本發(fā)明涉及一種功率放大器，該功率放大器即使在多個(gè)fet單元并聯(lián)連接的情況下也能夠?qū)崾Э剡M(jìn)行抑制。

背景技術(shù)：

對(duì)于在無線通信等中使用的功率放大器，要求在寬的環(huán)境溫度下穩(wěn)定地工作。另外，對(duì)于移動(dòng)通信的基站，要求超過40w的工作功率，由功率放大器消耗的功率大，因此即使在高溫下也穩(wěn)定地工作這一點(diǎn)尤為重要。

通常，功率放大器所常用的fet構(gòu)成為，源極接地，對(duì)柵極端子施加負(fù)電壓，對(duì)漏極端子施加正電壓。漏極電流由柵極電壓控制，將柵極電壓設(shè)得越高，則漏極電流越增加。另外，對(duì)于現(xiàn)實(shí)的器件來說，從柵極端子流動(dòng)反方向的泄漏電流，成為常常會(huì)在高溫下引起熱失控的原因。

熱失控的機(jī)理如下所述。柵極泄漏電流隨著工作溫度的上升而增加，因此在高溫下，柵極端子處的柵極電壓上升，漏極電流增加。其結(jié)果，fet處的消耗功率增加，因此陷入發(fā)熱變大、工作溫度上升這樣的建立了正反饋的狀態(tài)。因此，要求對(duì)高溫工作時(shí)的熱失控進(jìn)行抑制，而且，為了無線設(shè)備的小型化，期望在功率放大器內(nèi)設(shè)置補(bǔ)償電路。

對(duì)于如上所述的要求，就現(xiàn)有的功率放大器而言，提出有下述技術(shù)，即，在將電源電壓通過2個(gè)電阻進(jìn)行分壓而供給柵極偏置的偏置電路中，使用溫度系數(shù)大的電阻作為連接于柵極端子和接地端子之間的電阻(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。該電阻的電阻值在高溫下變大，因此施加至柵極端子的電壓降低。因此，能夠抑制高溫下的柵極泄漏電流的增加所導(dǎo)致的漏極電流的增加，因此能夠?qū)崾Э剡M(jìn)行抑制。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2000－349563號(hào)公報(bào)

就多個(gè)fet單元并聯(lián)連接的功率放大器而言，由于配置在中心附近的fet單元的低散熱性，因此工作溫度根據(jù)fet單元的位置而不同。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中存在熱失控的抑制效果降低的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是為了解決如上所述的課題而提出的，其目的在于得到一種功率放大器，該功率放大器即使在多個(gè)fet單元并聯(lián)連接的情況下也能夠?qū)崾Э剡M(jìn)行抑制。

本發(fā)明所涉及的功率放大器的特征在于，具有：多個(gè)fet單元，它們相互并聯(lián)連接；多個(gè)第1電阻，它們各自對(duì)應(yīng)地連接于所述多個(gè)fet單元的柵極端子和接地端子之間；多個(gè)第2電阻，它們的一端與所述多個(gè)fet單元的所述柵極端子分別連接，另一端相互連接；多個(gè)電容，它們與所述多個(gè)第2電阻分別并聯(lián)連接；以及第3電阻，其連接于所述多個(gè)第2電阻的另一端的連接點(diǎn)和電源端子之間，所述第1電阻具有比所述第2及第3電阻大的電阻溫度系數(shù)，配置為與所述第3電阻相比更加接近所對(duì)應(yīng)的所述fet單元。

發(fā)明的效果

在本發(fā)明中，將具有比第2及第3電阻大的電阻溫度系數(shù)的第1電阻各自對(duì)應(yīng)地連接于多個(gè)fet單元的柵極端子和接地端子之間，將該第1電阻配置為與第3電阻相比更加接近所對(duì)應(yīng)的fet單元。由此，能夠?qū)?yīng)于各fet單元的溫度而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定柵極電壓，因此即使在多個(gè)fet單元并聯(lián)連接的情況下也能夠?qū)崾Э剡M(jìn)行抑制。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的功率放大器的電路圖。

圖2是表示對(duì)比例所涉及的功率放大器的電路圖。

圖3是表示多個(gè)fet單元并聯(lián)連接的fet芯片的俯視圖。

圖4是表示在對(duì)比例的情況下，某個(gè)殼體溫度下的工作溫度的評(píng)價(jià)結(jié)果的圖。

圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的各fet單元的柵極電壓的計(jì)算結(jié)果的圖。

圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的功率放大器的電路圖。

標(biāo)號(hào)的說明

3a、3b、3cfet單元，4a、4b、4c、5a、5b、5c、7電阻，6a、6b、6c電容，8電源端子

具體實(shí)施方式

參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的功率放大器進(jìn)行說明。對(duì)相同或?qū)?yīng)的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)，有時(shí)省略重復(fù)說明。

實(shí)施方式1.

