專利名稱：功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及攜帶電話等的高頻帶上使用的低失真、工作熱穩(wěn)定性高的功率放大器。
背景技術(shù)：
雙極型晶體管以GaAs異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管為代表，用于攜帶電話等的功率放大器。
此外，雙極型晶體管是具有熱正反饋特性的器件，發(fā)熱使基極及集電極電流增大，所以為了熱穩(wěn)定工作，一般附加抑制集電極電流隨溫度上升而增大的電路。
此外，在發(fā)送功率放大器使用雙極型晶體管的情況下，為了增大輸出功率，一般并聯(lián)連接多個雙極型晶體管來得到規(guī)定的輸出功率。在此情況下，由于各個晶體管間溫度的不均勻性，電流集中于特定的晶體管，不能得到理想的并聯(lián)工作，或者在最差的情況下，導(dǎo)致元件損壞。因此，必須附加抑制集電極電流隨溫度上升而增大的電路。
作為該抑制集電極電流隨溫度上升而增大的電路，有在基極端子和基極偏置電源之間插入了電阻的電路。在該電路中，通過上述電阻上的壓降來抑制基極電流隨溫度上升而增大，所以其結(jié)果是能抑制集電極電流的增大。
將該電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用于多個雙極型晶體管的并聯(lián)工作的現(xiàn)有例(美國專利(US 5608353))示于圖11。
該現(xiàn)有例是n(n2以上的整數(shù))個雙極型晶體管Q101～Q10n進(jìn)行并聯(lián)工作的電路，Q101～Q10n是發(fā)射極接地雙極型晶體管，RB101～RB10n是各晶體管Q101～Q10n的基極端子和基極電源VB之間連接的電阻。此外，C101～C10n是各晶體管Q101～Q10n的基極端子和信號輸入端子RFIN之間連接的電容器。該電容器C101～C10n具有下述功能將信號輸入端子RFIN和基極電源端子VB對直流分離，同時將從信號輸入端子RFIN輸入的高頻信號導(dǎo)入各雙極型晶體管Q101～Q10n的基極端子。
此外，在該電路中，即使在各個雙極型晶體管Q101～Q10n的溫度不均勻而使各雙極型晶體管Q101～Q10n的基極電流產(chǎn)生不均勻分布的情況下，對于基極電流小的晶體管Q10k(k＝1～n)，電阻RB101～RB10n上的壓降??；而對于基極電流大的晶體管Q10k(k＝1～n)，電阻RB101～RB10n上的壓降大。其結(jié)果是，各雙極型晶體管Q10k(k＝1～n)的集電極電流被均勻化，能得到熱穩(wěn)定工作。
然而，在近年的采用數(shù)字調(diào)制解調(diào)方式的通信裝置用的功率放大器使用上述現(xiàn)有例的雙極型晶體管電路的情況下，有以下課題。
即，由于數(shù)字調(diào)制方式一般采用QPSK(四相相移鍵控)或QAM(正交調(diào)幅)等將信息加載在信號的振幅和相位兩者上的方式，所以需要忠實地放大信號波形，要求功率放大器低失真工作。因此，在這種功率放大器中，需要輸出與輸入信號的電流振幅(基極電流振幅)的增大成正比的輸出電流振幅(集電極電流振幅)。
然而，在上述現(xiàn)有例中，隨著集電極電流振幅增大，基極電流的增大使電阻RB101～RB10n上的壓降增大，所以基極電流振幅的增大和集電極電流振幅的增大不能維持正比關(guān)系。這是所謂的增益壓縮(ゲインコンプレツシヨン)，使放大器產(chǎn)生振幅失真。
因此，本發(fā)明就是為了解決上述課題而提出的，其目的在于提供一種熱穩(wěn)定工作而且低失真的功率放大器。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的功率放大器的特征在于，包括發(fā)射極接地雙極型晶體管，其集電極端子被連接在信號輸出端子上；電阻，被連接在上述發(fā)射極接地雙極型晶體管的基極端子和基極偏壓提供端子之間；以及阻抗電路部，相對于上述發(fā)射極接地雙極型晶體管的基極端子和上述基極偏壓提供端子之間的上述電阻并聯(lián)連接，對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。
在本發(fā)明的功率放大器中，相對于上述電阻并聯(lián)連接、對直流分量為開路、并且對交流分量為導(dǎo)通的阻抗電路部對交流信號構(gòu)成上述電阻的旁路。由此，從上述基極偏壓提供端子流向上述電阻的基極電流的交流分量的一部分被分配到上述旁路。因此，實際效果是能抑制上述電阻上的壓降的增大，能夠抑制上述增益壓縮，使功率放大器能夠低失真工作。
此外，上述阻抗電路部對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通，所以能夠通過上述電阻上的壓降來抑制基極電流隨溫度上升而增大。由此，其結(jié)果是，能抑制集電極電流的增大，能夠同時實現(xiàn)熱穩(wěn)定工作和低失真工作。
