功率放大电路制造技术

本发明专利技术提供一种功率放大电路，能够在输出功率的宽范围内得到适宜的效率。为此，功率放大电路包含：放大器，其被输入交流的输入信号，并将使输入信号的功率放大后的输出信号输出到第一节点；电感性元件，其连接在第一节点与第二节点之间；和可变电容，其连接在第二节点与基准电位之间，静电电容随着输出信号的功率变大而变大。

【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
在便携式电话装置、智能电话等中，功率放大器被用于无线频率(RF：radiofrequency)信号的放大(参照非专利文献1)。在先技术文献非专利文献非专利文献1：田中聪(SatoshiTanaka)，“用于移动用途的功率放大器的发展(EvolutionofPowerAmplifierformobileapplications)”，美国电气电子学会(IEEE(TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineers，Inc.))IMFEDK2013(2013InternationalMeetingforFutureofElectronDevices，Kansai)，2013年6月，p.112-113
技术实现思路
专利技术要解决的课题一般地，在功率放大电路中，在输出功率为最大值的情况下，效率(efficiency)成为最大值。因此，在输出功率小于最大值的情况下，效率小于最大值。例如，输出功率的平均值小于输出功率的最大值。因此，功率放大电路不能在输出功率的宽范围内得到适宜的效率。本专利技术鉴于上述而作，其目的在于使得能够在输出功率的宽范围内得到适宜的效率。用于解决课题的手段本专利技术的一个方式的功率放大电路包含：放大器，其被输入交流的输入信号，并将使输入信号的功率放大后的输出信号输出到第一节点；电感性元件，其连接在第一节点与第二节点之间；和可变电容，其连接在第二节点与基准电位之间，并且静电电容随着输出信号的功率变大而变大。专利技术效果根据本专利技术，能够在输出功率的宽范围内得到适宜的效率。附图说明图1是示出包含第一实施方式的功率放大电路的发送单元的结构的图。图2是示出第一实施方式的功率放大电路的结构的图。图3是示出第一实施方式的功率放大电路的特性的图。图4是示出第一实施方式的功率放大电路的特性的图。图5是示出第一比较例的功率放大电路的结构的图。图6是示出第二实施方式的功率放大电路的结构的图。图7是示出第二比较例的功率放大电路的结构的图。图8是示出第二实施方式的功率放大电路的特性的图。图9是示出第二实施方式的功率放大电路的特性的图。图10是示出第二实施方式的功率放大电路的放大器以及偏置电路的等效电路的图。图11是示出第二实施方式的功率放大电路的放大器以及偏置电路的等效电路的特性的图。图12是示出第二比较例的功率放大电路的特性的图。图13是示出第二实施方式的功率放大电路的特性的图。图14是示出第三实施方式的功率放大电路的可变电容的结构的图。图15是示出第三实施方式的第一变形例的功率放大电路的可变电容的结构的图。图16是示出第三实施方式的第二变形例的功率放大电路的可变电容的结构的图。图17是示出第三实施方式的第三变形例的功率放大电路的可变电容的结构的图。图18是示出第四实施方式的功率放大电路的可变电容的结构的图。图19是示出第五实施方式的功率放大电路的结构的图。图20是示出第六实施方式的功率放大电路的结构的图。符号说明1发送单元2调制部3发送功率控制部4、4A、4B、4C、4D功率放大电路5前端部6天线10电容器20放大器21第一节点30匹配电路31电感性元件32、32A、32B、32C、32D可变电容33第二节点34电容器40、40A匹配电路50、50A偏置电路51恒流源60高次谐波终止电路C1、C2、C3、C11、C21电容器D1、D2二极管FET1晶体管L1、L2、L21电感器L3、L11、L12直流扼流圈电感器Q1、Q2、Q11、Q12晶体管R1、R2、R11、R12电阻VBIAS恒压源VC1、VC2可变电容元件具体实施方式以下，基于附图来详细说明本专利技术的功率放大电路的实施方式。另外，本专利技术不受该实施方式限定。(第一实施方式)图1是示出包含第一实施方式的功率放大电路的发送单元的结构的图。发送单元1例如用于在便携式电话等移动体通信机中，向基站发送声音、数据等各种信号。另外，移动体通信机还具备用于从基站接收信号的接收单元，但是在此省略说明。如图1所示，发送单元1包含调制部2、发送功率控制部3、功率放大电路4、前端部5和天线6。调制部2将基于HSUPA(HighSpeedUplinkPacketAccess，高速上行链路分组接入)、LTE(LongTermEvolution，长期演进)等调制方式对输入信号进行调制后的无线频率(RF：radiofrequency)的调制信号输出到发送功率控制部3。调制信号的频率可例示几百MHz到几GHz程度，但是并不限定于这些。发送功率控制部3将基于发送功率控制信号对调制信号的功率进行了调整的无线频率输入信号RFIN输出到功率放大电路4。发送功率控制信号例如基于从基站发送的自适应功率控制(APC：AdaptivePowerControl)信号而生成。例如，基站能够通过测定来自移动体通信机的信号，从而将APC信号作为用于将移动体通信机中的发送功率调整到适当的水平的指令而发送到移动体通信机。功率放大电路4将使无线频率输入信号RFIN的功率放大到为了发送到基站所需的水平的无线频率输出信号RFOUT输出到前端部5。另外，在实施方式中，设为发送单元1包含一个功率放大电路4，但是并不限定于此。发送单元1也可以包含被多级连接的多个功率放大电路4。前端部5进行对无线频率输出信号RFOUT的滤波、无线频率输出信号RFOUT与从基站接收的接收信号的切换等。从前端部5输出的无线频率信号经由天线6发送给基站。图2是示出第一实施方式的功率放大电路的结构的图。功率放大电路4包含电容器10、放大器20、和匹配电路30以及40。匹配电路30包含电感性元件31和可变电容32。在电容器10的一端，从前级的发送功率控制部3(参照图1)供给无线频率输入信号RFIN。电容器10阻断无线频率输入信号RFIN中的直流分量，仅将无线频率输入信号RFIN中的交流分量从另一端输出到放大器20。即，电容器10担负耦合电容器的作用。此外，电容器10还担负将前级的发送功率控制部3的输出阻抗和放大器20的输入阻抗进行匹配的阻抗匹配的作用。放大器20将通过了电容器10之后的无线频率输入信号RFIN的功率放大到为了发送到基站所需的水平，并将放大后的无线频率输出信号RFOUT输出到电感性元件31的一端。在实施方式中，将放大器20输出的功率称为输出功率POUT。电感性元件31可例示传输线路或线圈，但是并不限定于这些。可变电容32的一端与电感性元件31的另一端连接。可变电容32的另一端连接于基准电位。在实施方式中，基准电位设为接地电位，但并不限定于此。关于可变电容32的详情，在后面说明。电感性元件31和可变电容32构成匹配电路30。例如，在从匹配电路30与匹配电路40的连接点即第二节点33观察匹配电路40侧而得到的阻抗为14欧姆时，匹配电路30能够将从放大器20侧观察放大器20与匹配电路30的连接点即第一节点21而得到的阻抗设为大致4欧姆。在实施方式中，将从放大器20侧观察第一节点21而得到的阻抗称为负载阻抗ZOUT。此外，若假设在50欧姆终止了匹配电路40的输出，则匹配电路40能够将第二节点33设为大致14欧姆。无线频率输出信号RFOUT从匹配电路40输出到后级的前端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率放大电路，包含：放大器，其被输入交流的输入信号，并将使所述输入信号的功率放大后的输出信号输出到第一节点；电感性元件，其连接在所述第一节点与第二节点之间；和可变电容，其连接在所述第二节点与基准电位之间，并且静电电容随着所述输出信号的功率变大而变大。

