[发明专利]功率放大器

说明书

技术领域

本发明主要涉及便携电话等移动体通信用的功率放大器。

背景技术

作为以CDMA为代表的便携电话用功率放大器，GaAs-HBT功率放大器得到广泛应用(例如，参考专利文献1)。对于现有的功率放大器，需要从外部输入参考电压。该参考电压由于决定功率放大器的无功(idle)电流，故需要相对于电源电压的变动较强地以较高的精度保持为恒定(例如，2.85V±0.1V左右)。

近年来，要求在功率放大器内部产生参考电压。此时，需要与从外部施加的使能信号(用于使功率放大器导通/截止的数字信号)对应地，在放大器内部产生参考电压，使功率放大器动作(例如，参考专利文献2)。

流入低输出动作时的低输出用晶体管的无功电流为数mA(例如2mA～7mA)左右，与中输出时(例如15～30mA左右)以及大输出时(例如～120mA左右)相比值较小。决定低输出用晶体管的输出功率的最大值的晶体管的发射极电极的尺寸与用于其他动作模式的晶体管相比，也为例如几十分之一以下，要小得多(例如低输出用晶体管的发射极电极的面积为20～40μm²)。用于偏置电路的晶体管的尺寸更小也足够(低输出用晶体管的几分之一～二十分之一左右)。但是，出于半导体加工装置的制约、产品的信赖性的观点等理由，晶体管的发射极电极尺寸存在下限。从而，用于偏置电路的晶体管的尺寸有时变得比低输出用晶体管稍微大(低输出用晶体管的几分之一)。

专利文献

专利文献1：日本特开2004-343244号公报；

专利文献2：日本特开2010-124408号公报。

发明内容

偏置电路具有限制从参考电压端子流入偏置电路的电流的电流限制电阻。由于半导体加工偏差，电流限制电阻的电阻值变动。由于电流限制电阻的电阻值大到数kΩ规模(例如，2～7kΩ)，故其变动范围也变大(例如，若以设定值4000Ω设想20%的变动，则变动范围为3200～4800Ω)。由此，由于放大元件的无功电流变动，故存在放大元件的增益较大地变动的问题。

另外，最近，在高输出动作(27dBm左右)时之外，中低输出动作(～18dBm左右)时的效率提高也变得重要。这是因为，在基站比较密集的城市区中主要以中低输出而动作，中低输出动作时的效率提高对于便携电话机的通话时间而言是重要的。尤其在低输出时，要求进一步的效率提高。由于RF部的电路构成已经优化，故为了进一步的效率提高，需要减小包含偏置电路的控制部的消耗电流。

为了低输出时的效率提高，可考虑仅仅在低输出时停止参考电压产生电路以削减消耗电流。但是，若停止参考电压产生电路，则对偏置电路供应的参考电压多为电池直接连结的电池电压。在现有的偏置电路中，当施加电池电压时，放大元件的无功电流由于电池电压的变动而变动。发明人发现，例如，当电池电压的变动量为3～5V时，在3.5V下设定为3mA的无功电流的变动量达到6mA。该电池电压的变动引起的无功电流的变动也成为问题。

本发明为了解决如上所述的问题而完成，第一目的在于获得能够抑制因半导体加工偏差而引起的无功电流的变动的功率放大器。第二目的在于获得还能够进一步抑制因电池电压的变动引起的无功电流的变动的功率放大器。

本发明所涉及的功率放大器具备：放大元件，将从外部输入的输入信号放大；以及偏置电路，将偏置电流供应至所述放大元件的输入，所述偏置电路具有：参考电压端子，电池电压从电池施加于所述参考电压端子；第一电阻，一端连接于所述参考电压端子；第二电阻，在所述第一电阻的另一端与接地点之间连接；以及第一晶体管，具有连接于第一电阻和所述第二电阻的连接点的控制端子、连接于电源的第一端子、和连接于所述放大元件的输入的第二端子，所述第一电阻以及所述第二电阻由相同的材料构成。

根据本发明，能够抑制因半导体加工偏差而引起的无功电流的变动。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1所涉及的功率放大器的框图；

图2是示出本发明的实施方式1所涉及的功率放大器的一部分的电路图；

图3是示出本发明的实施方式1所涉及的放大元件Tr2用的偏置电路的电路图；

图4是示出本发明的实施方式1所涉及的参考电压发生电路的电路图；

图5是示出本发明的实施方式1所涉及的放大元件Tr3用的偏置电路的电路图；

图6是示出比较例所涉及的偏置电路的电路图；

图7是示出比较例中的放大元件Tr3相对于电池电压的无功电流的图；