高周波電力増幅器
【課題】バイアス制御部を比較的簡素化し、且つ多段接続された各半導体増幅素子に対して所望のバイアス電圧を設定する。
【解決手段】高周波電力増幅器１は、バイアス制御部１０と電力増幅部２０とを備える。電力増幅部２０は半導体増幅素子２１１，２１２，２１３が多段接続されてなり、高周波信号を増幅して出力する。バイアス制御部１０では、バッファアンプ１１１を介したバイアス制御用信号が定抵抗器１３１、可変抵抗部１３２，１３３へ供給される。可変抵抗部１３２，１３３はレジスタ１３０のスイッチ制御信号より抵抗値が可変でき、所定の抵抗値に設定される。バイアス制御信号に基づき、定抵抗器１３１はバイアス電圧Ｖｂｉａｓ１を半導体増幅素子２１１へ供給し、可変抵抗部１３２はバイアス電圧Ｖｂｉａｓ２を半導体増幅素子２１２へ供給し、可変抵抗部１３３はバイアス電圧Ｖｂｉａｓ３を半導体増幅素子２１３へ供給する。
【解決手段】高周波電力増幅器１は、バイアス制御部１０と電力増幅部２０とを備える。電力増幅部２０は半導体増幅素子２１１，２１２，２１３が多段接続されてなり、高周波信号を増幅して出力する。バイアス制御部１０では、バッファアンプ１１１を介したバイアス制御用信号が定抵抗器１３１、可変抵抗部１３２，１３３へ供給される。可変抵抗部１３２，１３３はレジスタ１３０のスイッチ制御信号より抵抗値が可変でき、所定の抵抗値に設定される。バイアス制御信号に基づき、定抵抗器１３１はバイアス電圧Ｖｂｉａｓ１を半導体増幅素子２１１へ供給し、可変抵抗部１３２はバイアス電圧Ｖｂｉａｓ２を半導体増幅素子２１２へ供給し、可変抵抗部１３３はバイアス電圧Ｖｂｉａｓ３を半導体増幅素子２１３へ供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信信号等の高周波信号を増幅する高周波電力増幅器、特に増幅素子を複数段接続してなる高周波電力増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機等の無線通信を行う装置には、送信信号を所定レベルの信号に増幅する高周波電力増幅器が備えられている。このような送信回路に用いられる高周波電力増幅器は、通常、半導体増幅素子を複数段接続してなり、例えば、特許文献１の高周波電力増幅器では、ＦＥＴを３段に接続してなる。
【０００３】
そして、このような複数段の半導体増幅素子からなる高周波電力増幅器では、特許文献１にも示されているように、高周波電力増幅器として所望の特性が得られるように、各段に与えるバイアス電圧を適宜設定している。
【０００４】
例えば、特許文献１に示す従来技術では、当該特許文献１の図２０に示すように、複数の抵抗器を直列接続したバイアス電圧生成回路が示されている。このバイアス電圧生成回路では、直列接続された複数の抵抗器の各接続点を半導体増幅素子毎のバイアス電圧への出力点としている。
【０００５】
また、特許文献１では、上述の従来技術のバイアス電圧生成回路では、詳細なバイアス電圧の設定が不可能であり、特に各ＦＥＴの閾値電圧近傍にバイアス電圧を設定する場合に詳細なバイアス電圧の設定を行うことが難しいことから、当該特許文献の図７に示すようなバイアス制御回路が備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３７４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の図７に記載のバイアス制御回路は、二個のオペアンプ、定電流源、Ｖ／Ｉ変換回路、電流バッファ回路等を備える複雑な構造を有し、回路規模が大きくなりコストアップの要因にもなる。
【０００８】
特に、バイアス制御回路は、実際に電力増幅を行う回路ではなく、この電力増幅部にバイアス電圧を与える回路であり、当該間接的な回路部が大きくなることで、主たる電力増幅部のスペースをも制限する可能性がある。また、当該バイアス制御回路に係るコストが高くなり、電力増幅部にコストを掛けられなくなる可能性も生じてしまう。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、バイアス制御回路を比較的簡素化し、且つ複数段接続された各半導体増幅素子に対して所望のバイアス電圧を設定しやすい構成からなる高周波電力増幅器を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、複数の半導体増幅素子が接続されてなる電力増幅部と、複数の半導体増幅素子のそれぞれに与えるバイアス電圧を制御するバイアス制御部と、を備えた高周波電力増幅器に関するものである。この高周波電力増幅器のバイアス制御部は、複数の半導体増幅素子毎に設けられ、バイアス制御用信号が供給されることで、それぞれに接続される半導体増幅素子へのバイアス電圧を発生する複数の抵抗部を備える。そして、これら複数の抵抗部の少なくとも一つが可変抵抗部により形成されている。
【００１１】
この構成では、複数の半導体増幅素子に供給されるバイアス電圧が抵抗器を主体とする簡素な回路で決定される上、その少なくとも一部が可変抵抗により調整可能になる。
【００１２】
また、この発明の高周波電力増幅器において、複数の半導体増幅素子における最終段の半導体増幅素子にバイアス電圧を与える抵抗部は、可変抵抗部である。
【００１３】
この構成では、可変抵抗部を用いる半導体増幅素子を詳細に示すものである。複数段接続された電力増幅部の場合、最終段の半導体増幅素子の特性が、これより前段の半導体増幅素子の特性よりも、電力増幅部の特性に与える影響が大きい。このため、少なくとも最終段の半導体増幅素子に対してバイアス電圧を詳細に調整できれば、電力増幅部の特性を適する特性に調整しやすい。したがって、少なくとも最終段の半導体増幅素子へのバイアス電圧を可変抵抗で与えれば、簡素な構造を用いながら、より適する特性に電力増幅部を設定することが可能になる。
【００１４】
また、この発明の高周波電力増幅器の可変抵抗部は、それぞれがスイッチ素子と定抵抗器とが直列接続されてなる複数の直列回路を並列接続した回路と、それぞれの直列回路のスイッチ素子にスイッチ制御信号を与えるスイッチ制御部と、を備える。
【００１５】
この構成では、可変抵抗部の具体的構成を示している。そして、この構成では、複数の定抵抗器を並列接続し、スイッチ素子によって各定抵抗器を利用するかどうかを選択することで、その選択の組合せにより可変抵抗部としての抵抗値を変化させている。これにより、定抵抗器とスイッチのみを組み合わせてなる単純な回路構成および構造で、可変抵抗部を形成できる。この結果、後述するように当該可変抵抗部をＳｉ基板に形成する場合に、簡単なプロセスで可変抵抗を形成できる。
【００１６】
また、この発明の高周波電力増幅器のバイアス制御部は、複数の抵抗部に接続するバッファアンプを備える。
【００１７】
