an amplitude in which the voltage of the combined signal output from the combined circuit 31 becomes “0.5”, and has an amplitude of “0.5”.
  • a first signal having a phase of about 90 degrees is output to the first input matching circuit 14.
  • the amplitude of the first signal at which the voltage of the combined signal output from the synthesis circuit 31 becomes "0.5" is larger than zero and smaller than the maximum value of the amplitude.
  • the second input signal source 13 outputs a signal at which the output power of the second transistor 20 becomes zero to the second input matching circuit 15 as the second signal.
  • the second input signal source 13 has an amplitude in which the voltage of the combined signal output from the combined circuit 31 becomes “0.5”, and has an amplitude of “0.5”.
  • a second signal having a phase of about 0 degrees is output to the second input matching circuit 15.
  • the amplitude of the second signal at which the voltage of the combined signal output from the synthesis circuit 31 becomes "0.5" is zero.
  • the first input matching circuit 14 When the first input matching circuit 14 receives the first signal from the first input signal source 12, the first input signal source 12 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16, and the first input matching circuit 14 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16. The signal is output to the input terminal 16a of the first transistor 16.
  • the first transistor 16 When the first transistor 16 receives the first signal from the first input matching circuit 14, it amplifies the first signal and outputs the amplified first signal to the first output circuit 24.
  • the first output circuit 24 transmits the first signal output from the first transistor 16 and outputs the first signal to the synthesis circuit 31.
  • the second input matching circuit 15 When the second input matching circuit 15 receives the second signal from the second input signal source 13, the second input matching circuit 15 converts the impedance of the second input signal source 13 into the input impedance of the second transistor 20, and the second input matching circuit 15. The signal is output to the input terminal 20a of the second transistor 20. Even if the second transistor 20 receives the second signal from the second input matching circuit 15, the second transistor 20 is stopped without performing the signal amplification operation because the amplitude of the second signal is zero. Since the second transistor 20 is stopped, the current source 22 of the second transistor 20 is in the open state as shown in FIG.
  • the impedance of the second transistor 20 seen from the synthesis point 32 becomes infinite because the electric length of the second output circuit 27 is 180 degrees. Since the impedance of the second transistor 20 seen from the synthesis point 32 is infinite, the impedance of the synthesis circuit 31 seen from the first output circuit 24 is 0.5 ⁇ Rot.
  • the first output circuit 24 has its own characteristic impedance of Rot, and the impedance of the combined circuit 31 seen from the first output circuit 24 is 0.5 ⁇ Rot. Therefore, as shown in FIG. 6, the first output circuit 24 has a first output circuit 24.
  • the impedance of the synthesis point 32 seen from the current source 18 of the transistor 16 of the above is modulated from Rot to 2 ⁇ Rot.
  • the first output circuit 24 modulates the impedance of the synthesis point 32 seen from the current source 18 of the first transistor 16 from Rot to 2 ⁇ Rot, so that the output power of the first transistor 16 is higher than the saturation power.
  • a high resistance load is connected to the first transistor 16. That is, when the output power of the first transistor 16 is lower than the saturated power, the load resistance of the first transistor 16 becomes 2 ⁇ Rot, which is larger than Rot. Since the first transistor 16 is connected to a load having a high resistance, it is possible to perform a highly efficient amplification operation.
  • each of the frequencies of the frequency and a second signal of the first signal is the lower second frequency f 2 than the first frequency f 1 This is the operating mode of the time.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing a first signal and a second signal in the first outfading operation mode.
  • FIG. 7A shows the amplitude of the first signal output from the first input signal source 12 and the amplitude of the second signal output from the second input signal source 13.
  • FIG. 7B shows the phase of the first signal output from the first input signal source 12 and the phase of the second signal output from the second input signal source 13.
  • FIG. 7C shows the phase difference between the phase of the first signal output from the first input signal source 12 and the phase of the second signal output from the second input signal source 13.
  • the phase difference is a value obtained by subtracting the phase of the second signal output from the second input signal source 13 from the phase of the first signal output from the first input signal source 12.
  • the horizontal axes in FIGS. 7A, 7B, and 7C represent the currents of the combined signals output from the combined circuit 31.
  • the current is a standardized current.
  • the amplitude of the first signal output from the first input signal source 12 and the amplitude of the second signal output from the second input signal source 13 Each of the amplitudes increases monotonically as the current of the composite signal output from the composite circuit 31 increases.
  • the amplitude of the first signal output from the first input signal source 12 is the same as the amplitude of the second signal output from the second input signal source 13.
  • the output power of the first transistor 16 becomes saturated power when the amplitude of the first signal is maximum, and the output power of the second transistor 20 becomes saturated when the amplitude of the second signal is maximum. It becomes electricity.
  • the phase of the first signal output from the first input signal source 12 decreases monotonically as the current of the combined signal output from the synthesis circuit 31 increases.
  • the phase of the second signal output from the second input signal source 13 increases monotonically as the current of the combined signal output from the synthesis circuit 31 increases.
  • the phase of the first signal and the phase of the second signal have the same absolute value, and the phases of the first signal and the phase of the second signal have different signs.
  • the sign of the phase of the first signal is a plus sign
  • the sign of the phase of the second signal is a minus sign. Therefore, the phase difference between the phase of the first signal output from the first input signal source 12 and the phase of the second signal output from the second input signal source 13 is the synthesis output from the synthesis circuit 31.
  • the phase difference is 240 degrees
  • the phase difference is Is 60 degrees.
  • the first outfading operation mode includes a saturated output operation and a backoff operation.
  • the second transistor 20 In the back-off operation included in the first outfading operation mode, the second transistor 20 is not stopped, and both the first transistor 16 and the second transistor 20 perform a signal amplification operation. Is going.
  • each of the frequencies of the frequency and a second signal of the first signal is a second frequency f 2.
  • the second frequency f 2 is, for example, 0.67 ⁇ f 0
  • the electric length of the first output circuit 24 becomes about 60 degrees
  • the electric length of the second output circuit 27 becomes about 120 degrees.
  • an example in which the second frequency f 2 is 0.67 ⁇ f 0 will be described.
  • the first input signal source 12 outputs a signal in which the output power of the first transistor 16 becomes saturated power to the first input matching circuit 14. Specifically, as shown in FIGS. 7A and 7B, the first input signal source 12 has an amplitude in which the current of the combined signal output from the combined circuit 31 becomes “1”, and has an amplitude of about 30. A first signal having a degree phase is output to the first input matching circuit 14.
  • the second input signal source 13 outputs a signal in which the output power of the second transistor 20 becomes saturated power to the second input matching circuit 15.
  • the second input signal source 13 has an amplitude in which the current of the combined signal output from the combined circuit 31 becomes “1”, and has an amplitude of about ⁇
  • a second signal having a phase of 30 degrees is output to the second input matching circuit 15.
  • the first input matching circuit 14 When the first input matching circuit 14 receives the first signal from the first input signal source 12, the first input signal source 12 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16, and the first input matching circuit 14 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16. The signal is output to the input terminal 16a of the first transistor 16.
  • the second input matching circuit 15 receives the second signal from the second input signal source 13
  • the second input matching circuit 15 converts the impedance of the second input signal source 13 into the input impedance of the second transistor 20, and the second input matching circuit 15.
  • the signal is output to the input terminal 20a of the second transistor 20.
  • the first transistor 16 When the first transistor 16 receives the first signal from the first input matching circuit 14, it amplifies the first signal and outputs the amplified first signal to the first output circuit 24.
  • the first output circuit 24 transmits the first signal output from the first transistor 16 and outputs the first signal to the synthesis circuit 31.
  • the second transistor 20 receives the second signal from the second input matching circuit 15, it amplifies the second signal and outputs the amplified second signal to the second output circuit 27.
  • the second output circuit 27 transmits the second signal output from the second transistor 20 and outputs the second signal to the synthesis circuit 31.
  • both the first transistor 16 and the second transistor 20 perform a signal amplification operation, and the phase of the first signal output from the first input signal source 12 is the first. It is 60 degrees ahead of the phase of the second signal output from the input signal source 13 of 2. Further, the electric length of the second output circuit 27 is 60 degrees longer than the electric length of the first output circuit 24. Therefore, the phase of the first signal output from the first output circuit 24 to the synthesis circuit 31 and the phase of the second signal output from the second output circuit 27 to the synthesis circuit 31 are in phase.
  • the synthesis circuit 31 synthesizes the first signal output from the first output circuit 24 and the second signal output from the second output circuit 27 in phase.
  • the synthesis circuit 31 outputs a composite signal of the first signal and the second signal to the output matching circuit 33.
  • the output matching circuit 33 receives the combined signal from the combined circuit 31, the output matching circuit 33 converts the impedance of the combined point 32 into the impedance of the external load 34, and outputs the combined signal to the load 34.
  • the first signal output from the first output circuit 24 and the second signal output from the second output circuit 27 have the same amplitude at the synthesis point 32, and the synthesis circuit According to 31, the first signal and the second signal are in-phase synthesized.
  • the output load of the first transistor 16 and the output load of the second transistor 20 share the impedance of the synthesis point 32. Therefore, the impedance of the synthesis point 32 seen from the first output circuit 24 and the impedance of the synthesis point 32 seen from the second output circuit 27 both become Rot.
  • the first output circuit 24 is the first transistor 16.
  • the impedance of the synthesis point 32 seen from the current source 18 of the above is not modulated from the Rot. Further, since the characteristic impedance of the second output circuit 27 and the impedance of the synthesis point 32 seen from the second output circuit 27 match in the current, the second output circuit 27 is the second transistor 20. The impedance of the synthesis point 32 seen from the current source 22 is not modulated from the Rot.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing a back-off operation of the Doherty amplifier 1 in the first out-fading operation mode.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing load transformation in the back-off operation of the Doherty amplifier 1 in the first out-fading operation mode.
  • the operation at the time of backoff for example, the operation when the output power of each of the first transistor 16 and the second transistor 20 becomes about one-third of the saturated power will be described.
  • the first input signal source 12 outputs a signal in which the output power of the first transistor 16 is about one-third of the saturated power to the first input matching circuit 14.
  • the first input signal source 12 has a phase of about 60 degrees, which is +30 degrees out-phase from the phase of about 30 degrees when the output power of the first transistor 16 becomes saturated power.
  • the first signal having the above is output to the first input matching circuit 14.
  • the amplitude of the first signal at this time corresponds to the current of the composite signal corresponding to the first signal having a phase of about 60 degrees.
  • the second input signal source 13 outputs a signal in which the output power of the second transistor 20 is about one-third of the saturated power to the second input matching circuit 15.
  • the output power of the second transistor 20 is out-phased by about -30 degrees from the phase of about -30 degrees when it becomes saturated power, about -60.
  • a second signal having a degree phase is output to the second input matching circuit 15.
  • the amplitude of the second signal at this time corresponds to the current of the combined signal corresponding to the second signal having a phase of about -60 degrees.
  • the phase difference between the phase of the first signal output from the first input signal source 12 and the phase of the second signal output from the second input signal source 13 is 120 degrees.
  • the first input matching circuit 14 When the first input matching circuit 14 receives the first signal from the first input signal source 12, the first input signal source 12 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16, and the first input matching circuit 14 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16. The signal is output to the input terminal 16a of the first transistor 16.
  • the second input matching circuit 15 receives the second signal from the second input signal source 13
  • the second input matching circuit 15 converts the impedance of the second input signal source 13 into the input impedance of the second transistor 20, and the second input matching circuit 15.
  • the signal is output to the input terminal 20a of the second transistor 20.
  • the first transistor 16 When the first transistor 16 receives the first signal from the first input matching circuit 14, it amplifies the first signal and outputs the amplified first signal to the first output circuit 24.
  • the first output circuit 24 transmits the first signal output from the first transistor 16 and outputs the first signal to the synthesis circuit 31.
  • the second transistor 20 receives the second signal from the second input matching circuit 15, it amplifies the second signal and outputs the amplified second signal to the second output circuit 27.
  • the second output circuit 27 transmits the second signal output from the second transistor 20 and outputs the second signal to the synthesis circuit 31.
  • the output load of the first transistor 16 and the output load of the second transistor 20 share the impedance of the synthesis point 32. Therefore, the impedance of the synthesis point 32 seen from the first output circuit 24 and the impedance of the synthesis point 32 seen from the second output circuit 27 both become Rot. Further, since the phase of the first signal output from the first output circuit 24 is about 60 degrees out-phase by +30 degrees from the phase in the saturated output operation, the first output.
  • the Lopt which is the impedance of the synthesis point 32 seen from the circuit 24, is transformed into an inductive region. In FIG. 9, the impedance of the second transistor 20 seen from the synthesis point 32 is transformed into the X point.
  • the first output circuit 24 has its own characteristic impedance of Rot, and the electrical length of the first output circuit 24 is about 60 degrees. Therefore, as shown in FIG. 9, the first output circuit 24 sets the impedance of the synthesis point 32 as seen from the current source 18 of the first transistor 16 from the current source 18 of the first transistor 16 by 3 ⁇ Rot from the X point by the electric length of about 60 degrees. Modulate to.
  • the phase of the second signal output from the second output circuit 27 is a phase of about -60 degrees, which is -30 degrees out-phase from the phase in the saturated output operation
  • the Lopt which is the impedance obtained by looking at the synthesis point 32 from the output circuit 27 of the above, is transformed into a capacitive region.
  • the impedance of the second transistor 20 seen from the synthesis point 32 is transformed into the Y point.
  • the second output circuit 27 has its own characteristic impedance of Rot, and the electric length of the second output circuit 27 is about 120 degrees. Therefore, as shown in FIG. 9, the second output circuit 27 sets the impedance of the combined point 32 as seen from the current source 22 of the second transistor 20 from the current source 22 of the second transistor 20 by 3 ⁇ Rot from the Y point with an electric length of about 120 degrees. Modulate to.
  • the signal mode in which the first signal amplified by the first transistor 16 and the second signal amplified by the second transistor 20 are combined in-phase, and the first The signal mode in which the first signal amplified by the transistor 16 and the second signal amplified by the second transistor 20 are combined in the out phase is switched according to the frequency, and the operation mode is switched.
  • the Doherty amplifier 1 is configured so that it can be switched to the Doherty operation mode or the outfasing operation mode according to the signal mode. Therefore, the Doherty amplifier 1 is efficient at the time of backoff even if the frequency of the first signal amplified by the first transistor 16 and the frequency of the second signal amplified by the second transistor 20 change. The characteristics can be widened.
  • Embodiment 2 the Doherty amplifier 1 that operates in the second outfading operation mode will be described.
  • the configuration of the Doherty Amplifier 1 of the second embodiment is the same as the configuration of the Doherty Amplifier 1 of the first embodiment, and the configuration diagram showing the Doherty Amplifier 1 of the second embodiment is FIG.
  • the second out-phasing operation mode as shown in FIG. 2, each of the frequencies of the frequency and a second signal of the first signal is at a high third frequency f 3 than the first frequency f 1 This is the operating mode of the time.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a first signal and a second signal in the second outfading operation mode.
  • FIG. 10A shows the amplitude of the first signal output from the first input signal source 12 and the amplitude of the second signal output from the second input signal source 13.
  • FIG. 10B shows the phase of the first signal output from the first input signal source 12 and the phase of the second signal output from the second input signal source 13.
  • FIG. 10C shows the phase difference between the phase of the first signal output from the first input signal source 12 and the phase of the second signal output from the second input signal source 13.
  • the phase difference is a value obtained by subtracting the phase of the second signal output from the second input signal source 13 from the phase of the first signal output from the first input signal source 12.
  • the horizontal axes in FIGS. 10A, 10B and 10C indicate the current of the combined signal output from the combined circuit 31.
  • the current is a standardized current.
  • the amplitude of the first signal output from the first input signal source 12 and the amplitude of the second signal output from the second input signal source 13 Each of the amplitudes increases monotonically as the current of the composite signal output from the composite circuit 31 increases.
  • the amplitude of the first signal output from the first input signal source 12 is the same as the amplitude of the second signal output from the second input signal source 13.
  • the output power of the first transistor 16 becomes saturated power when the amplitude of the first signal is maximum, and the output power of the second transistor 20 becomes saturated when the amplitude of the second signal is maximum. It becomes electricity.
  • the phase of the first signal output from the first input signal source 12 decreases monotonically as the current of the combined signal output from the synthesis circuit 31 increases.
  • the phase of the second signal output from the second input signal source 13 increases monotonically as the current of the combined signal output from the synthesis circuit 31 increases.
  • the phase of the first signal and the phase of the second signal have the same absolute value, and the phases of the first signal and the phase of the second signal have different signs. For example, if the current of the composite signal output from the composite circuit 31 is "0", the phase difference is 60 degrees, and if the current of the composite signal output from the composite circuit 31 is "1", the phase difference is Is 120 degrees.
  • the output resistances of the first transistor 16 and the second transistor 20 are Ropt, and the impedance of the load 34 viewed from the synthesis point 32 is 0.5 ⁇ Ropt.
  • the second outfading operation mode includes a saturated output operation and a backoff operation. In the back-off operation included in the second outfading operation mode, the second transistor 20 is not stopped, and both the first transistor 16 and the second transistor 20 perform a signal amplification operation. Is going.
  • the second out-phasing operation mode each of the frequencies of the frequency and a second signal of the first signal is the third frequency f 3.
  • the third frequency f 3 is, for example, 1.33 ⁇ f 0
  • the electric length of the first output circuit 24 is about 120 degrees
  • the electric length of the second output circuit 27 is about 240 degrees.
  • the third frequency f 3 is 1.33 ⁇ f 0
  • the first input signal source 12 outputs a signal in which the output power of the first transistor 16 becomes saturated power to the first input matching circuit 14.
  • the first input signal source 12 has an amplitude in which the current of the signal output from the synthesis circuit 31 becomes “1”, and has an amplitude of about 60 degrees.
  • the first signal having the phase of is output to the first input matching circuit 14.
  • the second input signal source 13 outputs a signal in which the output power of the second transistor 20 becomes saturated power to the second input matching circuit 15.
  • the second input signal source 13 has an amplitude in which the current of the signal output from the synthesis circuit 31 becomes "1", and has an amplitude of about -60.
  • a second signal having a degree phase is output to the second input matching circuit 15.
  • the first input matching circuit 14 When the first input matching circuit 14 receives the first signal from the first input signal source 12, the first input signal source 12 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16, and the first input matching circuit 14 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16. The signal is output to the input terminal 16a of the first transistor 16.
  • the second input matching circuit 15 receives the second signal from the second input signal source 13
  • the second input matching circuit 15 converts the impedance of the second input signal source 13 into the input impedance of the second transistor 20, and the second input matching circuit 15.
  • the signal is output to the input terminal 20a of the second transistor 20.
  • the first transistor 16 When the first transistor 16 receives the first signal from the first input matching circuit 14, it amplifies the first signal and outputs the amplified first signal to the first output circuit 24.
  • the first output circuit 24 transmits the first signal output from the first transistor 16 and outputs the first signal to the synthesis circuit 31.
  • the second transistor 20 receives the second signal from the second input matching circuit 15, it amplifies the second signal and outputs the amplified second signal to the second output circuit 27.
  • the second output circuit 27 transmits the second signal output from the second transistor 20 and outputs the second signal to the synthesis circuit 31.
  • both the first transistor 16 and the second transistor 20 perform a signal amplification operation, and the phase of the first signal output from the first input signal source 12 is the first. It is 120 degrees ahead of the phase of the second signal output from the input signal source 13 of 2. Further, the electric length of the second output circuit 27 is 120 degrees longer than the electric length of the first output circuit 24. Therefore, the phase of the first signal output from the first output circuit 24 to the synthesis circuit 31 and the phase of the second signal output from the second output circuit 27 to the synthesis circuit 31 are in phase.
  • the synthesis circuit 31 synthesizes the first signal output from the first output circuit 24 and the second signal output from the second output circuit 27 in phase.
  • the synthesis circuit 31 outputs a composite signal of the first signal and the second signal to the output matching circuit 33.
  • the output matching circuit 33 receives the combined signal from the combined circuit 31, the output matching circuit 33 converts the impedance of the combined point 32 into the impedance of the external load 34, and outputs the combined signal to the load 34.
  • the first signal output from the first output circuit 24 and the second signal output from the second output circuit 27 have the same amplitude at the synthesis point 32, and the synthesis circuit According to 31, the first signal and the second signal are in-phase synthesized.
  • the output load of the first transistor 16 and the output load of the second transistor 20 share the impedance of the synthesis point 32. Therefore, the impedance of the synthesis point 32 seen from the first output circuit 24 and the impedance of the synthesis point 32 seen from the second output circuit 27 both become Rot.
  • the first output circuit 24 is the first transistor 16.
  • the impedance of the synthesis point 32 seen from the current source 18 of the above is not modulated from the Rot. Further, since the characteristic impedance of the second output circuit 27 and the impedance of the synthesis point 32 seen from the second output circuit 27 match in the current, the second output circuit 27 is the second transistor 20. The impedance of the synthesis point 32 seen from the current source 22 is not modulated from the Rot.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a back-off operation of the Doherty amplifier 1 in the second out-fading operation mode.
  • the operation at the time of backoff for example, the operation when the output power of each of the first transistor 16 and the second transistor 20 becomes about one-third of the saturated power will be described.
  • the first input signal source 12 outputs a signal in which the output power of the first transistor 16 is about one-third of the saturated power to the first input matching circuit 14. Specifically, the first input signal source 12 has a phase of about 30 degrees out of phase of about 60 degrees when the output power of the first transistor 16 becomes saturated power. The first signal having a phase is output to the first input matching circuit 14. The amplitude of the first signal at this time corresponds to the current of the composite signal corresponding to the first signal having a phase of about 30 degrees.
  • the second input signal source 13 outputs a signal in which the output power of the second transistor 20 is about one-third of the saturated power to the second input matching circuit 15.
  • the second input signal source 13 is about -30 degrees out-phase by +30 degrees from the phase of about -60 degrees when the output power of the second transistor 20 becomes saturated power.
  • a second signal having the above phase is output to the second input matching circuit 15.
  • the amplitude of the second signal at this time corresponds to the current of the combined signal corresponding to the second signal having a phase of about ⁇ 30 degrees.
  • the phase difference between the phase of the first signal output from the first input signal source 12 and the phase of the second signal output from the second input signal source 13 is 120 degrees.
  • the first input matching circuit 14 When the first input matching circuit 14 receives the first signal from the first input signal source 12, the first input signal source 12 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16, and the first input matching circuit 14 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16. The signal is output to the input terminal 16a of the first transistor 16.
