[發明專利]功率放大器

無效

• 申請號: 201310408044.3
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103684287A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 彌政和宏;松塚隆之
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 何欣亭;王忠忠

技術領域

本發明主要涉及便攜電話等移動體通信用的功率放大器。

背景技術

作為以CDMA為代表的便攜電話用功率放大器，GaAs-HBT功率放大器得到廣泛應用(例如，參考專利文獻1)。對于現有的功率放大器，需要從外部輸入參考電壓。該參考電壓由于決定功率放大器的無功(idle)電流，故需要相對于電源電壓的變動較強地以較高的精度保持為恒定(例如，2.85V±0.1V左右)。

近年來，要求在功率放大器內部產生參考電壓。此時，需要與從外部施加的使能信號(用于使功率放大器導通/截止的數字信號)對應地，在放大器內部產生參考電壓，使功率放大器動作(例如，參考專利文獻2)。

流入低輸出動作時的低輸出用晶體管的無功電流為數mA(例如2mA～7mA)左右，與中輸出時(例如15～30mA左右)以及大輸出時(例如～120mA左右)相比值較小。決定低輸出用晶體管的輸出功率的最大值的晶體管的發射極電極的尺寸與用于其他動作模式的晶體管相比，也為例如幾十分之一以下，要小得多(例如低輸出用晶體管的發射極電極的面積為20～40μm²)。用于偏置電路的晶體管的尺寸更小也足夠(低輸出用晶體管的幾分之一～二十分之一左右)。但是，出于半導體加工裝置的制約、產品的信賴性的觀點等理由，晶體管的發射極電極尺寸存在下限。從而，用于偏置電路的晶體管的尺寸有時變得比低輸出用晶體管稍微大(低輸出用晶體管的幾分之一)。

專利文獻

專利文獻1：日本特開2004-343244號公報；

專利文獻2：日本特開2010-124408號公報。

發明內容

偏置電路具有限制從參考電壓端子流入偏置電路的電流的電流限制電阻。由于半導體加工偏差，電流限制電阻的電阻值變動。由于電流限制電阻的電阻值大到數kΩ規模(例如，2～7kΩ)，故其變動范圍也變大(例如，若以設定值4000Ω設想20%的變動，則變動范圍為3200～4800Ω)。由此，由于放大元件的無功電流變動，故存在放大元件的增益較大地變動的問題。

另外，最近，在高輸出動作(27dBm左右)時之外，中低輸出動作(～18dBm左右)時的效率提高也變得重要。這是因為，在基站比較密集的城市區中主要以中低輸出而動作，中低輸出動作時的效率提高對于便攜電話機的通話時間而言是重要的。尤其在低輸出時，要求進一步的效率提高。由于RF部的電路構成已經優化，故為了進一步的效率提高，需要減小包含偏置電路的控制部的消耗電流。

為了低輸出時的效率提高，可考慮僅僅在低輸出時停止參考電壓產生電路以削減消耗電流。但是，若停止參考電壓產生電路，則對偏置電路供應的參考電壓多為電池直接連結的電池電壓。在現有的偏置電路中，當施加電池電壓時，放大元件的無功電流由于電池電壓的變動而變動。發明人發現，例如，當電池電壓的變動量為3～5V時，在3.5V下設定為3mA的無功電流的變動量達到6mA。該電池電壓的變動引起的無功電流的變動也成為問題。

本發明為了解決如上所述的問題而完成，第一目的在于獲得能夠抑制因半導體加工偏差而引起的無功電流的變動的功率放大器。第二目的在于獲得還能夠進一步抑制因電池電壓的變動引起的無功電流的變動的功率放大器。

本發明所涉及的功率放大器具備：放大元件，將從外部輸入的輸入信號放大；以及偏置電路，將偏置電流供應至所述放大元件的輸入，所述偏置電路具有：參考電壓端子，電池電壓從電池施加于所述參考電壓端子；第一電阻，一端連接于所述參考電壓端子；第二電阻，在所述第一電阻的另一端與接地點之間連接；以及第一晶體管，具有連接于第一電阻和所述第二電阻的連接點的控制端子、連接于電源的第一端子、和連接于所述放大元件的輸入的第二端子，所述第一電阻以及所述第二電阻由相同的材料構成。

根據本發明，能夠抑制因半導體加工偏差而引起的無功電流的變動。

附圖說明

圖1是示出本發明的實施方式1所涉及的功率放大器的框圖；

圖2是示出本發明的實施方式1所涉及的功率放大器的一部分的電路圖；

圖3是示出本發明的實施方式1所涉及的放大元件Tr2用的偏置電路的電路圖；

圖4是示出本發明的實施方式1所涉及的參考電壓發生電路的電路圖；

圖5是示出本發明的實施方式1所涉及的放大元件Tr3用的偏置電路的電路圖；

圖6是示出比較例所涉及的偏置電路的電路圖；

圖7是示出比較例中的放大元件Tr3相對于電池電壓的無功電流的圖；