この構成では、バッファアンプにより各抵抗部の素子バラツキがバイアス電圧に与える影響を緩和することができる。
【００１８】
また、この発明の高周波電力増幅器のバッファアンプは、複数の抵抗部の前段の接続点以前に配置された一つのバッファアンプである。
【００１９】
この構成では、複数の抵抗部に対して一つのバッファアンプで済むため、バイアス制御部を、より簡素化することができる。
【００２０】
また、この発明の高周波電力増幅器は、電力増幅部を構成する基板と、バイアス制御部を構成する基板とが異なる。
【００２１】
この構成では、電力増幅部とバイアス制御部とを個別の基板で形成することで、後述するように、各部を異なる材質の基板で形成することができる。
【００２２】
また、この発明の高周波電力増幅器では、電力増幅部の半導体増幅素子がヘテロ接合バイポーラトランジスタで形成される化合物系基板により電力増幅部を構成する基板が形成されている。さらに、バイアス制御部を構成する基板がＳｉ系基板で形成されている。
【００２３】
この構成では、上述の電力増幅部とバイアス制御部とを異なる材質の基板で形成する具体的な例を示している。通常、電力増幅部は、特性を向上させるため化合物系の高価な基板を用いて複雑なプロセスから半導体増幅素子を形成する必要がある。一方で、バイアス制御部は、所定精度のバイアス電圧が供給できればよく、上述のように抵抗器とスイッチ素子用のＦＥＴ程度でよいので、一般的な汎用のＳｉ系基板等で十分に形成できる。したがって、これらを別の基板で構成することで、良好な特性を得ながら安価に高周波電力増幅器を形成することができる。
【００２４】
また、この発明の高周波電力増幅器では、電力増幅部を構成する基板とバイアス制御部を構成する基板とが、電極パターンと誘電体層とを積層してなる積層基板上に実装されている。
【００２５】
この構成では、積層基板に電力増幅部やバイアス制御部に接続する各種の回路素子を形成し、当該積層基板上に電力増幅部の基板やバイアス制御部の基板を実装すれば、高周波電力増幅器や当該高周波電力増幅器を含む通信モジュールを小型に形成することができる。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、従来のように一意の値のバイアス電圧しか供給できないことを防止でき、半導体増幅素子の製品バラツキが生じても、適切なバイアス電圧に設定することができる。その上で、オペアンプや定電流源、各種の回路素子を用いた機能回路等を複数用いるような複雑且つ部品点数の多い回路にはならず、バイアス制御部を簡素且つ安価に構成することができる。すなわち、安価で且つ優れた増幅特性の高周波電力増幅器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る高周波電力増幅器の回路図および可変抵抗部の回路図である。
【図２】本実施形態の高周波電力増幅器１の概略構造を示す外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施形態に係る高周波電力増幅器について、図を参照して説明する。図１（Ａ）は本実施形態の高周波電力増幅器の回路図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示す可変抵抗部１３２の詳細回路図である。また、図２は本実施形態の高周波電力増幅器１の概略構造を示す外観斜視図であり、図２（Ａ）はワイヤボンディングによりバイアス制御部と電力増幅部と接続した構成を示し、図２（Ｂ）は積層基板の配線電極パターンによりバイアス制御部と電力増幅部とを接続した構成を示す。
【００２９】
本実施形態の高周波電力増幅器１は、図１（Ａ）に示すように、バイアス制御部１０と電力増幅部２０とを備える。ここで、バイアス制御部１０と電力増幅部２０とは、異なる基板に形成されている。具体的には図２を用いて説明するが、バイアス制御部１０は汎用で安価なＳｉ系基板に形成され、電力増幅部２０は高価であるが増幅素子を形成した場合に優れた特性が得られる化合物系基板（ＧａＡｓ基板やＩｎＰ基板等）が用いられている。
【００３０】
バイアス制御部１０には、制御信号入力端子１０１が備えられており、当該制御信号入力端子１０１へ、外部からバイアス制御用信号が入力される。このバイアス制御用信号は、例えば、当該高周波電力増幅器１の出力信号の一部を方向性結合器によりフィードバックした信号に基づいて設定されている。
【００３１】
バッファアンプ１１１は、入力端が制御信号入力端子１０１へ接続し、出力端が定抵抗器１３１、可変抵抗部１３２，１３３に接続している。バッファアンプ１１１は、バイアス制御用信号を所定増幅率（例えばＡｖ＝１）で増幅し、定抵抗器１３１、可変抵抗部１３２，１３３へ印加する。このバッファアンプ１１１は、例えば実装部品であり基板上に実装されている。このように、バッファアンプ１１１を用いることで、定抵抗器１３１、可変抵抗部１３２，１３３を構成する各回路素子の特性バラツキがあっても、このバラツキを緩和し、バッファアンプ１１１を用いない場合よりも安定したバイアス電圧を供給することが可能になる。
【００３２】
特に、本実施形態のように、バイアス制御部１０をＳｉ基板で形成する場合、電力増幅部２０に用いられる化合物系基板で形成するよりも、回路素子のバラツキおよびバイアス制御部１０としてのバラツキが大きくなり易いが、当該バッファアンプ１１１を用いることで、このようなバラツキを緩和し、汎用で比較的安価なＳｉ基板でバイアス制御部１０を形成しても、十分に実用性を有するバイアス電圧を電力増幅部２０へ供給することができる。
【００３３】
定抵抗器１３１は、バイアス制御用信号が印加されることで、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ１を発生し、電力増幅部２０の半導体増幅素子２１１へ供給する。
【００３４】
可変抵抗部１３２は、バイアス制御用信号が印加されることで、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ２を発生し、電力増幅部２０の半導体増幅素子２１２へ供給する。同様に、可変抵抗部１３３も、バイアス制御用信号が印加されることで、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ３を発生し、電力増幅部２０の半導体増幅素子２１３へ供給する。ここで、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ１、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ２、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ３はそれぞれ個別に設定された値である。