  • the second input matching circuit 15 receives the second signal from the second input signal source 13
  • the second input matching circuit 15 converts the impedance of the second input signal source 13 into the input impedance of the second transistor 20, and the second input matching circuit 15.
  • the signal is output to the input terminal 20a of the second transistor 20.
  • the first transistor 16 When the first transistor 16 receives the first signal from the first input matching circuit 14, it amplifies the first signal and outputs the amplified first signal to the first output circuit 24.
  • the first output circuit 24 transmits the first signal output from the first transistor 16 and outputs the first signal to the synthesis circuit 31.
  • the second transistor 20 receives the second signal from the second input matching circuit 15, it amplifies the second signal and outputs the amplified second signal to the second output circuit 27.
  • the second output circuit 27 transmits the second signal output from the second transistor 20 and outputs the first signal to the synthesis circuit 31.
  • the output load of the first transistor 16 and the output load of the second transistor 20 share the impedance of the synthesis point 32. Therefore, the impedance of the synthesis point 32 seen from the first output circuit 24 and the impedance of the synthesis point 32 seen from the second output circuit 27 both become Rot. Further, since the phase of the first signal output from the first output circuit 24 is about 30 degrees out of phase with respect to the phase in the saturated output operation, the first signal is the first.
  • the Lopt which is the impedance obtained by looking at the synthesis point 32 from the output circuit 24, is transformed into an inductive region.
  • the first output circuit 24 has its own characteristic impedance of Rot, and the electrical length of the first output circuit 24 is about 120 degrees. Therefore, the first output circuit 24 modulates the impedance of the synthesis point 32 seen from the current source 18 of the first transistor 16 to 3 ⁇ Rot by an electric length of about 120 degrees.
  • phase of the second signal output from the second output circuit 27 is a phase of about -30 degrees, which is +30 degrees out-phase from the phase in the operation at the time of saturated output, the second signal is used.
  • the Lopt which is the impedance obtained by looking at the synthesis point 32 from the output circuit 27, is transformed into a capacitive region.
  • the second output circuit 27 has its own characteristic impedance of Rot, and the electric length of the second output circuit 27 is about 240 degrees. Therefore, the second output circuit 27 modulates the impedance of the synthesis point 32 seen from the current source 22 of the second transistor 20 to 3 ⁇ Rot by the electric length of about 240 degrees.
  • the Dougherty amplifier 1 operating in the second outfading operation mode can widen the efficiency characteristic at the time of backoff as in the Dougherty amplifier 1 operating in the first Dougherty operation mode.
  • Embodiment 3 the Doherty amplifier 1 that operates in the second Doherty operation mode will be described.
  • the configuration of the Doherty Amplifier 1 of the third embodiment is the same as the configuration of the Doherty Amplifier 1 of the first embodiment, and the configuration diagram showing the Doherty Amplifier 1 of the third embodiment is FIG.
  • each of the frequencies of the frequency and a second signal of the first signal is a second fourth frequency f 4 is lower than the frequency f 2 Operation mode of.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing a first signal and a second signal in the second Doherty operation mode.
  • FIG. 12A shows the amplitude of the first signal output from the first input signal source 12 and the amplitude of the second signal output from the second input signal source 13.
  • FIG. 12B shows the phase of the first signal output from the first input signal source 12 and the phase of the second signal output from the second input signal source 13.
  • FIG. 12C shows the phase difference between the phase of the first signal output from the first input signal source 12 and the phase of the second signal output from the second input signal source 13.
  • the phase difference is a value obtained by subtracting the phase of the second signal output from the second input signal source 13 from the phase of the first signal output from the first input signal source 12.
  • the horizontal axes in FIGS. 12A, 12B and 12C indicate the voltage of the combined signal output from the combined circuit 31.
  • the voltage is a standardized voltage.
  • the amplitude of the second signal when the amplitude of the first signal is zero is greater than zero.
  • the output power of the first transistor 16 becomes saturated power when the amplitude of the first signal is maximum, and the output power of the second transistor 20 becomes saturated when the amplitude of the second signal is maximum. It becomes electricity.
  • the phase of the first signal output from the first input signal source 12 is about 45 degrees
  • the phase of the second signal output from the second input signal source 13 is.
  • the phase of the first signal is about 45 degrees ahead of the phase of the second signal.
  • the output resistances of the first transistor 16 and the second transistor 20 are Ropt, and the impedance of the load 34 viewed from the synthesis point 32 is 0.5 ⁇ Ropt.
  • the second Dougherty operation mode includes a saturated output operation and a backoff operation. In the back-off operation included in the second Doherty operation mode, the first transistor 16 is stopped, and only the second transistor 20 performs the signal amplification operation.
  • Each of the frequency of the first signal frequency and the second signal is a fourth frequency f 4.
  • Fourth frequency f 4 for example, if 0.5 ⁇ f 0, the electrical length of the first output circuit 24 is turned about 45 degrees, the electrical length of approximately 90 degrees of the second output circuit 27 Become.
  • the fourth frequency f 4 is, an example is a 0.5 ⁇ f 0.
  • the first input signal source 12 outputs a signal in which the output power of the first transistor 16 becomes saturated power to the first input matching circuit 14.
  • the first input signal source 12 has an amplitude in which the voltage of the signal output from the synthesis circuit 31 becomes “1”, and has an amplitude of about 45 degrees.
  • the first signal having the phase of is output to the first input matching circuit 14.
  • the second input signal source 13 outputs a signal in which the output power of the second transistor 20 becomes saturated power to the second input matching circuit 15.
  • the second input signal source 13 has an amplitude in which the voltage of the signal output from the synthesis circuit 31 becomes “1” and is about 0 degrees.
  • a second signal having the above phase is output to the second input matching circuit 15.
  • the first input matching circuit 14 When the first input matching circuit 14 receives the first signal from the first input signal source 12, the first input signal source 12 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16, and the first input matching circuit 14 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16. The signal is output to the input terminal 16a of the first transistor 16.
  • the second input matching circuit 15 receives the second signal from the second input signal source 13
  • the second input matching circuit 15 converts the impedance of the second input signal source 13 into the input impedance of the second transistor 20, and the second input matching circuit 15.
  • the signal is output to the input terminal 20a of the second transistor 20.
  • the first transistor 16 When the first transistor 16 receives the first signal from the first input matching circuit 14, it amplifies the first signal and outputs the amplified first signal to the first output circuit 24.
  • the first output circuit 24 transmits the first signal output from the first transistor 16 and outputs the first signal to the synthesis circuit 31.
  • the second transistor 20 receives the second signal from the second input matching circuit 15, it amplifies the second signal and outputs the amplified second signal to the second output circuit 27.
  • the second output circuit 27 transmits the second signal output from the second transistor 20 and outputs the second signal to the synthesis circuit 31.
  • both the first transistor 16 and the second transistor 20 perform a signal amplification operation, and the phase of the first signal output from the first input signal source 12 is the first. It is 45 degrees ahead of the phase of the second signal output from the input signal source 13 of 2. Further, the electric length of the second output circuit 27 is 45 degrees longer than the electric length of the first output circuit 24. Therefore, the phase of the first signal output from the first output circuit 24 to the synthesis circuit 31 and the phase of the second signal output from the second output circuit 27 to the synthesis circuit 31 are in phase.
  • the synthesis circuit 31 synthesizes the first signal output from the first output circuit 24 and the second signal output from the second output circuit 27 in phase.
  • the synthesis circuit 31 outputs a composite signal of the first signal and the second signal to the output matching circuit 33.
  • the output matching circuit 33 receives the combined signal from the combined circuit 31, the output matching circuit 33 converts the impedance of the combined point 32 into the impedance of the external load 34, and outputs the combined signal to the load 34.
  • the first signal output from the first output circuit 24 and the second signal output from the second output circuit 27 have the same amplitude at the synthesis point 32, and the synthesis circuit According to 31, the first signal and the second signal are in-phase synthesized.
  • the output load of the first transistor 16 and the output load of the second transistor 20 share the impedance of the synthesis point 32. Therefore, the impedance of the synthesis point 32 seen from the first output circuit 24 and the impedance of the synthesis point 32 seen from the second output circuit 27 both become Rot.
  • the first output circuit 24 is the first transistor 16.
  • the impedance of the synthesis point 32 seen from the current source 18 of the above is not modulated from the Rot. Further, since the characteristic impedance of the second output circuit 27 and the impedance of the synthesis point 32 seen from the second output circuit 27 match in the current, the second output circuit 27 is the second transistor 20. The impedance of the synthesis point 32 seen from the current source 22 is not modulated from the Rot.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing the back-off operation of the Doherty amplifier 1 in the second Doherty operation mode.
  • the first transistor 16 stops the signal amplification operation.
  • the first input signal source 12 outputs, as the first signal, a signal at which the output power of the first transistor 16 becomes zero to the first input matching circuit 14. Specifically, as shown in FIGS.
  • the first input signal source 12 has an amplitude in which the voltage of the signal output from the synthesis circuit 31 becomes “0.5”, and has an amplitude of about.
  • a first signal having a phase of 45 degrees is output to the first input matching circuit 14. The amplitude of the first signal at which the voltage of the composite signal output from the composite circuit 31 becomes “0.5” is zero.
  • the second input signal source 13 outputs a signal in which the output power of the second transistor 20 becomes, for example, about half the saturated power to the first input matching circuit 14.
  • the second input signal source 13 has an amplitude in which the voltage of the signal output from the synthesis circuit 31 becomes “0.5”, and has an amplitude of about.
  • a second signal having a phase of 0 degrees is output to the second input matching circuit 15.
  • the amplitude of the second signal at which the voltage of the signal output from the synthesis circuit 31 becomes "0.5" is larger than zero and smaller than the maximum value of the amplitude.
  • the first input matching circuit 14 When the first input matching circuit 14 receives the first signal from the first input signal source 12, the first input signal source 12 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16, and the first input matching circuit 14 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16. The signal is output to the input terminal 16a of the first transistor 16. Even if the first transistor 16 receives the first signal from the first input matching circuit 14, since the amplitude of the first signal is zero, the first transistor 16 is stopped without performing the signal amplification operation. Since the first transistor 16 is stopped, the current source 18 of the first transistor 16 is in the open state as shown in FIG.
  • the second input matching circuit 15 When the second input matching circuit 15 receives the second signal from the second input signal source 13, the second input matching circuit 15 converts the impedance of the second input signal source 13 into the input impedance of the second transistor 20, and the second input matching circuit 15. The signal is output to the input terminal 20a of the second transistor 20.
  • the second transistor 20 receives the second signal from the second input matching circuit 15, it amplifies the second signal and outputs the amplified second signal to the second output circuit 27.
  • the second output circuit 27 transmits the second signal output from the second transistor 20 and outputs the second signal to the synthesis circuit 31.
  • the impedance of the synthesis circuit 31 seen from the second output circuit 27 is 0.5 ⁇ Rot. Since the second output circuit 27 has its own characteristic impedance of Rot and the impedance of the combined circuit 31 seen from the second output circuit 27 is 0.5 ⁇ Rot, the current source 22 of the second transistor 20 The impedance of the synthesis point 32 viewed from the above is modulated from Rot to 2 ⁇ Rot. The second output circuit 27 modulates the impedance of the synthesis point 32 seen from the current source 22 of the second transistor 20 from Rot to 2 ⁇ Rot, so that the output power of the second transistor 20 is higher than the saturation power.
  • the Doherty amplifier 1 operating in the second Dougherty operation mode can have a wide band of efficiency characteristics at the time of backoff, similarly to the Doherty amplifier 1 operating in the first Doherty operation mode.
  • Embodiment 4 the Doherty amplifier 1 that operates in the third Doherty operation mode will be described.
  • the configuration of the Doherty Amplifier 1 of the fourth embodiment is the same as the configuration of the Doherty Amplifier 1 of the first embodiment, and the configuration diagram showing the Doherty Amplifier 1 of the fourth embodiment is FIG.
  • third Doherty mode of operation as shown in FIG. 2, each of the frequencies of the frequency and a second signal of the first signal, a third to a fifth frequency f 5 higher than the frequency f 3 Operation mode of.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing a first signal and a second signal in the third Doherty operation mode.
  • FIG. 14A shows the amplitude of the first signal output from the first input signal source 12 and the amplitude of the second signal output from the second input signal source 13.
  • FIG. 14B shows the phase of the first signal output from the first input signal source 12 and the phase of the second signal output from the second input signal source 13.
  • FIG. 14C shows the phase difference between the phase of the first signal output from the first input signal source 12 and the phase of the second signal output from the second input signal source 13.
  • the phase difference is a value obtained by subtracting the phase of the second signal output from the second input signal source 13 from the phase of the first signal output from the first input signal source 12.
  • the horizontal axes in FIGS. 14A, 14B and 14C indicate the voltage of the combined signal output from the combined circuit 31.
  • the voltage is a standardized voltage.
  • the amplitude of the second signal when the amplitude of the first signal is zero is greater than zero.
  • the output power of the first transistor 16 becomes saturated power when the amplitude of the first signal is maximum, and the output power of the second transistor 20 becomes saturated when the amplitude of the second signal is maximum. It becomes electricity.
  • the phase of the first signal output from the first input signal source 12 is about 135 degrees
  • the phase of the second signal output from the second input signal source 13 is.
  • the phase of the first signal is about 135 degrees ahead of the phase of the second signal.
  • the output resistances of the first transistor 16 and the second transistor 20 are Ropt, and the impedance of the load 34 viewed from the synthesis point 32 is 0.5 ⁇ Ropt.
  • the third Dougherty operation mode includes a saturated output operation and a backoff operation. In the back-off operation included in the third Doherty operation mode, the first transistor 16 is stopped, and only the second transistor 20 performs the signal amplification operation.
  • Each of the frequency of the first signal frequency and the second signal is a frequency f 5 of the fifth.
  • the fifth frequency f 5 is, for example, 1.5 ⁇ f 0
  • the electric length of the first output circuit 24 is about 135 degrees
  • the electric length of the second output circuit 27 is about 270 degrees.
  • the first input signal source 12 outputs a signal in which the output power of the first transistor 16 becomes saturated power to the first input matching circuit 14.
  • the first input signal source 12 has an amplitude in which the voltage of the composite signal output from the composite circuit 31 becomes “1”, and has an amplitude of about 135.
  • a first signal having a degree phase is output to the first input matching circuit 14.
  • the second input signal source 13 outputs a signal in which the output power of the second transistor 20 becomes saturated power to the second input matching circuit 15.
  • the second input signal source 13 has an amplitude in which the voltage of the combined signal output from the combined circuit 31 becomes “1” and is about 0.
  • a second signal having a degree phase is output to the second input matching circuit 15.
  • the first input matching circuit 14 When the first input matching circuit 14 receives the first signal from the first input signal source 12, the first input signal source 12 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16, and the first input matching circuit 14 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16. The signal is output to the input terminal 16a of the first transistor 16.
  • the second input matching circuit 15 receives the second signal from the second input signal source 13
  • the second input matching circuit 15 converts the impedance of the second input signal source 13 into the input impedance of the second transistor 20, and the second input matching circuit 15.
  • the signal is output to the input terminal 20a of the second transistor 20.
  • the first transistor 16 When the first transistor 16 receives the first signal from the first input matching circuit 14, it amplifies the first signal and outputs the amplified first signal to the first output circuit 24.
  • the first output circuit 24 transmits the first signal output from the first transistor 16 and outputs the first signal to the synthesis circuit 31.
  • the second transistor 20 receives the second signal from the second input matching circuit 15, it amplifies the second signal and outputs the amplified second signal to the second output circuit 27.
  • the second output circuit 27 transmits the second signal output from the second transistor 20 and outputs the second signal to the synthesis circuit 31.
  • both the first transistor 16 and the second transistor 20 perform a signal amplification operation, and the phase of the first signal output from the first input signal source 12 is the first. It is 135 degrees ahead of the phase of the second signal output from the input signal source 13 of 2. Further, the electric length of the second output circuit 27 is 135 degrees longer than the electric length of the first output circuit 24. Therefore, the phase of the first signal output from the first output circuit 24 to the synthesis circuit 31 and the phase of the second signal output from the second output circuit 27 to the synthesis circuit 31 are in phase.
  • the synthesis circuit 31 synthesizes the first signal output from the first output circuit 24 and the second signal output from the second output circuit 27 in phase.
  • the synthesis circuit 31 outputs a composite signal of the first signal and the second signal to the output matching circuit 33.
  • the output matching circuit 33 receives the combined signal from the combined circuit 31, the output matching circuit 33 converts the impedance of the combined point 32 into the impedance of the external load 34, and outputs the combined signal to the load 34.
  • the first signal output from the first output circuit 24 and the second signal output from the second output circuit 27 have the same amplitude at the synthesis point 32, and the synthesis circuit According to 31, the first signal and the second signal are in-phase synthesized.
  • the output load of the first transistor 16 and the output load of the second transistor 20 share the impedance of the synthesis point 32. Therefore, the impedance of the synthesis point 32 seen from the first output circuit 24 and the impedance of the synthesis point 32 seen from the second output circuit 27 both become Rot.
  • the first output circuit 24 is the first transistor 16.
  • the impedance of the synthesis point 32 seen from the current source 18 of the above is not modulated from the Rot. Further, since the characteristic impedance of the second output circuit 27 and the impedance of the synthesis point 32 seen from the second output circuit 27 match in the current, the second output circuit 27 is the second transistor 20. The impedance of the synthesis point 32 seen from the current source 22 is not modulated from the Rot.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram showing the back-off operation of the Doherty amplifier 1 in the third Doherty operation mode.
  • the second transistor 20 performs the signal amplification operation
  • the first transistor 16 stops the signal amplification operation.
  • the first input signal source 12 outputs, as the first signal, a signal at which the output power of the first transistor 16 becomes zero to the first input matching circuit 14. Specifically, as shown in FIGS.
  • the first input signal source 12 has an amplitude in which the voltage of the signal output from the synthesis circuit 31 becomes “0.5”, and has an amplitude of about.
  • a first signal having a phase of 135 degrees is output to the first input matching circuit 14. The amplitude of the first signal at which the voltage of the composite signal output from the composite circuit 31 becomes “0.5” is zero.
  • the second input signal source 13 outputs a signal in which the output power of the second transistor 20 becomes, for example, about half the saturated power to the first input matching circuit 14.
  • the second input signal source 13 has an amplitude in which the voltage of the composite signal output from the composite circuit 31 becomes “0.5”, and has an amplitude of “0.5”.
  • a second signal having a phase of about 0 degrees is output to the second input matching circuit 15.
  • the amplitude of the second signal at which the voltage of the combined signal output from the synthesis circuit 31 becomes "0.5" is larger than zero and smaller than the maximum value of the amplitude.
  • the first input matching circuit 14 When the first input matching circuit 14 receives the first signal from the first input signal source 12, the first input signal source 12 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16, and the first input matching circuit 14 converts the impedance of the first input signal source 12 into the input impedance of the first transistor 16. The signal is output to the input terminal 16a of the first transistor 16. Even if the first transistor 16 receives the first signal from the first input matching circuit 14, since the amplitude of the first signal is zero, the first transistor 16 is stopped without performing the signal amplification operation. Since the first transistor 16 is stopped, the current source 18 of the first transistor 16 is in the open state as shown in FIG.
  • the second input matching circuit 15 When the second input matching circuit 15 receives the second signal from the second input signal source 13, the second input matching circuit 15 converts the impedance of the second input signal source 13 into the input impedance of the second transistor 20, and the second input matching circuit 15. The signal is output to the input terminal 20a of the second transistor 20.
  • the second transistor 20 receives the second signal from the second input matching circuit 15, it amplifies the second signal and outputs the amplified second signal to the second output circuit 27.
  • the second output circuit 27 transmits the second signal output from the second transistor 20 to the synthesis circuit 31.
  • the impedance of the synthesis circuit 31 seen from the second output circuit 27 is 0.5 ⁇ Rot. Since the second output circuit 27 has its own characteristic impedance of Rot and the impedance of the combined circuit 31 seen from the second output circuit 27 is 0.5 ⁇ Rot, the current source 22 of the second transistor 20 The impedance of the synthesis point 32 viewed from the above is modulated from Rot to 2 ⁇ Rot. The second output circuit 27 modulates the impedance of the synthesis point 32 seen from the current source 22 of the second transistor 20 from Rot to 2 ⁇ Rot, so that the output power of the second transistor 20 is higher than the saturation power.
  • the Doherty amplifier 1 operating in the third Dougherty operation mode can have a wide band of efficiency characteristics at the time of backoff, similarly to the Doherty amplifier 1 operating in the first Doherty operation mode.
  • the first output circuit 24 includes a capacitor 19, a first transmission line 25, and a first capacitor 26.
  • the second output circuit 27 includes a capacitor 23, a second transmission line 28, a third transmission line 29, and a second capacitor 30.
  • the first output circuit 24 includes a capacitor 19, an inductor 41 and a first transmission line 42
  • the second output circuit 27 includes a capacitor 23, an inductor 43, a second transmission line 44 and a second transmission line 42.
  • the Doherty amplifier 1 including the third transmission line 45 will be described.
  • FIG. 16 is a configuration diagram showing a first output circuit 24 of the Doherty amplifier 1 according to the fifth embodiment.
  • the first output circuit 24 shown in FIG. 16 transmits the first signal output from the first transistor 16 to the synthesis circuit 31 in the same manner as the first output circuit 24 shown in FIG.
  • the first output circuit 24 shown in FIG. 16 transmits the first signal output from the first transistor 16 to the synthesis circuit 31 in the same manner as the first output circuit 24 shown in FIG.
  • the electrical length of the first output circuit 24 shown in FIG. 16 changes according to the frequency of the first signal, similarly to the first output circuit 24 shown in FIG. For example, when the frequency of the first signal is the center frequency f 0 of the frequency range including the first frequency f 1 , the electric length of the first output circuit 24 is 90 degrees.
  • the electric length of the first output circuit 24 is not limited to the one that exactly matches the electric length of 90 degrees, and even if it deviates from the electric length of 90 degrees within a practically acceptable range. Good.
  • the inductor 41 is realized by, for example, a wire. One end of the inductor 41 is connected to the output terminal 16b of the first transistor 16, and the other end of the inductor 41 is connected to one end of the first transmission line 42. One end of the first transmission line 42 is connected to the other end of the inductor 41, and the other end of the first transmission line 42 is connected to the input terminal 31a of the synthesis circuit 31.
  • the first transmission line 42 for example, when the frequency of the first signal is a first frequency f 1 is a line having an electrical length of less than 90 degrees.
  • FIG. 17 is a configuration diagram showing a second output circuit 27 of the Doherty amplifier 1 according to the fifth embodiment.