此外，在一實施方式中，在上述功率放大器中，上述阻抗電路部具有第1阻抗電路，其一個端子被連接在上述發(fā)射極接地雙極型晶體管的基極端子上，另一個端子被連接在信號輸入端子上；以及第2阻抗電路，其一個端子被連接在上述信號輸入端子上，另一個端子被連接在上述基極偏壓提供端子上；上述第1阻抗電路或上述第2阻抗電路中的至少一個對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。
在該實施方式中，在雙極型晶體管的基極端子和基極偏壓提供端子之間連接的電阻的兩端，對經(jīng)由第1、第2阻抗電路的高頻分量形成旁路。因此，從上述基極偏壓提供端子流向上述電阻的基極電流的交流分量的一部分被分配到上述旁路。因此，實際效果是能抑制上述電阻上的壓降的增大，能夠抑制上述增益壓縮，使功率放大器能夠低失真工作。
此外，上述第1及第2阻抗電路中的至少一個的兩端阻抗對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通，所以能夠通過上述電阻上的壓降來抑制基極電流隨溫度上升而增大。由此，其結(jié)果是，能抑制集電極電流的增大，能夠同時實現(xiàn)熱穩(wěn)定工作和低失真工作。
此外，一實施方式包括多個由上述發(fā)射極接地雙極型晶體管、上述電阻以及上述第1阻抗電路構(gòu)成的放大部；上述多個放大部的第1阻抗電路或上述第2阻抗電路中的至少一個對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。
在該一實施方式中，包括多個上述放大部，將多個上述發(fā)射極接地雙極型晶體管并聯(lián)連接來構(gòu)成功率放大器。在此情況下，對直流為開路的第1阻抗電路或第2阻抗電路中的至少一個也對交流信號構(gòu)成上述電阻的旁路。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，上述基極偏壓提供端子和各雙極型晶體管的基極端子之間的基極電流的交流分量的一部分被分配到上述旁路。由此，實際效果是能抑制各電阻上的壓降的增大，能夠抑制現(xiàn)有例中看到的增益壓縮，使功率放大器能夠低失真工作。
此外，能通過各電阻上的壓降來抑制基極電流隨溫度上升而增大，所以其結(jié)果是，能抑制各雙極型晶體管的集電極電流的增大，能夠同時實現(xiàn)熱均勻而穩(wěn)定的工作和低失真工作。
此外，在一實施方式中，上述阻抗電路部具有第1阻抗電路，其一個端子被連接在信號輸入端子上，另一個端子被連接在上述發(fā)射極接地雙極型晶體管的基極端子上；以及第2阻抗電路，其一個端子被連接在上述基極偏壓提供端子上，另一個端子被連接在上述基極端子上；上述第2阻抗電路對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。
在該一實施方式的功率放大器中，上述基極偏壓提供端子和基極端子之間連接的第2阻抗電路對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。
因此，上述第2阻抗電路對交流信號構(gòu)成直接旁路上述電阻的直接旁路。由此，從上述基極偏壓提供端子流向上述電阻的基極電流的交流分量的一部分被分配到上述旁路。因此，實際效果是能抑制上述電阻上的壓降的增大，能夠抑制上述增益壓縮，使功率放大器能夠低失真工作。
此外，上述第2阻抗電路對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通，所以能夠通過上述電阻上的壓降來抑制基極電流隨溫度上升而增大。由此，其結(jié)果是，能抑制集電極電流的增大，能夠同時實現(xiàn)熱穩(wěn)定工作和低失真工作。
此外，一實施方式包括多個由上述發(fā)射極接地雙極型晶體管、上述電阻、上述第1阻抗電路以及上述第2阻抗電路構(gòu)成的放大部；上述多個放大部的上述第2阻抗電路對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。
在該實施方式中，各放大部具有的第2阻抗電路對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。
因此，上述第2阻抗電路對交流信號構(gòu)成直接旁路上述電阻的旁路。由此，從上述基極偏壓提供端子流向上述電阻的基極電流的交流分量的一部分被分配到上述旁路。因此，實際效果是能抑制上述電阻上的壓降的增大，能夠抑制上述增益壓縮，使功率放大器能夠低失真工作。
此外，上述第2阻抗電路對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通，所以能夠通過上述電阻上的壓降來抑制基極電流隨溫度上升而增大。由此，其結(jié)果是，能抑制集電極電流的增大，能夠同時實現(xiàn)熱穩(wěn)定工作和低失真工作。
此外，在一實施方式中，上述第1或第2阻抗電路中的至少一個具有電容器，通過該電容器，對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。