【００３５】
レジスタ１３０は、上述のバイアス電圧Ｖｂｉａｓ２，Ｖｂｉａｓ３を設定するためのスイッチ制御データが記憶されており、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ２，Ｖｂｉａｓ３が半導体増幅素子２１２，２１３に対して適する電圧レベルになるように、可変抵抗部１３２，１３３へスイッチ制御信号を出力する。
【００３６】
可変抵抗部１３２，１３３は、図１（Ｂ）に示すように、複数の定抵抗器と複数のスイッチ素子とから構成される。ここで、可変抵抗部１３２、１３３は、構成する定抵抗器の抵抗値が異なるものの、基本的な回路構成は同じであるので、図１（Ｂ）を用いて、可変抵抗部１３２の構成を説明する。
【００３７】
可変抵抗部１３２は、ＣＭＯＳ型ＦＥＴのスイッチ素子ＦＥＴ４１と定抵抗器Ｒ３１とが直列接続されたの第１直列回路と、ＣＭＯＳ型ＦＥＴのスイッチ素子ＦＥＴ４２と定抵抗器Ｒ３２とが直列接続された第２直列回路と、ＣＭＯＳ型ＦＥＴのスイッチ素子ＦＥＴ４３と定抵抗器Ｒ３３とが直列接続された第３直列回路と、を備える。ここで、スイッチ素子と定抵抗器とが直列接続されるとは、スイッチ素子であるＦＥＴのドレイン（もしくはコレクタ）に定抵抗器が接続されることを示す。
【００３８】
これら第１直列回路、第２直列回路、第３直列回路は、前段のバッファアンプ１１１と、後段の電力増幅部２０の半導体増幅素子２１２との間で並列接続されている。また、第１直列回路のスイッチ素子ＦＥＴ４１のゲートには定抵抗器Ｒ５１を介してレジスタ１３０が接続され、第２直列回路のスイッチ素子ＦＥＴ４２のゲートには定抵抗器Ｒ５２を介してレジスタ１３０が接続され、第３直列回路のスイッチ素子ＦＥＴ４３のゲートには定抵抗器Ｒ５３を介してレジスタ１３０が接続されている。
【００３９】
レジスタ１３０からは、スイッチ素子ＦＥＴ４１，ＦＥＴ４２，ＦＥＴ４３毎に上述の選択したスイッチ制御データに基づく個別のスイッチ制御信号が与えられる。スイッチ素子ＦＥＴ４１，ＦＥＴ４２，ＦＥＴ４３は、スイッチ制御信号に基づいてオン／オフ動作する。これにより、オン動作しているスイッチ素子のみにバイアス制御用信号が印加され、当該オン動作しているスイッチ素子に接続する定抵抗器の合成抵抗値に応じたバイアス電圧Ｖｂｉａｓ２が、電力増幅部２０の半導体増幅素子２１２へ供給される。
【００４０】
このような構成とすれば、従来のように単一の定抵抗器で一定値のバイアス電圧しか供給できないことを防止でき、バイアス電圧の調整が可能になる。また、オペアンプや定電流源、各種回路素子を組み合わせた機能回路を複数設けなくても、バイアス電圧の調整が可能である。
【００４１】
また、複雑なバイアス制御回路を形成して詳細なバイアス電圧の微調整を行う場合には、電力増幅部２０と同じ高価な化合物系基板を用いなければならなくなり、Ｓｉ系基板を利用できない。したがって、バイアス制御部を安価に形成することができなくなる。しかしながら、本実施形態の構成を用いれば、バイアス電圧の調整が可能でありながらも、安価なＳｉ系基板でバイアス制御部１０を形成できる。
【００４２】
電力増幅部２０は、駆動電圧入力端子２０１、ＲＦ用入力端子２０２、およびＲＦ用出力端子２０３を備える。駆動電圧入力端子２０１には、駆動電圧Ｖｂａｔが印加され、当該駆動電圧Ｖｂａｔは、各半導体増幅素子２１１，２１２，２１３へ供給される。
【００４３】
ＲＦ用入力端子２０２には、外部のＶＣＯ等により生成された高周波信号が入力され、当該高周波信号は、初段の半導体増幅素子２１１へ出力される。
【００４４】
半導体増幅素子２１１，２１２，２１３は、化合物系基板に形成されたヘテロ接合バイポーラトランジスタからなる。これにより、高精度で優れた特性を有する半導体増幅素子を形成することができる。
【００４５】
初段の半導体増幅素子２１１は、駆動電圧Ｖｂａｔおよびバイアス電圧Ｖｂｉａｓ１に基づいて、高周波信号を所定増幅率で増幅して出力する。出力された１段増幅済みの高周波信号は、整合回路２２１を介して第二段の半導体増幅素子２１２へ入力される。
【００４６】
第二段の半導体増幅素子２１２は、駆動電圧Ｖｂａｔおよびバイアス電圧Ｖｂｉａｓ２に基づいて、１段増幅済みの高周波信号を所定増幅率でさらに増幅して出力する。出力された２段増幅済みの高周波信号は、整合回路２２２を介して最終段の半導体増幅素子２１３へ入力される。
【００４７】
最終段の半導体増幅素子２１３は、駆動電圧Ｖｂａｔおよびバイアス電圧Ｖｂｉａｓ３に基づいて、２段増幅済みの高周波信号を所定増幅率でさらに増幅して出力する。この最終増幅済みで電力増幅部２０として所望のレベルに増幅された高周波信号は、ＲＦ用出力端子２０３を介して、後段の外部回路へ出力される。
【００４８】
以上のような構成とすることで、複数段接続された複数の半導体増幅素子における所定の半導体増幅素子に対して、バイアス電圧Ｖｂｉａｓを調整して供給することができる。特に、本実施形態に示すように、少なくとも最終段の半導体増幅素子２１３に対するバイアス電圧Ｖｂｉａｓ３を調整できることで、電力増幅部２０としての増幅特性に最も影響を与える最終段の半導体増幅素子２１３のバイアス電圧Ｖｂｉａｓ３を適正値に設定することができる。これにより、各素子に特性バラツキがあっても、適する増幅特性からなる電力増幅部２０を構成することができる。
【００４９】
次に、本実施形態の高周波電力増幅器の構造について説明する。図２に示すように、本実施形態の高周波電力増幅器は、バイアス制御部用基板と電力増幅部用基板とが積層基板上に実装され、これらバイアス制御部用基板と電力増幅部用基板がワイヤもしくは配線パターンにより接続された構造からなる。
【００５０】
まず、図２（Ａ）に示すように、ワイヤボンディングで接続する場合について説明する。積層基板９００Ａ上には、バイアス制御部用基板９０１ＦＵと電力増幅部用基板９０２ＦＵとが所定位置に実装されている。これらバイアス制御部用基板９０１ＦＵと電力増幅部用基板９０２ＦＵは接続用ランドが上面に形成された基板である。
【００５１】
バイアス制御部用基板９０１ＦＵの上面には、接続用ランド９１１Ｐ，９１２Ｐ，９１３Ｐが形成されている。一方、電力増幅部用基板９０２ＦＵの上面には、接続用ランド９２１Ｐ，９２２Ｐ，９２３Ｐが形成されている。そして、バイアス制御部用基板９０１ＦＵの上面の接続用ランド９１１Ｐと、電力増幅部用基板９０２ＦＵの上面の接続用ランド９２１Ｐとがワイヤボンディング工法によりワイヤ９３１によって接続されている。同様に、バイアス制御部用基板９０１ＦＵの上面の接続用ランド９１２Ｐと、電力増幅部用基板９０２ＦＵの上面の接続用ランド９２２Ｐとがワイヤ９３２によって接続されている。さらに、バイアス制御部用基板９０１ＦＵの上面の接続用ランド９１３Ｐと、電力増幅部用基板９０２ＦＵの上面の接続用ランド９２３Ｐとがワイヤ９３３によって接続されている。これらワイヤ９３１，９３２，９３３による伝送経路が、図１に示した定抵抗器１３１と半導体増幅素子２１１とを接続する回路、可変抵抗部１３２と半導体増幅素子２１２とを接続する回路、可変抵抗部１３３と半導体増幅素子２１３とを接続する回路となる。