  • the second output circuit 27 shown in FIG. 17 transmits the second signal output from the second transistor 20 to the synthesis circuit 31 in the same manner as the second output circuit 27 shown in FIG.
  • the second output circuit 27 shown in FIG. 17 modulates the impedance of the combined circuit 31 seen from the second transistor 20 according to the frequency of the second signal amplified by the second transistor 20.
  • the electrical length of the second output circuit 27 shown in FIG. 17 changes according to the frequency of the second signal, similarly to the second output circuit 27 shown in FIG.
  • the electrical length of the second output circuit 27 is 180 degrees.
  • the electric length of the second output circuit 27 is not limited to the one that exactly matches the electric length of 180 degrees, and even if it deviates from the electric length of 180 degrees within a range where there is no practical problem. Good.
  • the inductor 43 is realized, for example, by a wire.
  • One end of the inductor 43 is connected to the output terminal 20b of the second transistor 20, and the other end of the inductor 43 is connected to one end of the second transmission line 44.
  • One end of the second transmission line 44 is connected to the other end of the inductor 43, and the other end of the second transmission line 44 is connected to one end of the third transmission line 45.
  • Second transmission line 44 for example, when the frequency of the second signal is a first frequency f 1 is a line having an electrical length of less than 90 degrees.
  • One end of the third transmission line 45 is connected to the other end of the second transmission line 44, and the other end of the third transmission line 45 is connected to the input terminal 31b of the synthesis circuit 31.
  • the third transmission line 45 is, for example, when the frequency of the second signal is a first frequency f 1 is a line having an electrical length of 90 degrees.
  • the electric length of the third transmission line 45 is not limited to exactly the same as the electric length of 90 degrees, and even if it deviates from the electric length of 90 degrees within a range where there is no practical problem. Good.
  • the first output circuit 24 includes the capacitor 19, the inductor 41, and the first transmission line 42, as in the case of the first output circuit 24 shown in FIG. 3, the first output circuit 24 depends on the frequency of the first signal.
  • the impedance of the composite circuit 31 seen from the transistor 16 of 1 can be modulated.
  • the second output circuit 27 includes the capacitor 23, the inductor 43, the second transmission line 44, and the third transmission line 45, the second signal is the same as that of the second output circuit 27 shown in FIG.
  • the impedance of the combined circuit 31 seen from the second transistor 20 can be modulated according to the frequency of. Therefore, even in the Doherty amplifier 1 of the fifth embodiment, the efficiency characteristic at the time of backoff can be widened as in the Doherty amplifier 1 of the first to fourth embodiments.
  • the first output circuit 24 includes a capacitor 19, a first transmission line 25, and a first capacitor 26.
  • the second output circuit 27 includes a capacitor 23, a second transmission line 28, a third transmission line 29, and a second capacitor 30.
  • the first output circuit 24 includes a capacitor 19, a transmission line 51, a transmission line 52, a capacitor 53, and a capacitor 54
  • the second output circuit 27 includes a capacitor 23, a transmission line 61, and a transmission line.
  • a Doherty amplifier 1 including 62, a transmission line 63, a capacitor 64, and a capacitor 65 will be described.
  • FIG. 18 is a configuration diagram showing a first output circuit 24 of the Doherty amplifier 1 according to the sixth embodiment.
  • the same reference numerals as those in FIG. 3 indicate the same or corresponding parts, and thus the description thereof will be omitted.
  • the first output circuit 24 shown in FIG. 18 transmits the first signal output from the first transistor 16 and synthesizes the first signal. Output to circuit 31.
  • the electrical length of the first output circuit 24 shown in FIG. 18 changes according to the frequency of the first signal, similarly to the first output circuit 24 shown in FIG. For example, when the frequency of the first signal is the center frequency f 0 of the frequency range including the first frequency f 1 , the electric length of the first output circuit 24 is 90 degrees.
  • the electric length of the first output circuit 24 is not limited to the one that exactly matches the electric length of 90 degrees, and even if it deviates from the electric length of 90 degrees within a practically acceptable range. Good.
  • One end of the transmission line 51 is connected to the output terminal 16b of the first transistor 16, and the other end of the transmission line 51 is connected to one end of the transmission line 52 and one end of the capacitor 53.
  • One end of the transmission line 52 is connected to the other end of the transmission line 51 and one end of the capacitor 53, and the other end of the transmission line 52 is connected to each of the input terminal 31a of the synthesis circuit 31 and one end of the capacitor 54.
  • the sum of the electrical length of the electrical length of the transmission line 51 and transmission line 52 for example, when the frequency of the first signal is a first frequency f 1 is an electrical length of less than 90 degrees.
  • the capacitor 53 is connected to the transmission line 51 and the shunt.
  • one end of the capacitor 53 is connected to the other end of the transmission line 51 and one end of the transmission line 52, and the other end of the capacitor 53 is connected to the ground.
  • the capacitor 54 is connected to the transmission line 52 and the shunt. That is, one end of the capacitor 54 is connected to the other end of the transmission line 52 and the input terminal 31a of the synthesis circuit 31, and the other end of the capacitor 54 is connected to the ground.
  • FIG. 19 is a configuration diagram showing a second output circuit 27 of the Doherty amplifier 1 according to the seventh embodiment.
  • the second output circuit 27 shown in FIG. 19 transmits the second signal output from the second transistor 20 and synthesizes the second signal, similarly to the second output circuit 27 shown in FIG. Output to circuit 31.
  • the second output circuit 27 shown in FIG. 19 modulates the impedance of the combined circuit 31 seen from the second transistor 20 according to the frequency of the second signal amplified by the second transistor 20.
  • the electrical length of the second output circuit 27 shown in FIG. 19 changes according to the frequency of the second signal, similarly to the second output circuit 27 shown in FIG.
  • the electrical length of the second output circuit 27 is 180 degrees.
  • the electric length of the first output circuit 24 is not limited to the one that exactly matches the electric length of 180 degrees, and even if it deviates from the electric length of 180 degrees within a range where there is no practical problem. Good.
  • One end of the transmission line 61 is connected to the output terminal 20b of the second transistor 20, and the other end of the transmission line 61 is connected to one end of the transmission line 62 and one end of the capacitor 64.
  • One end of the transmission line 62 is connected to each of the other end of the transmission line 61 and one end of the capacitor 64, and the other end of the transmission line 62 is connected to each of one end of the transmission line 63 and one end of the capacitor 65.
  • One end of the transmission line 63 is connected to the other end of the transmission line 62 and one end of the capacitor 65, and the other end of the transmission line 63 is connected to the input terminal 31b of the synthesis circuit 31.
  • Total electrical length and the electrical length of the transmission line 63 of electrical length and the transmission line 62 of the transmission line 61 is, for example, when the frequency of the first signal is a first frequency f 1 is less than 180 degrees electrical It is long.
  • the capacitor 64 is connected to the transmission line 61 and the shunt. That is, one end of the capacitor 64 is connected to the other end of the transmission line 61 and one end of the transmission line 62, and the other end of the capacitor 64 is connected to the ground.
  • the capacitor 65 is connected to the transmission line 62 and the shunt. That is, one end of the capacitor 65 is connected to the other end of the transmission line 62 and one end of the transmission line 63, and the other end of the capacitor 65 is connected to the ground.
  • the frequency of the first signal is set to the same as that of the first output circuit 24 shown in FIG.
  • the impedance of the composite circuit 31 seen from the first transistor 16 can be modulated.
  • the second output circuit 27 includes the capacitor 23, the transmission line 61, the transmission line 62, the transmission line 63, the capacitor 64, and the capacitor 65, the second output circuit 27 is the same as the second output circuit 27 shown in FIG.
  • the impedance of the composite circuit 31 seen from the second transistor 20 can be modulated. Therefore, even in the Doherty amplifier 1 of the sixth embodiment, the efficiency characteristic at the time of backoff can be widened as in the Doherty amplifier 1 of the first to fourth embodiments.
  • Embodiment 7 In the Doherty amplifier 1 shown in FIG. 3, a bias voltage substantially the same as the threshold voltage is applied to each of the input terminal 16a of the first transistor 16 and the input terminal 20a of the second transistor 20.
  • the input terminal 16a of the first transistor 16 has a bias voltage (hereinafter, referred to as “first bias voltage V b1 ”) higher than the threshold voltage V thr and lower than the first threshold voltage V 1. It may be applied. V thr ⁇ V b1 ⁇ V 1 .
  • the input terminal 20a of the second transistor 20 may be applied with a first bias voltage V b1 which is higher than the threshold voltage V thr and lower than the first threshold voltage V 1 .
  • the first threshold voltage V 1 for example, a voltage about 1.1 times the threshold voltage V thr can be considered.
  • the configuration of the Doherty Amplifier 1 of the seventh embodiment is the same as the configuration of the Doherty Amplifier 1 of the first embodiment, and the configuration diagram showing the Doherty Amplifier 1 of the seventh embodiment is FIG.
  • the input terminal 16a of the first transistor 16 When the input terminal 16a of the first transistor 16 is applied with the first bias voltage V b1 , the input terminal 16a of the first transistor 16 is more than when the same bias voltage as the threshold voltage Vthr is applied. The gain is high. Further, when the input terminal 20a of the second transistor 20 is applied with the first bias voltage V b1 , the second transistor 20 is more than when the same bias voltage as the threshold voltage thr is applied. Gain is high.
  • the input terminal 16a of the first transistor 16 has a bias voltage (hereinafter, referred to as “second bias voltage V b2 ”) lower than the threshold voltage V thr and higher than the second threshold voltage V 2. It may be applied. V 2 ⁇ V b2 ⁇ V thr . Further, a second bias voltage V b2 which is lower than the threshold voltage V thr and higher than the second threshold voltage V 2 may be applied to the input terminal 20 a of the second transistor 20. As the second threshold voltage V 2 , for example, a voltage about 0.9 times the threshold voltage V thr can be considered.
  • the input terminal 16a of the first transistor 16 When the input terminal 16a of the first transistor 16 is applied with the second bias voltage V b2 , the input terminal 16a of the first transistor 16 is more than when the same bias voltage as the threshold voltage Vthr is applied. Higher efficiency. Further, when the input terminal 20a of the second transistor 20 is applied with the second bias voltage V b2 , the second transistor is more than when the same bias voltage as the threshold voltage Vthr is applied. The efficiency of 20 is increased.
  • the input terminal 16a of the first transistor 16 is applied with the first bias voltage V b1, and the input terminal 20a of the second transistor 20 is subjected to the second bias voltage.
  • V b2 both the gain and efficiency of the Doherty amplifier 1 can be increased.
  • the input terminal 16a of the first transistor 16 is applied with the second bias voltage V b2, and the input terminal 20a of the second transistor 20 is applied.
  • the first bias voltage V b1 is applied, both the gain and efficiency of the Doherty amplifier 1 can be increased.
  • Embodiment 8 the Dougherty amplifier 1 including the control circuit 71 for controlling the bias voltage applied to each of the input terminal 16a of the first transistor 16 and the input terminal 20a of the second transistor 20 will be described.
  • FIG. 20 is a configuration diagram showing a Doherty amplifier 1 according to the eighth embodiment.
  • the control circuit 71 includes a variable power supply 72, a gate bias circuit 73, and a gate bias circuit 74.
  • the control circuit 71 controls the bias voltage applied to each of the input terminal 16a of the first transistor 16 and the input terminal 20a of the second transistor 20.
  • the variable power supply 72 is a power supply capable of varying the voltage output to the gate bias circuit 73 and the voltage output to the gate bias circuit 74.
  • the gate bias circuit 73 is realized by, for example, an inductor. One end of the gate bias circuit 73 is connected to the variable power supply 72, and the other end of the gate bias circuit 73 is connected to each of the input terminal 16a of the first transistor 16 and the other end of the first input matching circuit 14b. Has been done.
  • the gate bias circuit 73 raises the bias voltage applied to the input terminal 16a of the first transistor 16 when the output voltage of the variable power supply 72 becomes high, and raises the bias voltage applied to the input terminal 16a of the first transistor 16 when the output voltage of the variable power supply 72 becomes low. The bias voltage applied to the input terminal 16a of is lowered.
  • the gate bias circuit 74 is realized by, for example, an inductor. One end of the gate bias circuit 74 is connected to the variable power supply 72, and the other end of the gate bias circuit 74 is connected to each of the input terminal 20a of the second transistor 20 and the other end of the second input matching circuit 15b. Has been done.
  • the gate bias circuit 74 raises the bias voltage applied to the input terminal 20a of the second transistor 20 when the output voltage of the variable power supply 72 becomes high, and raises the bias voltage applied to the input terminal 20a of the second transistor 20. When the output voltage of the variable power supply 72 becomes low, the second transistor 20 The bias voltage applied to the input terminal 20a of is lowered.
  • the control circuit 71 controls the bias voltage applied to each of the input terminal 16a of the first transistor 16 and the input terminal 20a of the second transistor 20 according to the respective frequencies of the first signal and the second signal. To do.
  • the control circuit 71 the frequency of the first signal frequency and a second signal, the first is a frequency f 1, if the operation mode of the Doherty amplifier 1 is a first Doherty operation mode , The first bias voltage V b1 is applied to the input terminal 16a of the first transistor 16. Further, the control circuit 71 applies a second bias voltage V b2 to the input terminal 20 a of the second transistor 20.
  • Control circuit 71 the frequency of the frequency and a second signal of the first signal, a fourth frequency f 4, if the operation mode of the Doherty amplifier 1 is a second Doherty operation mode, the first transistor A second bias voltage V b2 is applied to the input terminal 16a of 16. Further, the control circuit 71 applies the first bias voltage V b1 to the input terminal 20 a of the second transistor 20. Control circuit 71, the frequency of the frequency and a second signal of the first signal, the frequency f 5 of the fifth, if the operation mode of the Doherty amplifier 1 is a third Doherty operation mode, the first transistor A second bias voltage V b2 is applied to the input terminal 16a of 16. Further, the control circuit 71 applies the first bias voltage V b1 to the input terminal 20 a of the second transistor 20.
  • Control circuit 71 the frequency of the frequency and a second signal of the first signal, a second the frequency f 2, if the operation mode of the Doherty amplifier 1 is the first out-phasing operation mode, the first A first bias voltage V b1 is applied to each of the input terminal 16a of the transistor 16 and the input terminal 20a of the second transistor 20.
  • Control circuit 71, the frequency of the first signal frequency and a second signal, a third frequency f 3 if the operation mode of the Doherty amplifier 1 is a second out-phasing operation mode, the first A first bias voltage V b1 is applied to each of the input terminal 16a of the transistor 16 and the input terminal 20a of the second transistor 20.
  • the control circuit 71 controls the bias voltage applied to each of the input terminal 16a of the first transistor 16 and the input terminal 20a of the second transistor 20 according to the respective frequencies of the first signal and the second signal. By doing so, both the gain and efficiency of the Doherty amplifier 1 can be increased.
  • the control circuit 71 has an input terminal 16a of the first transistor 16 and an input terminal 20a of the second transistor 20 according to the respective frequencies of the first signal and the second signal.
  • the bias voltage applied to each of the above is controlled.
  • this is only an example, and the control circuit 71 has the input terminals 16a and the second of the first transistor 16 according to the respective powers of the first signal and the second signal output from the signal source 11.
  • the bias voltage applied to each of the input terminals 20a of the transistor 20 may be controlled.
  • the control circuit 71 raises the bias voltage applied to the input terminal 16a of the first transistor 16 to increase the bias voltage applied to the input terminal 16a of the first transistor 16.
  • the bias voltage applied to the input terminal 16a of the first transistor 16 is lowered.
  • the control circuit 71 raises the bias voltage applied to the input terminal 20a of the second transistor 20 when the power of the second signal output from the second input signal source 13 becomes large, and the second input signal source When the power of the second signal output from 13 becomes small, the bias voltage applied to the input terminal 20a of the second transistor 20 is lowered.
  • the control circuit 71 has an input terminal 16a of the first transistor 16 and an input terminal 20a of the second transistor 20 according to the respective powers of the first signal and the second signal output from the signal source 11. By controlling the bias voltage applied to the first transistor 16, the fluctuation of the gain with respect to the input power in each of the first transistor 16 and the second transistor 20 can be suppressed.
  • Embodiment 9 the Dougherty amplifier 1 including the control circuit 81 for controlling the bias voltage applied to each of the output terminal 16b of the first transistor 16 and the output terminal 20b of the second transistor 20 will be described.
  • FIG. 21 is a configuration diagram showing a Doherty amplifier 1 according to the ninth embodiment.
  • the control circuit 81 includes a variable power supply 82, a gate bias circuit 73, a gate bias circuit 74, a drain bias circuit 83, and a drain bias circuit 84.
  • the control circuit 81 includes a gate bias circuit 73 and a gate bias circuit 74.
  • the control circuit 81 may include only the variable power supply 82, the drain bias circuit 83, and the drain bias circuit 84 without the gate bias circuit 73 and the gate bias circuit 74.
  • the control circuit 81 controls the bias voltage applied to each of the input terminal 16a of the first transistor 16 and the input terminal 20a of the second transistor 20. Further, the control circuit 81 controls the bias voltage applied to each of the output terminal 16b of the first transistor 16 and the output terminal 20b of the second transistor 20.
  • the variable power supply 82 can change each of the voltage output to the gate bias circuit 73 and the voltage output to the gate bias circuit 74, and the voltage output to the drain bias circuit 83 and the voltage output to the drain bias circuit 84. It is a power supply that can change each of.
  • the drain bias circuit 83 is realized by, for example, an inductor. One end of the drain bias circuit 83 is connected to the variable power supply 82, and the other end of the drain bias circuit 83 is connected to each of the output terminal 16b of the first transistor 16 and one end of the first transmission line 25. There is.
  • the drain bias circuit 83 raises the bias voltage applied to the output terminal 16b of the first transistor 16 when the output voltage of the variable power supply 82 becomes high, and raises the bias voltage applied to the output terminal 16b of the first transistor 16 when the output voltage of the variable power supply 82 becomes low. The bias voltage applied to the output terminal 16b of is lowered.
  • the drain bias circuit 84 is realized by, for example, an inductor. One end of the drain bias circuit 84 is connected to the variable power supply 82, and the other end of the drain bias circuit 84 is connected to each of the output terminal 20b of the second transistor 20 and one end of the second transmission line 28. There is.
  • the drain bias circuit 84 raises the bias voltage applied to the output terminal 20b of the second transistor 20 when the output voltage of the variable power supply 82 becomes high, and raises the bias voltage applied to the output terminal 20b of the second transistor 20. When the output voltage of the variable power supply 82 becomes low, the second transistor 20 The bias voltage applied to the output terminal 20b of is lowered.
  • the control circuit 81 controls the bias voltage applied to each of the input terminal 16a of the first transistor 16 and the input terminal 20a of the second transistor 20.
  • the control circuit 81 raises the bias voltage applied to the output terminal 16b of the first transistor 16 to increase the bias voltage applied to the output terminal 16b of the first transistor 16.
  • the bias voltage applied to the output terminal 16b of the first transistor 16 is lowered.
  • the control circuit 81 raises the bias voltage applied to the output terminal 20b of the second transistor 20 to increase the bias voltage applied to the output terminal 20b of the second transistor 20.
  • the bias voltage applied to the output terminal 20b of the second transistor 20 is lowered.
  • the control circuit 81 has an output terminal 16b of the first transistor 16 and an output terminal 20b of the second transistor 20 according to the respective powers of the first signal and the second signal output from the signal source 11. By controlling the bias voltage applied to the first transistor 16, both the gain and the efficiency of the Doherty amplifier 1 can be increased according to the input power of each of the first transistor 16 and the second transistor 20.
  • the present invention is suitable for a Doherty amplifier and a communication device that synthesize a first signal after amplification and a second signal after amplification.
  • Doherty amplifier 11 signal source, 12 1st input signal source, 13 2nd input signal source, 14 1st input matching circuit, 15 2nd input matching circuit, 16 1st transistor, 16a input terminal, 16b output terminal, 17 capacitor, 18 current source, 19 capacitor, 20 second transistor, 20a input terminal, 20b output terminal, 21 capacitor, 22 current source, 23 capacitor, 24 first output circuit, 25 first transmission Line, 26 1st capacitor, 27 2nd output circuit, 28 2nd transmission line, 29 3rd transmission line, 30 2nd capacitor, 31 synthesis circuit, 31a input terminal, 31b input terminal, 32 synthesis point , 33 output matching circuit, 34 load, 41 inductor, 42 first transmission line, 43 inductor, 44 second transmission line, 45 third transmission line, 51, 52 transmission line, 53, 54 capacitor, 61, 62 , 63 transmission line, 64,65 capacitor, 71 control circuit, 72 variable power supply, 73,74 gate bias circuit, 81 control circuit, 82 variable power supply, 83,84 drain bias circuit.