在該實施方式的功率放大器中，上述第1或第2阻抗電路中的至少一個具有上述電容器，能夠用該電容器來形成對直流分量為開路、并且對交流分量為導(dǎo)通的電路。因此，能夠以簡單的電路結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)第1或第2阻抗電路中的至少一個。
此外，在一實施方式中，上述第2阻抗電路具有電容器，通過該電容器，對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。
在該實施方式中，上述第2阻抗電路能夠用該電容器來形成對直流分量為開路、并且對交流分量為導(dǎo)通的電路。因此，能夠以簡單的電路結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)上述第2阻抗電路。
此外，在一實施方式中，包括基極電壓提供部件；在上述基極偏壓提供端子和上述基極電壓提供部件之間，連接有可變阻抗電路。
在該實施方式中，上述可變阻抗電路的阻抗依賴于輸入的信號的振幅來變化。這種可變阻抗電路例如包含作為可變阻抗元件的二極管或雙極型晶體管。根據(jù)該可變阻抗電路，在從基極電壓提供部件提供的電流隨著輸入信號功率的增大而增大時，基極電壓提供部件和基極偏壓提供端子之間的阻抗降低，可變阻抗電路上的壓降降低。因此，該實施方式為能夠進(jìn)一步抑制失真的功率放大器。
另一方面，上述可變阻抗元件具有依賴于溫度的特性，所以附加上述可變阻抗元件為導(dǎo)致功率放大器熱不穩(wěn)定工作的主要原因，但是通過上述發(fā)射極接地雙極型晶體管的基極端子和基極偏壓提供端子之間連接的電阻的熱穩(wěn)定工作效果，能夠避免上述熱不穩(wěn)定工作。


圖1是本發(fā)明的功率放大器的第1實施方式的電路圖。
圖2是本發(fā)明的功率放大器的第2實施方式的電路圖。
圖3是本發(fā)明的功率放大器的第3實施方式的電路圖。
圖4是本發(fā)明的功率放大器的第4實施方式的電路圖。
圖5是本發(fā)明的功率放大器的第5實施方式的電路圖。
圖6是本發(fā)明的功率放大器的第6實施方式的電路圖。
圖7是本發(fā)明的功率放大器的第7實施方式的電路圖。
圖8是本發(fā)明的功率放大器的第8實施方式的電路圖。
圖9是本發(fā)明的功率放大器的第9實施方式的電路圖。
圖10是本發(fā)明的功率放大器的第10實施方式的電路圖。
圖11是現(xiàn)有的功率放大器的電路圖。
圖12是本發(fā)明的功率放大器的第11實施方式的電路圖。
圖13是本發(fā)明的功率放大器的第12實施方式的電路圖。
圖14是本發(fā)明的功率放大器的第13實施方式的電路圖。
圖15是本發(fā)明的功率放大器的第14實施方式的電路圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。
(第1實施方式)圖1示出本發(fā)明的功率放大器的第1實施方式。該第1實施方式的功率放大器Amp1包括具有基極端子B、集電極端子Co的發(fā)射極接地型雙極型晶體管Q1、以及基極偏壓提供端子VB和基極端子B之間連接的電阻RB。上述發(fā)射極接地型雙極型晶體管Q1的集電極端子Co被連接在信號輸出端子RFOUT上。
此外，該第1實施方式的功率放大器Amp1包括具有2個端子Pa1、Pb1的第1阻抗電路Z1，該阻抗電路Z1的端子Pa1被連接在信號輸入端子RFIN上，端子Pb1被連接在上述基極端子B上。此外，該第1實施方式包括第2阻抗電路ZZ，該第2阻抗電路ZZ的端子Pa被連接在上述信號輸入端子RFIN上，端子Pb被連接在上述基極偏壓提供端子VB上。
這里，第1阻抗電路Z1和第2阻抗電路ZZ中的至少一個的2個端子間對直流分量為開路狀態(tài)，并且對交流分量為導(dǎo)通狀態(tài)。上述第1阻抗電路Z1和第2阻抗電路ZZ構(gòu)成阻抗電路部ZI1。
因此，在該第1實施方式中，對直流來說，基極偏壓提供端子VB和基極端子B之間只有電阻RB。因此，通過上述電阻RB上的壓降來抑制基極電流隨溫度上升而增大。由此，其結(jié)果是，能夠抑制發(fā)射極接地型雙極型晶體管Q1的集電極電流的增大，能夠確保晶體管Q1抵抗周圍溫度的變化或自發(fā)熱來穩(wěn)定地工作。
另一方面，從信號輸入端子RFIN輸入的高頻信號經(jīng)由阻抗電路Z1被導(dǎo)入基極端子B。對高頻來說，在雙極型晶體管Q1的基極端子B和基極偏壓提供端子VB之間連接的電阻RB的兩端，對經(jīng)由第1、第2阻抗電路Z1、ZZ的高頻分量形成旁路。因此，流向上述電阻RB的基極電流的交流分量的一部分被分配到上述旁路。因此，實際效果是能抑制上述電阻RB上的壓降的增大，能夠抑制上述增益壓縮，使功率放大器能夠低失真工作。
此外，在該第1實施方式中，第1、第2阻抗電路Z1、ZZ對電阻RB形成高頻分量的旁路，所以通過改變該旁路上的信號的通過相位或通過振幅，也能夠調(diào)整注入到基極端子B中的電流波形。此外，在第1實施方式中，上述旁路由2個阻抗電路Z1、ZZ構(gòu)成，所以是調(diào)整注入到基極端子B中的電流波形的自由度高的電路結(jié)構(gòu)。