【００５２】
次に、図２（Ｂ）に示すように、配線パターンで接続する場合について説明する。積層基板９００Ｂ上には、バイアス制御部用基板９０１ＦＤと電力増幅部用基板９０２ＦＤとが所定位置に実装されている。これらバイアス制御部用基板９０１ＦＤと電力増幅部用基板９０２ＦＤは接続用バンプが基板の底面に形成された基板である。
【００５３】
バイアス制御部用基板９０１ＦＤの底面には、接続用バンプ９１１ＢＰ，９１２ＢＰ，９１３Ｐが形成されている。一方、電力増幅部用基板９０２ＦＤの底面には、接続用バンプ９２１ＢＰ，９２２ＢＰ，９２３ＢＰが形成されている。
【００５４】
積層基板９００Ｂ上には、配線パターン９４１，９４２，９４３が形成されている。
【００５５】
そして、上述のように、バイアス制御部用基板９０１ＦＤと電力増幅部用基板９０２ＦＤとを積層基板９００Ｂ上に実装する場合には、配線パターン９４１の一方端がバイアス制御部用基板９０１ＦＤの接続用バンプ９１１ＢＰに接続され、配線パターン９４１の他方端が電力増幅部用基板９０２ＦＤの接続用バンプ９２１ＢＰに接続される。同様に、配線パターン９４２の一方端がバイアス制御部用基板９０１ＦＤの接続用バンプ９１２ＢＰに接続され、配線パターン９４２の他方端が電力増幅部用基板９０２ＦＤの接続用バンプ９２２ＢＰに接続される。さらに、配線パターン９４３の一方端がバイアス制御部用基板９０１ＦＤの接続用バンプ９１３ＢＰに接続され、配線パターン９４３の他方端が電力増幅部用基板９０２ＦＤの接続用バンプ９２３ＢＰに接続される。これら配線パターン９４１，９４２，９４３による伝送経路が、図１に示した定抵抗器１３１と半導体増幅素子２１１とを接続する回路、可変抵抗部１３２と半導体増幅素子２１２とを接続する回路、可変抵抗部１３３と半導体増幅素子２１３とを接続する回路となる。
【００５６】
このように、バイアス制御部１０を構成する基板と、電力増幅部２０を構成する基板とを個別に形成することで、これら基板を異なる材質で形成することができる。具体的には、汎用で安価なＳｉ系基板でバイアス制御部用基板を形成し、高価で且つデバイスの形成が複雑ではあるが特性に優れたデバイスが形成可能なＧａＡｓ基板やＩｎＰ基板等の化合物系基板により電力増幅部用基板を形成することができる。すなわち、用途に応じて適する異なる基板を用いることできる。これにより、特性が優先される電力増幅部２０のみを化合物系基板で形成し、電力増幅部２０と比較すると精度の要求が高くないバイアス制御部１０をＳｉ系基板で形成できるので、高周波電力増幅器としての実用十分な特性を得ながら、安価に形成することができる。特に、上述のようにバイアス制御部にバッファアンプを用いれば、バイアス制御部から出力されるバイアス電圧のバラツキが緩和されるので、より有効である。
【００５７】
さらに、これらバイアス制御部用基板および電力増幅部用基板が実装される積層基板の内層電極や積層基板に実装される実装型回路素子を用いて、バイアス制御部１０や電力増幅部２０が接続する付加回路、例えば、上述の方向性結合器等を形成することもできる。このように積層基板に付加回路を形成し、当該積層基板上にバイアス制御部用基板および電力増幅部用基板を実装することで、高周波電力増幅器および当該高周波電力増幅器を備える通信モジュール等を小型に形成することもできる。
【００５８】
なお、上述の説明では、半導体増幅素子を３段接続した電力増幅部を有する高周波電力増幅器を例に示したが、２段以上の複数段であれば、上述の構成を適用でき、上述の作用効果を得ることができる。この際、少なくとも最終段の半導体増幅素子にバイアス電圧を供給する回路に、可変抵抗部を用いるようにしておけばよい。
【００５９】
また、上述の説明では、初段の半導体増幅素子にバイアス電圧を供給する回路に定抵抗器を用いた例を示したが、初段の半導体増幅素子に対して、すなわち全ての半導体増幅素子に対して可変抵抗部を用いてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１−高周波電力増幅器、１０−バイアス制御部、２０−電力増幅部、１０１−制御信号入力端子、１１１−バッファアンプ、１３０−レジスタ、１３１−定抵抗器、１３２，１３３−可変抵抗部、２０１−駆動電圧入力端子、２０２−ＲＦ用入力端子、２０３−ＲＦ用出力端子、２１１，２１２，２１３−半導体増幅素子、２２１，２２２−整合回路、
９００Ａ，９００Ｂ−積層基板、９０１ＦＵ，９０１ＦＤ−バイアス制御部用基板、９０２ＦＵ，９０２ＦＤ−電力増幅部用基板、９１１Ｐ，９１２Ｐ，９１３Ｐ，９２１Ｐ，９２２Ｐ，９２３Ｐ−接続用ランド、９１１ＢＰ，９１２ＢＰ，９１３ＢＰ，９２１ＢＰ，９２２ＢＰ，９２３ＢＰ−接続用バンプ、９３１，９３２，９３３−ワイヤ、９４１，９４２，９４３−配線パターン
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信信号等の高周波信号を増幅する高周波電力増幅器、特に増幅素子を複数段接続してなる高周波電力増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機等の無線通信を行う装置には、送信信号を所定レベルの信号に増幅する高周波電力増幅器が備えられている。このような送信回路に用いられる高周波電力増幅器は、通常、半導体増幅素子を複数段接続してなり、例えば、特許文献１の高周波電力増幅器では、ＦＥＴを３段に接続してなる。
【０００３】
そして、このような複数段の半導体増幅素子からなる高周波電力増幅器では、特許文献１にも示されているように、高周波電力増幅器として所望の特性が得られるように、各段に与えるバイアス電圧を適宜設定している。
【０００４】
例えば、特許文献１に示す従来技術では、当該特許文献１の図２０に示すように、複数の抵抗器を直列接続したバイアス電圧生成回路が示されている。このバイアス電圧生成回路では、直列接続された複数の抵抗器の各接続点を半導体増幅素子毎のバイアス電圧への出力点としている。
【０００５】
また、特許文献１では、上述の従来技術のバイアス電圧生成回路では、詳細なバイアス電圧の設定が不可能であり、特に各ＦＥＴの閾値電圧近傍にバイアス電圧を設定する場合に詳細なバイアス電圧の設定を行うことが難しいことから、当該特許文献の図７に示すようなバイアス制御回路が備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３７４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の図７に記載のバイアス制御回路は、二個のオペアンプ、定電流源、Ｖ／Ｉ変換回路、電流バッファ回路等を備える複雑な構造を有し、回路規模が大きくなりコストアップの要因にもなる。
