射频放大电路以及功率放大模

申请号 CN201410100764.8 申请日 2014-03-18 公开(公告)号 CN104065349A 公开(公告)日 2014-09-24
申请人 株式会社村田制作所; 发明人 筒井孝幸; 田中聪; 嶋本健一;
摘要 本 发明 的目的在于提供一种能以 低 电压 进行驱动的射频放大 电路 。射频放大电路包括:放大晶体管,该放大晶体管将通过匹配电路输入至基极的射频 信号 进行放大并输出;第1 偏压 用晶体管,该第1偏压用晶体管与放大晶体管进行 电流 镜连接,将偏压提供给放大晶体管;以及第2偏压用晶体管,该第2偏压用晶体管与放大晶体管的基极进行射极跟随器连接,将偏压提供给放大晶体管。
权利要求

1.一种射频放大电路,其特征在于,包括:
放大晶体管,该放大晶体管将通过匹配电路输入至基极的射频信号进行放大并输出;
第1偏压用晶体管,该第1偏压用晶体管与所述放大晶体管进行电流镜连接,将偏压提供给所述放大晶体管;以及
第2偏压用晶体管,该第2偏压用晶体管与所述放大晶体管的基极进行射极跟随器连接,将偏压提供给所述放大晶体管。
2.如权利要求1所述的射频放大电路,其特征在于,
独立形成有施加在所述第1偏压用晶体管的集电极一侧的第1控制电压的输入端子、以及施加在所述第2偏压用晶体管的基极一侧的第2控制电压的输入端子。
3.如权利要求1所述的射频放大电路,其特征在于,
以公共端子来形成施加在所述第1偏压用晶体管的集电极一侧的第1控制电压的输入端子、以及施加在所述第2偏压用晶体管的基极一侧的第2控制电压的输入端子。
4.如权利要求1至3中任一项所述的射频放大电路,其特征在于,
还包括电压调整电路,该电压调整电路根据所述第2偏压用晶体管的温度特性,来调整施加在所述第2偏压用晶体管的基极上的电压。
5.如权利要求4所述的射频放大电路,其特征在于,
所述电压调整电路包含电压调整用晶体管,该电压调整用晶体管具有与所述第2偏压用晶体管相等同的基极/发射极间电压的温度特性,将与该电压调整用晶体管的基极/发射极间电压相对应的电压提供至所述第2偏压用晶体管的基极。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的射频放大电路,其特征在于,
还包括一端与所述第1偏压用晶体管的基极相连,另一端接地的电容器。
7.如权利要求1所述的射频放大电路,其特征在于,还包括,
第2放大晶体管,该第2放大晶体管将从所述放大晶体管经由匹配电路输入至基极的射频信号进行放大并输出;
第3偏压用晶体管,该第3偏压用晶体管与所述第2放大晶体管进行电流镜连接,将偏压提供给所述第2放大晶体管;以及
第4偏压用晶体管,该第4偏压用晶体管与所述第2放大晶体管的基极进行射极跟随器连接,将偏压提供给所述第2放大晶体管。
8.如权利要求7所述的射频放大电路,其特征在于,
独立形成有施加在所述第1及第3偏压用晶体管的集电极一侧的第1控制电压的输入端子、以及施加在所述第2及第4偏压用晶体管的基极一侧的第2控制电压的输入端子。
9.如权利要求7所述的射频放大电路,其特征在于,
以公共端子来形成施加在所述第1及第3偏压用晶体管的集电极一侧的第1控制电压的输入端子、以及施加在所述第2及第4偏压用晶体管的基极一侧的第2控制电压的输入端子。
10.如权利要求7至9的任一项所述的射频放大电路,其特征在于,
还包括电压调整电路,该电压调整电路根据所述第2及第4偏压用晶体管的温度特性,来调整施加在所述第2及第4偏压用晶体管的基极的电压。
11.如权利要求1至10的任一项所述的射频放大电路,其特征在于,
构成该射频放大电路的晶体管是异质结双极晶体管。
12.一种功率放大模,其特征在于,包括:
如权利要求1至11的任一项所述的射频放大电路;以及
生成提供给所述射频放大电路的控制电压的控制电压生成电路。

说明书全文

射频放大电路以及功率放大模

技术领域

[0001] 本发明涉及一种射频放大电路、以及使用该射频放大电路来构成的功率放大模块。

背景技术