(第2實施方式)接著，圖2示出本發(fā)明的功率放大器的第2實施方式。該第2實施方式是比前述第1實施方式具體而且簡單的實施方式的一例，圖1中的第1阻抗電路Z1由電容器C1構(gòu)成，第2阻抗電路ZZ由電容器Ca1構(gòu)成。
根據(jù)該第2實施方式，對直流開路并且對交流導(dǎo)通的第1、第2阻抗電路Z1、ZZ能夠由電容器C1、Ca1這樣的簡單元件構(gòu)成，與前述第1實施方式同樣，能夠同時實現(xiàn)熱穩(wěn)定工作和低失真工作。
(第3實施方式)接著，圖3示出本發(fā)明的第3實施方式。該第3實施方式是在前述第2實施方式中將在電容器Ca1上串聯(lián)連接了電阻Ra1的串聯(lián)電路作為第2阻抗電路而成的。第1阻抗電路與第2實施方式同樣，由電容器C1構(gòu)成。
根據(jù)該第3實施方式，能夠通過構(gòu)成該第2阻抗電路的電阻Ra1的電阻值來調(diào)整流過電阻RB的基極電流的交流分量。因此，根據(jù)該第3實施方式，與第2實施方式相比，能夠高精度地抑制功率放大器的增益壓縮。
(第4實施方式)
接著，圖4示出本發(fā)明的功率放大器的第4實施方式。該第4實施方式包括具有基極端子B、集電極端子Co的發(fā)射極接地型雙極型晶體管Q1、以及基極偏壓提供端子VB和基極端子B之間連接的電阻RB。上述發(fā)射極接地型雙極型晶體管Q1的集電極端子Co被連接在信號輸出端子RFOUT上。
此外，該第4實施方式的功率放大器具有第1阻抗電路Z1，其端子Pa1被連接在信號輸入端子RFIN上，端子Pb1被連接在基極端子B上；以及第2阻抗電路ZZ，其端子Pa被連接在基極偏壓提供端子VB上，端子Pb被連接在基極端子B上。該第1、第2阻抗電路Z1、ZZ構(gòu)成阻抗電路部ZI2。
在該第4實施方式中，第2阻抗電路ZZ的2個端子Pa、Pb間對直流為開路狀態(tài)，并且對交流導(dǎo)通。因此，在該第4實施方式中，對直流來說，基極偏壓提供端子VB和基極端子B之間只有電阻RB。
因此，在該第4實施方式中，能夠通過上述電阻RB上的壓降來抑制基極電流隨溫度上升而增大，所以其結(jié)果是，能夠抑制集電極電流的增大。因此，能夠確保晶體管Q1抵抗周圍溫度的變化或自發(fā)熱來穩(wěn)定地工作。
另一方面，從信號輸入端子RFIN輸入的高頻信號經(jīng)由阻抗電路Z1被導(dǎo)入基極端子B。在該第4實施方式中，對高頻來說，在雙極型晶體管Q1的基極端子B和基極偏壓提供端子VB之間連接的電阻RB的兩端，第2阻抗電路ZZ對高頻分量形成旁路。因此，流向上述電阻RB的基極電流的交流分量的一部分被分配到上述旁路，實際效果是能抑制上述電阻RB上的壓降的增大，能夠抑制作為上述現(xiàn)有例的課題的增益壓縮，使功率放大器能夠低失真工作。
(第5實施方式)接著，圖5示出本發(fā)明的功率放大器的第5實施方式。該第5實施方式是第4實施方式的更具體而且更簡單的實施方式的一例。即，在該第5實施方式中，圖4所示的第1阻抗電路Z1為電容器C1，第2阻抗電路ZZ為電容器Ca1。
在該第5實施方式中，與第4實施方式同樣，通過這種由電容器C1、電容器Ca1構(gòu)成的簡單的電路結(jié)構(gòu)的第1阻抗電路Z1、第2阻抗電路ZZ，能夠同時實現(xiàn)熱穩(wěn)定工作和低失真工作。
其中，在上述第1至第5實施方式中，包括1個雙極型晶體管Q1，但是也可以在上述信號輸入端子RFIN和信號輸出端子RFOUT之間并聯(lián)連接多個發(fā)射極接地雙極型晶體管。
(第6實施方式)接著，圖6示出本發(fā)明的功率放大器的第6實施方式。該第6實施方式包括n個發(fā)射極接地型雙極型晶體管Q1～Qn。發(fā)射極接地型雙極型晶體管Q1～Qn的集電極端子Co1～Con被連接在信號輸出端子RFOUT上，發(fā)射極被接地。
此外，第1個發(fā)射極接地型雙極型晶體管Q1的基極端子B1被連接在第1阻抗電路Z1的端子Pb1及電阻RB1上。此外，上述阻抗電路Z1的端子Pa1被連接在信號輸入端子RFIN上，電阻RB1被連接在基極端子B1和基極偏壓提供端子VB之間。
同樣，第k個(k＝2～n)發(fā)射極接地型雙極型晶體管Qk(k＝2～n)的基極端子Bk被連接在第k個第1阻抗電路Zk(k＝2～n)的端子Pbk(k＝2～n)及第k個電阻RBk上。此外，第k個阻抗電路Zk(k＝2～n)的端子Pak(k＝2～n)被連接在信號輸入端子RFIN上，第k個電阻RBk(k＝2～n)被連接在第k個晶體管Qk(k＝2～n)的基極端子Bk和基極偏壓提供端子VB之間。
此外，1個第2阻抗電路ZZ被連接在信號輸入端子RFIN和基極偏壓提供端子VB之間。
上述第1個發(fā)射極接地型雙極型晶體管Q1、第1阻抗電路Z1以及電阻RB1構(gòu)成第1個放大部U1，上述第k個發(fā)射極接地型雙極型晶體管Qk、第1阻抗電路Zk以及電阻RBk構(gòu)成第k個放大部Uk。因此，在該第6實施方式中，包括由n個發(fā)射極接地型雙極型晶體管Q1～Qn、n個電阻RB1～RBn以及n個第1阻抗電路Z1～Zn構(gòu)成的n個放大部U1～Un，該n個放大部U1～Un被連接在信號輸出端子RFOUT和信號輸入端子RFIN、基極偏壓提供端子VB之間。
