功率放大电路制造技术

技术编号:19827253 阅读:21 留言:0更新日期:2018-12-19 16:44
本发明专利技术提供一种能够在抑制功率放大电路的特性的劣化的同时抑制多个单位晶体管间的温度分布的不均匀的功率放大电路。功率放大电路具备:第一晶体管组,包含多个单位晶体管,对输入信号进行放大并输出放大信号;偏置电路,对第一晶体管组的各单位晶体管的基极或栅极供给偏置电流或偏置电压;多个第一电阻元件,分别连接在第一晶体管组的各单位晶体管的基极或栅极与偏置电路的输出之间;以及多个第二电阻元件,分别连接在第一晶体管组的各单位晶体管的发射极或源极与基准电位之间。

【技术实现步骤摘要】
功率放大电路
本专利技术涉及功率放大电路。
技术介绍
在搭载于便携式电话等移动体通信机的功率放大电路中,一般来说,作为放大器而使用双极晶体管。双极晶体管具有如下的热正反馈特性,即,若晶体管元件的温度上升,则集电极电流增加,由此温度进一步上升而集电极电流增加。因此,例如在双极晶体管由多个单位晶体管构成的情况下,若在各单位晶体管间产生温度差,则温度比较高的单位晶体管会引入其它单位晶体管的集电极电流,其结果是,可能产生由多个单位晶体管构成的晶体管组整体的集电极电流下降的现象(电流崩塌现象)。因此,为了抑制各单位晶体管的温度上升,例如已知有在各单位晶体管的发射极与接地之间插入电阻元件(以下,也称作“发射极镇流电阻”。)的结构。通过插入发射极镇流电阻,从而能够抑制多个单位晶体管间的温度分布的不均匀,进而能够避免电流崩塌现象的产生。
技术实现思路
专利技术要解决的课题关于这样的发射极镇流电阻,如果不具有某种程度以上的电阻值,则抑制温度分布的不均匀的效果会降低。然而,如果发射极镇流电阻的电阻值过大,则可能会导致功率放大电路的输出功率的减小、功率附加效率的下降等。本专利技术是鉴于这样的情形而完成的,其目的在于,提供一种能够在抑制功率放大电路的特性的劣化的同时抑制多个单位晶体管间的温度分布的不均匀的功率放大电路。用于解决课题的技术方案为了达成这样的目的,本专利技术的一个侧面涉及的功率放大电路具备:第一晶体管组,包含多个单位晶体管,对输入信号进行放大并输出放大信号;偏置电路,对第一晶体管组的各单位晶体管的基极或栅极供给偏置电流或偏置电压;多个第一电阻元件,分别连接在第一晶体管组的各单位晶体管的基极或栅极与偏置电路的输出之间;以及多个第二电阻元件,分别连接在第一晶体管组的各单位晶体管的发射极或源极与基准电位之间。专利技术效果根据本专利技术,能够提供一种能够在抑制功率放大电路的特性的劣化的同时抑制多个单位晶体管间的温度分布的不均匀的功率放大电路。附图说明图1是示出本专利技术的第一实施方式涉及的功率放大电路的结构例的图。图2是示出本专利技术的第一实施方式涉及的功率放大电路包含的放大器以及偏置电路的电路图的一个例子的图。图3是示出发射极镇流电阻的温度特性的图像的曲线图。图4A是示出比较例涉及的功率放大电路包含的多个单位晶体管的温度分布的仿真结果的一个例子的曲线图。图4B是示出本专利技术的第一实施方式涉及的功率放大电路包含的多个单位晶体管的温度分布的仿真结果的一个例子的曲线图。图5是示出本专利技术的第一实施方式的变形例涉及的功率放大电路包含的放大器以及偏置电路的电路图的一个例子的图。图6是示出本专利技术的第二实施方式涉及的功率放大电路的结构例的图。图7是示出本专利技术的第二实施方式涉及的功率放大电路包含的放大器以及偏置电路的电路图的一个例子的图。图8是示出本专利技术的第三实施方式涉及的功率放大电路包含的放大器以及偏置电路的电路图的一个例子的图。图9是示出发射极镇流电阻以及基极镇流电阻的温度特性的图像的曲线图。图10是示出晶体管、发射极镇流电阻以及基极镇流电阻的布局的俯视图。图11是图10所示的A-A线剖视图。附图标记说明1A~1C:功率放大电路,10~15、30~33:放大器,20(20a、20b):偏置电路,100~102(100a~102a、100b~102b):晶体管,110(110a、110b):电阻元件,300:晶体管组,500:半导体基板,501:子集电极层,502:集电极层,503:基极层,504:发射极层,505:集电极电极,506:基极电极,507:电阻元件,508:发射极电极,Q1~Qm(Q1a~Qma、Q1b~Qnb):单位晶体管,C1~Cm(C1a~Cma、C1b~Cnb):电容元件,RE1~REm(RE1a~REma、RE1b~REnb)、RB1~RBm(RB1a~RBma、RB1b~RBnb)、RBx:电阻元件。具体实施方式以下,参照附图对本专利技术的一个实施方式进行说明。另外,对相同的要素标注相同的附图标记,省略重复的说明。图1是示出本专利技术的第一实施方式涉及的功率放大电路的结构例的图。