[0002] 在移动电话等移动体通信机中,为了放大发送给基站的射频(RF:Radio Frequency)信号的功率,使用无线频率放大电路。在这样的RF放大电路中,包含放大RF信号的放大电路、以及用于对构成该放大电路的晶体管施加偏压的偏压电路(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
[0003] 专利文献1特开平11-330866号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题
[0004] 图16是记载在专利文献1中的现有技术,是表示放大电路以及偏压电路的一般结构的图。放大电路1601将输入至基极的RF信号(RFIN)进行放大,并输出经放大后的RF信号(RFOUT)。偏压电路1602用于将偏压施加到构成放大电路1601的晶体管1603,形成为射极跟随器的结构。此外,构成偏压电路1602的晶体管1604的集电极大多被施加有电池电压VBAT。
[0005] 在上述结构中,若将晶体管1603、1604例如设为异质结双极晶体管(HBT:heterojunction bipolar transistor),则各晶体管的集电极/发射极间电压VBE为1.3V左右,因此为了对晶体管1604进行驱动,电池电压VBAT需要2.8V左右。因此,电池电压VBAT的最低电压一般设置为例如2.9V左右。
[0006] 然而,近年来,在移动电话等移动体通信机中,为了提高通话时间或通信时间,要求将电池电压VBAT的最低电压降低到例如2.5V左右。但是,在使用上述射极跟随器型偏压电路1602的结构中,由于电池电压VBAT需要2.8V左右,因此无法应对上述要求。
[0007] 本发明鉴于上述情况而完成,其目的在于,能够以低电压来驱动射频放大电路。解决技术问题的技术方案
[0008] 本发明的一个方面所涉及的射频放大电路包括:放大晶体管,该放大晶体管将通过匹配电路输入至基极的射频信号进行放大并输出;第1偏压用晶体管,该第1偏压用晶体管与放大晶体管进行电流镜连接,将偏压提供给放大晶体管;以及第2偏压用晶体管,该第2偏压用晶体管与放大晶体管的基极进行射极跟随器连接,将偏压提供给放大晶体管。
发明效果
[0009] 根据本发明,基于上述理由,能以低电压来驱动射频放大电路。附图说明
[0010] 图1是表示包含本发明的实施方式的功率放大模块在内的发送单元的结构例。图2A是表示功率放大模块的一个结构例的图。
图2B是表示功率放大模块的另一个结构例的图。
图2C是表示功率放大模块的另一个结构例的图。
图3是表示控制电压生成电路的一个结构例的图。
图4A是表示RF放大电路的一个结构例的图。
图4B是表示RF放大电路的另一个结构例的图。
图4C是表示RF放大电路的另一个结构例的图。
图5是表示提供偏压的原理的图。
图6是表示开关电容(switched capacitor)的结构的图。
图7A是表示功率放大模块的另一个结构例的图。
图7B是表示功率放大模块的另一个结构例的图。
图7C是表示功率放大模块的另一个结构例的图。
图8是表示控制电压生成电路的另一个结构例的图。
图9A是表示RF放大电路的另一个结构例的图。
图9B是表示RF放大电路的另一个结构例的图。
图9C是表示RF放大电路的另一个结构例的图。
图10是表示图4A所示的RF放大电路中、控制电压VCONT与增益特性的关系的一个示例的图。
图11是表示图9A所示的RF放大电路中、控制电压VCONT1与增益特性的关系的一个示例的图。
图12是表示在将控制电压VCONT1维持在规定电平的状态下、改变控制电压VCONT2时的增益特性的变化的一个示例的图。
图13A是表示功率放大模块的另一个结构例的图。
图13B是表示功率放大模块的另一个结构例的图。
图13C是表示功率放大模块的另一个结构例的图。
图14A是表示功率放大模块的另一个结构例的图。
图14B是表示功率放大模块的另一个结构例的图。
图14C是表示功率放大模块的另一个结构例的图。
图15A是表示功率放大模块的另一个结构例的图。
图15B是表示功率放大模块的另一个结构例的图。
图15C是表示功率放大模块的另一个结构例的图。