在該第6實施方式中，所有n個第1阻抗電路(Z1～Zn)、和1個第2阻抗電路ZZ中的至少一個的2個端子間對直流分量為開路狀態(tài)，并且對交流分量為導(dǎo)通。
因此，在該第6實施方式中，對直流來說，基極偏壓提供端子VB和各雙極型晶體管Q1～Qn的基極端子B1～Bn之間只有電阻RB1～n。
因此，在該第6實施方式中，能夠通過上述電阻RBk(k＝1～n)上的壓降來抑制各雙極型晶體管Q1～Qn的基極電流隨溫度上升而增大。因此，其結(jié)果是，能夠抑制各雙極型晶體管Q1～Qn的集電極電流的增大。因此，能夠確保各雙極型晶體管Q1～Qn抵抗周圍溫度的變化或自發(fā)熱來穩(wěn)定地工作。
另一方面，從信號輸入端子RFIN輸入的高頻信號由第1阻抗電路Z1～Zn導(dǎo)入各雙極型晶體管Q1～Qn的基極端子B1～Bn。
在該第6實施方式中，對高頻來說，在各雙極型晶體管Qk(k＝1～n)的基極端子Bk(k＝1～n)和基極偏壓提供端子VB之間連接的電阻RBk(k＝1～n)的兩端，對經(jīng)由第2阻抗電路ZZ和第1阻抗電路Zk(k＝1～n)的高頻分量形成旁路。因此，流向上述電阻RBk(k＝1～n)的基極電流的交流分量的一部分被分配到上述旁路。因此，實際效果是能抑制上述電阻RBk(k＝1～n)上的壓降的增大，能夠抑制作為上述現(xiàn)有例的課題的增益壓縮，使功率放大器能夠低失真工作。
此外，在該第6實施方式中，1個第2阻抗電路ZZ及n個第1阻抗電路Zk(k＝1～n)對n個電阻RBk(k＝1～n)形成高頻分量的旁路。在此情況下，通過改變各旁路上的信號的通過相位或通過振幅，也能夠調(diào)整注入到各雙極型晶體管Q1～Qn的基極端子B1～Bn中的電流波形。在該第6實施方式中，在上述各旁路中設(shè)有2個阻抗電路ZZ、Zk(k＝1～n)，所以通過該2個阻抗電路ZZ、Zk(k＝1～n)，能夠提高對注入到各基極端子B1～Bn中的電流波形進(jìn)行調(diào)整的自由度。
其中，在攜帶電話或無線LAN(局域網(wǎng))等通信裝置所用的發(fā)送功率放大器中，為了得到規(guī)定的輸出，像該第6實施方式那樣，一般并聯(lián)連接多個雙極型晶體管來進(jìn)行放大工作。因此，該第6實施方式的功率放大器是使用于這些用途的情況下的優(yōu)選實施方式。
(第7實施方式)接著，圖7示出本發(fā)明的功率放大器的第7實施方式。該第7實施方式是前述第6實施方式的更具體而且更簡單的實施方式。在該第7實施方式中，圖6中的n個阻抗電路Z1～Zn由n個電容器C1～Cn構(gòu)成，而且1個第2阻抗電路ZZ由1個電容器Cax構(gòu)成。
根據(jù)該第7實施方式的功率放大器，能夠以n個電容器C1～Cn、1個電容器Cax構(gòu)成第1、第2阻抗電路的簡單的電路結(jié)構(gòu)，與前述第6實施方式同樣，可同時實現(xiàn)熱穩(wěn)定工作和低失真工作。
(第8實施方式)接著，圖8示出本發(fā)明的功率放大器的第8實施方式。該第8實施方式將前述第7實施方式的電容器Cax置換為該電容器Cax和電阻Rax串聯(lián)連接而成的串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路構(gòu)成第2阻抗電路。
在該第8實施方式中，能夠通過1個電阻Rax的電阻值來調(diào)整分別流過n個電阻RBk(k＝1～n)的基極電流的交流分量。因此，根據(jù)該第8實施方式，與第7實施方式相比，能夠高精度地抑制功率放大器的增益壓縮。
(第9實施方式)接著，圖9示出本發(fā)明的功率放大器的第9實施方式。該第9實施方式包括n個發(fā)射極接地型雙極型晶體管Q1～Qn。該n個發(fā)射極接地型雙極型晶體管Q1～Qn的集電極端子Co1～Con被連接在信號輸出端子RFOUT上。
在該n個發(fā)射極接地型雙極型晶體管Q1～Qn中的第1個發(fā)射極接地型雙極型晶體管Q1的基極端子B1和信號輸入端子RFIN之間連接有第1個第1阻抗電路Z1。此外，在上述基極端子B1和基極偏壓提供端子VB之間，并聯(lián)連接有第1個電阻RB1和第1個第2阻抗電路Zx1。
同樣，在第k個發(fā)射極接地型雙極型晶體管Qk(k＝2～n)的基極端子Bk(k＝2～n)和信號輸入端子RFIN之間連接有第k個第1阻抗電路Zk(k＝2～n)。此外，在上述基極端子Bk和基極偏壓提供端子VB之間，并聯(lián)連接有第k個電阻RBk和第k個第2阻抗電路Zxk(k＝2～n)。
上述第1個發(fā)射極接地型雙極型晶體管Q1、第1阻抗電路Z1、電阻RB1以及第2阻抗電路Zx1構(gòu)成第1個放大部V1，上述第k個發(fā)射極接地型雙極型晶體管Qk、第1阻抗電路Zk、電阻RBk以及第2阻抗電路Zxk構(gòu)成第k個放大部Vk。因此，在該第9實施方式中，包括由n個發(fā)射極接地型雙極型晶體管Q1～Qn、n個電阻RB1～RBn、n個第1阻抗電路Z1～Zn以及n個第2阻抗電路Zx1～Zxn構(gòu)成的n個放大部V1～Vn，該n個放大部V1～Vn被并聯(lián)連接在信號輸出端子RFOUT和信號輸入端子RFIN、基極偏壓提供端子VB之間。