图1所示的功率放大电路1A例如搭载于便携式电话,用于放大向基站发送的无线频率(RF:RadioFrequency)信号的功率。被放大的RF信号的通信标准例如为2G(第二代移动通信系统)、3G(第三代移动通信系统)、4G(第四代移动通信系统)、5G(第五代移动通信系统)、LTE(LongTermEvolution,长期演进)-FDD(FrequencyDivisionDuplex,频分双工)、LTE-TDD(TimeDivisionDuplex,时分双工)、LTE-Advanced、LTE-AdvancedPro等。另外,功率放大电路1A所放大的信号的通信标准不限于此。功率放大电路1A例如具备两个放大路径。具体地,功率放大电路1A具备:构成第一路径的放大器10~12;构成第二路径的放大器13~15;以及对这些放大器10~15中的每一个供给偏置电流或偏置电压的偏置电路20。对第一路径输入例如中频波段的RF信号RFmid,功率经由第一级的放大器10、第二级的放大器11以及第三级的放大器12而被放大。对第二路径输入例如低频波段的RF信号RFlow,功率经由第一级的放大器13、第二级的放大器14以及第三级的放大器15而被放大。此外,对偏置电路20供给对偏置电流或偏置电压进行控制的控制信号Cont。另外,对第一路径以及第二路径供给的信号的频带是一个例子,并不限于此。例如,也可以是高频波段和中频波段或者高频波段和低频波段等的组合,或者也可以是LTE和5G或者4G和5G等不同的通信标准的组合。图2是示出本专利技术的第一实施方式涉及的功率放大电路包含的放大器以及偏置电路的电路图的一个例子的图。具体地,图2示出了图1所示的第一路径的第三级的放大器12和偏置电路20的具体的结构。放大器12例如包含:包含m个(m为1以上的整数)单位晶体管Q1~Qm的晶体管组(第一晶体管组);m个电容元件C1~Cm;m个电阻元件RE1~REm;以及m个电阻元件RB1~RBm。另外,在本说明书中,“单位晶体管”是指发挥作为晶体管的功能的最小限度的结构。单位晶体管Q1~Qm例如构成异质结双极晶体管(HBT:HeterojunctionBipolarTransistor)等双极晶体管。这些单位晶体管Q1~Qm相互并联连接,合起来发挥作为一个晶体管的功能。关于单位晶体管Q1~Qm,分别对集电极供给电源电压Vcc,经由电容元件C1~Cm对基极供给RF信号RFin(输入信号),经由电阻元件RE1~REm对发射极供给基准电位(例如,接地电位)。此外,从偏置电路20分别对单位晶体管Q1~Qm的基极供给偏置电流Ibias。由此,单位晶体管Q1~Qm对RF信号RFin的功率进行放大并输出RF信号RFout(放大信号)。另外,关于单位晶体管Q1~Qm,也可以代替双极晶体管而是构成MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)等场效应晶体管的单位晶体管。在该情况下,只要将集电极、基极、发射极分别读作漏极、栅极、源极即可。电容元件C1~Cm分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率放大电路,具备:第一晶体管组,包含多个单位晶体管,对输入信号进行放大并输出放大信号;偏置电路,对所述第一晶体管组的各单位晶体管的基极或栅极供给偏置电流或偏置电压;多个第一电阻元件,分别连接在所述第一晶体管组的各单位晶体管的基极或栅极与所述偏置电路的输出之间;以及多个第二电阻元件,分别连接在所述第一晶体管组的各单位晶体管的发射极或源极与基准电位之间。

【技术特征摘要】
2017.06.08 US 62/516,8111.一种功率放大电路,具备:第一晶体管组,包含多个单位晶体管,对输入信号进行放大并输出放大信号;偏置电路,对所述第一晶体管组的各单位晶体管的基极或栅极供给偏置电流或偏置电压;多个第一电阻元件,分别连接在所述第一晶体管组的各单位晶体管的基极或栅极与所述偏置电路的输出之间;以及多个第二电阻元件,分别连接在所述第一晶体管组的各单位晶体管的发射极或源极与基准电位之间。2.根据权利要求1所述的功率放大电路,其中,所述功率放大电路还具备:第二晶体管组,包含多个单位晶体管,对所述输入信号进行放大并输出所述放大信号;以及多个第三电阻元件,分别连接在所述第二晶体管组的各单位晶体管的发射极或源极与基准电位之间,在所述功率放大电路的动作...

【专利技术属性】
技术研发人员:松井俊树佐佐木健次播磨史生
申请(专利权)人:株式会社村田制作所
类型:发明
国别省市:日本,JP

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