图16是表示放大电路以及偏压电路的一般结构的图。
图17是表示图4A所示的RF放大电路的变形例的图。
图18是表示图4A所示结构中、放大信号RFOUT与增益之间的关系的一个示例的模拟结果。
图19是表示图17A所示结构中、放大信号RFOUT与增益之间的关系的一个示例的模拟结果。
实施方式
[0011] 以下参照附图对本发明实施方式进行说明。图1是表示包含本发明的实施方式的功率放大模块在内的发送单元的结构例。发送单元100例如是在移动电话等移动体通信机中、用于对基站发送语音或数据等各种信号的发送单元。此外,移动体通信机也具备用于从基站接收信号的接收单元,但这里省略说明。
[0012] 如图1所示,发送单元100包含调制部101、发送功率控制部102、功率放大模块103、前端部104以及天线105来构成。
[0013] 调制部101基于HSUPA(High Speed Uplink Packet Access:高速上行链路分组接入)、LTE(Long Term Evolution:长期演进技术)等调制方式来对输入信号进行调制,并生成用于进行无线发送的高频(RF:Radio Frequency)信号。RF信号例如是几百MHz至几GHz左右。
[0014] 发送功率控制部102基于发送功率控制信号来对RF信号的功率进行调整,并将其输出。发送功率控制信号例如是基于从基站发送来的自适应功率控制(APC:Adaptive Power Control)信号来生成的。例如,基站能通过测定来自移动体通信机的信号,来将APC信号发送至移动体通信机,以作为用于将移动体通信机中的发送功率调整至适当电平的指令。
[0015] 功率放大模块103将从发送功率控制部102输出的RF信号(RFIN)的功率放大至发送到基站所需的电平,并输出放大信号(RFOUT)。
[0016] 前端部104对放大信号进行滤波,并进行与从基站接收到的接收信号之间的切换等。从前端部104输出的放大信号通过天线105发送至基站。
[0017] 图2A是表示功率放大模块103的一个结构例的图。如图2A所示,功率放大模块103包含控制电压生成电路201、RF放大电路202以及匹配电路(MN:Matching Network:匹配网络)203。另外,RF放大电路202包含偏压电路211、放大电路212以及匹配电路213。
[0018] 在图2A所示的结构中,控制电压生成电路201以及RF放大电路202形成在不同的基板上。例如,控制电压生成电路201能利用MOSFET(MOS Field-Effect Transistor:MOS场效应晶体管)来构成,RF放大电路202能利用异质结双极晶体管(HBT)等双极晶体管来构成。在RF放大电路202中使用HBT的情况下,构成HBT的基板的材料中例如能使用SiGe、GaAs、InP、GaN等。此外,控制电压生成电路201以及RF放大电路202可以形成在同一基板上。
[0019] 控制电压生成电路201根据电池电压VBAT来生成提供给偏压电路211的控制电压VCONT。
[0020] 偏压电路211利用从控制电压生成电路201提供来的控制电压VCONT,将偏压施加给构成放大电路212的晶体管。
[0021] 放大电路212放大所输入的RF信号(RFIN),输出放大信号RFOUT。此外,设置于放大电路212前级及后级的匹配电路213、203用于对所输入输出的阻抗的匹配,例如利用电容器或电感器来构成。
[0022] 此外,例如图2A所示那样,能将提供给RF放大电路202的电源电压设为电池电压VBAT。另外,也可以例如图2B所示那样,将提供给RF放大电路202的电源电压设为从电池电压VBAT经由DCDC整流器而生成的规定电平的电压VCC。此外,如图2C所示,也可以将提供给偏压电路211的电源电压设为电池电压VBAT,将提供给放大电路212的电源电压设作电压VCC。
[0023] 对构成功率放大模块103的、控制电压生成电路201以及RF放大电路202的结构例进行说明。
[0024] 图3是表示控制电压生成电路201的一个结构例的图。如图3所示,控制电压生成电路201能利用带隙电路301、运算放大器302以及电阻303、304来构成。