Abstract

第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号を出力する第1のトランジスタ(16)と、第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号を出力する第2のトランジスタ(20)と、第1のトランジスタ(16)から出力された増幅後の第1の信号と第2のトランジスタ(20)から出力された増幅後の第2の信号とを合成し、増幅後の第1の信号と増幅後の第2の信号との合成信号を出力する合成回路(31)とを備え、第1のトランジスタ(16)により増幅される第1の信号と第2のトランジスタ(20)により増幅される第2の信号とがインフェーズで合成される信号モードと、第1のトランジスタ(16)により増幅される第1の信号と第2のトランジスタ(20)により増幅される第2の信号とがアウトフェーズで合成される信号モードとが周波数に応じて切り換えられ、動作モードが、切り換えられた信号モードに応じて、ドハティ動作モード又はアウトフェージング動作モードに切り換えられるように、ドハティ増幅器(1)を構成した。

Description

ドハティ増幅器及び通信装置
 この発明は、ドハティ増幅器及び通信装置に関するものである。
 一般的なドハティ増幅器は、キャリア増幅器の出力側に位相シフト要素が接続され、ピーク増幅器の入力側に位相シフト要素が接続されている。
 これに対して、以下の特許文献1には、キャリア増幅器の出力信号と、ピーク増幅器の出力信号との間で、振幅及び位相のそれぞれをマッチングできるようにしているドハティ増幅器が開示されている。
 特許文献1に開示されているドハティ増幅器では、キャリア増幅器の前段に第1の位相調整器が接続され、ピーク増幅器の前段に第2の位相調整器が接続されている。
 特許文献1に開示されているドハティ増幅器では、第1の位相調整器が、キャリア増幅器に入力される信号の位相を調整し、第2の位相調整器が、ピーク増幅器に入力される信号の位相を調整している。
 特許文献1に開示されているドハティ増幅器では、キャリア増幅器及びピーク増幅器の双方が動作しているときに、キャリア増幅器の出力電力とピーク増幅器の出力電力とが、加算ノードで合成される。
特開2015-89130号公報
 特許文献1に開示されているドハティ増幅器では、入力信号の周波数が変化しても、キャリア増幅器から加算ノードを見たインピーダンスを変調することできない。また、入力信号の周波数が変化しても、ピーク増幅器から加算ノードを見たインピーダンスを変調することができない。したがって、ドハティ増幅器の増幅効率が劣化してしまうことがあるという課題があった。
 この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の周波数と第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の周波数とが変化しても、バックオフ時における効率特性を広帯域化できるドハティ増幅器及び通信装置を得ることを目的とする。
 この発明に係るドハティ増幅器は、第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号を出力する第1のトランジスタと、第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号を出力する第2のトランジスタと、第1のトランジスタから出力された増幅後の第1の信号と第2のトランジスタから出力された増幅後の第2の信号とを合成し、増幅後の第1の信号と増幅後の第2の信号との合成信号を出力する合成回路とを備え、第1のトランジスタにより増幅される第1の信号と第2のトランジスタにより増幅される第2の信号とがインフェーズで合成される信号モードと、第1のトランジスタにより増幅される第1の信号と第2のトランジスタにより増幅される第2の信号とがアウトフェーズで合成される信号モードとが周波数に応じて切り換えられ、動作モードが、切り換えられた信号モードに応じて、ドハティ動作モード又はアウトフェージング動作モードに切り換えられるようにしたものである。
 この発明によれば、第1のトランジスタにより増幅される第1の信号と第2のトランジスタにより増幅される第2の信号とがインフェーズで合成される信号モードと、第1のトランジスタにより増幅される第1の信号と第2のトランジスタにより増幅される第2の信号とがアウトフェーズで合成される信号モードとが周波数に応じて切り換えられ、動作モードが、切り換えられた信号モードに応じて、ドハティ動作モード又はアウトフェージング動作モードに切り換えられるように、ドハティ増幅器を構成した。したがって、この発明に係るドハティ増幅器は、第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の周波数と第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の周波数とが変化しても、バックオフ時における効率特性を広帯域化できる。
実施の形態1に係るドハティ増幅器1を備える通信装置を示す構成図である。 ドハティ増幅器1が有する複数の動作モードの周波数を示す説明図である。 実施の形態1に係るドハティ増幅器1を示す構成図である。 図4Aは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の振幅及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の振幅を示す説明図、図4Bは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相を示す説明図、図4Cは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相と、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相との位相差を示す説明図である。 第1のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作を示す説明図である。 第1のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作での負荷変成を示す説明図である。 図7Aは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の振幅及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の振幅を示す説明図、図7Bは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相を示す説明図、図7Cは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相と、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相との位相差を示す説明図である。 第1のアウトフェージング動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作を示す説明図である。 第1のアウトフェージング動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作での負荷変成を示す説明図である。 図10Aは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の振幅及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の振幅を示す説明図、図10Bは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相を示す説明図、図10Cは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相と、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相との位相差を示す説明図である。 第2のアウトフェージング動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作を示す説明図である。 図12Aは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の振幅及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の振幅を示す説明図、図12Bは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相を示す説明図、図12Cは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相と、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相との位相差を示す説明図である。 第2のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作を示す説明図である。 図14Aは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の振幅及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の振幅を示す説明図、図14Bは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相を示す説明図、図14Cは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相と、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相との位相差を示す説明図である。 第3のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作を示す説明図である。 実施の形態5に係るドハティ増幅器1の第1の出力回路24を示す構成図である。 実施の形態5に係るドハティ増幅器1の第2の出力回路27を示す構成図である。 実施の形態6に係るドハティ増幅器1の第1の出力回路24を示す構成図である。 実施の形態6に係るドハティ増幅器1の第2の出力回路27を示す構成図である。 実施の形態8に係るドハティ増幅器1を示す構成図である。 実施の形態9に係るドハティ増幅器1を示す構成図である。
 以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
 図1は、実施の形態1に係るドハティ増幅器1を備える通信装置を示す構成図である。
 図1において、ドハティ増幅器1は、通信用信号を第1の信号と第2の信号とに分配し、第1の信号及び第2の信号のそれぞれを増幅する。
 ドハティ増幅器1は、第1のトランジスタ16により増幅される第1の信号と第2のトランジスタ20により増幅される第2の信号とがインフェーズで合成される信号モードと、第1のトランジスタ16により増幅される第1の信号と第2のトランジスタ20により増幅される第2の信号とがアウトフェーズで合成される信号モードとが周波数に応じて切り換えられる。
 また、ドハティ増幅器1の動作モードは、切り換えられた信号モードに応じて、ドハティ動作モード又はアウトフェージング動作モードに切り換えられる。
 ドハティ増幅器1は、ドハティ増幅器として動作させるインフェーズでの動作モードとして、図2に示すように、第1のドハティ動作モード、第2のドハティ動作モード及び第3のドハティ動作モードを有している。
 また、ドハティ増幅器1は、アウトフェージング増幅器として動作させるアウトフェーズでの動作モードとして、図2に示すように、第1のアウトフェージング動作モード及び第2のアウトフェージング動作モードを有している。
 図2は、ドハティ増幅器1が有する複数の動作モードの周波数を示す説明図である。
 ドハティ増幅器1の動作モードは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の周波数及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の周波数によって、決定される。第1の入力信号源12及び第2の入力信号源13については、後述する。
 第1のドハティ動作モードは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の周波数及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の周波数のそれぞれが第1の周波数fであるときの動作モードである。図2の例では、約2.8[GHz]~約3.7[GHz]の範囲にある周波数は、第1の周波数fである。ただし、これは一例に過ぎず、第1の周波数fが含まれる周波数範囲が、約2.8[GHz]~約3.7[GHz]の範囲と異なる範囲であってもよい。
 第1のアウトフェージング動作モードは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の周波数及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の周波数のそれぞれが、第1の周波数fよりも低い第2の周波数fであるときの動作モードである。図2の例では、約2.0[GHz]~約2.8[GHz]の範囲にある周波数は、第2の周波数fである。ただし、これは一例に過ぎず、第2の周波数fが含まれる周波数範囲が、約2.0[GHz]~約2.8[GHz]の範囲と異なる範囲であってもよい。
 第2のアウトフェージング動作モードは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の周波数及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の周波数のそれぞれが、第1の周波数fよりも高い第3の周波数fであるときの動作モードである。図2の例では、約3.7[GHz]~約4.5[GHz]の範囲にある周波数は、第3の周波数fである。ただし、これは一例に過ぎず、第3の周波数fが含まれる周波数範囲が、約3.7[GHz]~約4.5[GHz]の範囲と異なる範囲であってもよい。
 第2のドハティ動作モードは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の周波数及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の周波数のそれぞれが、第2の周波数fよりも低い第4の周波数fであるときの動作モードである。図2の例では、約1.2[GHz]~約2.0[GHz]の範囲にある周波数は、第4の周波数fである。ただし、これは一例に過ぎず、第4の周波数fが含まれる周波数範囲が、約1.2[GHz]~約2.0[GHz]の範囲と異なる範囲であってもよい。
 第3のドハティ動作モードは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の周波数及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の周波数のそれぞれが、第3の周波数fよりも高い第5の周波数fであるときの動作モードである。図2の例では、約4.5[GHz]~約5.4[GHz]の範囲にある周波数は、第5の周波数fである。ただし、これは一例に過ぎず、第5の周波数fが含まれる周波数範囲が、約4.5[GHz]~約5.4[GHz]の範囲と異なる範囲であってもよい。
 ドハティ増幅器1が有するそれぞれの動作モードは、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20のそれぞれの動作として、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20の双方の出力電力が飽和電力であるときの飽和出力時動作を含んでいる。第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20については、後述する。
 また、ドハティ増幅器1が有するそれぞれの動作モードは、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20のそれぞれの動作として、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20の双方の出力電力が飽和電力以下であるときのバックオフ時動作を含んでいる。
 第1のドハティ動作モード、第2のドハティ動作モード及び第3のドハティ動作モードのそれぞれに含まれているバックオフ時動作では、第1のトランジスタ16又は第2のトランジスタ20の一方のみが動作して、他方が動作を停止する。
 第1のアウトフェージング動作モード及び第2のアウトフェージング動作モードのそれぞれに含まれているバックオフ時動作では、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20の双方が動作している。
 図2は、ドハティ増幅器1が有するそれぞれの動作モードの周波数を示すほか、それぞれの動作モードに含まれているバックオフ時動作時でのドハティ増幅器1の効率を示している。
 図3は、実施の形態1に係るドハティ増幅器1を示す構成図である。
 図3において、信号源11は、第1の入力信号源12及び第2の入力信号源13を備えている。
 信号源11は、当該信号源11に入力された通信信号を2つの信号に分配する。
 信号源11は、2つの信号のうちの一方の信号を第1の入力信号源12に出力し、他方の信号を第2の入力信号源13に出力する。
 第1の入力信号源12は、例えば、直交変調器、DAC(Digital Analog Convertor)及びDDS(Direct Digital Synthesize)によって実現される。
 第1の入力信号源12は、ドハティ増幅器1の動作モードに応じて、振幅及び位相のそれぞれを決定し、決定した振幅及び位相のそれぞれを有する電圧の信号を、第1の信号として、第1の入力整合回路14を介して、第1のトランジスタ16に出力する。第1の信号は、一方の信号に含まれている情報と同じ情報を含んでいる。
 第2の入力信号源13は、例えば、直交変調器、DAC及びDDSによって実現される。
 第2の入力信号源13は、ドハティ増幅器1の動作モードに応じて、振幅及び位相のそれぞれを決定し、決定した振幅及び位相のそれぞれを有する電圧の信号を、第2の信号として、第2の入力整合回路15を介して、第2のトランジスタ20に出力する。第2の信号は、他方の信号に含まれている情報と同じ情報を含んでいる。
 第1の入力整合回路14及び第2の入力整合回路15のそれぞれは、例えば、集中定数素子を用いている回路、分布定数線路を用いている回路、集中定数と分布定数とが組み合わされている回路、コイルとコンデンサとを用いているL-C型整合回路、又は、4分の1波長線路によって実現される。
 第1の入力整合回路14の一端は、第1の入力信号源12と接続されており、第1の入力整合回路14の他端は、第1のトランジスタ16の入力端子16aと接続されている。
 第1の入力整合回路14は、第1の入力信号源12のインピーダンスを第1のトランジスタ16の入力インピーダンスに変換し、第1の入力信号源12から出力された第1の信号を第1のトランジスタ16の入力端子16aに出力する。
 第2の入力整合回路15の一端は、第2の入力信号源13と接続されており、第2の入力整合回路15の他端は、第2のトランジスタ20の入力端子20aと接続されている。
 第2の入力整合回路15は、第2の入力信号源13のインピーダンスを第2のトランジスタ20の入力インピーダンスに変換し、第2の入力信号源13から出力された第2の信号を第2のトランジスタ20の入力端子20aに出力する。
 第1のトランジスタ16は、例えば、FET(Field Effect Transistor)、HBT(Heterojunction Bipolar Transistor)又はHEMT(High Electron Mobility Transistor)によって実現される。
 図3に示すドハティ増幅器1では、第1のトランジスタ16が、ソース接地のトランジスタである例を示している。第1のトランジスタ16の入力端子16aであるゲート端子は、第1の入力整合回路14の他端と接続されており、第1のトランジスタ16の出力端子16bであるドレイン端子は、第1の出力回路24における第1の伝送線路25の一端と接続されている。第1の出力回路24については、後述する。
 第1のトランジスタ16は、ドハティ増幅器として動作させるインフェーズと、アウトフェージング増幅器として動作させるアウトフェーズとが周波数に応じて切り換えられる。
 第1のトランジスタ16は、第1の入力信号源12から第1の入力整合回路14を介して出力された第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号を第1の出力回路24の第1の伝送線路25に出力する。
 第1のトランジスタ16の入力端子16aには、スレッシュホルド電圧と概ね同じバイアス電圧が印加されている。第1のトランジスタ16は、入力端子16aの電圧がスレッシュホルド電圧よりも大きければ、信号の増幅動作を行い、入力端子16aの電圧がスレッシュホルド電圧以下であれば、信号の増幅動作を行わない。
 したがって、第1のトランジスタ16の入力端子16aに対する第1の信号の有無で、第1のトランジスタ16の動作を切り替えることが可能である。
 第1のトランジスタ16を等価回路で表すと、第1のトランジスタ16は、入力容量を有するキャパシタ17、電流源18及び出力容量を有するキャパシタ19によって表すことができる。
 第2のトランジスタ20は、例えば、FET、HBT又はHEMTによって実現される。
 図3に示すドハティ増幅器1では、第2のトランジスタ20が、ソース接地のトランジスタである例を示している。第2のトランジスタ20の入力端子20aであるゲート端子は、第2の入力整合回路15の他端と接続されており、第2のトランジスタ20の出力端子20bであるドレイン端子は、第2の出力回路27における第2の伝送線路28の一端と接続されている。第2の出力回路27については、後述する。
 第2のトランジスタ20は、ドハティ増幅器として動作させるインフェーズと、アウトフェージング増幅器として動作させるアウトフェーズとが周波数に応じて切り換えられる。
 第2のトランジスタ20は、第2の入力信号源13から第2の入力整合回路15を介して出力された第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号を第2の出力回路27の第2の伝送線路28に出力する。
 第2のトランジスタ20の入力端子20aには、スレッシュホルド電圧と概ね同じバイアス電圧が印加されている。第2のトランジスタ20は、入力端子20aの電圧がスレッシュホルド電圧よりも大きければ、信号の増幅動作を行い、入力端子20aの電圧がスレッシュホルド電圧以下であれば、信号の増幅動作を行わない。
 したがって、第2のトランジスタ20の入力端子20aに対する第2の信号の有無で、第2のトランジスタ20の動作を切り替えることが可能である。
 第2のトランジスタ20を等価回路で表すと、第2のトランジスタ20は、入力容量を有するキャパシタ21、電流源22及び出力容量を有するキャパシタ23によって表すことができる。
 第1の出力回路24は、キャパシタ19、第1の伝送線路25及び第1のキャパシタ26を備えている。
 図3に示すドハティ増幅器1では、第1のトランジスタ16と第1の出力回路24とが、第1のトランジスタ16の出力容量を有するキャパシタ19を共有しているように描画している。しかし、これは説明の便宜上、共有しているように描画しているに過ぎず、第1の出力回路24が、キャパシタ19を第1のトランジスタ16と共有せずに、第1の伝送線路25及び第1のキャパシタ26のみを備えているものであってもよい。
 第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16から出力された第1の信号を伝送して、第1の信号を合成回路31に出力する。
 第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16により増幅される第1の信号の周波数に応じて、第1のトランジスタ16から合成回路31を見たインピーダンスを変調する。
 第1の出力回路24の電気長は、第1の信号の周波数に応じて変化する。例えば、第1の信号の周波数が、第1の周波数fが含まれる周波数範囲の中心周波数fであるときは、第1の出力回路24の電気長は、90度である。第1の出力回路24の電気長は、90度の電気長と厳密に一致しているものに限るものではなく、実用上問題のない範囲で、90度の電気長からずれていてもよい。
 第1の伝送線路25の一端は、第1のトランジスタ16の出力端子16bと接続されており、第1の伝送線路25の他端は、合成回路31の入力端子31a及び第1のキャパシタ26の一端のそれぞれと接続されている。
 第1の伝送線路25は、例えば、第1の信号の周波数が第1の周波数fであるときは、90度未満の電気長を有する線路である。
 第1の伝送線路25の特性インピーダンスは、第1のトランジスタ16の出力抵抗よりも高い。
 第1のキャパシタ26は、第1の伝送線路25とシャントに接続されている。即ち、第1のキャパシタ26の一端は、第1の伝送線路25の他端及び合成回路31の入力端子31aのそれぞれと接続されており、第1のキャパシタ26の他端は、グランドと接続されている。
 第1のキャパシタ26が有する容量は、第1のトランジスタ16の出力容量であるキャパシタ19が有する容量と同じである。ただし、第1のキャパシタ26が有する容量は、キャパシタ19が有する容量と厳密に一致しているものに限るものではなく、実用上問題のない範囲で、キャパシタ19が有する容量と異なっていてもよい。
 第2の出力回路27は、キャパシタ23、第2の伝送線路28、第3の伝送線路29及び第2のキャパシタ30を備えている。
 図3に示すドハティ増幅器1では、第2のトランジスタ20と第2の出力回路27とが、第2のトランジスタ20の出力容量を有するキャパシタ23を共有しているように描画している。しかし、これは説明の便宜上、共有しているように描画しているに過ぎず、第2の出力回路27が、キャパシタ23を第2のトランジスタ20と共有せずに、第2の伝送線路28、第3の伝送線路29及び第2のキャパシタ30のみを備えているものであってもよい。
 第2の出力回路27は、第1の伝送線路25の電気長よりも長い電気長を有しており、第2のトランジスタ20から出力された第2の信号を伝送して、第2の信号を合成回路31に出力する。
 第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20により増幅される第2の信号の周波数に応じて、第2のトランジスタ20から合成回路31を見たインピーダンスを変調する。
 第2の出力回路27の電気長は、第2の信号の周波数に応じて変化する。例えば、第2の信号の周波数が、第1の周波数fが含まれる周波数範囲の中心周波数fであるときは、第2の出力回路27の電気長は、180度である。ただし、第2の出力回路27の電気長は、180度の電気長と厳密に一致しているものに限るものではなく、実用上問題のない範囲で、180度の電気長からずれていてもよい。
 第2の伝送線路28の一端は、第2のトランジスタ20の出力端子20bと接続されており、第2の伝送線路28の他端は、第3の伝送線路29の一端及び第2のキャパシタ30の一端のそれぞれと接続されている。
 第2の伝送線路28は、例えば、第2の信号の周波数が第1の周波数fであるときは、90度未満の電気長を有する線路である。
 第2の伝送線路28の特性インピーダンスは、第2のトランジスタ20の出力抵抗よりも高い。
 第3の伝送線路29の一端は、第2の伝送線路28の他端及び第2のキャパシタ30の一端のそれぞれと接続されており、第3の伝送線路29の他端は、合成回路31の入力端子31bと接続されている。
 第3の伝送線路29は、例えば、第2の信号の周波数が中心周波数fであるときは、90度の電気長を有する線路である。ただし、第3の伝送線路29の電気長は、90度の電気長と厳密に一致しているものに限るものではなく、実用上問題のない範囲で、90度の電気長からずれていてもよい。
 第3の伝送線路29の特性インピーダンスは、第2のトランジスタ20の出力抵抗と同じである。ただし、第3の伝送線路29の特性インピーダンスは、第2のトランジスタ20の出力抵抗と厳密に一致しているものに限るものではなく、実用上問題のない範囲で、第2のトランジスタ20の出力抵抗と異なっていてもよい。
 第2のキャパシタ30は、第2の伝送線路28とシャントに接続されている。即ち、第2のキャパシタ30の一端は、第2の伝送線路28の他端及び第3の伝送線路29の一端のそれぞれと接続されており、第2のキャパシタ30の他端は、グランドと接続されている。
 第2のキャパシタ30が有する容量は、第2のトランジスタ20の出力容量であるキャパシタ23が有する容量と同じである。ただし、第2のキャパシタ30が有する容量は、キャパシタ23が有する容量と厳密に一致しているものに限るものではなく、実用上問題のない範囲で、キャパシタ23が有する容量と異なっていてもよい。
 合成回路31は、第1の出力回路24により伝送された第1の信号と第2の出力回路27により伝送された第2の信号とを合成する合成点32を有している。
 合成回路31の入力端子31aは、第1の伝送線路25の他端及び第1のキャパシタ26の一端のそれぞれと接続されている。
 合成回路31の入力端子31bは、第3の伝送線路29の他端と接続されている。
 合成回路31は、第1の出力回路24から出力された第1の信号と第2の出力回路27から出力された第2の信号とを合成する。
 合成点32は、第1の出力回路24から出力された第1の信号と第2の出力回路27から出力された第2の信号との合成点である。合成点が含まれているものであれば、合成回路と呼ぶ。
 ここで、インフェーズとは、合成点32において、第1の出力回路24により伝送された第1の信号と第2の出力回路27により伝送された第2の信号とが同相合成されることである。例えば、第1のトランジスタ16に入力された第1の信号及び第2のトランジスタ20に入力された第2の信号が入力端面で異相であっても、第1の出力回路24により伝送され位相が変化した第1の信号と第2の出力回路27により伝送され位相が変化した第2の信号とが、合成点32において同相であれば、インフェーズである。アウトフェーズとは、合成点32において、第1の出力回路24により伝送された第1の信号と第2の出力回路27により伝送された第2の信号とが異相合成されることである。例えば、第1のトランジスタ16に入力された第1の信号及び第2のトランジスタ20に入力された第2の信号が入力端面で同相であっても、第1の出力回路24により伝送され位相が変化した第1の信号と第2の出力回路27により伝送され位相が変化した第2の信号とが、合成点32において異相であれば、アウトフェーズである。
 出力整合回路33は、例えば、集中定数素子を用いている回路、分布定数線路を用いている回路、集中定数と分布定数とが組み合わされている回路、コイルとコンデンサとを用いているL-C型整合回路、又は、4分の1波長線路によって実現される。
 出力整合回路33の一端は、合成点32と接続されており、出力整合回路33の他端は、ドハティ増幅器1の外部の負荷34と接続されている。
 出力整合回路33は、合成点32のインピーダンスを負荷34のインピーダンスに整合する回路である。
 負荷34は、出力整合回路33の他端と接続されているドハティ増幅器1の外部の負荷である。
 図3に示すドハティ増幅器1は、出力整合回路33を備えている。しかし、これは一例に過ぎず、第1の出力回路24及び第2の出力回路27のそれぞれが、負荷34のインピーダンスとの整合機能を備えていれば、ドハティ増幅器1が出力整合回路33を備えていなくてもよい。
 次に、図3に示すドハティ増幅器1の動作について説明する。
 実施の形態1では、説明の便宜上、入力された通信信号の周波数が、第1の周波数f、又は、第2の周波数fであるものとする。
 したがって、実施の形態1では、図3に示すドハティ増幅器が、第1のドハティ動作モード、又は、第1のアウトフェージング動作モードで動作するものとする。
 最初に、ドハティ増幅器1の動作の概略を説明する。
 信号源11は、当該信号源11に入力された通信信号を2つの信号に分配する。
 信号源11は、2つの信号のうちの一方の信号を第1の入力信号源12に出力し、他方の信号を第2の入力信号源13に出力する。
