本發(fā)明涉及一種功率放大模塊。

背景技術：

移動電話等移動通信設備中，為了將向基站發(fā)送的無線頻率(RF：Radio Frequency)信號的功率放大而使用功率放大器模塊。例如，專利文獻1中揭示了對應多模式多頻帶的功率放大器模塊。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特表2012-527186號公報

技術實現要素：

發(fā)明所要解決的技術問題

近年來，隨著移動通信設備中可使用的頻帶的擴大，發(fā)送接收頻率間隔有時使用比較窄的頻帶。然而，專利文獻1所公開的功率放大器模塊中，放大發(fā)送頻帶的信號時，與接收頻帶重疊的噪聲疊加在信號上導致噪聲也被一并放大，因此在發(fā)送接收頻率間隔比較窄的頻帶中尤其存在接收靈敏度惡化的問題。

本發(fā)明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于，提供在發(fā)送接收頻率間隔較窄的頻帶中抑制接收頻帶的噪聲產生的功率放大模塊。

解決技術問題所采用的技術方案

本發(fā)明的一方面所涉及的功率放大模塊，包括：第一輸入端子，該第一輸入端子輸入第一頻帶中的第一發(fā)送信號；第二輸入端子，該第二輸入端子輸入比第一頻帶的發(fā)送接收頻率間隔窄的第二頻帶中的第二發(fā)送信號；第一放大電路，第一發(fā)送信號被輸入至該第一放大電路，該第一放大電路輸出放大第一發(fā)送信號后的第一放大信號；第二放大電路，第二發(fā)送信號被輸入至該第二放大電路，該第二放大電路輸出放大第二發(fā)送信號后的第二放大信號；第三放大電路，第一或第二放大信號被輸入至該第三放大電路，該第三放大電路輸出放大第一或第二放大信號后的輸出信號；以及衰減電路，該衰減電路設置在第二輸入端子與第二放大電路之間，使第二頻帶中的接收頻帶的分量衰減。

發(fā)明效果

根據本發(fā)明，能夠提供在發(fā)送接收頻率間隔較窄的頻帶中抑制接收頻帶的噪聲產生的功率放大模塊。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的功率放大模塊100A的結構的圖。

圖2是表示本發(fā)明的另一個實施方式的功率放大模塊100B的結構的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行具體說明。另外，對相同要素標記相同標號并省略重復說明。

圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的功率放大模塊100A的結構的圖。功率放大模塊100A具有將多個通信標準及多個頻帶的RF信號的功率放大的功能。功率放大模塊100A被包含在，移動電話等用戶終端中的、用于對向基站發(fā)送的發(fā)送信號進行處理的發(fā)送單元中。另外，雖然在圖1中未圖示，但用戶終端也包括用于對從基站接收的接收信號進行處理的接收單元。發(fā)送單元及接收單元例如被提供為一個通信單元。

功率放大模塊100A對應于多個通信標準(模式)。在圖1所示的示例中，是2G(第二代移動通信系統)、3G(第三代移動通信系統)以及4G(第四代移動通信系統)的多模式，但通信標準不限于此，例如也可以是3G、4G以及5G(第五代移動通信系統)的多模式。此外，功率放大模塊100A所對應的通信標準的個數不限于三個，也可以是一個或兩個以上。

另外，功率放大模塊100A對應于多個頻帶(頻段)。雖然圖1中作為3G/4G的頻帶的一個示例，對B1(發(fā)送頻帶：1920～1980MHz)、B2(發(fā)送頻帶：1850～1910MHz)、B3(發(fā)送頻帶：1710～1785MHz)、B5(發(fā)送頻帶：824～849MHz)、B8(發(fā)送頻帶：880～915MHz)、B12(發(fā)送頻帶：699～716MHz)、B17(發(fā)送頻帶：704～716MHz)七個頻帶進行了圖示，但頻帶不限于此。本實施方式中，將B1、B2以及B3這三個頻帶稱為高頻帶、將B5、B8、B12以及B17這四個頻帶稱為低頻帶。另外，低頻帶中的B12、B17是表示發(fā)送頻帶(B12的情況下、為699～716MHz)的中心頻率與接收頻帶(B12的情況下、為729～746MHz)的中心頻率的間隔的發(fā)送接收頻率間隔比較窄的頻帶。例如，B12、B17的發(fā)送接收頻率間隔比B5和B8的發(fā)送接收頻率間隔窄。另外，對GSM(注冊商標)(global system for mobile communications：全球移動通信系統)的高頻帶(GSM_HB)及低頻帶(GSM_LB)這兩個頻帶進行了圖示，作為2G的頻帶的示例。

