功率放大电路制造技术

提供一种功率放大电路，提高增益的线性度。功率放大电路具备：将第1信号放大的第1晶体管；将与第1晶体管的输出信号相应的第2信号放大的第2晶体管；向第2晶体管的基极或栅极供给偏置电流或电压的偏置电路；以及根据从偏置电路供给的控制电压而使第1信号或第2信号衰减的衰减器，衰减器包括：阳极被供给控制电压的第1二极管；集电极与第1信号或第2信号的供给路径连接、发射极与接地侧连接、且基极被从第1二极管的阴极供给控制电压的第3晶体管；以及与第1二极管并联连接的电容器，第2信号的功率电平越大，则控制电压越为低电压，第3晶体管根据向基极供给的控制电压，使第1或第2信号的一部分从第3晶体管的集电极流向发射极。

Power Amplifier Circuit

【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
在将无线频率(RF：RadioFrequency)信号放大的功率放大电路中，有时为了在低功率模式时降低功率放大电路的增益而设置衰减器。例如，在专利文献1中公开了与RF信号向放大晶体管的输入路径分流连接的衰减器。该衰减器包含晶体管，通过控制向该晶体管的基极施加的电压，切换该晶体管的导通及截止，从而控制衰减量。在先技术文献专利文献专利文献1：美国专利技术专利第6842072号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1所公开的衰减器中，根据动作模式进行控制，使得衰减器所包含的晶体管在低功率模式时成为导通，在高功率模式时成为截止。然而，功率放大电路的增益通常伴随着输出功率的增大而连续地降低。因此，如上所述，在根据动作模式来切换衰减器的结构中，难以高精度地提高增益的线性度。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种高精度地提高增益的线性度的功率放大电路。用于解决课题的手段为了实现上述目的，本专利技术的一个方案的功率放大电路具备：第1晶体管，其放大第1信号；第2晶体管，其放大与第1晶体管的输出信号相应的第2信号；偏置电路，其向第2晶体管的基极或栅极供给偏置电流或偏置电压；以及衰减器，其根据从偏置电路供给的控制电压而使第1信号或第2信号衰减，衰减器包括：第1二极管，该第1二极管的阳极被供给控制电压；第3晶体管，该第3晶体管的集电极与向第1晶体管供给第1信号的供给路径或者向第2晶体管供给第2信号的供给路径连接，该第3晶体管的发射极与接地侧连接，从第1二极管的阴极向该第3晶体管的基极供给控制电压；以及电容器，其与第1二极管并联连接，第2信号的功率电平越大，则控制电压越为低电压，第3晶体管根据向第3晶体管的基极供给的控制电压，使第1信号的一部分或第2信号的一部分从第3晶体管的集电极流向发射极。专利技术效果根据本专利技术，能够提供高精度地提高增益的线性度的功率放大电路。附图说明图1是示出本专利技术的第1实施方式的功率放大电路的结构的概要的图。图2是示出本专利技术的第1实施方式的功率放大电路的结构例的图。图3A是示出功率放大电路的输出功率与控制电压Vctrl的关系的图。图3B是示出功率放大电路的输出功率与晶体管Q6的集电极/发射极间电阻的关系的图。图3C是示出晶体管Q6的集电极/发射极间电阻与RF信号的衰减量的关系的图。图3D是示出功率放大电路的输出功率与RF信号的衰减量的关系的图。图3E是示出功率放大电路的输出功率与增益的关系的图。图4是示出本专利技术的第2实施方式的功率放大电路的结构例的图。图5是示出本专利技术的第2实施方式的功率放大电路的其他的结构例的图。图6是示出本专利技术的第3实施方式的功率放大电路的结构的概要的图。图7是示出本专利技术的第3实施方式的功率放大电路的结构例的图。图8A是示出功率放大电路的输出功率与控制电压Vctrl的关系的图。图8B是示出功率放大电路的输出功率与晶体管Q12的集电极/发射极间电阻的关系的图。图8C是示出功率放大电路的输出功率与RF信号的衰减量的关系的图。图9是示出本专利技术的第4实施方式的功率放大电路的结构例的图。图10是示出使功率放大电路的增益整体上升了的情况下的输出功率与增益的关系的图。图11是示出本专利技术的第5实施方式的功率放大电路的结构的概要的图。图12是示出本专利技术的第6实施方式的功率放大电路的结构的概要的图。附图标记说明：100(100A～100G)...功率放大电路；110、111、112...放大器；120(120A)、121(121A、121B)、122...偏置电路；130、131...匹配电路；140(140A～140E)、141...衰减器；C1～C6...电容器；Q1～Q12...晶体管；R1～R7...电阻元件；L1～L4...电感器。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式详细进行说明。需要说明的是，针对相同的要素标注相同的标记，省略重复的说明。图1是示出本专利技术的第1实施方式的功率放大电路的结构的概要的图。图1所示的功率放大电路100是例如搭载于便携电话等移动体通信机、且将无线频率(RF：RadioFrequency)信号的功率放大至为了向基站发送而需要的电平的电路。功率放大电路100例如用于放大2G(第2代移动通信系统)、3G(第3代移动通信系统)、4G(第4代移动通信系统)、5G(第5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或LTE-AdvancedPro等通信标准的发送信号。RF信号的频率例如为几百MHz～几十GHz左右。需要说明的是，功率放大电路100所放大的信号的通信标准及频率不局限于此。具体而言，功率放大电路100例如具备：放大器110、111；偏置电路120、121；匹配电路130、131；衰减器140；及电容器C1、C2。放大器110、111分别将所输入的RF信号放大并输出。即，功率放大电路100在两个阶段对功率进行放大。具体而言，初级(驱动级)的放大器110将从输入端子经由匹配电路130输入的RF信号RF1(第1信号)放大，输出RF信号RF2。后级(功率级)的放大器111将从放大器110供给的RF信号RF2(第2信号)放大，输出RF信号RF3。放大器110、111分别例如通过由GaAs等构成的化合物半导体的异质结双极晶体管(HBT：HeterojunctionBipolarTransistor)等双极晶体管而构成。需要说明的是，也可以代替HBT，由场效应晶体管(MOSFET：Metal-oxide-semiconductorField-EffectTransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)构成放大器110、111。在该情况下，将集电极、基极、发射极分别读成漏极、栅极、源极即可。需要说明的是，以下，只要没有特别记载，则以晶体管由HBT构成的情况为例进行说明。偏置电路120、121分别向放大器110、111供给偏置电流或偏置电压。需要说明的是，偏置电路120、121通过调整偏置电流或偏置电压来控制放大器110、111的增益。匹配电路(MN：MatchingNetwork，匹配网络)130使设置于前级的电路(未图示)与放大器110的阻抗匹配。匹配电路131使放大器111与设置于后级的电路(未图示)的阻抗匹配。需要说明的是，虽然在图1中省略，但在功率放大电路100中，也可以在放大器110与放大器111之间设置级间匹配电路。衰减器140用于在功率放大电路100的输出功率比较小的情况下降低功率放大电路100的增益。即，功率放大电路通常根据晶体管的性能，当输出功率超过某一电平时，增益开始降低，线性度可能发生劣化。为了应对该问题，在功率放大电路100中，基于从偏置电路121输出的控制电压Vctrl，衰减器140使向放大器110供给的RF信号RF1衰减，由此调整增益。之后详述基于衰减器140实现的衰减。电容器C1、C2分别设置于放大器110、111的输入端。电容器C1、C2是将RF信号所含的直流分量切断而使交流分量通过的耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率放大电路，具备：第1晶体管，其放大第1信号；第2晶体管，其放大与所述第1晶体管的输出信号相应的第2信号；偏置电路，其向所述第2晶体管的基极或栅极供给偏置电流或偏置电压；以及衰减器，其根据从所述偏置电路供给的控制电压而使所述第1信号或所述第2信号衰减，所述衰减器包括：第1二极管，该第1二极管的阳极被供给所述控制电压；第3晶体管，该第3晶体管的集电极与向所述第1晶体管供给所述第1信号的供给路径或者向所述第2晶体管供给所述第2信号的供给路径连接，该第3晶体管的发射极与接地侧连接，从所述第1二极管的阴极向该第3晶体管的基极供给所述控制电压；以及电容器，其与所述第1二极管并联连接，所述第2信号的功率电平越大，则所述控制电压越为低电压，所述第3晶体管根据向所述第3晶体管的基极供给的所述控制电压，使所述第1信号的一部分或所述第2信号的一部分从所述第3晶体管的集电极流向发射极。