 第1の入力信号源12は、一方の信号の周波数が、第1の周波数fであれば、ドハティ増幅器1の動作モードを第1のドハティ動作モードに決定し、第2の周波数fであれば、ドハティ増幅器1の動作モードを第1のアウトフェージング動作モードに決定する。
 第1の入力信号源12は、ドハティ増幅器1の動作モードを第1のドハティ動作モードに決定すると、第1のドハティ動作モードに対応する、振幅及び位相を有する電圧の信号を、第1の信号として、第1の入力整合回路14を介して、第1のトランジスタ16に出力する。
 第1の入力信号源12は、ドハティ増幅器1の動作モードを第1のアウトフェージング動作モードに決定すると、第1のアウトフェージング動作モードに対応する、振幅及び位相を有する電圧の信号を、第1の信号として、第1の入力整合回路14を介して、第1のトランジスタ16に出力する。
 なお、第1の信号は、一方の信号に含まれている情報と同じ情報を含んでいる。
 第2の入力信号源13は、信号源11から出力された他方の信号の周波数が、第1の周波数fであれば、ドハティ増幅器1の動作モードを第1のドハティ動作モードに決定し、第2の周波数fであれば、ドハティ増幅器1の動作モードを第1のアウトフェージング動作モードに決定する。
 第2の入力信号源13は、ドハティ増幅器1の動作モードを第1のドハティ動作モードに決定すると、第1のドハティ動作モードに対応する、振幅及び位相を有する電圧の信号を、第2の信号として、第2の入力整合回路15を介して、第2のトランジスタ20に出力する。
 第2の入力信号源13は、ドハティ増幅器1の動作モードを第1のアウトフェージング動作モードに決定すると、第1のアウトフェージング動作モードに対応する、振幅及び位相を有する電圧の信号を、第2の信号として、第2の入力整合回路15を介して、第2のトランジスタ20に出力する。
 なお、第2の信号は、他方の信号に含まれている情報と同じ情報を含んでいる。
 第1のトランジスタ16は、第1の入力整合回路14を介して、第1の入力信号源12から出力された第1の信号を受けると、第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号を第1の出力回路24における第1の伝送線路25に出力する。
 第2のトランジスタ20は、第2の入力整合回路15を介して、第2の入力信号源13から出力された第2の信号を受けると、第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号を第2の出力回路27における第2の伝送線路28に出力する。
 第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16の出力端子16bから第1の信号が出力されると、第1の信号を伝送して、第1の信号を合成回路31に出力する。
 第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20の出力端子20bから第2の信号が出力されると、第2の信号を伝送して、第2の信号を合成回路31に出力する。
 合成回路31は、第1の出力回路24により伝送された第1の信号と第2の出力回路27により伝送された第2の信号とを合成する。
 合成回路31は、第1の信号と第2の信号との合成信号を、出力整合回路33を介して、外部の負荷34に出力する。
 次に、第1のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1の飽和出力時動作と、第1のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作とを具体的に説明する。
 ここでは、説明の便宜上、第1のトランジスタ16の出力抵抗及び第2のトランジスタ20の出力抵抗のそれぞれがRoptであるとする。
 また、第1の出力回路24の特性インピーダンス及び第2の出力回路27の特性インピーダンスのそれぞれがRoptであるとする。
 また、合成点32から負荷34を見たインピーダンスが、0.5×Roptであるとする。
 第1のドハティ動作モードでは、第1の信号の周波数及び第2の信号の周波数のそれぞれが第1の周波数fである。第1の信号の周波数及び第2の信号の周波数のそれぞれが、第1の周波数fが含まれる周波数範囲の中心周波数fであるときは、第1の出力回路24の電気長が約90度になり、第2の出力回路27の電気長が約180度になる。
 以下、第1の周波数fが、中心周波数fである例を説明する。
 図4は、第1のドハティ動作モードのときの第1の信号及び第2の信号を示す説明図である。
 図4Aは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の振幅及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の振幅を示している。
 図4Bは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相を示している。
 図4Cは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相と、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相との位相差を示している。位相差は、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相から、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相を減算した値である。
 図4A、図4B及び図4Cにおけるそれぞれの横軸は、合成回路31から出力される合成信号の電圧を示している。当該電圧は、規格化されている電圧である。
[第1のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1の飽和出力時動作]
 第1のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1の飽和出力時動作を説明する。
 第1の入力信号源12は、第1の信号として、第1のトランジスタ16の出力電力が飽和電力になる信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 具体的には、第1の入力信号源12は、図4A及び図4Bに示すように、合成回路31から出力される合成信号の電圧が“1”になる振幅を有し、かつ、約90度の位相を有する第1の信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 第2の入力信号源13は、第2の信号として、第2のトランジスタ20の出力電力が飽和電力になる信号を第2の入力整合回路15に出力する。
 具体的には、第2の入力信号源13は、図4A及び図4Bに示すように、合成回路31から出力される合成信号の電圧が“1”になる振幅を有し、かつ、約0度の位相を有する第2の信号を第2の入力整合回路15に出力する。
 第1の入力整合回路14は、第1の入力信号源12から第1の信号を受けると、第1の入力信号源12のインピーダンスを第1のトランジスタ16の入力インピーダンスに変換し、第1の信号を第1のトランジスタ16の入力端子16aに出力する。
 第2の入力整合回路15は、第2の入力信号源13から第2の信号を受けると、第2の入力信号源13のインピーダンスを第2のトランジスタ20の入力インピーダンスに変換し、第2の信号を第2のトランジスタ20の入力端子20aに出力する。
 第1のトランジスタ16は、第1の入力整合回路14から第1の信号を受けると、第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号を第1の出力回路24に出力する。
 第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16から出力された第1の信号を伝送して、第1の信号を合成回路31に出力する。
 第2のトランジスタ20は、第2の入力整合回路15から第2の信号を受けると、第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号を第2の出力回路27に出力する。
 第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20から出力された第2の信号を伝送して、第2の信号を合成回路31に出力する。
 飽和出力時動作では、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20の双方が、信号の増幅動作を行っており、第1の入力信号源12から出力された第1の信号の位相が、第2の入力信号源13から出力された第2の信号の位相よりも、90度進んでいる。また、第2の出力回路27の電気長が第1の出力回路24の電気長よりも90度長い。
 したがって、第1の出力回路24から合成回路31に出力された第1の信号の位相と、第2の出力回路27から合成回路31に出力された第2の信号の位相とが同相になる。
 合成回路31は、第1の出力回路24から出力された第1の信号と第2の出力回路27から出力された第2の信号とを同相合成する。
 合成回路31は、第1の信号と第2の信号との合成信号を出力整合回路33に出力する。
 出力整合回路33は、合成回路31から合成信号を受けると、合成点32のインピーダンスを外部の負荷34のインピーダンスに変換して、合成信号を負荷34に出力する。
 飽和出力時動作では、第1の出力回路24から出力された第1の信号と、第2の出力回路27から出力された第2の信号とが、合成点32で同じ振幅になり、合成回路31によって、第1の信号と第2の信号とが同相合成される。このとき、第1のトランジスタ16の出力負荷と、第2のトランジスタ20の出力負荷とは、合成点32のインピーダンスを分け合う形になる。
 したがって、第1の出力回路24から合成点32を見たインピーダンスと、第2の出力回路27から合成点32を見たインピーダンスとが共にRoptになる。
 このとき、第1の出力回路24の特性インピーダンスと、第1の出力回路24から合成点32を見たインピーダンスとが、Roptで一致するため、第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16の電流源18から合成点32を見たインピーダンスを、Roptから変調しない。
 また、第2の出力回路27の特性インピーダンスと、第2の出力回路27から合成点32を見たインピーダンスとが、Roptで一致するため、第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20の電流源22から合成点32を見たインピーダンスを、Roptから変調しない。
 第1のトランジスタ16の電流源18から見たインピーダンスと、第2のトランジスタ20の電流源22から見たインピーダンスとが、共にRoptになり、ドハティ増幅器1から飽和電力が得られる。
[第1のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作]
 次に、第1のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作を説明する。
 図5は、第1のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作を示す説明図である。
 図6は、第1のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作での負荷変成を示す説明図である。
 バックオフ時動作では、第1のトランジスタ16のみが信号の増幅動作を行っており、第2のトランジスタ20は、信号の増幅動作を停止している。
 第1の入力信号源12は、第1の信号として、第1のトランジスタ16の出力電力が、飽和電力の約半分の電力になる信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 具体的には、第1の入力信号源12は、図4A及び図4Bに示すように、合成回路31から出力される合成信号の電圧が“0.5”になる振幅を有し、かつ、約90度の位相を有する第1の信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 合成回路31から出力される合成信号の電圧が“0.5”になる第1の信号の振幅は、零よりも大きく、かつ、振幅の最大値よりも小さい。
 第2の入力信号源13は、第2の信号として、第2のトランジスタ20の出力電力が零になる信号を第2の入力整合回路15に出力する。
 具体的には、第2の入力信号源13は、図4A及び図4Bに示すように、合成回路31から出力される合成信号の電圧が“0.5”になる振幅を有し、かつ、約0度の位相を有する第2の信号を第2の入力整合回路15に出力する。
 合成回路31から出力される合成信号の電圧が“0.5”になる第2の信号の振幅は、零である。
 第1の入力整合回路14は、第1の入力信号源12から第1の信号を受けると、第1の入力信号源12のインピーダンスを第1のトランジスタ16の入力インピーダンスに変換し、第1の信号を第1のトランジスタ16の入力端子16aに出力する。
 第1のトランジスタ16は、第1の入力整合回路14から第1の信号を受けると、第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号を第1の出力回路24に出力する。
 第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16から出力された第1の信号を伝送して、第1の信号を合成回路31に出力する。
 第2の入力整合回路15は、第2の入力信号源13から第2の信号を受けると、第2の入力信号源13のインピーダンスを第2のトランジスタ20の入力インピーダンスに変換し、第2の信号を第2のトランジスタ20の入力端子20aに出力する。
 第2のトランジスタ20は、第2の入力整合回路15から第2の信号を受けても、第2の信号の振幅が零であるため、信号の増幅動作を行わずに停止している。
 第2のトランジスタ20は、停止しているため、第2のトランジスタ20の電流源22は、図5に示すように、Openの状態となる。
 バックオフ時動作では、合成点32から第2のトランジスタ20を見たインピーダンスは、第2の出力回路27の電気長が180度であるため、無限大になる。
 合成点32から第2のトランジスタ20を見たインピーダンスが無限大であるため、第1の出力回路24から合成回路31を見たインピーダンスが0.5×Roptになる。
 第1の出力回路24は、自己の特性インピーダンスがRoptであり、第1の出力回路24から合成回路31を見たインピーダンスが0.5×Roptであるため、図6に示すように、第1のトランジスタ16の電流源18から合成点32を見たインピーダンスを、Roptから2×Roptに変調する。
 第1の出力回路24が、第1のトランジスタ16の電流源18から合成点32を見たインピーダンスを、Roptから2×Roptに変調することで、第1のトランジスタ16の出力電力が飽和電力よりも低いときは、第1のトランジスタ16に高抵抗の負荷が接続された状態になる。即ち、第1のトランジスタ16の出力電力が飽和電力よりも低いときは、第1のトランジスタ16の負荷抵抗が、Roptよりも大きな2×Roptになる。
 第1のトランジスタ16は、高抵抗の負荷が接続された状態になるため、高効率な増幅動作を行うことが可能になる。
 次に、第1のアウトフェージング動作モードで動作するドハティ増幅器1について説明する。
 第1のアウトフェージング動作モードは、図2に示すように、第1の信号の周波数及び第2の信号の周波数のそれぞれが、第1の周波数fよりも低い第2の周波数fであるときの動作モードである。
 図7は、第1のアウトフェージング動作モードのときの第1の信号及び第2の信号を示す説明図である。
 図7Aは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の振幅及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の振幅を示している。
 図7Bは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相を示している。
 図7Cは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相と、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相との位相差を示している。位相差は、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相から、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相を減算した値である。
 図7A、図7B及び図7Cにおけるそれぞれの横軸は、合成回路31から出力される合成信号の電流を示している。当該電流は、規格化されている電流である。
 第1のアウトフェージング動作モードでは、図7Aに示すように、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の振幅及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の振幅のそれぞれは、合成回路31から出力される合成信号の電流の増加に伴って単調に増加する。
 第1の入力信号源12から出力される第1の信号の振幅は、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の振幅と同じ値である。
 第1のトランジスタ16の出力電力は、第1の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になり、第2のトランジスタ20の出力電力は、第2の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になる。
 第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相は、合成回路31から出力される合成信号の電流の増加に伴って単調に減少する。
 第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相は、合成回路31から出力される合成信号の電流の増加に伴って単調に増加する。
 第1の信号の位相と、第2の信号の位相とは、絶対値とが等しく、第1の信号の位相と第2の信号の位相とは、符号が互いに異なっている。第1の信号の位相の符号は、プラスの符号であり、第2の信号の位相の符号は、マイナスの符号である。
 したがって、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相と第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相の位相差は、合成回路31から出力される合成信号の電流が大きくなるほど、小さくなる。
 例えば、合成回路31から出力される合成信号の電流が“0”であれば、位相差が240度であり、合成回路31から出力される合成信号の電流が“1”であれば、位相差が60度である。
 第1のアウトフェージング動作モードは、飽和出力時動作及びバックオフ時動作を含んでいる。
 第1のアウトフェージング動作モードに含まれているバックオフ時動作では、第2のトランジスタ20は停止しておらず、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20の双方が、信号の増幅動作を行っている。
 第1のアウトフェージング動作モードでは、第1の信号の周波数及び第2の信号の周波数のそれぞれが、第2の周波数fである。第2の周波数fが、例えば、0.67×fであれば、第1の出力回路24の電気長が約60度になり、第2の出力回路27の電気長が約120度になる。
 以下、第2の周波数fが、0.67×fである例を説明する。
[第1のアウトフェージング動作モードにおけるドハティ増幅器1の飽和出力時動作]
 第1のアウトフェージング動作モードにおけるドハティ増幅器1の飽和出力時動作を説明する。
 第1の入力信号源12は、第1の信号として、第1のトランジスタ16の出力電力が飽和電力になる信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 具体的には、第1の入力信号源12は、図7A及び図7Bに示すように、合成回路31から出力される合成信号の電流が“1”になる振幅を有し、かつ、約30度の位相を有する第1の信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 第2の入力信号源13は、第2の信号として、第2のトランジスタ20の出力電力が飽和電力になる信号を第2の入力整合回路15に出力する。
 具体的には、第2の入力信号源13は、図7A及び図7Bに示すように、合成回路31から出力される合成信号の電流が“1”になる振幅を有し、かつ、約-30度の位相を有する第2の信号を第2の入力整合回路15に出力する。
 第1の入力整合回路14は、第1の入力信号源12から第1の信号を受けると、第1の入力信号源12のインピーダンスを第1のトランジスタ16の入力インピーダンスに変換し、第1の信号を第1のトランジスタ16の入力端子16aに出力する。
 第2の入力整合回路15は、第2の入力信号源13から第2の信号を受けると、第2の入力信号源13のインピーダンスを第2のトランジスタ20の入力インピーダンスに変換し、第2の信号を第2のトランジスタ20の入力端子20aに出力する。
 第1のトランジスタ16は、第1の入力整合回路14から第1の信号を受けると、第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号を第1の出力回路24に出力する。
 第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16から出力された第1の信号を伝送して、第1の信号を合成回路31に出力する。
 第2のトランジスタ20は、第2の入力整合回路15から第2の信号を受けると、第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号を第2の出力回路27に出力する。
 第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20から出力された第2の信号を伝送して、第2の信号を合成回路31に出力する。
 飽和出力時動作では、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20の双方が、信号の増幅動作を行っており、第1の入力信号源12から出力された第1の信号の位相が、第2の入力信号源13から出力された第2の信号の位相よりも、60度進んでいる。また、第2の出力回路27の電気長が第1の出力回路24の電気長よりも60度長い。
 したがって、第1の出力回路24から合成回路31に出力された第1の信号の位相と、第2の出力回路27から合成回路31に出力された第2の信号の位相とが同相になる。
 合成回路31は、第1の出力回路24から出力された第1の信号と第2の出力回路27から出力された第2の信号とを同相合成する。
 合成回路31は、第1の信号と第2の信号との合成信号を出力整合回路33に出力する。
 出力整合回路33は、合成回路31から合成信号を受けると、合成点32のインピーダンスを外部の負荷34のインピーダンスに変換して、合成信号を負荷34に出力する。
 飽和出力時動作では、第1の出力回路24から出力された第1の信号と、第2の出力回路27から出力された第2の信号とが、合成点32で同じ振幅になり、合成回路31によって、第1の信号と第2の信号とが同相合成される。このとき、第1のトランジスタ16の出力負荷と、第2のトランジスタ20の出力負荷とは、合成点32のインピーダンスを分け合う形になる。
 したがって、第1の出力回路24から合成点32を見たインピーダンスと、第2の出力回路27から合成点32を見たインピーダンスとが共にRoptになる。
 このとき、第1の出力回路24の特性インピーダンスと、第1の出力回路24から合成点32を見たインピーダンスとが、Roptで一致するため、第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16の電流源18から合成点32を見たインピーダンスを、Roptから変調しない。
 また、第2の出力回路27の特性インピーダンスと、第2の出力回路27から合成点32を見たインピーダンスとが、Roptで一致するため、第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20の電流源22から合成点32を見たインピーダンスを、Roptから変調しない。
 第1のトランジスタ16の電流源18から見たインピーダンスと、第2のトランジスタ20の電流源22から見たインピーダンスとが、共にRoptになり、ドハティ増幅器1から飽和電力が得られる。
[第1のアウトフェージング動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作]
 第1のアウトフェージング動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作を説明する。
 図8は、第1のアウトフェージング動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作を示す説明図である。
 図9は、第1のアウトフェージング動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作での負荷変成を示す説明図である。
 ここでは、バックオフ時動作の動作として、例えば、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20のそれぞれの出力電力が、飽和電力の約3分の1になるときの動作を説明する。
 第1の入力信号源12は、第1の信号として、第1のトランジスタ16の出力電力が、飽和電力の約3分の1になる信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 具体的には、第1の入力信号源12は、第1のトランジスタ16の出力電力が、飽和電力になるときの約30度の位相よりも、+30度アウトフェーズしている約60度の位相を有する第1の信号を第1の入力整合回路14に出力する。このときの第1の信号の振幅は、約60度の位相を有する第1の信号に対応する合成信号の電流に対応している。
 第2の入力信号源13は、第2の信号として、第2のトランジスタ20の出力電力が、飽和電力の約3分の1になる信号を第2の入力整合回路15に出力する。
 具体的には、第2の入力信号源13は、第2のトランジスタ20の出力電力が、飽和電力になるときの約-30度の位相よりも、-30度アウトフェーズしている約-60度の位相を有する第2の信号を第2の入力整合回路15に出力する。このときの第2の信号の振幅は、約-60度の位相を有する第2の信号に対応する合成信号の電流に対応している。
 第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相と、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相との位相差は、120度である。
 第1の入力整合回路14は、第1の入力信号源12から第1の信号を受けると、第1の入力信号源12のインピーダンスを第1のトランジスタ16の入力インピーダンスに変換し、第1の信号を第1のトランジスタ16の入力端子16aに出力する。
 第2の入力整合回路15は、第2の入力信号源13から第2の信号を受けると、第2の入力信号源13のインピーダンスを第2のトランジスタ20の入力インピーダンスに変換し、第2の信号を第2のトランジスタ20の入力端子20aに出力する。
 第1のトランジスタ16は、第1の入力整合回路14から第1の信号を受けると、第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号を第1の出力回路24に出力する。
 第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16から出力された第1の信号を伝送して、第1の信号を合成回路31に出力する。
 第2のトランジスタ20は、第2の入力整合回路15から第2の信号を受けると、第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号を第2の出力回路27に出力する。
 第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20から出力された第2の信号を伝送して、第2の信号を合成回路31に出力する。
 第1のアウトフェージング動作モードに含まれているバックオフ時動作では、第1のトランジスタ16の出力負荷と、第2のトランジスタ20の出力負荷とは、合成点32のインピーダンスを分け合う形になる。
 したがって、第1の出力回路24から合成点32を見たインピーダンスと、第2の出力回路27から合成点32を見たインピーダンスとが共にRoptになる。
 また、第1の出力回路24から出力される第1の信号の位相が、飽和出力時動作での位相よりも、+30度アウトフェーズしている約60度の位相であるため、第1の出力回路24から合成点32を見たインピーダンスであるRoptが誘導性の領域に変成される。図9では、合成点32から第2のトランジスタ20を見たインピーダンスが、X点に変成されている。
 第1の出力回路24は、自己の特性インピーダンスがRoptであり、第1の出力回路24の電気長が約60度である。
 したがって、第1の出力回路24は、図9に示すように、約60度の電気長によって、第1のトランジスタ16の電流源18から合成点32を見たインピーダンスを、X点から3×Roptに変調する。
 また、第2の出力回路27から出力される第2の信号の位相が、飽和出力時動作での位相よりも、-30度アウトフェーズしている約-60度の位相であるため、第2の出力回路27から合成点32を見たインピーダンスであるRoptが容量性の領域に変成される。図9では、合成点32から第2のトランジスタ20を見たインピーダンスが、Y点に変成されている。
 第2の出力回路27は、自己の特性インピーダンスがRoptであり、第2の出力回路27の電気長が約120度である。
 したがって、第2の出力回路27は、図9に示すように、約120度の電気長によって、第2のトランジスタ20の電流源22から合成点32を見たインピーダンスを、Y点から3×Roptに変調する。
 第1の出力回路24が、第1のトランジスタ16の電流源18から合成点32を見たインピーダンスを3×Roptに変調することで、第1のトランジスタ16の出力電力が飽和電力よりも低いときは、第1のトランジスタ16に高抵抗の負荷が接続された状態になる。即ち、第1のトランジスタ16の出力電力が飽和電力よりも低いときは、第1のトランジスタ16の負荷抵抗が、Roptよりも大きな3×Roptになる。
 第1のトランジスタ16は、高抵抗の負荷が接続された状態になるため、高効率な増幅動作を行うことが可能になる。
 第2の出力回路27が、第2のトランジスタ20の電流源22から合成点32を見たインピーダンスを3×Roptに変調することで、第2のトランジスタ20の出力電力が飽和電力よりも低いときは、第2のトランジスタ20に高抵抗の負荷が接続された状態になる。即ち、第2のトランジスタ20の出力電力が飽和電力よりも低いときは、第2のトランジスタ20の負荷抵抗が、Roptよりも大きな3×Roptになる。
 第2のトランジスタ20は、高抵抗の負荷が接続された状態になるため、高効率な増幅動作を行うことが可能になる。
 以上の実施の形態1では、第1のトランジスタ16により増幅される第1の信号と第2のトランジスタ20により増幅される第2の信号とがインフェーズで合成される信号モードと、第1のトランジスタ16により増幅される第1の信号と第2のトランジスタ20により増幅される第2の信号とがアウトフェーズで合成される信号モードとが周波数に応じて切り換えられ、動作モードが、切り換えられた信号モードに応じて、ドハティ動作モード又はアウトフェージング動作モードに切り換えられるように、ドハティ増幅器1を構成した。したがって、ドハティ増幅器1は、第1のトランジスタ16により増幅される第1の信号の周波数と第2のトランジスタ20により増幅される第2の信号の周波数とが変化しても、バックオフ時における効率特性を広帯域化できる。
実施の形態2.