接著，對功率放大模塊100A的各構成要素進行說明。如圖1所示，功率放大模塊100A包括3G/4G用芯片110、2G用芯片120、偏置控制電路130、匹配電路MN3、MN7、開關元件SW1～SW4、以及電容器C1～C6。

3G/4G用芯片110將從輸入端子IN1～IN3提供的3G/4G的RF信號放大并輸出。2G用芯片120將從輸入端子IN1、IN3提供的2G的RF信號放大并輸出。在后文中將詳細描述3G/4G用芯片110以及2G用芯片120的結構。

偏置控制電路130根據從功率放大模塊100A的外部輸入的控制信號Bcont來生成偏置電流，向3G/4G用芯片110或2G用芯片120所包括的功率放大電路PA1～PA11提供偏置電流。

匹配電路(MN：Matching Network)MN3、MN7分別是用于使設置在該匹配電路的前級的電路的輸出阻抗與設置在該匹配電路的后級的電路的輸入阻抗匹配的電路，用電容器和電感器來構成。另外，后文中描述的匹配電路MN1、MN2、MN4～MN6、MN8～MN13也是同樣的。

開關元件SW1、SW2各自基于對輸入端子IN3、IN1輸入的發(fā)送信號的通信標準，當發(fā)送信號是3G/4G時，將發(fā)送信號提供至3G/4G用芯片110，當發(fā)送信號是2G時，將發(fā)送信號提供至2G用芯片120。開關元件SW1、SW2例如可以利用SOI(Silicon on Insulator：絕緣體上硅)安裝在功率放大模塊100A的基板上。由此，能夠整合2G及3G/4G的發(fā)送信號的輸入端子。因此，與根據通信標準來設置各個輸入端子相比，能夠使端子數減少。

開關元件SW3、SW4各自基于發(fā)送信號的頻帶，將放大的發(fā)送信號向對應頻帶的輸出端子OUT1(B1)、OUT2(B2)、OUT3(B3)的任一個或者OUT4(B5)、OUT5(B8)、OUT6(B12、B17)的任一個輸出。另外，如圖1所示，可以對每個頻帶各設置一個輸出端子，也可以幾個頻帶共用一個輸出端子。

電容器C1～C6將發(fā)送信號的直流分量去除。另外，后文中描述的電容器C7也是同樣的。

接著，對3G/4G用芯片110以及2G用芯片120的結構進行說明。3G/4G用芯片110包括功率放大電路PA1～PA5、匹配電路MN1、MN2、MN4～MN6以及電容器C7。2G用芯片120包括功率放大電路PA6～PA11以及匹配電路MN8～MN13。

功率放大電路PA1～PA11都是用于進行發(fā)送信號的放大的電路，由放大用晶體管構成。放大用晶體管例如是異質結晶雙極晶體管(HBT：Heterojunction Bipolar Transistor)等雙極晶體管。也可以用場效應晶體管(MOSFET：Metal-oxide-semiconductor Field Effect Transistor)來作為放大用晶體管。

本實施方式中，3G/4G用芯片110由高頻帶用放大路徑、低頻帶用放大路徑、低頻帶中的特定頻帶用放大路徑這三個放大路徑構成。2G用芯片120由高頻帶用放大路徑以及低頻帶用放大路徑這兩個放大路徑構成。具體而言，功率放大電路PA1、PA2被設置為3G/4G的高頻帶用放大路徑，功率放大電路PA3、PA5被設置為3G/4G的低頻帶用放大路徑，功率放大電路PA4、PA5被設置為3G/4G的低頻帶中的特定頻帶用放大路徑，它們各自構成兩級的放大路徑。功率放大電路PA6～PA8被設置為2G的高頻帶用放大路徑，功率放大電路PA9～PA11被設置為2G的低頻帶用放大路徑，它們各自構成三級的放大路徑。

以下，作為示例，對3G/4G用芯片110中的發(fā)送信號的放大進行具體說明。

3G/4G的高頻帶(例如，B1、B2、B3)的發(fā)送信號RFhigh從輸入端子IN3被輸入后，經由電容器C1被開關元件SW1提供給3G/4G用芯片110的高頻帶用放大路徑。該信號經由匹配電路MN1被初級(驅動級)功率放大電路PA1放大。放大的信號經由匹配電路MN2被第二級(功率級)功率放大電路PA2放大，放大的信號向匹配電路MN3輸出。

