[发明专利]二极管线性化电路

说明书

本发明涉及的二极管线性化电路呈在RF信号路径和接地之间相对于RF信号路径经由电容器而并联地装配了线性化电路芯部的结构，因此在使具有不同的增益扩展特性的多个线性化电路芯部选择性地动作时，不需要使用了FET等的开关。并且，在RF信号输入输出端子之间，也不需要用于阻断直流的串联的电容器。因此，能够扩展可通过二极管线性化电路补偿的增益的范围。并且，能够降低二极管线性化电路断开时的RF信号路径的插入损耗，并且能够扩展动作时的增益扩展的范围。另外，不使用开关，或者需要的电容器的元件个数少，因此电路尺寸也小。

技术领域

本发明涉及主要用于改善GaAs类、GaN类化合物半导体功率放大器的线性特性的二极管线性化电路。

背景技术

就以14GHz频带为代表的卫星通信用小型地球站所使用的功率放大器而言，为了抑制由信号的品质劣化导致的通信速度的下降，要求预先由标准而决定的线性特性。图7(a)示出功率放大器201的结构例，图7(b)示出线性特性的例子。如图7(a)所示，从RF信号输入端子11输入的功率通过多级放大器211、212、213而放大，最后通过内部匹配型场效应晶体管(FET)放大器214而放大至所期望的功率水平，从RF信号输出端子12输出。与此时的输入功率Pin相对的功率增益Gp的例子由图7(b)的特性305示出。

就特性305而言，功率增益Gp相对于输入功率Pin从固定值开始减小的水平为Pin1，因此线性输入功率表示为Pin1。如图7(b)所示，图7(a)的二极管线性化电路101起到将线性输入功率Pin1改善为特性306的Pin1a的作用。这里，小于或等于线性输入功率的功率增益Gp为固定值，因而与线性输入功率Pin1相对应的输出功率也是线性的。放大器的线性输入功率、线性输出功率的改善对信号的畸变进行改善，因而改善信号品质，促进通信速度的提高，因而就通信用途的放大器而言是重要的特性指标之一。

如图8所示，二极管线性化电路能够通过简便的电路结构而实现，记载于专利文献1(P.8、图1)、专利文献2(P.9、图2)、专利文献3(P.7、图1)、专利文献4(P.13、图13)以及非专利文献1(Fig.4)等。此外，如图7(a)所示，最近的功率放大器由包含线性化电路101、放大级211～213的功率放大器MMIC(单片微波集成电路)203和包含内部匹配型场效应晶体管(FET)放大器214的、被封装件封装的功率放大器204构成。(例如，参照非专利文献1的Fig.1)

专利文献1：日本特开平11－355055号

专利文献2：日本特开2001－144550号

专利文献3：日本特开2004－254095号

专利文献4：日本特开2011－182191号

非专利文献1：2014Digest of IEEE MTT-S International MicrowaveSymposium,“A Ku-band 20W GaN-MMIC Amplifier with Built-in Linearizer”

发明内容

作为二极管线性化电路，存在图8(a)所示的并联型101以及图8(b)所示的串联型102。在图8(a)中，二极管41的阴极接地，阳极经由电阻31而与偏置端子3连接。二极管41的阳极经由电容器21而与RF信号输入端子1连接，经由电容器22而与RF信号输出端子2连接。另一方面，在图8(b)中，一端与RF信号输出端子2连接的电容器22的另一端与二极管41的阴极连接。二极管41的阴极进一步经由RF阻断电感51而接地。由箭头示出的Idio表示流过二极管41的DC电流。通过该电感51，从而Idio从偏置端子3流向接地，RF信号不向接地方向泄漏而是朝向RF信号输出端子2。电容器21、22是将在周输出端子1、2的外部连接的电路的DC偏置电压与施加于二极管41的DC偏置电压进行电气分离所需要的电路元件。