功率放大电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种在具备多个放大器的结构中高效率地放大功率的功率放大电路。功率放大电路具备：第一放大器，其对第一信号进行放大；以及第二放大器，其设置在比第一放大器靠后的后级，对与第一放大器的输出信号对应的第二信号进行放大，第一放大器进行逆F级动作，第二放大器进行F级动作。

Power amplifier circuit

【技术实现步骤摘要】
功率放大电路
本技术涉及一种功率放大电路。
技术介绍
在搭载于移动电话等移动通信设备的功率放大电路中，要求使发送信号的功率高效率地增大。作为这样的实现高效率的方法，已知的是，通过减少对功率进行放大的晶体管中的电压波形与电流波形的时间上的叠加来抑制消耗功率，即F级动作。例如，在下述专利文献1中，公开了一种高频放大电路，其中，通过在晶体管的集电极与出力端之间、以及发射极与接地之间中的至少一者处设置的LC并联谐振器，来控制发送信号的二次谐波，由此使晶体管进行F级动作。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-5643号公报另一方面，在功率放大电路中，为了满足对发送信号要求的功率水平，有时使用了多个晶体管串联连接的、跨越多阶段地对发送信号的功率进行放大的结构。从这一点来看，在上述专利文献1中，设想了一级的晶体管，然而针对在多个晶体管串联连接的结构中高效率地使功率放大的方法，并未充分地研究。技术的内容本技术是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供一种在具备多个放大器的结构中高效率地放大功率的功率放大电路。为了实现上述目的，本技术的一个侧面所涉及的功率放大电路具备：第一放大器，其对第一信号进行放大；以及第二放大器，其设置在比第一放大器靠后的后级，对与第一放大器的输出信号对应的第二信号进行放大，第一放大器进行逆F级动作，第二放大器进行F级动作。根据本技术，能够提供一种在具备多个放大器的结构中高效率地放大功率的功率放大电路。附图说明>图1是表示本技术的第一实施方式的功率放大电路的结构例的图。图2A是表示当使晶体管进行了F级动作时晶体管的集电极电压Vc(实线)和集电极电流Ic(虚线)的波形图形的图。图2B是表示当使晶体管进行了逆F级动作时晶体管的集电极电压Vc(实线)和集电极电流Ic(虚线)的波形图形的图。图3是表示本技术的第一实施方式的功率放大电路的电路结构的图。图4是表示功率放大电路10A以及比较例中的前级晶体管的集电极电压和集电极电流的波形的模拟结果的图表。图5A是表示功率放大电路10A以及比较例中的前级晶体管的增益的模拟结果的图表。图5B是表示功率放大电路10A以及比较例中的前级晶体管的功率附加利用系数的模拟结果的图表。图6A是表示从功率放大电路10A以及比较例中的前级晶体管观察到的匹配电路41A一侧的反射特性(S参数S11)的史密斯圆图。图6B是表示功率放大电路10A以及比较例中的前级晶体管的通过特性(S参数S21)的模拟结果的图表。图7是表示当使构成并联谐振电路的电容器C7与电感器L4的常数发生了变化时前级晶体管的通过特性(S参数S21)的模拟结果的图表。图8是表示本技术的第一实施方式的变形例的功率放大电路的电路结构的图。图9是表示本技术的第一实施方式的另一个变形例的功率放大电路的电路结构的图。图10是表示本技术的第二实施方式的功率放大电路的电路结构的图。图11A是表示当在半导体芯片上形成包含于并联谐振电路的电感器L4时的结构例的俯视图。图11B是表示当在半导体芯片上形成包含于并联谐振电路的电感器L4时的结构例的俯视图。-符号说明-10、10A～10D...功率放大电路；20、21...放大器；30～32...偏置电路；40～42、41A...匹配电路；50、50A、51、51A...谐波控制电路；60...调整电路；100...半导体芯片；110...布线；111A、111B...第一部分；112A、112B...第二部分；113A、113B...第三部分；Q1～Q3...晶体管；C1～C9...电容器；L1～L7...电感器。具体实施方式以下，一边参照附图一边详细说明本技术的实施方式。此外，针对相同的要素赋予相同的符号，并省略重复说明。图1是表示本技术的第一实施方式的功率放大电路的结构例的图。功率放大电路10搭载于例如移动电话等移动通信设备，用于对发送给基站的无线电频率(RF：Radio-Frequency，射频)信号的功率进行放大。