【技术特征摘要】
2017.09.21 JP 2017-1814301.一种功率放大电路，包含：放大器，其被输入交流的输入信号，并将使所述输入信号的功率放大后的输出信号输出到第一节点；电感性元件，其连接在所述第一节点与第二节点之间；和可变电容，其连接在所述第二节点与基准电位之间，并且静电电容随着所述输出信号的功率变大而变大。2.根据权利要求1所述的功率放大电路，其中，所述可变电容包含结电容元件。3.根据权利要求2所述的功率放大电路，其中，结电容元件是基极和发射极被连接的双极晶体管。4.根据权利要求2所述的功率放大电路，其中，结电容元件是栅极和源极被连接的场效应晶体管。5.根据权利要求2所述的功率放大电路，其中，结电容元件为可变电容二极管。6.根据权利要求2所述的功率放大电路，其中，所述可变电容包含串联连接在所述第二节点与基准电位之间的多个结电容元件。7.根据权利要求2所述的功率放大电路，其中，所述可变电容包含：第一结电容元件，其一端与所述第二节点连接；第一电感性元件，其连接在所述第一结电容元件的另一端与基准电位之间；第二电感性元件，其一端与电源电位连接；第二结电容元件，其连接在所述第二电感性元件的另一端与基准电位之间；和电容性元件，其连接在所述第一结电容元件和所述第一电感性元件的连接点与...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中聪，长谷昌俊，林范雄，渡边一雄，本多悠里，
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