[0025] 带隙电路301根据电源电压(图3中为电池电压VBAT)来生成不依赖于温度或电源电压的变动的带隙基准电压VBG。从带隙电路输出的基准电压VBG例如为1.2V左右。
[0026] 运算放大器302以及电阻303、304构成非反转放大电路,以与电阻303、304的电阻值相对应的增益放大基准电压VBG,生成控制电压VCONT。该控制电压VCONT例如能设为2.35V左右。这里,构成运算放大器302的晶体管能例如为MOSFET。此外,构成运算放大器302的晶体管也能为双极晶体管。
[0027] 另外,为了调整放大电路212的增益,也能将控制电压生成电路201构成为能调整控制电压VCONT。的结构。例如,控制电压生成电路201能根据从外部输入的控制信号来改变电阻303或304的电阻值,从而调整控制电压VCONT。
[0028] 图4A是表示图2A所示的RF放大电路202的一个结构例的图。另外,图4B及图4C分别是表示图2B及图2C所示的RF放大电路202的一个结构例的图。由于图4A~图
4C的RF放大电路202的结构除了所提供的电源电压的种类不同这一点之外其它部分都等同,因此参照图4A对RF放大电路202的一个结构例进行说明。如上所述,RF放大电路202包含偏压电路211、放大电路212以及匹配电路(电容器)213。
[0029] 偏压电路211能采用包含晶体管401~403以及电阻404~409的结构。这里,晶体管401~403例如为HBT等双极晶体管。通过这样的结构,偏压电路211能对放大电路212提供偏压。后面将对偏压电路211进行详细说明。
[0030] 放大电路212能采用包含晶体管411(放大晶体管)以及电感器412的结构。这里,晶体管411例如为HBT等双极晶体管。
[0031] 如图4A所示,晶体管411的基极上经由匹配电路(电容器)213输入有RF信号(RFIN),并将晶体管411的基极与偏压电路211的偏压输出相连。另外,电感器412的一端上施加有电池电压VBAT,电感器412的另一端与晶体管411的集电极相连。此外,放大信号RFOUT经由匹配电路203从晶体管411的集电极输出。
[0032] 对偏压电路211进行详细说明。如图4A所示,晶体管401(偏压用晶体管)与二极管相连,并且,其基极经由电阻405与晶体管411的基极相连。另外,晶体管401的集电极经由电阻404而被施加有控制电压VCONT。也就是说,晶体管401与晶体管411进行电流镜连接。换言之,晶体管401、411构成电流镜电路。因此,根据晶体管401中流动的电流,而使与晶体管401、411的尺寸比相对应的电流在晶体管411中流动。
[0033] 由此,晶体管401能对进行电流镜连接的晶体管411提供偏压。这里,晶体管401的发射极接地,因此即使控制电压VCONT的大小为晶体管401的基极/发射极间电压VBE左右,晶体管401中也能有电流流过。
[0034] 然而,随着RF信号(RFIN)的信号电平的变大,晶体管411中流动的电流也需要增大,但是仅凭电流镜电路所产生的的偏压,是无法应对大电流的。因此,在偏压电路211中,作为在RF信号(RFIN)的信号电平大于规定电平时提供偏压的用途,而设有与晶体管411进行射极跟随器连接的晶体管402。
[0035] 如图4A所示,晶体管402(偏压用晶体管)的基极上经由电阻406而被施加有控制电压VCONT。另外,晶体管402的集电极上被施加有电池电压VBAT。此外,晶体管402的发射极经由电阻407与晶体管411的基极相连。这里,若将晶体管411、402的基极/发射极间电压VBE设为1.3V左右,则为了始终驱动晶体管402,需要使施加到晶体管402的基极的电压VBIAS高于2.7V左右。因此,在控制电压VCONT例如为2.35V的情况下,无法始终驱动晶体管402。
[0036] 由此,在偏压电路211中,无法始终驱动晶体管402,但在RF信号(RFIN)的信号电平较高的区域,能够驱动晶体管402,并将偏压提供至晶体管411。以下,对从晶体管402提供偏压的原理进行说明。