另一方面，3G/4G的低頻帶(第一頻帶)(例如，B5、B8)的發(fā)送信號RFlow(第一發(fā)送信號)從輸入端子IN1(第一輸入端子)被輸入后，經由電容器C2由開關元件SW2提供給3G/4G用芯片110的低頻帶用放大路徑。該信號經由匹配電路MN5被驅動級功率放大電路PA3(第一放大電路)放大。放大的信號(第一放大信號)經由匹配電路MN6被功率級功率放大電路PA5(第三放大電路)放大，放大的信號(輸出信號)向匹配電路MN7輸出。

接著，對3G/4G的低頻帶中、發(fā)送接收頻率間隔比其他低頻帶(例如，B5、B8)的發(fā)送接收頻率間隔窄的頻帶(第二頻帶)的發(fā)送信號被輸入的情況(以下，用B12、B17作為第二頻帶的一例來進行說明)進行說明。

頻帶B12、B17的發(fā)送信號RFlow’(第二發(fā)送信號)，從與3G/4G的低頻帶用的輸入端子IN1不同的輸入端子IN2(第二輸入端子)被輸入。然后，該信號經由電容器C7及匹配電路MN4(衰減電路)被驅動級功率放大電路PA4(第二放大電路)放大。放大的信號(第二放大信號)經由匹配電路MN6被功率級的功率放大電路PA5(第三放大電路)放大，放大的信號(輸出信號)向匹配電路MN7輸出。這樣，在3G/4G用芯片110中，除了其他低頻帶的輸入端子IN1以及功率放大電路PA3之外，還為了發(fā)送信號RFlow’而另外包括專用的輸入端子IN2、匹配電路MN4、以及功率放大電路PA4。

在此，由于頻帶B12、B17的發(fā)送接收頻率間隔較窄(例如為30MHz左右)，所以發(fā)送信號RFlow’中包含的噪聲可能與接收頻帶重疊。該噪聲被放大，從而對接收信號產生較大影響，引起接收靈敏度下降的問題。因此，對于放大這樣的頻帶中的發(fā)送信號，降低噪聲變得特別重要。

作為噪聲的降低方法的示例，考慮了降低HBT的基極電阻，即、增大HBT的發(fā)射極面積。然而，HBT的發(fā)射極面積的增大伴隨著增益的降低。因此，假設由一個功率放大電路來構成低頻帶的功率放大，那么對于與發(fā)送信號RFlow’(例如700MHz)不同頻帶的發(fā)送信號RFlow(例如900MHz)而言，存在增益不足的問題。另一方面，本實施方式中，通過分割驅動級的功率放大電路，能夠對每個頻帶都采用最佳的設計。具體而言，對于功率放大電路PA4，為了減少噪聲能使發(fā)射極面積比較大，對于功率放大電路PA3、為了確保所期望的增益能使發(fā)射極面積比較小。由此，對于發(fā)送信號RFlow的功率放大能維持所期望的增益水平并且對于發(fā)送信號RFlow’的功率放大能抑制噪聲。

另外，本實施方式中，能夠另行獨立設計匹配電路MN5(發(fā)送信號RFlow用)以及匹配電路MN4(發(fā)送信號RFlow’用)。因此，能夠避免利用一個匹配電路來對大致覆蓋700MHz～900MHz的寬頻帶的發(fā)送信號進行阻抗匹配這一難題。此外，能夠使匹配電路MN4作為衰減電路發(fā)揮作用。即，匹配電路MN4具備使發(fā)送信號RFlow’中的接收頻帶的分量衰減的功能，從而能夠抑制噪聲產生，進一步降低噪聲對接收信號造成的影響。

如上所述，功率放大模塊100A中，進行發(fā)送信號RFlow’的放大時，抑制與接收頻帶重疊的頻率中的、噪聲的產生。

另外，當從輸入端子IN2輸入了發(fā)送信號RFlow’時，能構成為使開關元件SW2與2G用芯片120的低頻帶用放大路徑連接，或者作為不穩(wěn)定狀態(tài)將輸入端子IN1電切斷。由此，進行發(fā)送信號RFlow’的放大時，抑制從輸入端子IN1向3G/4G用芯片110的功率放大電路PA5提供噪聲。

另外，本實施方式中，能夠使3G/4G用芯片110為單塊微波集成電路(MMIC：Monolithic Microwave Integrated Circuit)，使電容器C7內置于3G/4G用芯片110的結構。由此，能夠減少搭載器件個數。

另外，2G用芯片120所包括的放大路徑中，高頻帶用放大路徑以及低頻帶用放大路徑都是在3G/4G的高頻帶用放大路徑的結構中增加了第三級功率放大電路的結構。即，2G的低頻帶的發(fā)送信號GSM_LB(第三發(fā)送信號)從輸入端子IN1被輸入，由開關元件SW2分配給2G用芯片120的低頻帶用放大路徑后，經由匹配電路MN11被功率放大電路PA9(第四放大電路)放大，經由匹配電路12被功率放大電路PA10放大，經由匹配電路MN13被功率放大電路PA11放大。2G的高頻帶用放大路徑與2G的低頻帶用放大路徑是同樣的，因此省略其具體說明。