在該第9實施方式中，上述n個第2阻抗電路Zxk(k＝1～n)的2個端子Pxak、Pxbk(k＝1～n)間對直流分量為開路狀態(tài)，并且對交流分量為導(dǎo)通。
因此，在該第9實施方式中，對直流來說，基極偏壓提供端子VB和各雙極型晶體管Qk(k＝1～n)的基極端子Bk(k＝1～n)之間只有電阻RBk(k＝1～n)。因此，在該第9實施方式中，能夠通過上述電阻RBk(k＝1～n)上的壓降來抑制基極電流隨溫度上升而增大。因此，其結(jié)果是，能夠抑制各雙極型晶體管Qk(k＝1～n)的集電極電流的增大，所以能夠確保晶體管Q1～Qn抵抗周圍溫度的變化或自發(fā)熱來穩(wěn)定地工作。
另一方面，從信號輸入端子RFIN輸入的高頻信號由n個第1阻抗電路Z1～Zn導(dǎo)入各雙極型晶體管Q1～Qn的基極端子B1～Bn。
此外，在該實施方式中，對高頻來說，在各雙極型晶體管Q1～Qn的基極端子B1～Bn和基極偏壓提供端子VB之間連接的電阻RB1～RBn的兩端，對經(jīng)由第2阻抗電路Zx1～Zxn的高頻分量形成旁路。因此，流向上述電阻RB1～RBn的基極電流的交流分量的一部分被分配到上述旁路，所以實際效果是能夠抑制上述電阻RB1～RBn上的壓降的增大，能夠抑制增益壓縮，使功率放大器能夠低失真工作。
在攜帶電話或無線LAN等通信裝置所用的發(fā)送功率放大器中，為了得到規(guī)定的輸出，一般并聯(lián)連接多個雙極型晶體管來進(jìn)行放大工作。因此，該第9實施方式的功率放大器是使用于這些用途的情況下的優(yōu)選實施方式。
(第10實施方式)接著，圖10示出本發(fā)明的功率放大器的第10實施方式。該第10實施方式是前述第9實施方式的更具體而且更簡單的實施方式的一例。即，在該第10實施方式中，圖9中的第2阻抗電路Zx1～Zxn由電容器Cx1～Cxn構(gòu)成，第1阻抗電路Z1～Zn由電容器C1～Cn構(gòu)成。
根據(jù)該第10實施方式，能夠以這種簡單的結(jié)構(gòu)同時實現(xiàn)熱穩(wěn)定工作和低失真工作。
(第11實施方式)接著，圖12示出本發(fā)明的第11實施方式。該第11實施方式的功率放大器在與上述圖1所示的第1實施方式的功率放大器Amp相同的功率放大器Amp1的基極偏壓提供端子VB、和基極電壓提供部件——基極電壓提供電路121之間連接有可變阻抗電路122。即，在該第11實施方式中，在上述功率放大器Amp1(參照圖1及圖12)的放大用雙極型晶體管Q1的基極B和基極電壓提供電路121之間連接有可變阻抗電路122。
上述可變阻抗電路122的阻抗依賴于流過該可變阻抗電路122的電流值。即，通過該可變阻抗電路122的存在，在從上述基極電壓提供電路121提供的電流隨著輸入信號功率的增大而增大時，基極偏壓提供端子VB和基極電壓提供電路121之間的阻抗降低。因此，在輸入到上述放大用雙極型晶體管Q1的基極B中的輸入信號的信號功率增大時，上述可變阻抗電路122上的壓降減小，所以能夠進(jìn)一步抑制功率放大器的失真。
此外，上述可變阻抗電路122例如通過作為可變阻抗元件的二極管、雙極型晶體管的基-發(fā)射結(jié)、或基-集電結(jié)等來實現(xiàn)。這些可變阻抗元件具有依賴于溫度的特性，所以在放大用雙極型晶體管Q1的基-發(fā)射結(jié)的溫度特性上疊加上述可變阻抗元件具有的溫度特性。以往，由于這種原因，基極電流隨溫度上升而更顯著地增大，成為導(dǎo)致功率放大器熱不穩(wěn)定工作的主要原因。與此相反，在該第11實施方式中，能夠通過構(gòu)成放大器Amp1的圖1的電阻RB上的壓降來抑制基極電流隨溫度上升而增大，而且即使附加該電阻RB也能夠?qū)崿F(xiàn)功率放大器的低失真工作。
(第12實施方式)接著，圖13示出第12實施方式。該第12實施方式中將圖12所示的第11實施方式中的可變阻抗電路122變?yōu)殡娐方Y(jié)構(gòu)更具體的可變阻抗電路132。
在該第12實施方式的結(jié)構(gòu)例中，可變阻抗元件為二極管Dx。該二極管Dx被連接在基極電壓提供部件——基極電壓提供電路121和基極偏壓提供端子VB之間，其正向指向基極偏壓提供端子VB。在該二極管Dx和基極電壓提供電路121之間連接有電阻Rx1，在該二極管Dx和電阻Rx1的連接點Px與地之間，串聯(lián)連接有電阻Rx2和電容器Cx。
該電阻Rx1、Rx2、及電容器Cx用于進(jìn)行偏置調(diào)整及可變阻抗量的調(diào)整，各元件(電阻Rx1、Rx2及電容器Cx)的電阻值、電容值被適當(dāng)設(shè)定。
(第13實施方式)接著，圖14示出第13實施方式。該第13實施方式將圖12所示的第11實施方式中的可變阻抗電路122變?yōu)殡娐方Y(jié)構(gòu)更具體的可變阻抗電路142。
在該第13實施方式的結(jié)構(gòu)中，可變阻抗元件由雙極型晶體管Qx的基-發(fā)射結(jié)構(gòu)成。該雙極型晶體管Qx的發(fā)射極被連接在基極偏壓提供端子VB上，集電極經(jīng)電阻Rx1被連接在基極電壓提供部件——基極電壓提供電路121上。此外，該雙極型晶體管Qx的基極被連接在上述集電極上。