【０００８】
特に、バイアス制御回路は、実際に電力増幅を行う回路ではなく、この電力増幅部にバイアス電圧を与える回路であり、当該間接的な回路部が大きくなることで、主たる電力増幅部のスペースをも制限する可能性がある。また、当該バイアス制御回路に係るコストが高くなり、電力増幅部にコストを掛けられなくなる可能性も生じてしまう。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、バイアス制御回路を比較的簡素化し、且つ複数段接続された各半導体増幅素子に対して所望のバイアス電圧を設定しやすい構成からなる高周波電力増幅器を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、複数の半導体増幅素子が接続されてなる電力増幅部と、複数の半導体増幅素子のそれぞれに与えるバイアス電圧を制御するバイアス制御部と、を備えた高周波電力増幅器に関するものである。この高周波電力増幅器のバイアス制御部は、複数の半導体増幅素子毎に設けられ、バイアス制御用信号が供給されることで、それぞれに接続される半導体増幅素子へのバイアス電圧を発生する複数の抵抗部を備える。そして、これら複数の抵抗部の少なくとも一つが可変抵抗部により形成されている。
【００１１】
この構成では、複数の半導体増幅素子に供給されるバイアス電圧が抵抗器を主体とする簡素な回路で決定される上、その少なくとも一部が可変抵抗により調整可能になる。
【００１２】
また、この発明の高周波電力増幅器において、複数の半導体増幅素子における最終段の半導体増幅素子にバイアス電圧を与える抵抗部は、可変抵抗部である。
【００１３】
この構成では、可変抵抗部を用いる半導体増幅素子を詳細に示すものである。複数段接続された電力増幅部の場合、最終段の半導体増幅素子の特性が、これより前段の半導体増幅素子の特性よりも、電力増幅部の特性に与える影響が大きい。このため、少なくとも最終段の半導体増幅素子に対してバイアス電圧を詳細に調整できれば、電力増幅部の特性を適する特性に調整しやすい。したがって、少なくとも最終段の半導体増幅素子へのバイアス電圧を可変抵抗で与えれば、簡素な構造を用いながら、より適する特性に電力増幅部を設定することが可能になる。
【００１４】
また、この発明の高周波電力増幅器の可変抵抗部は、それぞれがスイッチ素子と定抵抗器とが直列接続されてなる複数の直列回路を並列接続した回路と、それぞれの直列回路のスイッチ素子にスイッチ制御信号を与えるスイッチ制御部と、を備える。
【００１５】
この構成では、可変抵抗部の具体的構成を示している。そして、この構成では、複数の定抵抗器を並列接続し、スイッチ素子によって各定抵抗器を利用するかどうかを選択することで、その選択の組合せにより可変抵抗部としての抵抗値を変化させている。これにより、定抵抗器とスイッチのみを組み合わせてなる単純な回路構成および構造で、可変抵抗部を形成できる。この結果、後述するように当該可変抵抗部をＳｉ基板に形成する場合に、簡単なプロセスで可変抵抗を形成できる。
【００１６】
また、この発明の高周波電力増幅器のバイアス制御部は、複数の抵抗部に接続するバッファアンプを備える。
【００１７】
この構成では、バッファアンプにより各抵抗部の素子バラツキがバイアス電圧に与える影響を緩和することができる。
【００１８】
また、この発明の高周波電力増幅器のバッファアンプは、複数の抵抗部の前段の接続点以前に配置された一つのバッファアンプである。
【００１９】
この構成では、複数の抵抗部に対して一つのバッファアンプで済むため、バイアス制御部を、より簡素化することができる。
【００２０】
また、この発明の高周波電力増幅器は、電力増幅部を構成する基板と、バイアス制御部を構成する基板とが異なる。
【００２１】
この構成では、電力増幅部とバイアス制御部とを個別の基板で形成することで、後述するように、各部を異なる材質の基板で形成することができる。
【００２２】
また、この発明の高周波電力増幅器では、電力増幅部の半導体増幅素子がヘテロ接合バイポーラトランジスタで形成される化合物系基板により電力増幅部を構成する基板が形成されている。さらに、バイアス制御部を構成する基板がＳｉ系基板で形成されている。
【００２３】
この構成では、上述の電力増幅部とバイアス制御部とを異なる材質の基板で形成する具体的な例を示している。通常、電力増幅部は、特性を向上させるため化合物系の高価な基板を用いて複雑なプロセスから半導体増幅素子を形成する必要がある。一方で、バイアス制御部は、所定精度のバイアス電圧が供給できればよく、上述のように抵抗器とスイッチ素子用のＦＥＴ程度でよいので、一般的な汎用のＳｉ系基板等で十分に形成できる。したがって、これらを別の基板で構成することで、良好な特性を得ながら安価に高周波電力増幅器を形成することができる。
【００２４】
また、この発明の高周波電力増幅器では、電力増幅部を構成する基板とバイアス制御部を構成する基板とが、電極パターンと誘電体層とを積層してなる積層基板上に実装されている。
【００２５】
この構成では、積層基板に電力増幅部やバイアス制御部に接続する各種の回路素子を形成し、当該積層基板上に電力増幅部の基板やバイアス制御部の基板を実装すれば、高周波電力増幅器や当該高周波電力増幅器を含む通信モジュールを小型に形成することができる。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、従来のように一意の値のバイアス電圧しか供給できないことを防止でき、半導体増幅素子の製品バラツキが生じても、適切なバイアス電圧に設定することができる。その上で、オペアンプや定電流源、各種の回路素子を用いた機能回路等を複数用いるような複雑且つ部品点数の多い回路にはならず、バイアス制御部を簡素且つ安価に構成することができる。すなわち、安価で且つ優れた増幅特性の高周波電力増幅器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る高周波電力増幅器の回路図および可変抵抗部の回路図である。
【図２】本実施形態の高周波電力増幅器１の概略構造を示す外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施形態に係る高周波電力増幅器について、図を参照して説明する。図１（Ａ）は本実施形態の高周波電力増幅器の回路図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示す可変抵抗部１３２の詳細回路図である。また、図２は本実施形態の高周波電力増幅器１の概略構造を示す外観斜視図であり、図２（Ａ）はワイヤボンディングによりバイアス制御部と電力増幅部と接続した構成を示し、図２（Ｂ）は積層基板の配線電極パターンによりバイアス制御部と電力増幅部とを接続した構成を示す。