另外，雖然在圖1中3G/4G用芯片110的放大路徑由兩級功率放大電路構成，2G用芯片120的放大路徑由三級功率放大電路構成，但任一個芯片的功率放大電路的級數都不限于此，可以各自為一級或兩級，也可以為三級以上。

圖2是將表示本發(fā)明的另一個實施方式的功率放大模塊100B的結構的圖。對與功率放大模塊100A相同的要素標記相同標號并省略說明。本實施方式中，省略與功率放大模塊100A共通的事項的描述，僅對不同點進行說明。特別是，對于同樣的構成所產生的同樣的作用效果，不再在每個實施方式依次言及。

功率放大模塊100B除功率放大模塊100A的結構之外，還包括濾波器電路140。

濾波器電路140設置在輸入端子IN2與3G/4G用芯片110所包括的特定低頻帶用放大路徑之間，對發(fā)送信號RFlow’進行濾波處理。具體而言，進行使發(fā)送信號RFlow’中的接收頻帶分量衰減的濾波。由此，抑制接收頻帶分量的信號的放大，與功率放大模塊100A相比，能夠進一步抑制接收靈敏度的惡化。

濾波器電路140例如可以使用使發(fā)送信號RFlow’中的發(fā)送頻帶分量通過、接收頻帶分量衰減的帶通濾波器。作為帶通濾波器的一例，可以使用聲表面波(SAW：Surface Acoustic Wave)濾波器，但濾波器不限于此。

以上，對本發(fā)明的示例性的實施方式進行了說明。功率放大模塊100A、100B，針對發(fā)送接收頻率間隔比較窄的頻帶包括與其他頻帶不同的輸入端子IN2、驅動級功率放大電路PA4、以及衰減電路。由此，能使發(fā)送信號RFlow’中包含的接收頻帶分量衰減，并且僅將發(fā)送頻帶分量放大。因此，在進行發(fā)送信號RFlow’的功率放大時抑制噪聲產生從而抑制接收靈敏度的惡化。

另外，也可以由功率放大電路PA4的前級中包括的匹配電路MN4來起到衰減電路的作用。由此，能夠不增大電路規(guī)模而減少噪聲。

另外，功率放大模塊100B中還包括濾波器電路140來作為衰減電路。由此，能夠使發(fā)送信號RFlow’中包含的接收頻帶分量進一步衰減，能夠進一步抑制接收靈敏度的惡化。

另外，所述濾波器電路140可以使用帶通濾波器，例如可以使用聲表面波濾波器。

另外，功率放大模塊100A、100B中，可以使構成功率放大電路PA4的HBT的發(fā)射極面積比構成功率放大電路PA3的HBT的發(fā)射極面積大。由此，針對發(fā)送信號RFlow的功率放大能維持所期望的增益水平，并且針對發(fā)送信號RFlow’的功率放大能抑制噪聲。

另外，功率放大模塊100A、100B包括開關元件SW1、SW2。由此，能整合2G及3G/4G的RF信號的輸入端子。因此，與根據通信標準來設置各個輸入端子相比，端子數減少。

另外，功率放大模塊100A、100B在進行發(fā)送信號RFlow’的功率放大時，能夠使開關元件SW2與2G用芯片120的低頻段用放大路徑連接、或者將輸入端子IN1電切斷。由此，進行發(fā)送信號RFlow’的放大時，抑制從輸入端子IN1向3G/4G用芯片110的功率放大電路PA5提供噪聲。

另外，以上說明的各實施方式用于使本發(fā)明容易理解，而不用于限定解釋本發(fā)明。在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內可進行變更/改良，并且其等效物包含在本發(fā)明內。即，只要具備本發(fā)明的特征，本領域技術人員對各實施方式施加適當設計變更而得到的方案也包含于本發(fā)明的范圍內。例如，各實施方式所具備的各要素及其配置、材料、條件、形狀、大小等并不限定于示例的內容，可以進行適當變更。另外，各實施方式是示例，眾所周知可以將不同實施方式中所示的結構進行局部置換或組合，所得到的方案只要包含本發(fā)明的特征就包含在本發(fā)明的范圍內。

標號說明

100A、100B 功率放大模塊

110 3G/4G用芯片

120 2G用芯片

130 偏置控制電路

140 濾波器電路

AP1～AP11 功率放大電路

MN1～MN13 匹配電路

SW1～SW4 開關元件

C1～C7 電容器