[0037] 图5是用于说明从晶体管402将偏压施加到晶体管411的原理的图。如图5所示,在晶体管402的基极施加有电压VBIAS。这里,例如在从控制电压生成电路提供来的控制电压VCONT为2.35的情况下,电压VBIAS变为2.35以下。因此,若考虑晶体管402以及晶体管411的基极/发射极间电压VBE,则无法始终导通晶体管402。
[0038] 如图5所示,RF信号(RFIN)经由电容器213输入至晶体管411的基极。因此,在RF信号(RFIN)为负的区域,晶体管402的基极与发射极之间的电位差变大。此外,在RF信号(RFIN)的信号电平大于规定电平的区域,该电位差大于晶体管402的基极/发射极间电压VBE,晶体管402成为导通状态。另一方面,晶体管411在RF信号(RFIN)为负的区域变为截止状态。
[0039] 另外,在RF信号(RFIN)为正的区域,晶体管402的基极与发射极之间的电位差变小,因而晶体管402变为截止状态。另一方面,晶体管411在RF信号(RFIN)为正的区域变为导通状态。
[0040] 此外,由于晶体管411的基极与电容器213相连,因此在RF信号(RFIN)的信号电平大于规定电平的区域中,,晶体管402、411以及电容器213在DC上能如图6所示那样被等价地视作开关电容。
[0041] 这里,若将RF信号(RFIN)的频率设作fRF,将电容器213的电容设作CIN,则图6所示的开关电容的电阻值变为1/(fRF·CIN),DC偏压电流IBIAS=VBIAS·fRF·CIN提供至晶体管411的基极。因此,在RF信号(RFIN)的信号电平大于规定电平的区域,晶体管411上除了施加有来自进行电流镜连接的晶体管401的偏压之外,还施加有来自进行射极跟随器连接的晶体管402的偏压。通过采用上述结构,即使控制电压VCONT例如为2.35V左右,也能将偏压提供至晶体管411。也就是说,能够以低电压来驱动RF放大电路202。
[0042] 回到图4A,对由晶体管403以及电阻408、409构成的电压调整电路420进行说明。晶体管403的集电极与晶体管402的基极相连,发射极接地。此外,晶体管403的基极/集电极间连接有电阻408,晶体管403的基极/发射极间连接有电阻409。这里,若将晶体管
403的基极/发射极间电压设为VBE,将电阻408、409的电阻值分别设为R1、R2,则晶体管403的集电极的电压、即施加到晶体管402的基极的电压VBIAS变为VBE(1+(R1/R2))。因此,能够将施加到晶体管402的基极的电压VBIAS设定为与电阻408、409的电阻值相对应的规定电平。另外,对于基极/发射极间电压VBE,由于晶体管403具有与晶体管402相同的温度特性,因此能根据晶体管402的温度特性来调整电压VBIAS。另外,还能对由处理而引起的二极管电位的偏差进行补偿。由此,能够对从晶体管402提供至晶体管411的偏压随着温度的变化而变化这一情况进行抑制,并提高RF放大电路202的线性特性。
[0043] 图7A~图7C是表示功率放大模块103的另一个结构例的图。这里,由于图7A~图7C的功率放大模块103的结构除了提供至RF放大电路702的电源电压的种类不同这一点之外其它部分都相同,因此参照图7A对功率放大模块103的一个结构例进行说明。此外,对等同于图2A所示结构的要素附加相同标号,并省略说明。如图7A所示,功率放大模块103A包含控制电压生成电路701以及RF放大电路702,以取代图2A所示的控制电压生成电路201以及RF放大电路202。控制电压生成电路701生成两个控制电压VCONT1、VCONT2,并提供给偏压电路711。偏压电路711基于控制电压VCONT1、VCONT2,将偏压施加到构成放大电路212的晶体管。
[0044] 图8是表示控制电压生成电路701的一个结构例的图。如图8所示,控制电压生成电路701采用包含带隙电路301、运算放大器801、802、以及电阻803~806的结构。此外,带隙电路301等同于图3所示的带隙电路301。