上述集電極和電阻Rx1的連接點Px1被連接在上述集電極和基極的連接點Px2上，在該連接點Px2和地之間，串聯(lián)連接有電阻Rx2和電容器Cx。
該電阻Rx1、Rx2、及電容器Cx用于進(jìn)行偏置調(diào)整及可變阻抗量的調(diào)整，各元件(Rx1、Rx2及Cx)的電阻值、電容值被適當(dāng)設(shè)定。
(第14實施方式)接著，圖15示出第14實施方式。該第14實施方式包括取代圖12的第11實施方式的基極電壓提供電路121的第1基極電壓提供電路151和第2基極電壓提供電路152。此外，在該第14實施方式中，包括可變阻抗電路153，它取代圖12的可變阻抗電路122。
在該第14實施方式中，可變阻抗元件為雙極型晶體管Qx。該雙極型晶體管Qx的發(fā)射極被連接在基極偏壓提供端子VB上，集電極被連接在第2基極電壓提供電路152上。此外，該雙極型晶體管Qx的基極經(jīng)由電阻Rx11被連接在第1基極電壓提供電路151上。此外，在上述基極和電阻Rx11的連接點Px11與地之間，串聯(lián)連接有電阻Rx22和電容器Cxx。
在圖15所示的結(jié)構(gòu)例中，可變阻抗元件由雙極型晶體管Qx的基-發(fā)射結(jié)構(gòu)成，但是與圖14的結(jié)構(gòu)例的不同點在于，雙極型晶體管Qx的基極被連接在第1基極電壓提供電路151上，集電極被連接在第2基極電壓提供電路152上。在該第14實施方式中，向基極偏壓提供端子VB提供的電流可以由雙極型晶體管Qx1的集電極上直接連接的第2基極電壓提供電路152提供。因此，向功率放大器Amp1的圖1所示的功率放大晶體管Q1提供基極電流的能力高，能夠抑制高輸出時的增益壓縮。
其中，在圖12～圖15所示的第11～第14實施方式中，作為功率放大器Amp1，包括圖1所示的第1實施方式，但是該功率放大器Amp1也可以為圖2～圖10所示的第2～第10實施方式中的任一個功率放大器。
從以上可知，本發(fā)明的功率放大器相對于發(fā)射極接地雙極型晶體管的基極端子和基極偏壓提供端子之間連接的電阻并聯(lián)連接，對直流分量為開路、并且對交流分量為導(dǎo)通的阻抗電路部對交流信號構(gòu)成旁路上述電阻的旁路。由此，從基極偏壓提供端子流向上述電阻的基極電流的交流分量的一部分被分配到上述旁路。因此，實際效果是能抑制上述電阻上的壓降的增大，能夠抑制上述增益壓縮，使功率放大器能夠低失真工作。
此外，上述阻抗電路部對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通，所以能夠通過上述電阻上的壓降來抑制基極電流隨溫度上升而增大。由此，其結(jié)果是，能抑制集電極電流的增大，能夠同時實現(xiàn)熱穩(wěn)定工作和低失真工作。
此外，在一實施方式中，在雙極型晶體管的基極端子和基極偏壓提供端子之間連接的電阻的兩端，對經(jīng)由第1、第2阻抗電路的高頻分量形成旁路。因此，從基極偏壓提供端子流向上述電阻的基極電流的交流分量的一部分被分配到上述旁路。因此，實際效果是能抑制上述電阻上的壓降的增大，能夠抑制上述增益壓縮，使功率放大器能夠低失真工作。
此外，上述第1及第2阻抗電路中的至少一個的阻抗對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。所以能夠通過上述電阻上的壓降來抑制基極電流隨溫度上升而增大。由此，其結(jié)果是，能抑制集電極電流的增大，能夠同時實現(xiàn)熱穩(wěn)定工作和低失真工作。
此外，一實施方式包括多個由上述發(fā)射極接地雙極型晶體管、上述電阻以及上述第1阻抗電路構(gòu)成的放大部，將多個上述發(fā)射極接地雙極型晶體管并聯(lián)連接來構(gòu)成功率放大器。在此情況下，對直流為開路的第1阻抗電路或第2阻抗電路中的至少一個對交流信號構(gòu)成旁路上述電阻的旁路。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，上述基極偏壓提供端子和各雙極型晶體管的基極端子之間的基極電流的交流分量的一部分被分配到上述旁路。由此，實際效果是能抑制各電阻上的壓降的增大，能夠抑制現(xiàn)有例中看到的增益壓縮，使功率放大器能夠低失真工作。
此外，能通過各電阻上的壓降來抑制基極電流隨溫度上升而增大，所以其結(jié)果是，能抑制各雙極型晶體管的集電極電流的增大，能夠同時實現(xiàn)熱均勻而穩(wěn)定的工作和低失真工作。
此外，在一實施方式中，上述阻抗電路部具有一個端子被連接在上述基極偏壓提供端子上、另一個端子被連接在上述基極端子上的第2阻抗電路，上述第2阻抗電路對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。
因此，上述第2阻抗電路對交流信號構(gòu)成直接旁路上述電阻的旁路。由此，從上述基極偏壓提供端子流向上述電阻的基極電流的交流分量的一部分被分配到上述旁路。因此，實際效果是能抑制上述電阻上的壓降的增大，能夠抑制上述增益壓縮，使功率放大器能夠低失真工作。