【００２９】
本実施形態の高周波電力増幅器１は、図１（Ａ）に示すように、バイアス制御部１０と電力増幅部２０とを備える。ここで、バイアス制御部１０と電力増幅部２０とは、異なる基板に形成されている。具体的には図２を用いて説明するが、バイアス制御部１０は汎用で安価なＳｉ系基板に形成され、電力増幅部２０は高価であるが増幅素子を形成した場合に優れた特性が得られる化合物系基板（ＧａＡｓ基板やＩｎＰ基板等）が用いられている。
【００３０】
バイアス制御部１０には、制御信号入力端子１０１が備えられており、当該制御信号入力端子１０１へ、外部からバイアス制御用信号が入力される。このバイアス制御用信号は、例えば、当該高周波電力増幅器１の出力信号の一部を方向性結合器によりフィードバックした信号に基づいて設定されている。
【００３１】
バッファアンプ１１１は、入力端が制御信号入力端子１０１へ接続し、出力端が定抵抗器１３１、可変抵抗部１３２，１３３に接続している。バッファアンプ１１１は、バイアス制御用信号を所定増幅率（例えばＡｖ＝１）で増幅し、定抵抗器１３１、可変抵抗部１３２，１３３へ印加する。このバッファアンプ１１１は、例えば実装部品であり基板上に実装されている。このように、バッファアンプ１１１を用いることで、定抵抗器１３１、可変抵抗部１３２，１３３を構成する各回路素子の特性バラツキがあっても、このバラツキを緩和し、バッファアンプ１１１を用いない場合よりも安定したバイアス電圧を供給することが可能になる。
【００３２】
特に、本実施形態のように、バイアス制御部１０をＳｉ基板で形成する場合、電力増幅部２０に用いられる化合物系基板で形成するよりも、回路素子のバラツキおよびバイアス制御部１０としてのバラツキが大きくなり易いが、当該バッファアンプ１１１を用いることで、このようなバラツキを緩和し、汎用で比較的安価なＳｉ基板でバイアス制御部１０を形成しても、十分に実用性を有するバイアス電圧を電力増幅部２０へ供給することができる。
【００３３】
定抵抗器１３１は、バイアス制御用信号が印加されることで、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ１を発生し、電力増幅部２０の半導体増幅素子２１１へ供給する。
【００３４】
可変抵抗部１３２は、バイアス制御用信号が印加されることで、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ２を発生し、電力増幅部２０の半導体増幅素子２１２へ供給する。同様に、可変抵抗部１３３も、バイアス制御用信号が印加されることで、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ３を発生し、電力増幅部２０の半導体増幅素子２１３へ供給する。ここで、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ１、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ２、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ３はそれぞれ個別に設定された値である。
【００３５】
レジスタ１３０は、上述のバイアス電圧Ｖｂｉａｓ２，Ｖｂｉａｓ３を設定するためのスイッチ制御データが記憶されており、バイアス電圧Ｖｂｉａｓ２，Ｖｂｉａｓ３が半導体増幅素子２１２，２１３に対して適する電圧レベルになるように、可変抵抗部１３２，１３３へスイッチ制御信号を出力する。
【００３６】
可変抵抗部１３２，１３３は、図１（Ｂ）に示すように、複数の定抵抗器と複数のスイッチ素子とから構成される。ここで、可変抵抗部１３２、１３３は、構成する定抵抗器の抵抗値が異なるものの、基本的な回路構成は同じであるので、図１（Ｂ）を用いて、可変抵抗部１３２の構成を説明する。
【００３７】
可変抵抗部１３２は、ＣＭＯＳ型ＦＥＴのスイッチ素子ＦＥＴ４１と定抵抗器Ｒ３１とが直列接続されたの第１直列回路と、ＣＭＯＳ型ＦＥＴのスイッチ素子ＦＥＴ４２と定抵抗器Ｒ３２とが直列接続された第２直列回路と、ＣＭＯＳ型ＦＥＴのスイッチ素子ＦＥＴ４３と定抵抗器Ｒ３３とが直列接続された第３直列回路と、を備える。ここで、スイッチ素子と定抵抗器とが直列接続されるとは、スイッチ素子であるＦＥＴのドレイン（もしくはコレクタ）に定抵抗器が接続されることを示す。
【００３８】
これら第１直列回路、第２直列回路、第３直列回路は、前段のバッファアンプ１１１と、後段の電力増幅部２０の半導体増幅素子２１２との間で並列接続されている。また、第１直列回路のスイッチ素子ＦＥＴ４１のゲートには定抵抗器Ｒ５１を介してレジスタ１３０が接続され、第２直列回路のスイッチ素子ＦＥＴ４２のゲートには定抵抗器Ｒ５２を介してレジスタ１３０が接続され、第３直列回路のスイッチ素子ＦＥＴ４３のゲートには定抵抗器Ｒ５３を介してレジスタ１３０が接続されている。
【００３９】
レジスタ１３０からは、スイッチ素子ＦＥＴ４１，ＦＥＴ４２，ＦＥＴ４３毎に上述の選択したスイッチ制御データに基づく個別のスイッチ制御信号が与えられる。スイッチ素子ＦＥＴ４１，ＦＥＴ４２，ＦＥＴ４３は、スイッチ制御信号に基づいてオン／オフ動作する。これにより、オン動作しているスイッチ素子のみにバイアス制御用信号が印加され、当該オン動作しているスイッチ素子に接続する定抵抗器の合成抵抗値に応じたバイアス電圧Ｖｂｉａｓ２が、電力増幅部２０の半導体増幅素子２１２へ供給される。
【００４０】
このような構成とすれば、従来のように単一の定抵抗器で一定値のバイアス電圧しか供給できないことを防止でき、バイアス電圧の調整が可能になる。また、オペアンプや定電流源、各種回路素子を組み合わせた機能回路を複数設けなくても、バイアス電圧の調整が可能である。
【００４１】
また、複雑なバイアス制御回路を形成して詳細なバイアス電圧の微調整を行う場合には、電力増幅部２０と同じ高価な化合物系基板を用いなければならなくなり、Ｓｉ系基板を利用できない。したがって、バイアス制御部を安価に形成することができなくなる。しかしながら、本実施形態の構成を用いれば、バイアス電圧の調整が可能でありながらも、安価なＳｉ系基板でバイアス制御部１０を形成できる。
【００４２】
電力増幅部２０は、駆動電圧入力端子２０１、ＲＦ用入力端子２０２、およびＲＦ用出力端子２０３を備える。駆動電圧入力端子２０１には、駆動電圧Ｖｂａｔが印加され、当該駆動電圧Ｖｂａｔは、各半導体増幅素子２１１，２１２，２１３へ供給される。
【００４３】