 実施の形態2では、第2のアウトフェージング動作モードで動作するドハティ増幅器1について説明する。
 実施の形態2のドハティ増幅器1の構成は、実施の形態1のドハティ増幅器1の構成と同様であり、実施の形態2のドハティ増幅器1を示す構成図は、図3である。
 第2のアウトフェージング動作モードは、図2に示すように、第1の信号の周波数及び第2の信号の周波数のそれぞれが、第1の周波数fよりも高い第3の周波数fであるときの動作モードである。
 図10は、第2のアウトフェージング動作モードのときの第1の信号及び第2の信号を示す説明図である。
 図10Aは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の振幅及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の振幅を示している。
 図10Bは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相を示している。
 図10Cは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相と、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相との位相差を示している。位相差は、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相から、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相を減算した値である。
 図10A、図10B及び図10Cにおけるそれぞれの横軸は、合成回路31から出力される合成信号の電流を示している。当該電流は、規格化されている電流である。
 第2のアウトフェージング動作モードでは、図10Aに示すように、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の振幅及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の振幅のそれぞれは、合成回路31から出力される合成信号の電流の増加に伴って単調に増加する。
 第1の入力信号源12から出力される第1の信号の振幅は、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の振幅と同じ値である。
 第1のトランジスタ16の出力電力は、第1の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になり、第2のトランジスタ20の出力電力は、第2の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になる。
 第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相は、合成回路31から出力される合成信号の電流の増加に伴って単調に減少する。
 第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相は、合成回路31から出力される合成信号の電流の増加に伴って単調に増加する。
 第1の信号の位相と、第2の信号の位相とは、絶対値とが等しく、第1の信号の位相と第2の信号の位相とは、符号が互いに異なっている。
 例えば、合成回路31から出力される合成信号の電流が“0”であれば、位相差が60度であり、合成回路31から出力される合成信号の電流が“1”であれば、位相差が120度である。
 実施の形態2のドハティ増幅器1では、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20のそれぞれの出力抵抗がRoptであり、合成点32から負荷34を見たインピーダンスが0.5×Roptであるとする。
 第2のアウトフェージング動作モードは、飽和出力時動作及びバックオフ時動作を含んでいる。
 第2のアウトフェージング動作モードに含まれているバックオフ時動作では、第2のトランジスタ20は停止しておらず、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20の双方が、信号の増幅動作を行っている。
 第2のアウトフェージング動作モードは、第1の信号の周波数及び第2の信号の周波数のそれぞれが、第3の周波数fである。第3の周波数fが、例えば、1.33×fであれば、第1の出力回路24の電気長が約120度になり、第2の出力回路27の電気長が約240度になる。
 以下、第3の周波数fが、1.33×fである例を説明する。
[第2のアウトフェージング動作モードにおけるドハティ増幅器1の飽和出力時動作]
 第2のアウトフェージング動作モードにおけるドハティ増幅器1の飽和出力時動作を説明する。
 第1の入力信号源12は、第1の信号として、第1のトランジスタ16の出力電力が飽和電力になる信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 具体的には、第1の入力信号源12は、図10A及び図10Bに示すように、合成回路31から出力される信号の電流が“1”になる振幅を有し、かつ、約60度の位相を有する第1の信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 第2の入力信号源13は、第2の信号として、第2のトランジスタ20の出力電力が飽和電力になる信号を第2の入力整合回路15に出力する。
 具体的には、第2の入力信号源13は、図10A及び図10Bに示すように、合成回路31から出力される信号の電流が“1”になる振幅を有し、かつ、約-60度の位相を有する第2の信号を第2の入力整合回路15に出力する。
 第1の入力整合回路14は、第1の入力信号源12から第1の信号を受けると、第1の入力信号源12のインピーダンスを第1のトランジスタ16の入力インピーダンスに変換し、第1の信号を第1のトランジスタ16の入力端子16aに出力する。
 第2の入力整合回路15は、第2の入力信号源13から第2の信号を受けると、第2の入力信号源13のインピーダンスを第2のトランジスタ20の入力インピーダンスに変換し、第2の信号を第2のトランジスタ20の入力端子20aに出力する。
 第1のトランジスタ16は、第1の入力整合回路14から第1の信号を受けると、第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号を第1の出力回路24に出力する。
 第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16から出力された第1の信号を伝送して、第1の信号を合成回路31に出力する。
 第2のトランジスタ20は、第2の入力整合回路15から第2の信号を受けると、第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号を第2の出力回路27に出力する。
 第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20から出力された第2の信号を伝送して、第2の信号を合成回路31に出力する。
 飽和出力時動作では、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20の双方が、信号の増幅動作を行っており、第1の入力信号源12から出力された第1の信号の位相が、第2の入力信号源13から出力された第2の信号の位相よりも、120度進んでいる。また、第2の出力回路27の電気長が第1の出力回路24の電気長よりも120度長い。
 したがって、第1の出力回路24から合成回路31に出力された第1の信号の位相と、第2の出力回路27から合成回路31に出力された第2の信号の位相とが同相になる。
 合成回路31は、第1の出力回路24から出力された第1の信号と第2の出力回路27から出力された第2の信号とを同相合成する。
 合成回路31は、第1の信号と第2の信号との合成信号を出力整合回路33に出力する。
 出力整合回路33は、合成回路31から合成信号を受けると、合成点32のインピーダンスを外部の負荷34のインピーダンスに変換して、合成信号を負荷34に出力する。
 飽和出力時動作では、第1の出力回路24から出力された第1の信号と、第2の出力回路27から出力された第2の信号とが、合成点32で同じ振幅になり、合成回路31によって、第1の信号と第2の信号とが同相合成される。このとき、第1のトランジスタ16の出力負荷と、第2のトランジスタ20の出力負荷とは、合成点32のインピーダンスを分け合う形になる。
 したがって、第1の出力回路24から合成点32を見たインピーダンスと、第2の出力回路27から合成点32を見たインピーダンスとが共にRoptになる。
 このとき、第1の出力回路24の特性インピーダンスと、第1の出力回路24から合成点32を見たインピーダンスとが、Roptで一致するため、第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16の電流源18から合成点32を見たインピーダンスを、Roptから変調しない。
 また、第2の出力回路27の特性インピーダンスと、第2の出力回路27から合成点32を見たインピーダンスとが、Roptで一致するため、第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20の電流源22から合成点32を見たインピーダンスを、Roptから変調しない。
 第1のトランジスタ16の電流源18から見たインピーダンスと、第2のトランジスタ20の電流源22から見たインピーダンスとが、共にRoptになり、ドハティ増幅器1から飽和電力が得られる。
[第2のアウトフェージング動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作]
 第2のアウトフェージング動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作を説明する。
 図11は、第2のアウトフェージング動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作を示す説明図である。
 ここでは、バックオフ時動作の動作として、例えば、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20のそれぞれの出力電力が、飽和電力の約3分の1になるときの動作を説明する。
 第1の入力信号源12は、第1の信号として、第1のトランジスタ16の出力電力が、飽和電力の約3分の1になる信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 具体的には、第1の入力信号源12は、第1のトランジスタ16の出力電力が、飽和電力になるときの約60度の位相よりも、-30度アウトフェーズしている約30度の位相を有する第1の信号を第1の入力整合回路14に出力する。このときの第1の信号の振幅は、約30度の位相を有する第1の信号に対応する合成信号の電流に対応している。
 第2の入力信号源13は、第2の信号として、第2のトランジスタ20の出力電力が、飽和電力の約3分の1になる信号を第2の入力整合回路15に出力する。
 具体的には、第2の入力信号源13は、第2のトランジスタ20の出力電力が、飽和電力になるときの約-60度の位相よりも、+30度アウトフェーズしている約-30度の位相を有する第2の信号を第2の入力整合回路15に出力する。このときの第2の信号の振幅は、約-30度の位相を有する第2の信号に対応する合成信号の電流に対応している。
 第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相と、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相との位相差は、120度である。
 第1の入力整合回路14は、第1の入力信号源12から第1の信号を受けると、第1の入力信号源12のインピーダンスを第1のトランジスタ16の入力インピーダンスに変換し、第1の信号を第1のトランジスタ16の入力端子16aに出力する。
 第2の入力整合回路15は、第2の入力信号源13から第2の信号を受けると、第2の入力信号源13のインピーダンスを第2のトランジスタ20の入力インピーダンスに変換し、第2の信号を第2のトランジスタ20の入力端子20aに出力する。
 第1のトランジスタ16は、第1の入力整合回路14から第1の信号を受けると、第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号を第1の出力回路24に出力する。
 第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16から出力された第1の信号を伝送して、第1の信号を合成回路31に出力する。
 第2のトランジスタ20は、第2の入力整合回路15から第2の信号を受けると、第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号を第2の出力回路27に出力する。
 第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20から出力された第2の信号を伝送して、第1の信号を合成回路31に出力する。
 第2のアウトフェージング動作モードに含まれているバックオフ時動作では、第1のトランジスタ16の出力負荷と、第2のトランジスタ20の出力負荷とは、合成点32のインピーダンスを分け合う形になる。
 したがって、第1の出力回路24から合成点32を見たインピーダンスと、第2の出力回路27から合成点32を見たインピーダンスとが共にRoptになる。
 また、第1の出力回路24から出力される第1の信号の位相が、飽和出力時動作での位相よりも、-30度アウトフェーズしている約30度の位相であるため、第1の出力回路24から合成点32を見たインピーダンスであるRoptが誘導性の領域に変成される。
 第1の出力回路24は、自己の特性インピーダンスがRoptであり、第1の出力回路24の電気長が約120度である。
 したがって、第1の出力回路24は、約120度の電気長によって、第1のトランジスタ16の電流源18から合成点32を見たインピーダンスを、3×Roptに変調する。
 また、第2の出力回路27から出力される第2の信号の位相が、飽和出力時動作での位相よりも、+30度アウトフェーズしている約-30度の位相であるため、第2の出力回路27から合成点32を見たインピーダンスであるRoptが容量性の領域に変成される。
 第2の出力回路27は、自己の特性インピーダンスがRoptであり、第2の出力回路27の電気長が約240度である。
 したがって、第2の出力回路27は、約240度の電気長によって、第2のトランジスタ20の電流源22から合成点32を見たインピーダンスを、3×Roptに変調する。
 第1の出力回路24が、第1のトランジスタ16の電流源18から合成点32を見たインピーダンスを3×Roptに変調することで、第1のトランジスタ16の出力電力が飽和電力よりも低いときは、第1のトランジスタ16に高抵抗の負荷が接続された状態になる。即ち、第1のトランジスタ16の出力電力が飽和電力よりも低いときは、第1のトランジスタ16の負荷抵抗が、Roptよりも大きな3×Roptになる。
 第1のトランジスタ16は、高抵抗の負荷が接続された状態になるため、高効率な増幅動作を行うことが可能になる。
 第2の出力回路27が、第2のトランジスタ20の電流源22から合成点32を見たインピーダンスを3×Roptに変調することで、第2のトランジスタ20の出力電力が飽和電力よりも低いときは、第2のトランジスタ20に高抵抗の負荷が接続された状態になる。即ち、第2の出力回路27の出力電力が飽和電力よりも低いときは、第2の出力回路27の負荷抵抗が、Roptよりも大きな3×Roptになる。
 第2のトランジスタ20は、高抵抗の負荷が接続された状態になるため、高効率な増幅動作を行うことが可能になる。
 以上より、第2のアウトフェージング動作モードで動作するドハティ増幅器1でも、第1のドハティ動作モードで動作するドハティ増幅器1と同様に、バックオフ時における効率特性を広帯域化できる。
実施の形態3.
 実施の形態3では、第2のドハティ動作モードで動作するドハティ増幅器1について説明する。
 実施の形態3のドハティ増幅器1の構成は、実施の形態1のドハティ増幅器1の構成と同様であり、実施の形態3のドハティ増幅器1を示す構成図は、図3である。
 第2のドハティ動作モードは、図2に示すように、第1の信号の周波数及び第2の信号の周波数のそれぞれが、第2の周波数fよりも低い第4の周波数fであるときの動作モードである。
 図12は、第2のドハティ動作モードのときの第1の信号及び第2の信号を示す説明図である。
 図12Aは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の振幅及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の振幅を示している。
 図12Bは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相を示している。
 図12Cは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相と、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相との位相差を示している。位相差は、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相から、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相を減算した値である。
 図12A、図12B及び図12Cにおけるそれぞれの横軸は、合成回路31から出力される合成信号の電圧を示している。当該電圧は、規格化されている電圧である。
 第2のドハティ動作モードでは、図12Aに示すように、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の振幅及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の振幅のそれぞれは、合成回路31から出力される合成信号の電圧の増加に伴って単調に増加する。第1の信号の振幅が零であるときの第2の信号の振幅は、零よりも大きい。
 第1のトランジスタ16の出力電力は、第1の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になり、第2のトランジスタ20の出力電力は、第2の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になる。
 図12Bに示すように、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相は、約45度であり、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相は、約0度であり、第1の信号の位相が、第2の信号の位相よりも約45度進んでいる。
 実施の形態3のドハティ増幅器1では、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20のそれぞれの出力抵抗がRoptであり、合成点32から負荷34を見たインピーダンスが0.5×Roptであるとする。
 第2のドハティ動作モードは、飽和出力時動作及びバックオフ時動作を含んでいる。
 第2のドハティ動作モードに含まれているバックオフ時動作では、第1のトランジスタ16は停止しており、第2のトランジスタ20のみが信号の増幅動作を行っている。
 第1の信号の周波数及び第2の信号の周波数のそれぞれが、第4の周波数fである。第4の周波数fが、例えば、0.5×fであれば、第1の出力回路24の電気長が約45度になり、第2の出力回路27の電気長が約90度になる。
 以下、第4の周波数fが、0.5×fである例を説明する。
[第2のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1の飽和出力時動作]
 第2のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1の飽和出力時動作を説明する。
 第1の入力信号源12は、第1の信号として、第1のトランジスタ16の出力電力が飽和電力になる信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 具体的には、第1の入力信号源12は、図12A及び図12Bに示すように、合成回路31から出力される信号の電圧が“1”になる振幅を有し、かつ、約45度の位相を有する第1の信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 第2の入力信号源13は、第2の信号として、第2のトランジスタ20の出力電力が飽和電力になる信号を第2の入力整合回路15に出力する。
 具体的には、第2の入力信号源13は、図12A及び図12Bに示すように、合成回路31から出力される信号の電圧が“1”になる振幅を有し、かつ、約0度の位相を有する第2の信号を第2の入力整合回路15に出力する。
 第1の入力整合回路14は、第1の入力信号源12から第1の信号を受けると、第1の入力信号源12のインピーダンスを第1のトランジスタ16の入力インピーダンスに変換し、第1の信号を第1のトランジスタ16の入力端子16aに出力する。
 第2の入力整合回路15は、第2の入力信号源13から第2の信号を受けると、第2の入力信号源13のインピーダンスを第2のトランジスタ20の入力インピーダンスに変換し、第2の信号を第2のトランジスタ20の入力端子20aに出力する。
 第1のトランジスタ16は、第1の入力整合回路14から第1の信号を受けると、第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号を第1の出力回路24に出力する。
 第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16から出力された第1の信号を伝送して、第1の信号を合成回路31に出力する。
 第2のトランジスタ20は、第2の入力整合回路15から第2の信号を受けると、第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号を第2の出力回路27に出力する。
 第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20から出力された第2の信号を伝送して、第2の信号を合成回路31に出力する。
 飽和出力時動作では、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20の双方が、信号の増幅動作を行っており、第1の入力信号源12から出力された第1の信号の位相が、第2の入力信号源13から出力された第2の信号の位相よりも、45度進んでいる。また、第2の出力回路27の電気長が第1の出力回路24の電気長よりも45度長い。
 したがって、第1の出力回路24から合成回路31に出力された第1の信号の位相と、第2の出力回路27から合成回路31に出力された第2の信号の位相とが同相になる。
 合成回路31は、第1の出力回路24から出力された第1の信号と第2の出力回路27から出力された第2の信号とを同相合成する。
 合成回路31は、第1の信号と第2の信号との合成信号を出力整合回路33に出力する。
 出力整合回路33は、合成回路31から合成信号を受けると、合成点32のインピーダンスを外部の負荷34のインピーダンスに変換して、合成信号を負荷34に出力する。
 飽和出力時動作では、第1の出力回路24から出力された第1の信号と、第2の出力回路27から出力された第2の信号とが、合成点32で同じ振幅になり、合成回路31によって、第1の信号と第2の信号とが同相合成される。このとき、第1のトランジスタ16の出力負荷と、第2のトランジスタ20の出力負荷とは、合成点32のインピーダンスを分け合う形になる。
 したがって、第1の出力回路24から合成点32を見たインピーダンスと、第2の出力回路27から合成点32を見たインピーダンスとが共にRoptになる。
 このとき、第1の出力回路24の特性インピーダンスと、第1の出力回路24から合成点32を見たインピーダンスとが、Roptで一致するため、第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16の電流源18から合成点32を見たインピーダンスを、Roptから変調しない。
 また、第2の出力回路27の特性インピーダンスと、第2の出力回路27から合成点32を見たインピーダンスとが、Roptで一致するため、第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20の電流源22から合成点32を見たインピーダンスを、Roptから変調しない。
 第1のトランジスタ16の電流源18から見たインピーダンスと、第2のトランジスタ20の電流源22から見たインピーダンスとが、共にRoptになり、ドハティ増幅器1から飽和電力が得られる。
[第2のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作]
 第2のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作を説明する。
 図13は、第2のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作を示す説明図である。
 バックオフ時動作では、第2のトランジスタ20のみが信号の増幅動作を行っており、第1のトランジスタ16は、信号の増幅動作を停止している。
 第1の入力信号源12は、第1の信号として、第1のトランジスタ16の出力電力が零になる信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 具体的には、第1の入力信号源12は、図12A及び図12Bに示すように、合成回路31から出力される信号の電圧が“0.5”になる振幅を有し、かつ、約45度の位相を有する第1の信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 合成回路31から出力される合成信号の電圧が“0.5”になる第1の信号の振幅は、零である。
 第2の入力信号源13は、第2の信号として、第2のトランジスタ20の出力電力が、例えば、飽和電力の約半分の電力になる信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 具体的には、第2の入力信号源13は、図12A及び図12Bに示すように、合成回路31から出力される信号の電圧が“0.5”になる振幅を有し、かつ、約0度の位相を有する第2の信号を第2の入力整合回路15に出力する。
 合成回路31から出力される信号の電圧が“0.5”になる第2の信号の振幅は、零よりも大きく、かつ、振幅の最大値よりも小さい。
 第1の入力整合回路14は、第1の入力信号源12から第1の信号を受けると、第1の入力信号源12のインピーダンスを第1のトランジスタ16の入力インピーダンスに変換し、第1の信号を第1のトランジスタ16の入力端子16aに出力する。
 第1のトランジスタ16は、第1の入力整合回路14から第1の信号を受けても、第1の信号の振幅が零であるため、信号の増幅動作を行わずに停止している。
 第1のトランジスタ16は、停止しているため、第1のトランジスタ16の電流源18は、図13に示すように、Openの状態となる。
 第2の入力整合回路15は、第2の入力信号源13から第2の信号を受けると、第2の入力信号源13のインピーダンスを第2のトランジスタ20の入力インピーダンスに変換し、第2の信号を第2のトランジスタ20の入力端子20aに出力する。
 第2のトランジスタ20は、第2の入力整合回路15から第2の信号を受けると、第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号を第2の出力回路27に出力する。
 第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20から出力された第2の信号を伝送して、第2の信号を合成回路31に出力する。
 バックオフ時動作では、合成点32から第1のトランジスタ16を見たインピーダンスが無限大であるため、第2の出力回路27から合成回路31を見たインピーダンスが0.5×Roptになる。
 第2の出力回路27は、自己の特性インピーダンスがRoptであり、第2の出力回路27から合成回路31を見たインピーダンスが0.5×Roptであるため、第2のトランジスタ20の電流源22から合成点32を見たインピーダンスを、Roptから2×Roptに変調する。
 第2の出力回路27が、第2のトランジスタ20の電流源22から合成点32を見たインピーダンスを、Roptから2×Roptに変調することで、第2のトランジスタ20の出力電力が飽和電力よりも低いときは、第2のトランジスタ20に高抵抗の負荷が接続された状態になる。即ち、第2の出力回路27の出力電力が飽和電力よりも低いときは、第2の出力回路27の負荷抵抗が、Roptよりも大きな2×Roptになる。
 第2のトランジスタ20は、高抵抗の負荷が接続された状態になるため、高効率な増幅動作を行うことが可能になる。
 以上より、第2のドハティ動作モードで動作するドハティ増幅器1でも、第1のドハティ動作モードで動作するドハティ増幅器1と同様に、バックオフ時における効率特性を広帯域化できる。
実施の形態4.