此外，上述第2阻抗電路對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通，所以能夠通過上述電阻上的壓降來抑制基極電流隨溫度上升而增大。由此，其結(jié)果是，能抑制集電極電流的增大，能夠同時實現(xiàn)熱穩(wěn)定工作和低失真工作。
此外，在一實施方式中，包括多個由上述發(fā)射極接地雙極型晶體管、上述電阻、上述第1阻抗電路以及上述第2阻抗電路構(gòu)成的放大部，各放大部具有的第2阻抗電路對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。
因此，上述第2阻抗電路對交流信號構(gòu)成直接旁路上述電阻的旁路。由此，從上述基極偏壓提供端子流向上述電阻的基極電流的交流分量的一部分被分配到上述旁路。因此，實際效果是能抑制上述電阻上的壓降的增大，能夠抑制上述增益壓縮，使功率放大器能夠低失真工作。
此外，上述第2阻抗電路對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通，所以能夠通過上述電阻上的壓降來抑制基極電流隨溫度上升而增大。由此，其結(jié)果是，能抑制集電極電流的增大，能夠同時實現(xiàn)熱穩(wěn)定工作和低失真工作。
此外，在一實施方式中，上述第1或第2阻抗電路中的至少一個具有電容器，通過該電容器，對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。因此，能夠以簡單的電路結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)第1或第2阻抗電路中的至少一個。
此外，在一實施方式中，上述第2阻抗電路具有電容器，通過該電容器，對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。因此，能夠以簡單的電路結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)上述第2阻抗電路。
權(quán)利要求
1.一種功率放大器，其特征在于，包括發(fā)射極接地雙極型晶體管，其集電極端子被連接在信號輸出端子上；電阻，被連接在上述發(fā)射極接地雙極型晶體管的基極端子和基極偏壓提供端子之間；以及阻抗電路部，相對于上述發(fā)射極接地雙極型晶體管的基極端子和上述基極偏壓提供端子之間的上述電阻并聯(lián)連接，對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。
2.如權(quán)利要求1所述的功率放大器，其特征在于，上述阻抗電路部具有第1阻抗電路，其一個端子被連接在信號輸入端子上，另一個端子被連接在上述發(fā)射極接地雙極型晶體管的基極端子上；以及第2阻抗電路，其一個端子被連接在上述基極偏壓提供端子上，另一個端子被連接在上述基極端子上；上述第2阻抗電路對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。
3.如權(quán)利要求2所述的功率放大器，其特征在于，包括多個由上述發(fā)射極接地雙極型晶體管、上述電阻、上述第1阻抗電路以及上述第2阻抗電路構(gòu)成的放大部；上述多個放大部的上述第2阻抗電路對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。
4.如權(quán)利要求2或3所述的功率放大器，其特征在于，上述第2阻抗電路具有電容器，通過該電容器，對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通。
5.如權(quán)利要求1所述的功率放大器，其特征在于，包括基極電壓提供部件；在上述基極偏壓提供端子和上述基極電壓提供部件之間，連接有可變阻抗電路。
6.如權(quán)利要求5所述的功率放大器，其特征在于，上述可變阻抗電路包含二極管或雙極型晶體管。
全文摘要
提供熱穩(wěn)定工作而且低失真的功率放大器。在該功率放大器中，在雙極型晶體管(Q1)的基極端子(B)和基極偏壓提供端子(VB)之間連接的電阻(RB)的兩端，對經(jīng)由第1及第2阻抗電路(Z1、ZZ)的高頻分量形成旁路。因此，從基極偏壓提供端子(VB)流向電阻(RB)的基極電流的交流分量的一部分被分配到上述旁路。因此，實際效果是能抑制電阻(RB)上的壓降的增大，能夠抑制增益壓縮，使功率放大器能夠低失真工作。此外，第1及第2阻抗電路(Z1、ZZ)中的至少一個的阻抗對直流分量為開路，并且對交流分量為導(dǎo)通，所以能夠通過電阻(RB)上的壓降來抑制基極電流隨溫度上升而增大。
文檔編號H03F3/20GK1838527SQ20061007363
公開日2006年9月27日 申請日期2003年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月27日
發(fā)明者作野圭一 申請人:夏普公司