ＲＦ用入力端子２０２には、外部のＶＣＯ等により生成された高周波信号が入力され、当該高周波信号は、初段の半導体増幅素子２１１へ出力される。
【００４４】
半導体増幅素子２１１，２１２，２１３は、化合物系基板に形成されたヘテロ接合バイポーラトランジスタからなる。これにより、高精度で優れた特性を有する半導体増幅素子を形成することができる。
【００４５】
初段の半導体増幅素子２１１は、駆動電圧Ｖｂａｔおよびバイアス電圧Ｖｂｉａｓ１に基づいて、高周波信号を所定増幅率で増幅して出力する。出力された１段増幅済みの高周波信号は、整合回路２２１を介して第二段の半導体増幅素子２１２へ入力される。
【００４６】
第二段の半導体増幅素子２１２は、駆動電圧Ｖｂａｔおよびバイアス電圧Ｖｂｉａｓ２に基づいて、１段増幅済みの高周波信号を所定増幅率でさらに増幅して出力する。出力された２段増幅済みの高周波信号は、整合回路２２２を介して最終段の半導体増幅素子２１３へ入力される。
【００４７】
最終段の半導体増幅素子２１３は、駆動電圧Ｖｂａｔおよびバイアス電圧Ｖｂｉａｓ３に基づいて、２段増幅済みの高周波信号を所定増幅率でさらに増幅して出力する。この最終増幅済みで電力増幅部２０として所望のレベルに増幅された高周波信号は、ＲＦ用出力端子２０３を介して、後段の外部回路へ出力される。
【００４８】
以上のような構成とすることで、複数段接続された複数の半導体増幅素子における所定の半導体増幅素子に対して、バイアス電圧Ｖｂｉａｓを調整して供給することができる。特に、本実施形態に示すように、少なくとも最終段の半導体増幅素子２１３に対するバイアス電圧Ｖｂｉａｓ３を調整できることで、電力増幅部２０としての増幅特性に最も影響を与える最終段の半導体増幅素子２１３のバイアス電圧Ｖｂｉａｓ３を適正値に設定することができる。これにより、各素子に特性バラツキがあっても、適する増幅特性からなる電力増幅部２０を構成することができる。
【００４９】
次に、本実施形態の高周波電力増幅器の構造について説明する。図２に示すように、本実施形態の高周波電力増幅器は、バイアス制御部用基板と電力増幅部用基板とが積層基板上に実装され、これらバイアス制御部用基板と電力増幅部用基板がワイヤもしくは配線パターンにより接続された構造からなる。
【００５０】
まず、図２（Ａ）に示すように、ワイヤボンディングで接続する場合について説明する。積層基板９００Ａ上には、バイアス制御部用基板９０１ＦＵと電力増幅部用基板９０２ＦＵとが所定位置に実装されている。これらバイアス制御部用基板９０１ＦＵと電力増幅部用基板９０２ＦＵは接続用ランドが上面に形成された基板である。
【００５１】
バイアス制御部用基板９０１ＦＵの上面には、接続用ランド９１１Ｐ，９１２Ｐ，９１３Ｐが形成されている。一方、電力増幅部用基板９０２ＦＵの上面には、接続用ランド９２１Ｐ，９２２Ｐ，９２３Ｐが形成されている。そして、バイアス制御部用基板９０１ＦＵの上面の接続用ランド９１１Ｐと、電力増幅部用基板９０２ＦＵの上面の接続用ランド９２１Ｐとがワイヤボンディング工法によりワイヤ９３１によって接続されている。同様に、バイアス制御部用基板９０１ＦＵの上面の接続用ランド９１２Ｐと、電力増幅部用基板９０２ＦＵの上面の接続用ランド９２２Ｐとがワイヤ９３２によって接続されている。さらに、バイアス制御部用基板９０１ＦＵの上面の接続用ランド９１３Ｐと、電力増幅部用基板９０２ＦＵの上面の接続用ランド９２３Ｐとがワイヤ９３３によって接続されている。これらワイヤ９３１，９３２，９３３による伝送経路が、図１に示した定抵抗器１３１と半導体増幅素子２１１とを接続する回路、可変抵抗部１３２と半導体増幅素子２１２とを接続する回路、可変抵抗部１３３と半導体増幅素子２１３とを接続する回路となる。
【００５２】
次に、図２（Ｂ）に示すように、配線パターンで接続する場合について説明する。積層基板９００Ｂ上には、バイアス制御部用基板９０１ＦＤと電力増幅部用基板９０２ＦＤとが所定位置に実装されている。これらバイアス制御部用基板９０１ＦＤと電力増幅部用基板９０２ＦＤは接続用バンプが基板の底面に形成された基板である。
【００５３】
バイアス制御部用基板９０１ＦＤの底面には、接続用バンプ９１１ＢＰ，９１２ＢＰ，９１３Ｐが形成されている。一方、電力増幅部用基板９０２ＦＤの底面には、接続用バンプ９２１ＢＰ，９２２ＢＰ，９２３ＢＰが形成されている。
【００５４】
積層基板９００Ｂ上には、配線パターン９４１，９４２，９４３が形成されている。
【００５５】
そして、上述のように、バイアス制御部用基板９０１ＦＤと電力増幅部用基板９０２ＦＤとを積層基板９００Ｂ上に実装する場合には、配線パターン９４１の一方端がバイアス制御部用基板９０１ＦＤの接続用バンプ９１１ＢＰに接続され、配線パターン９４１の他方端が電力増幅部用基板９０２ＦＤの接続用バンプ９２１ＢＰに接続される。同様に、配線パターン９４２の一方端がバイアス制御部用基板９０１ＦＤの接続用バンプ９１２ＢＰに接続され、配線パターン９４２の他方端が電力増幅部用基板９０２ＦＤの接続用バンプ９２２ＢＰに接続される。さらに、配線パターン９４３の一方端がバイアス制御部用基板９０１ＦＤの接続用バンプ９１３ＢＰに接続され、配線パターン９４３の他方端が電力増幅部用基板９０２ＦＤの接続用バンプ９２３ＢＰに接続される。これら配線パターン９４１，９４２，９４３による伝送経路が、図１に示した定抵抗器１３１と半導体増幅素子２１１とを接続する回路、可変抵抗部１３２と半導体増幅素子２１２とを接続する回路、可変抵抗部１３３と半導体増幅素子２１３とを接続する回路となる。
【００５６】
このように、バイアス制御部１０を構成する基板と、電力増幅部２０を構成する基板とを個別に形成することで、これら基板を異なる材質で形成することができる。具体的には、汎用で安価なＳｉ系基板でバイアス制御部用基板を形成し、高価で且つデバイスの形成が複雑ではあるが特性に優れたデバイスが形成可能なＧａＡｓ基板やＩｎＰ基板等の化合物系基板により電力増幅部用基板を形成することができる。すなわち、用途に応じて適する異なる基板を用いることできる。これにより、特性が優先される電力増幅部２０のみを化合物系基板で形成し、電力増幅部２０と比較すると精度の要求が高くないバイアス制御部１０をＳｉ系基板で形成できるので、高周波電力増幅器としての実用十分な特性を得ながら、安価に形成することができる。特に、上述のようにバイアス制御部にバッファアンプを用いれば、バイアス制御部から出力されるバイアス電圧のバラツキが緩和されるので、より有効である。
【００５７】
さらに、これらバイアス制御部用基板および電力増幅部用基板が実装される積層基板の内層電極や積層基板に実装される実装型回路素子を用いて、バイアス制御部１０や電力増幅部２０が接続する付加回路、例えば、上述の方向性結合器等を形成することもできる。このように積層基板に付加回路を形成し、当該積層基板上にバイアス制御部用基板および電力増幅部用基板を実装することで、高周波電力増幅器および当該高周波電力増幅器を備える通信モジュール等を小型に形成することもできる。