[0045] 图8所示的结构中,运算放大器801以及电阻803、804构成生成控制电压VCONT1的电压生成电路。另外,运算放大器802以及电阻805、806构成生成控制电压VCONT2的电压生成电路。此外,控制电压VCONT1、VCONT2的生成动作等同于图3所示的控制电压生成电路201,因此省略说明。
[0046] 图9A是表示图7A所示的RF放大电路702的一个结构例的图。另外,图9B及图9C分别是表示图7B及图7C所示的RF放大电路702的一个结构例的图。由于图9A~图
9C的RF放大电路702的结构除了所提供的电源电压不同这一点之外其它部分都等同,因此参照图9A对RF放大电路702的一个结构例进行说明。此外,对等同于图4A所示结构的要素附加相同标号,并省略说明。如图9A所示,RF放大电路702包含偏压电路711,以取代图
4A中的偏压电路211。
[0047] 偏压电路711的内部结构除了从外部提供的控制电压不同这一点之外,其他部分都与图4A所示的偏压电路211相等同。具体而言,在偏压电路711中,控制电压VCONT1施加至晶体管401的集电极一侧,控制电压VCONT2施加至晶体管402的基极一侧。由此,在偏压电路711中,通过不同的控制电压来控制来自晶体管401的偏压、以及来自晶体管402的偏压。由此,通过将用于控制偏压的控制电压设定成控制电压VCONT1、VCONT2这两个,能够提高RF放大电路702的线性特性。以下,对这点进行说明。
[0048] RF放大电路中,有时为了调整RF放大电路的增益而改变控制电压。图10是表示图4A所示的RF放大电路202中、控制电压VCONT与增益特性的关系的图。如图10所示,在RF放大电路202中,若降低控制电压VCONT,则线性特性可能会有所降低。其原因在于,在RF放大电路202中,通过一个控制电压VCONT来对来自晶体管401的偏压、以及来自晶体管402的偏压进行控制。若为了降低增益而降低晶体管401的基极/集电极电位,则晶体管402的基极电位也同时下降。在此情况下,若不输入更大的RF信号则晶体管402不开始动作。在仅利用晶体管401来提供偏压的情况下,即使RF输入功率增加,但在晶体管411中流动的电流也仍会会受到限制,因而放大器的增益降低。若晶体管402在该增益降低前不进行动作,则将引起图10所示那样的线性特性的降低。
[0049] 为了验证该现象,通过实验来确认采用图9A所示的偏压电路711时、控制电压VCONT1与RF放大电路702的增益特性的关系。此外,在实验中,控制电压VCONT2不依赖于控制电压VCONT1而维持在规定电平(例如为2.35V)。图11是表示该实验结果的图。如图11所示,通过在将控制电压VCONT2维持在规定电平的状态下、降低控制电压VCONT1,从而能够相较于图10所示的情况来提高线性特性。
[0050] 另外,图12是表示在RF放大电路702中,将控制电压VCONT1维持在规定电平(例如为2.35V)的状态下、改变控制电压VCONT2时的增益特性的变化的一个示例的图。如图12所示,,通过使控制电压VCONT2例如从2.35V开始降低,从而使得线性特性下降。从该结果可知,预先将控制电压VCONT2维持在规定电平(例如为2.35V),有利于提高RF放大电路702的线性特性。
[0051] 此外,在RF放大电路702中,施加至晶体管402的基极的电压VBIAS取决于晶体管403以及电阻408、409。具体而言,若将晶体管403的基极/发射极间电压设为VBE,将电阻
408、409的电阻值分别设为R1、R2,则施加在晶体管402的基极的电压VBIAS变为VBE(1+(R1/R2))。因此,例如在VBE为1.3V的情况下,若将控制电压VCONT2设为2.35V以上,将R1设为
8kΩ,将R2设为10kΩ,则能将VBIAS设为2.35V。
[0052] 图13A~图13C是表示功率放大模块103的另一个结构例的图。这里,由于图13A~图13C的功率放大模块103的结构除了提供至RF放大电路1301的电源电压的种类不同这一点之外其它部分都等同,因此参照图13A对功率放大模块103的一个结构例进行说明。此外,对等同于图2A所示结构的要素附加相同标号,并省略说明。如图13A所示,功率放大模块103B包含RF放大电路1301,以取代图2A中的RF放大电路202。