【技术特征摘要】
2017.12.20 JP 2017-244136;2018.10.05 JP 2018-189931.一种功率放大电路，具备：第1晶体管，其放大第1信号；第2晶体管，其放大与所述第1晶体管的输出信号相应的第2信号；偏置电路，其向所述第2晶体管的基极或栅极供给偏置电流或偏置电压；以及衰减器，其根据从所述偏置电路供给的控制电压而使所述第1信号或所述第2信号衰减，所述衰减器包括：第1二极管，该第1二极管的阳极被供给所述控制电压；第3晶体管，该第3晶体管的集电极与向所述第1晶体管供给所述第1信号的供给路径或者向所述第2晶体管供给所述第2信号的供给路径连接，该第3晶体管的发射极与接地侧连接，从所述第1二极管的阴极向该第3晶体管的基极供给所述控制电压；以及电容器，其与所述第1二极管并联连接，所述第2信号的功率电平越大，则所述控制电压越为低电压，所述第3晶体管根据向所述第3晶体管的基极供给的所述控制电压，使所述第1信号的一部分或所述第2信号的一部分从所述第3晶体管的集电极流向发射极。2.一种功率放大电路，具备：第1晶体管，其放大第1信号；第2晶体管，其放大与所述第1晶体管的输出信号相应的第2信号；偏置电路，其向所述第2晶体管的基极或栅极供给偏置电流或偏置电压；以及衰减器，其根据从所述偏置电路供给的控制电压而使所述第1信号或所述第2信号衰减，所述衰减器包括：第1二极管，该第1二极管的阳极被供给所述控制电压；以及第3晶体管，该第3晶体管的集电极与该第3晶体管的基极连接且与向所述第1晶体管供给所述第1信号的供给路径或者向所述第2晶体管供给所述第2信号的供给路径连接，该第3晶体管的发射极与接地侧连接，从所述第1二极管的阴极向该第3晶体管的基极供给所述控制电压，所述第2信号的功率电平越大，则所述控制电压越为低电压，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：近藤将夫，田中聪，山本靖久，筒井孝幸，大部功，
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