【００５８】
なお、上述の説明では、半導体増幅素子を３段接続した電力増幅部を有する高周波電力増幅器を例に示したが、２段以上の複数段であれば、上述の構成を適用でき、上述の作用効果を得ることができる。この際、少なくとも最終段の半導体増幅素子にバイアス電圧を供給する回路に、可変抵抗部を用いるようにしておけばよい。
【００５９】
また、上述の説明では、初段の半導体増幅素子にバイアス電圧を供給する回路に定抵抗器を用いた例を示したが、初段の半導体増幅素子に対して、すなわち全ての半導体増幅素子に対して可変抵抗部を用いてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１−高周波電力増幅器、１０−バイアス制御部、２０−電力増幅部、１０１−制御信号入力端子、１１１−バッファアンプ、１３０−レジスタ、１３１−定抵抗器、１３２，１３３−可変抵抗部、２０１−駆動電圧入力端子、２０２−ＲＦ用入力端子、２０３−ＲＦ用出力端子、２１１，２１２，２１３−半導体増幅素子、２２１，２２２−整合回路、
９００Ａ，９００Ｂ−積層基板、９０１ＦＵ，９０１ＦＤ−バイアス制御部用基板、９０２ＦＵ，９０２ＦＤ−電力増幅部用基板、９１１Ｐ，９１２Ｐ，９１３Ｐ，９２１Ｐ，９２２Ｐ，９２３Ｐ−接続用ランド、９１１ＢＰ，９１２ＢＰ，９１３ＢＰ，９２１ＢＰ，９２２ＢＰ，９２３ＢＰ−接続用バンプ、９３１，９３２，９３３−ワイヤ、９４１，９４２，９４３−配線パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体増幅素子が接続されてなる電力増幅部と、
前記複数の半導体増幅素子のそれぞれに与えるバイアス電圧を制御するバイアス制御部と、を備えた高周波電力増幅器であって、
前記バイアス制御部は、前記複数の半導体増幅素子毎に設けられ、バイアス制御用信号が供給されることで、それぞれに接続される半導体増幅素子へのバイアス電圧を発生する複数の抵抗部を備え、
該複数の抵抗部の少なくとも一つが可変抵抗部により形成されている、高周波電力増幅器。
【請求項２】
前記複数の半導体増幅素子における最終段の半導体増幅素子にバイアス電圧を与える抵抗部が、前記可変抵抗部である、請求項１に記載の高周波電力増幅器。
【請求項３】
前記可変抵抗部は、
それぞれがスイッチ素子と定抵抗器とが直列接続されてなる複数の直列回路を並列接続した回路と、
それぞれの直列回路のスイッチ素子にスイッチ制御信号を与えるスイッチ制御部と、を備える請求項１または請求項２に記載の高周波電力増幅器。
【請求項４】
前記バイアス制御部は、前記複数の抵抗部に接続するバッファアンプを備える、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の高周波電力増幅器。
【請求項５】
前記バッファアンプは、前記複数の抵抗部の前段の接続点以前に配置された一つのバッファアンプである、請求項４に記載の高周波電力増幅器。
【請求項６】
前記電力増幅部を構成する基板と、前記バイアス制御部を構成する基板とが異なる、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の高周波電力増幅器。
【請求項７】
前記電力増幅部の半導体増幅素子がヘテロ接合バイポーラトランジスタで形成される化合部半導体基板により前記電力増幅部を構成する基板が形成され、
前記バイアス制御部を構成する基板がＳｉ系基板で形成されている、請求項６に記載の高周波電力増幅器。
【請求項８】
前記電力増幅部を構成する基板と前記バイアス制御部を構成する基板とが、電極パターンと誘電体層とを積層してなる積層基板上に実装されている、請求項６または請求項７に記載の高周波電力増幅器。
【請求項１】
複数の半導体増幅素子が接続されてなる電力増幅部と、
前記複数の半導体増幅素子のそれぞれに与えるバイアス電圧を制御するバイアス制御部と、を備えた高周波電力増幅器であって、
前記バイアス制御部は、前記複数の半導体増幅素子毎に設けられ、バイアス制御用信号が供給されることで、それぞれに接続される半導体増幅素子へのバイアス電圧を発生する複数の抵抗部を備え、
該複数の抵抗部の少なくとも一つが可変抵抗部により形成されている、高周波電力増幅器。
【請求項２】
前記複数の半導体増幅素子における最終段の半導体増幅素子にバイアス電圧を与える抵抗部が、前記可変抵抗部である、請求項１に記載の高周波電力増幅器。
【請求項３】
前記可変抵抗部は、
それぞれがスイッチ素子と定抵抗器とが直列接続されてなる複数の直列回路を並列接続した回路と、
それぞれの直列回路のスイッチ素子にスイッチ制御信号を与えるスイッチ制御部と、を備える請求項１または請求項２に記載の高周波電力増幅器。
【請求項４】
前記バイアス制御部は、前記複数の抵抗部に接続するバッファアンプを備える、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の高周波電力増幅器。
【請求項５】
前記バッファアンプは、前記複数の抵抗部の前段の接続点以前に配置された一つのバッファアンプである、請求項４に記載の高周波電力増幅器。
【請求項６】
前記電力増幅部を構成する基板と、前記バイアス制御部を構成する基板とが異なる、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の高周波電力増幅器。
【請求項７】
前記電力増幅部の半導体増幅素子がヘテロ接合バイポーラトランジスタで形成される化合部半導体基板により前記電力増幅部を構成する基板が形成され、
前記バイアス制御部を構成する基板がＳｉ系基板で形成されている、請求項６に記載の高周波電力増幅器。
【請求項８】
前記電力増幅部を構成する基板と前記バイアス制御部を構成する基板とが、電極パターンと誘電体層とを積層してなる積層基板上に実装されている、請求項６または請求項７に記載の高周波電力増幅器。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１２４６２１（Ｐ２０１１−１２４６２１Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７８２５７（Ｐ２００９−２７８２５７）
【出願日】平成２１年１２月８日（２００９．１２．８）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月８日（２００９．１２．８）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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