功率放大电路10例如使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，长期演变)-FDD(FrequencyDivisionDuplex，频分双工)、LTE-TDD(TimeDivisionDuplex，时分双工)、LTE-Advanced、以及LTE-AdvancedPro等通信标准的发发送号放大。RF信号的频率例如是几百MHz～几十GHz左右。此外，功率放大电路10所放大的信号的通信标准和频率并不受这些的限制。如图1所示，功率放大电路10例如具备：放大器20、21；偏置电路30、31；匹配电路40～42；谐波控制电路50、51；以及电容器C1、C2。放大器20、21分别将输入的RF信号的功率放大并输出。初级(激励级)的放大器20(第一放大器)将从输入端子起经由匹配电路40而输入的RF信号RF1(第一信号)放大，输出RF信号RF2。后级(动力(power)级)的放大器21(第二放大器)将经由匹配电路41而输入的RF信号RF2(第二信号)放大，输出RF信号RF3。这样，功率放大电路10遍及两个阶段地将发送信号的功率放大。放大器20、21分别由例如异质结双极晶体管(HBT：HeterojunctionBipolarTransistor)等双极晶体管构成。此外，对于放大器20、21，还可以代替HBT，而由MOSFET(Metal-oxide-semiconductorField-EffectTransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)等场效应晶体管构成。这种情况下，可以将以下描述的集电极、基极、发射极分别换读为漏极、栅极、源极。偏置电路30、31分别向放大器20、21供给偏置电流或偏置电压。偏置电路30、31通过调整偏置电流或偏置电压，来控制放大器20、21的增益。电容器C1、C2分别设置在放大器20、21的输入侧。电容器C1、C2切断RF信号中包含的直流成分，并使交流成分通过。匹配电路40(MN：匹配网络)使设置在前级的电路(未图示)与放大器20的阻抗相匹配。匹配电路41使放大器20与放大器21的阻抗相匹配。匹配电路42使放大器21与设置在后级的电路(未图示)的阻抗相匹配。匹配电路40～42例如由电容器和电感器等构成。此外，通过由其他结构要素兼备匹配电路40～42中某一个或全部的功能，功率放大电路10也可以不具备匹配电路40～42中的某一个或全部。谐波控制电路50、51是在将功率放大电路10所放大的发送信号设为基波的情况下，对该基波的整数倍的谐波进行控制的电路。具体地，谐波控制电路50在前级的放大器20的输出端与后级的放大器21的输入端之间串联连接。谐波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率放大电路，其特征在于，/n该功率放大电路具备：/n第一放大器，其对第一信号进行放大；以及/n第二放大器，其设置在比所述第一放大器靠后的后级，对与所述第一放大器的输出信号对应的第二信号进行放大，/n所述第一放大器进行逆F级动作，所述第二放大器进行F级动作。/n

【技术特征摘要】
20181102 JP 2018-2073431.一种功率放大电路，其特征在于，
该功率放大电路具备：
第一放大器，其对第一信号进行放大；以及
第二放大器，其设置在比所述第一放大器靠后的后级，对与所述第一放大器的输出信号对应的第二信号进行放大，
所述第一放大器进行逆F级动作，所述第二放大器进行F级动作。


2.根据权利要求1所述的功率放大电路，其特征在于，
所述功率放大电路进一步具备：
并联谐振电路，其串联连接在所述第一放大器的输出端与所述第二放大器的输入端之间；以及
串联谐振电路，其串联连接在所述第二放大器的输出端与接地端子之间，
所述并联谐振电路将所述第一放大器的输出信号中包含的基波的偶次谐波开路，
所述串联谐振电路使所述第二放大器的输出信号中包含的基波的偶次谐波与接地电位短路。


3.根据权利要求2所述的功率放大电路，其特征在于，
所述并联谐振电路包括彼此并联连接的第一电容器和第一电感器，
第一电源电压从所述第一电感器的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：浪江寿典，佐俣充则，田中聪，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：新型
国别省市：日本;JP