 実施の形態4では、第3のドハティ動作モードで動作するドハティ増幅器1について説明する。
 実施の形態4のドハティ増幅器1の構成は、実施の形態1のドハティ増幅器1の構成と同様であり、実施の形態4のドハティ増幅器1を示す構成図は、図3である。
 第3のドハティ動作モードは、図2に示すように、第1の信号の周波数及び第2の信号の周波数のそれぞれが、第3の周波数fよりも高い第5の周波数fであるときの動作モードである。
 図14は、第3のドハティ動作モードのときの第1の信号及び第2の信号を示す説明図である。
 図14Aは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の振幅及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の振幅を示している。
 図14Bは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相を示している。
 図14Cは、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相と、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相との位相差を示している。位相差は、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相から、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相を減算した値である。
 図14A、図14B及び図14Cにおけるそれぞれの横軸は、合成回路31から出力される合成信号の電圧を示している。当該電圧は、規格化されている電圧である。
 第3のドハティ動作モードでは、図14Aに示すように、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の振幅及び第2の入力信号源13から出力される第2の信号の振幅のそれぞれは、合成回路31から出力される合成信号の電圧の増加に伴って単調に増加する。第1の信号の振幅が零であるときの第2の信号の振幅は、零よりも大きい。
 第1のトランジスタ16の出力電力は、第1の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になり、第2のトランジスタ20の出力電力は、第2の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になる。
 図14Bに示すように、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の位相は、約135度であり、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の位相は、約0度であり、第1の信号の位相が、第2の信号の位相よりも約135度進んでいる。
 実施の形態4のドハティ増幅器1では、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20のそれぞれの出力抵抗がRoptであり、合成点32から負荷34を見たインピーダンスが0.5×Roptであるとする。
 第3のドハティ動作モードは、飽和出力時動作及びバックオフ時動作を含んでいる。
 第3のドハティ動作モードに含まれているバックオフ時動作では、第1のトランジスタ16は停止しており、第2のトランジスタ20のみが信号の増幅動作を行っている。
 第1の信号の周波数及び第2の信号の周波数のそれぞれが、第5の周波数fである。第5の周波数fが、例えば、1.5×fであれば、第1の出力回路24の電気長が約135度になり、第2の出力回路27の電気長が約270度になる。
 以下、第5の周波数fが、1.5×fである例を説明する。
[第3のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1の飽和出力時動作]
 第3のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1の飽和出力時動作を説明する。
 第1の入力信号源12は、第1の信号として、第1のトランジスタ16の出力電力が飽和電力になる信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 具体的には、第1の入力信号源12は、図14A及び図14Bに示すように、合成回路31から出力される合成信号の電圧が“1”になる振幅を有し、かつ、約135度の位相を有する第1の信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 第2の入力信号源13は、第2の信号として、第2のトランジスタ20の出力電力が飽和電力になる信号を第2の入力整合回路15に出力する。
 具体的には、第2の入力信号源13は、図14A及び図14Bに示すように、合成回路31から出力される合成信号の電圧が“1”になる振幅を有し、かつ、約0度の位相を有する第2の信号を第2の入力整合回路15に出力する。
 第1の入力整合回路14は、第1の入力信号源12から第1の信号を受けると、第1の入力信号源12のインピーダンスを第1のトランジスタ16の入力インピーダンスに変換し、第1の信号を第1のトランジスタ16の入力端子16aに出力する。
 第2の入力整合回路15は、第2の入力信号源13から第2の信号を受けると、第2の入力信号源13のインピーダンスを第2のトランジスタ20の入力インピーダンスに変換し、第2の信号を第2のトランジスタ20の入力端子20aに出力する。
 第1のトランジスタ16は、第1の入力整合回路14から第1の信号を受けると、第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号を第1の出力回路24に出力する。
 第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16から出力された第1の信号を伝送して、第1の信号を合成回路31に出力する。
 第2のトランジスタ20は、第2の入力整合回路15から第2の信号を受けると、第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号を第2の出力回路27に出力する。
 第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20から出力された第2の信号を伝送して、第2の信号を合成回路31に出力する。
 飽和出力時動作では、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20の双方が、信号の増幅動作を行っており、第1の入力信号源12から出力された第1の信号の位相が、第2の入力信号源13から出力された第2の信号の位相よりも、135度進んでいる。また、第2の出力回路27の電気長が第1の出力回路24の電気長よりも135度長い。
 したがって、第1の出力回路24から合成回路31に出力された第1の信号の位相と、第2の出力回路27から合成回路31に出力された第2の信号の位相とが同相になる。
 合成回路31は、第1の出力回路24から出力された第1の信号と第2の出力回路27から出力された第2の信号とを同相合成する。
 合成回路31は、第1の信号と第2の信号との合成信号を出力整合回路33に出力する。
 出力整合回路33は、合成回路31から合成信号を受けると、合成点32のインピーダンスを外部の負荷34のインピーダンスに変換して、合成信号を負荷34に出力する。
 飽和出力時動作では、第1の出力回路24から出力された第1の信号と、第2の出力回路27から出力された第2の信号とが、合成点32で同じ振幅になり、合成回路31によって、第1の信号と第2の信号とが同相合成される。このとき、第1のトランジスタ16の出力負荷と、第2のトランジスタ20の出力負荷とは、合成点32のインピーダンスを分け合う形になる。
 したがって、第1の出力回路24から合成点32を見たインピーダンスと、第2の出力回路27から合成点32を見たインピーダンスとが共にRoptになる。
 このとき、第1の出力回路24の特性インピーダンスと、第1の出力回路24から合成点32を見たインピーダンスとが、Roptで一致するため、第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16の電流源18から合成点32を見たインピーダンスを、Roptから変調しない。
 また、第2の出力回路27の特性インピーダンスと、第2の出力回路27から合成点32を見たインピーダンスとが、Roptで一致するため、第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20の電流源22から合成点32を見たインピーダンスを、Roptから変調しない。
 第1のトランジスタ16の電流源18から見たインピーダンスと、第2のトランジスタ20の電流源22から見たインピーダンスとが、共にRoptになり、ドハティ増幅器1から飽和電力が得られる。
[第3のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作]
 第3のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作を説明する。
 図15は、第3のドハティ動作モードにおけるドハティ増幅器1のバックオフ時動作を示す説明図である。
 バックオフ時動作では、第2のトランジスタ20のみが信号の増幅動作を行っており、第1のトランジスタ16は、信号の増幅動作を停止している。
 第1の入力信号源12は、第1の信号として、第1のトランジスタ16の出力電力が零になる信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 具体的には、第1の入力信号源12は、図14A及び図14Bに示すように、合成回路31から出力される信号の電圧が“0.5”になる振幅を有し、かつ、約135度の位相を有する第1の信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 合成回路31から出力される合成信号の電圧が“0.5”になる第1の信号の振幅は、零である。
 第2の入力信号源13は、第2の信号として、第2のトランジスタ20の出力電力が、例えば、飽和電力の約半分の電力になる信号を第1の入力整合回路14に出力する。
 具体的には、第2の入力信号源13は、図14A及び図14Bに示すように、合成回路31から出力される合成信号の電圧が“0.5”になる振幅を有し、かつ、約0度の位相を有する第2の信号を第2の入力整合回路15に出力する。
 合成回路31から出力される合成信号の電圧が“0.5”になる第2の信号の振幅は、零よりも大きく、かつ、振幅の最大値よりも小さい。
 第1の入力整合回路14は、第1の入力信号源12から第1の信号を受けると、第1の入力信号源12のインピーダンスを第1のトランジスタ16の入力インピーダンスに変換し、第1の信号を第1のトランジスタ16の入力端子16aに出力する。
 第1のトランジスタ16は、第1の入力整合回路14から第1の信号を受けても、第1の信号の振幅が零であるため、信号の増幅動作を行わずに停止している。
 第1のトランジスタ16は、停止しているため、第1のトランジスタ16の電流源18は、図15に示すように、Openの状態となる。
 第2の入力整合回路15は、第2の入力信号源13から第2の信号を受けると、第2の入力信号源13のインピーダンスを第2のトランジスタ20の入力インピーダンスに変換し、第2の信号を第2のトランジスタ20の入力端子20aに出力する。
 第2のトランジスタ20は、第2の入力整合回路15から第2の信号を受けると、第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号を第2の出力回路27に出力する。
 第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20から出力された第2の信号を合成回路31まで伝送する。
 バックオフ時動作では、合成点32から第1のトランジスタ16を見たインピーダンスが無限大であるため、第2の出力回路27から合成回路31を見たインピーダンスが0.5×Roptになる。
 第2の出力回路27は、自己の特性インピーダンスがRoptであり、第2の出力回路27から合成回路31を見たインピーダンスが0.5×Roptであるため、第2のトランジスタ20の電流源22から合成点32を見たインピーダンスを、Roptから2×Roptに変調する。
 第2の出力回路27が、第2のトランジスタ20の電流源22から合成点32を見たインピーダンスを、Roptから2×Roptに変調することで、第2のトランジスタ20の出力電力が飽和電力よりも低いとき、第2のトランジスタ20に高抵抗の負荷が接続された状態になる。即ち、第2の出力回路27の出力電力が飽和電力よりも低いときは、第2の出力回路27の負荷抵抗が、Roptよりも大きな2×Roptになる。
 第2のトランジスタ20は、高抵抗の負荷が接続された状態になるため、高効率な増幅動作を行うことが可能になる。
 以上より、第3のドハティ動作モードで動作するドハティ増幅器1でも、第1のドハティ動作モードで動作するドハティ増幅器1と同様に、バックオフ時における効率特性を広帯域化できる。
実施の形態5.
 図3に示すドハティ増幅器1では、第1の出力回路24が、キャパシタ19、第1の伝送線路25及び第1のキャパシタ26を備えている。
 また、図3に示すドハティ増幅器1では、第2の出力回路27が、キャパシタ23、第2の伝送線路28、第3の伝送線路29及び第2のキャパシタ30を備えている。
 実施の形態5では、第1の出力回路24が、キャパシタ19、インダクタ41及び第1の伝送線路42を備え、第2の出力回路27が、キャパシタ23、インダクタ43、第2の伝送線路44及び第3の伝送線路45を備えているドハティ増幅器1について説明する。
 実施の形態5のドハティ増幅器1の構成は、実施の形態1のドハティ増幅器1の構成と同様であり、実施の形態5のドハティ増幅器1を示す構成図は、図3である。
 図16は、実施の形態5に係るドハティ増幅器1の第1の出力回路24を示す構成図である。図16において、図3と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
 図16に示す第1の出力回路24は、図3に示す第1の出力回路24と同様に、第1のトランジスタ16から出力された第1の信号を合成回路31まで伝送する。
 図16に示す第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16により増幅される第1の信号の周波数に応じて、第1のトランジスタ16から合成回路31を見たインピーダンスを変調する。
 図16に示す第1の出力回路24の電気長は、図3に示す第1の出力回路24と同様に、第1の信号の周波数に応じて変化する。例えば、第1の信号の周波数が、第1の周波数fが含まれている周波数範囲の中心周波数fであるときは、第1の出力回路24の電気長は、90度である。ただし、第1の出力回路24の電気長は、90度の電気長と厳密に一致しているものに限るものではなく、実用上問題のない範囲で、90度の電気長からずれていてもよい。
 インダクタ41は、例えば、ワイヤによって実現される。
 インダクタ41の一端は、第1のトランジスタ16の出力端子16bと接続されており、インダクタ41の他端は、第1の伝送線路42の一端と接続されている。
 第1の伝送線路42の一端は、インダクタ41の他端と接続されており、第1の伝送線路42の他端は、合成回路31の入力端子31aと接続されている。
 第1の伝送線路42は、例えば、第1の信号の周波数が第1の周波数fであるときは、90度未満の電気長を有する線路である。
 図17は、実施の形態5に係るドハティ増幅器1の第2の出力回路27を示す構成図である。図17において、図3と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
 図17に示す第2の出力回路27は、図3に示す第2の出力回路27と同様に、第2のトランジスタ20から出力された第2の信号を合成回路31まで伝送する。
 図17に示す第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20により増幅される第2の信号の周波数に応じて、第2のトランジスタ20から合成回路31を見たインピーダンスを変調する。
 図17に示す第2の出力回路27の電気長は、図3に示す第2の出力回路27と同様に、第2の信号の周波数に応じて変化する。例えば、第2の信号の周波数が中心周波数fであるときは、第2の出力回路27の電気長は、180度である。ただし、第2の出力回路27の電気長は、180度の電気長と厳密に一致しているものに限るものではなく、実用上問題のない範囲で、180度の電気長からずれていてもよい。
 インダクタ43は、例えば、ワイヤによって実現される。
 インダクタ43の一端は、第2のトランジスタ20の出力端子20bと接続されており、インダクタ43の他端は、第2の伝送線路44の一端と接続されている。
 第2の伝送線路44の一端は、インダクタ43の他端と接続されており、第2の伝送線路44の他端は、第3の伝送線路45の一端と接続されている。
 第2の伝送線路44は、例えば、第2の信号の周波数が第1の周波数fであるときは、90度未満の電気長を有する線路である。
 第3の伝送線路45の一端は、第2の伝送線路44の他端と接続されており、第3の伝送線路45の他端は、合成回路31の入力端子31bと接続されている。
 第3の伝送線路45は、例えば、第2の信号の周波数が第1の周波数fであるときは、90度の電気長を有する線路である。ただし、第3の伝送線路45の電気長は、90度の電気長と厳密に一致しているものに限るものではなく、実用上問題のない範囲で、90度の電気長からずれていてもよい。
 第1の出力回路24が、キャパシタ19、インダクタ41及び第1の伝送線路42を備える場合も、図3に示す第1の出力回路24と同様に、第1の信号の周波数に応じて、第1のトランジスタ16から合成回路31を見たインピーダンスを変調することができる。
 第2の出力回路27が、キャパシタ23、インダクタ43、第2の伝送線路44及び第3の伝送線路45を備える場合でも、図3に示す第2の出力回路27と同様に、第2の信号の周波数に応じて、第2のトランジスタ20から合成回路31を見たインピーダンスを変調することができる。
 したがって、実施の形態5のドハティ増幅器1でも、実施の形態1~4のドハティ増幅器1と同様に、バックオフ時における効率特性を広帯域化できる。
実施の形態6.
 図3に示すドハティ増幅器1では、第1の出力回路24が、キャパシタ19、第1の伝送線路25及び第1のキャパシタ26を備えている。
 また、図3に示すドハティ増幅器1では、第2の出力回路27が、キャパシタ23、第2の伝送線路28、第3の伝送線路29及び第2のキャパシタ30を備えている。
 実施の形態6では、第1の出力回路24が、キャパシタ19、伝送線路51、伝送線路52、キャパシタ53及びキャパシタ54を備え、第2の出力回路27が、キャパシタ23、伝送線路61、伝送線路62、伝送線路63、キャパシタ64及びキャパシタ65を備えているドハティ増幅器1について説明する。
 実施の形態6のドハティ増幅器1の構成は、実施の形態1のドハティ増幅器1の構成と同様であり、実施の形態6のドハティ増幅器1を示す構成図は、図3である。
 図18は、実施の形態6に係るドハティ増幅器1の第1の出力回路24を示す構成図である。図18において、図3と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
 図18に示す第1の出力回路24は、図3に示す第1の出力回路24と同様に、第1のトランジスタ16から出力された第1の信号を伝送して、第1の信号を合成回路31に出力する。
 図18に示す第1の出力回路24は、第1のトランジスタ16により増幅される第1の信号の周波数に応じて、第1のトランジスタ16から合成回路31を見たインピーダンスを変調する。
 図18に示す第1の出力回路24の電気長は、図3に示す第1の出力回路24と同様に、第1の信号の周波数に応じて変化する。例えば、第1の信号の周波数が、第1の周波数fが含まれている周波数範囲の中心周波数fであるときは、第1の出力回路24の電気長は、90度である。ただし、第1の出力回路24の電気長は、90度の電気長と厳密に一致しているものに限るものではなく、実用上問題のない範囲で、90度の電気長からずれていてもよい。
 伝送線路51の一端は、第1のトランジスタ16の出力端子16bと接続されており、伝送線路51の他端は、伝送線路52の一端及びキャパシタ53の一端のそれぞれと接続されている。
 伝送線路52の一端は、伝送線路51の他端及びキャパシタ53の一端のそれぞれと接続されており、伝送線路52の他端は、合成回路31の入力端子31a及びキャパシタ54の一端のそれぞれと接続されている。
 伝送線路51の電気長と伝送線路52の電気長との総和は、例えば、第1の信号の周波数が第1の周波数fであるときは、90度未満の電気長である。
 キャパシタ53は、伝送線路51とシャントに接続されている。即ち、キャパシタ53の一端は、伝送線路51の他端及び伝送線路52の一端のそれぞれと接続されており、キャパシタ53の他端は、グランドと接続されている。
 キャパシタ54は、伝送線路52とシャントに接続されている。即ち、キャパシタ54の一端は、伝送線路52の他端及び合成回路31の入力端子31aのそれぞれと接続されており、キャパシタ54の他端は、グランドと接続されている。
 図19は、実施の形態7に係るドハティ増幅器1の第2の出力回路27を示す構成図である。図19において、図3と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
 図19に示す第2の出力回路27は、図3に示す第2の出力回路27と同様に、第2のトランジスタ20から出力された第2の信号を伝送して、第2の信号を合成回路31に出力する。
 図19に示す第2の出力回路27は、第2のトランジスタ20により増幅される第2の信号の周波数に応じて、第2のトランジスタ20から合成回路31を見たインピーダンスを変調する。
 図19に示す第2の出力回路27の電気長は、図3に示す第2の出力回路27と同様に、第2の信号の周波数に応じて変化する。例えば、第2の信号の周波数が中心周波数fであるときは、第2の出力回路27の電気長は、180度である。ただし、第1の出力回路24の電気長は、180度の電気長と厳密に一致しているものに限るものではなく、実用上問題のない範囲で、180度の電気長からずれていてもよい。
 伝送線路61の一端は、第2のトランジスタ20の出力端子20bと接続されており、伝送線路61の他端は、伝送線路62の一端及びキャパシタ64の一端のそれぞれと接続されている。
 伝送線路62の一端は、伝送線路61の他端及びキャパシタ64の一端のそれぞれと接続されており、伝送線路62の他端は、伝送線路63の一端及びキャパシタ65の一端のそれぞれと接続されている。
 伝送線路63の一端は、伝送線路62の他端及びキャパシタ65の一端のそれぞれと接続されており、伝送線路63の他端は、合成回路31の入力端子31bと接続されている。
 伝送線路61の電気長と伝送線路62の電気長と伝送線路63の電気長との総和は、例えば、第1の信号の周波数が第1の周波数fであるときは、180度未満の電気長である。
 キャパシタ64は、伝送線路61とシャントに接続されている。即ち、キャパシタ64の一端は、伝送線路61の他端及び伝送線路62の一端のそれぞれと接続されており、キャパシタ64の他端は、グランドと接続されている。
 キャパシタ65は、伝送線路62とシャントに接続されている。即ち、キャパシタ65の一端は、伝送線路62の他端及び伝送線路63の一端のそれぞれと接続されており、キャパシタ65の他端は、グランドと接続されている。
 第1の出力回路24が、キャパシタ19、伝送線路51、伝送線路52、キャパシタ53及びキャパシタ54を備える場合も、図3に示す第1の出力回路24と同様に、第1の信号の周波数に応じて、第1のトランジスタ16から合成回路31を見たインピーダンスを変調することができる。
 第2の出力回路27が、キャパシタ23、伝送線路61、伝送線路62、伝送線路63、キャパシタ64及びキャパシタ65を備える場合でも、図3に示す第2の出力回路27と同様に、第2の信号の周波数に応じて、第2のトランジスタ20から合成回路31を見たインピーダンスを変調することができる。
 したがって、実施の形態6のドハティ増幅器1でも、実施の形態1~4のドハティ増幅器1と同様に、バックオフ時における効率特性を広帯域化できる。
実施の形態7.
 図3に示すドハティ増幅器1では、第1のトランジスタ16の入力端子16a及び第2のトランジスタ20の入力端子20aのそれぞれが、スレッシュホルド電圧と概ね同じバイアス電圧が印加されている。
 第1のトランジスタ16の入力端子16aは、スレッシュホルド電圧Vthrよりも高く、かつ、第1の閾値電圧Vよりも低いバイアス電圧(以下、「第1のバイアス電圧Vb1」と称する)が印加されていてもよい。Vthr<Vb1<Vである。
 また、第2のトランジスタ20の入力端子20aは、スレッシュホルド電圧Vthrよりも高く、かつ、第1の閾値電圧Vよりも低い第1のバイアス電圧Vb1が印加されていてもよい。
 第1の閾値電圧Vとしては、例えば、スレッシュホルド電圧Vthrの約1.1倍の電圧が考えられる。
 実施の形態7のドハティ増幅器1の構成は、実施の形態1のドハティ増幅器1の構成と同様であり、実施の形態7のドハティ増幅器1を示す構成図は、図3である。
 第1のトランジスタ16の入力端子16aが、第1のバイアス電圧Vb1を印加されている場合、スレッシュホルド電圧Vthrと同一のバイアス電圧を印加されている場合よりも、第1のトランジスタ16の利得が高くなる。
 また、第2のトランジスタ20の入力端子20aが、第1のバイアス電圧Vb1を印加されている場合、スレッシュホルド電圧thrと同一のバイアス電圧を印加されている場合よりも、第2のトランジスタ20の利得が高くなる。
 第1のトランジスタ16の入力端子16aは、スレッシュホルド電圧Vthrよりも低く、かつ、第2の閾値電圧Vよりも高いバイアス電圧(以下、「第2のバイアス電圧Vb2」と称する)が印加されていてもよい。V<Vb2<Vthrである。
 また、第2のトランジスタ20の入力端子20aは、スレッシュホルド電圧Vthrよりも低く、かつ、第2の閾値電圧Vよりも高い第2のバイアス電圧Vb2が印加されていてもよい。
 第2の閾値電圧Vとしては、例えば、スレッシュホルド電圧Vthrの約0.9倍の電圧が考えられる。
 第1のトランジスタ16の入力端子16aが、第2のバイアス電圧Vb2を印加されている場合、スレッシュホルド電圧Vthrと同一のバイアス電圧を印加されている場合よりも、第1のトランジスタ16の効率が高くなる。
 また、第2のトランジスタ20の入力端子20aが、第2のバイアス電圧Vb2を印加されている場合、スレッシュホルド電圧Vthrと同一のバイアス電圧を印加されている場合よりも、第2のトランジスタ20の効率が高くなる。
 例えば、第1のドハティ動作モードであるとき、第1のトランジスタ16の入力端子16aが、第1のバイアス電圧Vb1を印加され、第2のトランジスタ20の入力端子20aが、第2のバイアス電圧Vb2を印加される場合、ドハティ増幅器1の利得及び効率の双方を高めることができる。
 例えば、第2のドハティ動作モード又は第3のドハティ動作モードであるとき、第1のトランジスタ16の入力端子16aが、第2のバイアス電圧Vb2を印加され、第2のトランジスタ20の入力端子20aが、第1のバイアス電圧Vb1を印加される場合、ドハティ増幅器1の利得及び効率の双方を高めることができる。
実施の形態8.