[0053] RF放大电路1301含有2级的放大电路1311、1312。放大电路1311、1312各自的结构与图4A所示的放大电路212等同。另外,RF放大电路1301包含放大电路1311、1312用的偏压电路1313、1314。偏压电路1313、1314各自的结构与图4A所示的放大电路211等同。此外,将控制电压VCONT提供至偏压电路1313、1314。另外,RF放大电路1301包含用于匹配输入输出的阻抗的匹配电路1315、1316。
[0054] 如图13A所示,通过将放大电路设为2级的结构,从而能够增大RF放大电路的增益。在上述结构中,偏压电路1313、1314与图4A所示的偏压电路211相同,能够以例如2.35V左右的较低的电压来进行动作。也就是说,能够以低电压来驱动RF放大电路1301。
[0055] 图14A~图14C是表示功率放大模块103的另一个结构例的图。这里,由于图14A~图14C的功率放大模块103的结构除了提供至RF放大电路1401的电源电压的种类不同这一点之外其它部分都等同,因此参照图14A对功率放大模块103的一个结构例进行说明。此外,对等同于图13A所示结构的要素附加相同标号,并省略说明。如图14A所示,功率放大模块103C包含控制电压生成电路701以及RF放大电路1401,以取代图13A所示的控制电压生成电路201以及RF放大电路1301。控制电压生成电路701的结构与图8所示的控制电压生成电路701相等同。RF放大电路1401除了具有控制电压VCONT1、VCONT2的输入端子这点之外,其他结构都与图13A所示的RF放大电路1301相等同。在这样的结构中,分别将互不相同的控制电压VCONT1、VCONT2提供至偏压电路1313、1314。由此,能够更精密地进行RF放大电路1401中的偏压控制。
[0056] 图15A~图15C是表示功率放大模块103的另一个结构例的图。这里,由于图15A~图15C的功率放大模块103的结构除了提供至RF放大电路1501的电源电压的种类不同这一点之外其它部分都等同,因此参照图15A对功率放大模块103的一个结构例进行说明。此外,对等同于图14A所示结构的要素附加相同标号,并省略说明。如图15A所示,功率放大模块103D包含RF放大电路1501,以取代图14A中的RF放大电路1401。
[0057] RF放大电路1501包含偏压电路1511、1512,以取代图14A所示的RF放大电路1401中的偏压电路1313、1314。偏压电路1511、1512各自的结构与图9A所示的偏压电路711等同。此外,将控制电压VCONT1、VCONT2提供至偏压电路1511、1512。由此,即使在将放大电路设作2级结构的情况下,也准备两个提供给各级偏压电路的控制电压,能获得与图9A所示的电路结构相同的效果。此外,也可以构成为能分别控制提供给偏压电路1511的控制电压VCONT1、VCONT2、以及提供给偏压电路1512的控制电压VCONT1、VCONT2。
[0058] 图17是表示图4A所示的RF放大电路202的变形例的图。此外,对等同于图4A所示的RF放大电路202的结构附加相同标号,并省略说明。如图17所示,RF放大电路202在图4所示的结构之外还包含电容器1700。电容器1700的一端与晶体管401的基极相连,另一端接地。通过这样设置电容器1700,能提高RF放大电路202的线性特性。以下进行说明、。
[0059] 图18是表示图4A所示结构(不存在电容器1700的结构)中、放大信号RFOUT与增益之间的关系的一个示例的模拟结果。如图18所示,在放大信号RFOUT的信号电平为中等大小的区域(图18中20dBm附近),增益有所下降。