 実施の形態8では、第1のトランジスタ16の入力端子16a及び第2のトランジスタ20の入力端子20aのそれぞれに印加するバイアス電圧を制御する制御回路71を備えるドハティ増幅器1について説明する。
 図20は、実施の形態8に係るドハティ増幅器1を示す構成図である。図20において、図3と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
 制御回路71は、可変電源72、ゲートバイアス回路73及びゲートバイアス回路74を備えている。
 制御回路71は、第1のトランジスタ16の入力端子16a及び第2のトランジスタ20の入力端子20aのそれぞれに印加するバイアス電圧を制御する。
 可変電源72は、ゲートバイアス回路73に出力する電圧及びゲートバイアス回路74に出力する電圧のそれぞれを可変することができる電源である。
 ゲートバイアス回路73は、例えば、インダクタによって実現される。
 ゲートバイアス回路73の一端は、可変電源72と接続されており、ゲートバイアス回路73の他端は、第1のトランジスタ16の入力端子16a及び第1の入力整合回路14bの他端のそれぞれと接続されている。
 ゲートバイアス回路73は、可変電源72の出力電圧が高くなれば、第1のトランジスタ16の入力端子16aに印加するバイアス電圧を上げ、可変電源72の出力電圧が低くなれば、第1のトランジスタ16の入力端子16aに印加するバイアス電圧を下げる。
 ゲートバイアス回路74は、例えば、インダクタによって実現される。
 ゲートバイアス回路74の一端は、可変電源72と接続されており、ゲートバイアス回路74の他端は、第2のトランジスタ20の入力端子20a及び第2の入力整合回路15bの他端のそれぞれと接続されている。
 ゲートバイアス回路74は、可変電源72の出力電圧が高くなれば、第2のトランジスタ20の入力端子20aに印加するバイアス電圧を上げ、可変電源72の出力電圧が低くなれば、第2のトランジスタ20の入力端子20aに印加するバイアス電圧を下げる。
 次に、図20に示すドハティ増幅器1の動作について説明する。ただし、制御回路71以外は、図3に示すドハティ増幅器1と同様であるため、ここでは、制御回路71の動作のみを説明する。
 制御回路71は、第1の信号及び第2の信号におけるそれぞれの周波数に応じて、第1のトランジスタ16の入力端子16a及び第2のトランジスタ20の入力端子20aのそれぞれに印加するバイアス電圧を制御する。
 具体的には、制御回路71は、第1の信号の周波数及び第2の信号の周波数が、第1の周波数fであり、ドハティ増幅器1の動作モードが第1のドハティ動作モードであれば、第1のトランジスタ16の入力端子16aに第1のバイアス電圧Vb1を印加する。また、制御回路71は、第2のトランジスタ20の入力端子20aに第2のバイアス電圧Vb2を印加する。
 制御回路71は、第1の信号の周波数及び第2の信号の周波数が、第4の周波数fであり、ドハティ増幅器1の動作モードが第2のドハティ動作モードであれば、第1のトランジスタ16の入力端子16aに第2のバイアス電圧Vb2を印加する。また、制御回路71は、第2のトランジスタ20の入力端子20aに第1のバイアス電圧Vb1を印加する。
 制御回路71は、第1の信号の周波数及び第2の信号の周波数が、第5の周波数fであり、ドハティ増幅器1の動作モードが第3のドハティ動作モードであれば、第1のトランジスタ16の入力端子16aに第2のバイアス電圧Vb2を印加する。また、制御回路71は、第2のトランジスタ20の入力端子20aに第1のバイアス電圧Vb1を印加する。
 制御回路71は、第1の信号の周波数及び第2の信号の周波数が、第2の周波数fであり、ドハティ増幅器1の動作モードが第1のアウトフェージング動作モードであれば、第1のトランジスタ16の入力端子16a及び第2のトランジスタ20の入力端子20aのそれぞれに、第1のバイアス電圧Vb1を印加する。
 制御回路71は、第1の信号の周波数及び第2の信号の周波数が、第3の周波数fであり、ドハティ増幅器1の動作モードが第2のアウトフェージング動作モードであれば、第1のトランジスタ16の入力端子16a及び第2のトランジスタ20の入力端子20aのそれぞれに、第1のバイアス電圧Vb1を印加する。
 制御回路71が、第1の信号及び第2の信号におけるそれぞれの周波数に応じて、第1のトランジスタ16の入力端子16a及び第2のトランジスタ20の入力端子20aのそれぞれに印加するバイアス電圧を制御することで、ドハティ増幅器1の利得及び効率の双方を高めることができる。
 図20に示すドハティ増幅器1では、制御回路71が、第1の信号及び第2の信号におけるそれぞれの周波数に応じて、第1のトランジスタ16の入力端子16a及び第2のトランジスタ20の入力端子20aのそれぞれに印加するバイアス電圧を制御している。
 しかし、これは一例に過ぎず、制御回路71が、信号源11から出力される第1の信号及び第2の信号におけるそれぞれの電力に応じて、第1のトランジスタ16の入力端子16a及び第2のトランジスタ20の入力端子20aのそれぞれに印加するバイアス電圧を制御するようにしてもよい。
 制御回路71は、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の電力が大きくなれば、第1のトランジスタ16の入力端子16aに印加するバイアス電圧を上げ、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の電力が小さくなれば、第1のトランジスタ16の入力端子16aに印加するバイアス電圧を下げる。
 制御回路71は、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の電力が大きくなれば、第2のトランジスタ20の入力端子20aに印加するバイアス電圧を上げ、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の電力が小さくなれば、第2のトランジスタ20の入力端子20aに印加するバイアス電圧を下げる。
 制御回路71が、信号源11から出力される第1の信号及び第2の信号におけるそれぞれの電力に応じて、第1のトランジスタ16の入力端子16a及び第2のトランジスタ20の入力端子20aのそれぞれに印加するバイアス電圧を制御することで、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20のそれぞれにおける入力電力に対する利得の変動を抑制することができる。
実施の形態9.
 実施の形態9では、第1のトランジスタ16の出力端子16b及び第2のトランジスタ20の出力端子20bのそれぞれに印加するバイアス電圧を制御する制御回路81を備えるドハティ増幅器1について説明する。
 図21は、実施の形態9に係るドハティ増幅器1を示す構成図である。図21において、図3及び図20と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
 制御回路81は、可変電源82、ゲートバイアス回路73、ゲートバイアス回路74、ドレインバイアス回路83及びドレインバイアス回路84を備えている。
 図21に示すドハティ増幅器1では、制御回路81が、ゲートバイアス回路73及びゲートバイアス回路74を備えている。しかし、これは一例に過ぎず、制御回路81が、ゲートバイアス回路73及びゲートバイアス回路74を備えずに、可変電源82、ドレインバイアス回路83及びドレインバイアス回路84のみを備えていてもよい。
 制御回路81は、図20に示す制御回路71と同様に、第1のトランジスタ16の入力端子16a及び第2のトランジスタ20の入力端子20aのそれぞれに印加するバイアス電圧を制御する。
 また、制御回路81は、第1のトランジスタ16の出力端子16b及び第2のトランジスタ20の出力端子20bのそれぞれに印加するバイアス電圧を制御する。
 可変電源82は、ゲートバイアス回路73に出力する電圧及びゲートバイアス回路74に出力する電圧のそれぞれを可変することができ、また、ドレインバイアス回路83に出力する電圧及びドレインバイアス回路84に出力する電圧のそれぞれを可変することができる電源である。
 ドレインバイアス回路83は、例えば、インダクタによって実現される。
 ドレインバイアス回路83の一端は、可変電源82と接続されており、ドレインバイアス回路83の他端は、第1のトランジスタ16の出力端子16b及び第1の伝送線路25の一端のそれぞれと接続されている。
 ドレインバイアス回路83は、可変電源82の出力電圧が高くなれば、第1のトランジスタ16の出力端子16bに印加するバイアス電圧を上げ、可変電源82の出力電圧が低くなれば、第1のトランジスタ16の出力端子16bに印加するバイアス電圧を下げる。
 ドレインバイアス回路84は、例えば、インダクタによって実現される。
 ドレインバイアス回路84の一端は、可変電源82と接続されており、ドレインバイアス回路84の他端は、第2のトランジスタ20の出力端子20b及び第2の伝送線路28の一端のそれぞれと接続されている。
 ドレインバイアス回路84は、可変電源82の出力電圧が高くなれば、第2のトランジスタ20の出力端子20bに印加するバイアス電圧を上げ、可変電源82の出力電圧が低くなれば、第2のトランジスタ20の出力端子20bに印加するバイアス電圧を下げる。
 次に、図21に示すドハティ増幅器1の動作について説明する。ただし、制御回路81以外は、図3及び図20に示すドハティ増幅器1と同様であるため、ここでは、制御回路81の動作のみを説明する。
 制御回路81は、図20に示す制御回路71と同様に、第1のトランジスタ16の入力端子16a及び第2のトランジスタ20の入力端子20aのそれぞれに印加するバイアス電圧を制御する。
 制御回路81は、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の電力が大きくなれば、第1のトランジスタ16の出力端子16bに印加するバイアス電圧を上げ、第1の入力信号源12から出力される第1の信号の電力が小さくなれば、第1のトランジスタ16の出力端子16bに印加するバイアス電圧を下げる。
 制御回路81は、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の電力が大きくなれば、第2のトランジスタ20の出力端子20bに印加するバイアス電圧を上げ、第2の入力信号源13から出力される第2の信号の電力が小さくなれば、第2のトランジスタ20の出力端子20bに印加するバイアス電圧を下げる。
 制御回路81が、信号源11から出力される第1の信号及び第2の信号におけるそれぞれの電力に応じて、第1のトランジスタ16の出力端子16b及び第2のトランジスタ20の出力端子20bのそれぞれに印加するバイアス電圧を制御することで、第1のトランジスタ16及び第2のトランジスタ20のそれぞれにおける入力電力に応じて、ドハティ増幅器1の利得及び効率の双方を高めることができる。
 なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
 この発明は、増幅後の第1の信号と増幅後の第2の信号とを合成するドハティ増幅器及び通信装置に適している。
 1 ドハティ増幅器、11 信号源、12 第1の入力信号源、13 第2の入力信号源、14 第1の入力整合回路、15 第2の入力整合回路、16 第1のトランジスタ、16a 入力端子、16b 出力端子、17 キャパシタ、18 電流源、19 キャパシタ、20 第2のトランジスタ、20a 入力端子、20b 出力端子、21 キャパシタ、22 電流源、23 キャパシタ、24 第1の出力回路、25 第1の伝送線路、26 第1のキャパシタ、27 第2の出力回路、28 第2の伝送線路、29 第3の伝送線路、30 第2のキャパシタ、31 合成回路、31a 入力端子、31b 入力端子、32 合成点、33 出力整合回路、34 負荷、41 インダクタ、42 第1の伝送線路、43 インダクタ、44 第2の伝送線路、45 第3の伝送線路、51,52 伝送線路、53,54 キャパシタ、61,62,63 伝送線路、64,65 キャパシタ、71 制御回路、72 可変電源、73,74 ゲートバイアス回路、81 制御回路、82 可変電源、83,84 ドレインバイアス回路。

Claims (25)

  1.  第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号を出力する第1のトランジスタと、
     第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号を出力する第2のトランジスタと、
     前記第1のトランジスタから出力された増幅後の第1の信号と前記第2のトランジスタから出力された増幅後の第2の信号とを合成し、前記増幅後の第1の信号と前記増幅後の第2の信号との合成信号を出力する合成回路とを備え、
     前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号と前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号とがインフェーズで合成される信号モードと、前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号と前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号とがアウトフェーズで合成される信号モードとが周波数に応じて切り換えられ、動作モードが、切り換えられた信号モードに応じて、ドハティ動作モード又はアウトフェージング動作モードに切り換えられることを特徴とするドハティ増幅器。
  2.  前記第1のトランジスタから出力された増幅後の第1の信号を前記合成回路まで伝送する第1の出力回路と、
     前記第1の出力回路の電気長よりも長い電気長を有しており、前記第2のトランジスタから出力された増幅後の第2の信号を前記合成回路まで伝送する第2の出力回路とを備え、
     前記第1の出力回路は、前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の周波数に応じて、前記第1のトランジスタから前記合成回路を見たインピーダンスを変調し、
     前記第2の出力回路は、前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の周波数に応じて、前記第2のトランジスタから前記合成回路を見たインピーダンスを変調することを特徴とする請求項1記載のドハティ増幅器。
  3.  前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の振幅が、前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の振幅以上であり、前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の位相と、前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の位相との差が一定であるときの動作モードが、第1のドハティ動作モードであることを特徴とする請求項2記載のドハティ増幅器。
  4.  前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の振幅と、前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の振幅とが同じであり、前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の位相と、前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の位相とが逆相であり、前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の位相と、前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の位相との差が、前記合成回路から出力される合成信号の電流の増加に伴って単調に減少するときの動作モードが、第1のアウトフェージング動作モードであることを特徴とする請求項2記載のドハティ増幅器。
  5.  前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の振幅と、前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の振幅とが同じであり、前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の位相と、前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の位相とが逆相であり、前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の位相と、前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の位相との差が、前記合成回路から出力される合成信号の電流の増加に伴って単調に増加するときの動作モードが、第2のアウトフェージング動作モードであることを特徴とする請求項2記載のドハティ増幅器。
  6.  前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の振幅が、前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の振幅以下であり、前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の位相と、前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の位相との差が一定であり、前記第1のドハティ動作モードでの周波数よりも周波数が低いときの動作モードが、第2のドハティ動作モードであることを特徴とする請求項2記載のドハティ増幅器。
  7.  前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の振幅が、前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の振幅以下であり、前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の位相と、前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の位相との差が一定であり、前記第1のドハティ動作モードでの周波数よりも周波数が高いときの動作モードが、第3のドハティ動作モードであることを特徴とする請求項2記載のドハティ増幅器。
  8.  前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号を前記第1のトランジスタの入力端子に出力し、前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号を前記第2のトランジスタの入力端子に出力する信号源を備えたことを特徴とする請求項3から請求項7のうちのいずれか1項記載のドハティ増幅器。
  9.  前記第1のドハティ動作モードでは、
     前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の周波数及び前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の周波数のそれぞれが第1の周波数であり、
     前記信号源から前記第1のトランジスタの入力端子に出力される第1の信号の振幅及び前記信号源から前記第2のトランジスタの入力端子に出力される第2の信号の振幅のそれぞれは、前記合成回路から出力される合成信号の電圧の増加に伴って単調に増加し、かつ、前記第2の信号の振幅が零であるときの前記第1の信号の振幅は、零よりも大きく、
     前記第1のトランジスタの出力電力は、前記第1の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になり、前記第2のトランジスタの出力電力は、前記第2の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になり、
     前記信号源から前記第1のトランジスタの入力端子に出力される第1の信号の位相は、前記信号源から前記第2のトランジスタの入力端子に出力される第2の信号の位相よりも90度進んでいることを特徴とする請求項8記載のドハティ増幅器。
  10.  前記第1のアウトフェージング動作モードでは、
     前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の周波数及び前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の周波数のそれぞれが、前記第1の周波数よりも低い第2の周波数であり、
     前記信号源から前記第1のトランジスタの入力端子に出力される第1の信号の振幅及び前記信号源から前記第2のトランジスタの入力端子に出力される第2の信号の振幅のそれぞれは、前記合成回路から出力される合成信号の電流の増加に伴って単調に増加し、かつ、前記第1の信号の振幅は、前記第2の信号の振幅と同じ値であり、
     前記第1のトランジスタの出力電力は、前記第1の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になり、前記第2のトランジスタの出力電力は、前記第2の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になり、
     前記信号源から前記第1のトランジスタの入力端子に出力される第1の信号の位相は、前記合成回路から出力される合成信号の電流の増加に伴って単調に減少し、
     前記信号源から前記第2のトランジスタの入力端子に出力される第2の信号の位相は、前記合成回路から出力される合成信号の電流の増加に伴って単調に増加し、
     前記第1の信号の位相と前記第2の信号の位相とは、絶対値が等しく、かつ、符号が互いに異なっていることを特徴とする請求項9記載のドハティ増幅器。
  11.  前記第2のアウトフェージング動作モードでは、
     前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の周波数及び前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の周波数のそれぞれが、前記第1の周波数よりも高い第3の周波数であり、
     前記信号源から前記第1のトランジスタの入力端子に出力される第1の信号の振幅及び前記信号源から前記第2のトランジスタの入力端子に出力される第2の信号の振幅のそれぞれは、前記合成回路から出力される合成信号の電流の増加に伴って単調に増加し、かつ、前記第1の信号の振幅は、前記第2の信号の振幅と同じ値であり、
     前記第1のトランジスタの出力電力は、前記第1の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になり、前記第2のトランジスタの出力電力は、前記第2の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になり、
     前記信号源から前記第1のトランジスタの入力端子に出力される第1の信号の位相は、前記合成回路から出力される合成信号の電流の増加に伴って単調に増加し、
     前記信号源から前記第2のトランジスタの入力端子に出力される第2の信号の位相は、前記合成回路から出力される合成信号の電流の増加に伴って単調に減少し、
     前記第1の信号の位相と前記第2の信号の位相とは、絶対値が等しく、かつ、符号が互いに異なっていることを特徴とする請求項9記載のドハティ増幅器。
  12.  前記第2のドハティ動作モードでは、
     前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の周波数及び前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の周波数のそれぞれが、前記第2の周波数よりも低い第4の周波数であり、
     前記信号源から前記第1のトランジスタの入力端子に出力される第1の信号の振幅及び前記信号源から前記第2のトランジスタの入力端子に出力される第2の信号の振幅のそれぞれは、前記合成回路から出力される合成信号の電圧の増加に伴って単調に増加し、かつ、前記第1の信号の振幅が零であるときの前記第2の信号の振幅は、零よりも大きく、
     前記第1のトランジスタの出力電力は、前記第1の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になり、前記第2のトランジスタの出力電力は、前記第2の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になり、
     前記信号源から前記第1のトランジスタの入力端子に出力される第1の信号の位相は、前記信号源から前記第2のトランジスタの入力端子に出力される第2の信号の位相よりも45度進んでいることを特徴とする請求項10記載のドハティ増幅器。
  13.  前記第3のドハティ動作モードでは、
     前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の周波数及び前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の周波数のそれぞれが、前記第3の周波数よりも高い第5の周波数であり、
     前記信号源から前記第1のトランジスタの入力端子に出力される第1の信号の振幅及び前記信号源から前記第2のトランジスタの入力端子に出力される第2の信号の振幅のそれぞれは、前記合成回路から出力される合成信号の電圧の増加に伴って単調に増加し、かつ、前記第1の信号の振幅が零であるときの前記第2の信号の振幅は、零よりも大きく、
     前記第1のトランジスタの出力電力は、前記第1の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になり、前記第2のトランジスタの出力電力は、前記第2の信号の振幅が最大であるときは飽和電力になり、
     前記信号源から前記第1のトランジスタの入力端子に出力される第1の信号の位相は、前記信号源から前記第2のトランジスタの入力端子に出力される第2の信号の位相よりも135度進んでいることを特徴とする請求項11記載のドハティ増幅器。
  14.  前記第1の出力回路の電気長は、前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の周波数に応じて変化し、
     前記第2の出力回路の電気長は、前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の周波数に応じて変化することを特徴とする請求項2記載のドハティ増幅器。
  15.  前記第1のトランジスタにより増幅される第1の信号の周波数及び前記第2のトランジスタにより増幅される第2の信号の周波数のそれぞれが前記第1の周波数であるときは、
     前記第2の出力回路の電気長は、前記第1の出力回路の電気長よりも90度長いことを特徴とする請求項14記載のドハティ増幅器。
  16.  前記第1の出力回路は、
     前記第1のトランジスタの出力端子と一端が接続されて、前記合成回路の第1の入力端子と他端が接続されており、90度未満の電気長を有する第1の伝送線路と、
     前記第1の伝送線路とシャントに接続されている第1のキャパシタとを備え、
     前記第2の出力回路は、
     前記第2のトランジスタの出力端子と一端が接続されており、90度未満の電気長を有する第2の伝送線路と、
     前記第2の伝送線路の他端と一端が接続されて、前記合成回路の第2の入力端子と他端が接続されており、90度の電気長を有する第3の伝送線路と、
     前記第2の伝送線路とシャントに接続されている第2のキャパシタとを備えていることを特徴とする請求項15記載のドハティ増幅器。
  17.  前記第1の伝送線路の特性インピーダンスは、前記第1のトランジスタの出力抵抗よりも高く、
     前記第2の伝送線路の特性インピーダンスは、前記第2のトランジスタの出力抵抗よりも高く、
     前記第1のキャパシタが有する容量は、前記第1のトランジスタの出力容量と同じであり、
     前記第2のキャパシタが有する容量は、前記第2のトランジスタの出力容量と同じであることを特徴とする請求項16記載のドハティ増幅器。
  18.  前記第1のトランジスタの入力端子及び前記第2のトランジスタの入力端子のそれぞれは、スレッシュホルド電圧と同じバイアス電圧が印加されていることを特徴とする請求項1記載のドハティ増幅器。
  19.  前記第1のトランジスタの入力端子は、前記スレッシュホルド電圧よりも高く、かつ、第1の閾値電圧よりも低いバイアス電圧が印加されており、
     前記第1の閾値電圧は、前記スレッシュホルド電圧よりも高い電圧であることを特徴とする請求項1記載のドハティ増幅器。
  20.  前記第2のトランジスタの入力端子は、前記スレッシュホルド電圧よりも高く、かつ、第1の閾値電圧よりも低いバイアス電圧が印加されており、
     前記第1の閾値電圧は、前記スレッシュホルド電圧よりも高い電圧であることを特徴とする請求項1記載のドハティ増幅器。
  21.  前記第1のトランジスタの入力端子は、前記スレッシュホルド電圧よりも低く、かつ、第2の閾値電圧よりも高いバイアス電圧が印加されており、
     前記第2の閾値電圧は、前記スレッシュホルド電圧よりも低い電圧であることを特徴とする請求項1記載のドハティ増幅器。
  22.  前記第2のトランジスタの入力端子は、前記スレッシュホルド電圧よりも低く、かつ、第2の閾値電圧よりも高いバイアス電圧が印加されており、
     前記第2の閾値電圧は、前記スレッシュホルド電圧よりも低い電圧であることを特徴とする請求項1記載のドハティ増幅器。
  23.  前記第1のトランジスタの入力端子及び前記第2のトランジスタの入力端子のそれぞれに印加するバイアス電圧を制御する制御回路を備えたことを特徴とする請求項1記載のドハティ増幅器。
  24.  前記第1のトランジスタの出力端子及び前記第2のトランジスタの出力端子のそれぞれに印加するバイアス電圧を制御する制御回路を備えたことを特徴とする請求項1記載のドハティ増幅器。
  25.  通信用信号として、第1の信号及び第2の信号のそれぞれを増幅する増幅器として、請求項1記載のドハティ増幅器を備えることを特徴とする通信装置。
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