[0060] 如上所述,在图4A所示的RF放大电路202中,在RF信号(RFIN)的信号电平较小的区域(即、放大信号RFOUT的信号电平较小的区域),通过与晶体管411进行电流镜连接的晶体管401来提供偏压。另外,在RF信号(RFIN)的信号电平较大的区域(即、放大信号RFOUT的信号电平较大的区域),在由电流镜产生的偏压之外,还从与晶体管411进行射极跟随器连接的晶体管402提供偏压。可以认为图18所示的增益下降的原因在于,例如,在通过射极跟随器开始提供偏压的时刻,偏压暂时不足。
[0061] 图19是表示图17A所示结构(存在电容器1700的结构)中、放大信号RFOUT与增益之间的关系的一个示例的模拟结果。在图17所示的RF放大电路202中,在通过电流镜来提供偏压时,将电荷存储至电容器1700中。然后,通过将存储在电容器1700中的电荷提供至晶体管411的基极,来补偿偏压不足。因此,如图19所示,图18中所观察到的增益下降得到改善,并能够提高RF放大电路202的线性特性。
[0062] 此外,对在图4A所示的RF放大电路202中添加电容器1700的结构进行了说明,但在图4B及图4C所示的RF放大电路202中也相同,能通过添加电容器1700来提高线性特性。以多级结构来构成RF放大电路202的情况也相同。
[0063] 以上对本实施方式进行了说明。根据本实施方式,即使控制电压VCONT为2.35V左右的低电压,但在RF信号(RFIN)的信号电平较小的区域中,通过与放大晶体管进行电流镜连接的偏压用晶体管来提供偏压,并在RF信号(RFIN)的信号电平较大的区域中,通过与放大晶体管进行射极跟随器连接的偏压用晶体管来提供偏压。也就是说,能够以低电压来驱动RF放大电路。
[0064] 另外,根据本实施方式,能够独立控制提供给与放大晶体管进行电流镜连接的偏压用晶体管的控制电压、以及提供给与放大晶体管进行射极跟随器连接的偏压用晶体管的控制电压。由此,例如在将提供给与放大晶体管进行射极跟随器连接的偏压用晶体管的控制电压维持在规定电平不变的状态下,仅改变提供给与放大晶体管进行电流镜连接的偏压用晶体管的控制电压,从而能调整RF放大电路的增益。由此,能够通过将提供给与放大晶体管进行射极跟随器连接的偏压用晶体管的控制电压维持在规定电平,从而提高RF放大电路的线性特性。
[0065] 此外,也可以通过将提供给与放大晶体管进行电流镜连接的偏压用晶体管的控制电压、与提供给与放大晶体管进行射极跟随器连接的偏压用晶体管的控制电压设为相同的电压,来共用一个控制电压提供用的端子,以减小芯片尺寸。
[0066] 另外,根据本实施方式,能够根据偏压用晶体管的温度特性,来调整提供给与放大晶体管进行射极跟随器连接的该偏压用晶体管的控制电压。由此,能够抑制从该偏压用晶体管提供至放大晶体管的偏压随着温度而发生的变化,并提高RF放大电路的线性特性。
[0067] 另外,根据本实施方式,即使在将放大电路设为2级结构的情况下,也能获得上述效果。此外,在将放大电路设作3级结构的情况也是相同的。
[0068] 另外,根据本实施方式,通过设置电容器,该电容器的一端与和放大晶体管进行电流镜连接的偏压用晶体管的基极相连,另一端接地,从而能够对提供给放大晶体管的偏压不足进行补偿,并提高RF放大电路的线性特性。
[0069] 此外,本实施方式是用于方便理解本发明,而并非用于限定解释本发明。本发明能在不脱离其技术思想的情况下进行改变/改良,本发明还包含与其等同的内容。标号说明
[0070] 100 发送单元101 调制部
102 发送功率控制部
103,103A,103B,103C,103D 功率放大模块
104 前端部
105 天线
201,701 控制电压生成电路
202,702,1301,1401,1501 RF放大电路
203,213,1315,1316 匹配电路
211,711,1313,1314,1511,1512,1602 偏压电路
212,1601 放大电路
301 带隙电路
302,801,802 运算放大器
303,304,404~409,803~806 电阻
401~403,411 晶体管
412 电感器
420 电压调整电路
1700 电容器
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