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的功率放大器的電路圖。fet1例如是由ganhemt器件或gaas構(gòu)成的fet。fet1具有相互并聯(lián)連接的多個(gè)fet單元3a、3b、3c。各個(gè)fet單元是由n根單位fet并聯(lián)地合成的。各fet單元3a、3b、3c構(gòu)成為，源極接地。另外，漏極端子與輸出端子out連接。與各fet單元3a、3b、3c的柵極端子連接有柵極偏置電路2。

在柵極偏置電路2中，電阻4a、4b、4c各自對(duì)應(yīng)地連接于fet單元3a、3b、3c的柵極端子和接地端子之間。接地端子是用于將本實(shí)施方式1所涉及的功率放大器接地的端子。電阻5a、5b、5c的一端與fet單元3a、3b、3c的柵極端子分別連接，另一端相互連接。電阻5a、5b、5c的另一端的連接點(diǎn)與被輸入rf信號(hào)的輸入端子in連接。電容6a、6b、6c與電阻5a、5b、5c分別并聯(lián)連接。電容6a、6b、6c具有在工作頻率下接近于短路的電容值，將rf信號(hào)進(jìn)行旁通。

電阻7連接于電阻5a、5b、5c的另一端的連接點(diǎn)和電源端子8之間。在這里，電源端子8是用于將本實(shí)施方式1所涉及的功率放大器與外部電源連接的端子，通過對(duì)電源端子8施加負(fù)電壓vgg，從而對(duì)各fet單元3a、3b、3c的柵極端子供給柵極電壓。電阻由金屬電阻構(gòu)成，電容由mim構(gòu)成，它們被作為mmic而集成化。

電阻4a、4b、4c具有比電阻5a、5b、5c及電阻7大的電阻溫度系數(shù)，配置為與電阻7相比更加接近所對(duì)應(yīng)的fet單元3a、3b、3c。

接下來，與對(duì)比例進(jìn)行比較而對(duì)本實(shí)施方式的效果進(jìn)行說明。圖2是表示對(duì)比例所涉及的功率放大器的電路圖。在對(duì)比例中，在多個(gè)fet單元3a、3b、3c的柵極端子和接地端子之間匯總地連接有1個(gè)電阻4。電阻4與電阻7同樣地遠(yuǎn)離fet單元3a、3b、3c而配置。

圖3是表示多個(gè)fet單元并聯(lián)連接的fet芯片的俯視圖。在半導(dǎo)體基板100之上，以隔著細(xì)長的fet1的方式設(shè)置有漏極焊盤9和柵極焊盤10。將fet1的兩端分別設(shè)為a、b。

圖4是表示在對(duì)比例的情況下，某個(gè)殼體溫度下的工作溫度的評(píng)價(jià)結(jié)果的圖?？芍?，如果對(duì)fet中央附近的溫度和兩端a、b的溫度進(jìn)行比較，則存在大約50℃的差。這是因?yàn)橹醒敫浇纳嵝员葍啥瞬?。因此，中央附近的fet單元最容易發(fā)生熱失控。

在對(duì)比例中，通過連接于柵極端子和接地端子之間的電阻4，相對(duì)于溫度而對(duì)柵極電壓進(jìn)行補(bǔ)償，但針對(duì)各fet單元3a、3b、3c的柵極電壓相同。因此，如果為了對(duì)中央的fet單元3b的熱失控進(jìn)行抑制，將與溫度上升對(duì)應(yīng)的柵極電壓的降低量設(shè)定得大，則對(duì)于兩端的fet單元3a、3c而成為過度的補(bǔ)償。

與此相對(duì)，在本實(shí)施方式中，將電阻4a、4b、4c配置在各fet單元3a、3b、3c的附近，因此電阻4a、4b、4c的電阻值對(duì)應(yīng)于各fet單元3a、3b、3c的發(fā)熱而變化。因此，與溫度高的中央的fet單元3b相對(duì)應(yīng)的電阻4b示出相對(duì)較大的電阻值，與兩端的fet單元3a、3c相對(duì)應(yīng)的電阻4a、4c示出相對(duì)較小的電阻值。另一方面，電阻7是遠(yuǎn)離fet單元3a、3b、3c而配置的，因此不易受fet單元3a、3b、3c的發(fā)熱的影響。并且，與各fet單元3a、3b、3c的柵極端子串聯(lián)連接有電阻5a、5b、5c，因此對(duì)各fet單元3a、3b、3c施加不同的柵極電壓。此時(shí)施加至各fet單元3a、3b、3c的柵極電壓依賴于電阻4a、4b、4c的電阻值。因此，中央的fet單元3b的柵極電壓被設(shè)定得相對(duì)較低，兩端的fet單元3a、3c的柵極電壓被設(shè)定得相對(duì)較高。

圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的各fet單元的柵極電壓的計(jì)算結(jié)果的圖。vgg是－2.5v，電阻4a、4b、4c的電阻值是500ω，電阻5a、5b、5c的電阻值是300ω，電阻7的電阻值是10ω，電容6a、6b、6c的電容值是12pf，電阻4a、4b、4c的電阻溫度系數(shù)是+2000ppm。另外，假設(shè)電阻4a、4b、4c示出與各fet單元的工作溫度相對(duì)應(yīng)的電阻值。并且，假設(shè)在低功率工作的情況下各fet單元的工作溫度為25℃，溫度差充分小。因此，各fet單元的柵極電壓都是－1.52v。另一方面，在高功率工作的情況下，如上所述，對(duì)應(yīng)于各fet單元的位置而產(chǎn)生工作溫度差。在這里，假設(shè)fet單元3a、3c的工作溫度是200℃，fet單元3b的工作溫度是250℃。根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，工作溫度低的fet單元3a、3c的柵極電壓是－1.68v，與此相對(duì)，工作溫度高的fet單元3的柵極電壓是－1.71v，被設(shè)定出更低的柵極電壓。

如以上說明所述，在本實(shí)施方式中，將具有比電阻5a、5b、5c及電阻7大的電阻溫度系數(shù)的電阻4a、4b、4c各自對(duì)應(yīng)地連接于fet單元3a、3b、3c的柵極端子和接地端子之間，配置為與電阻7相比更加接近所對(duì)應(yīng)的fet單元3a、3b、3c。由此，能夠?qū)?yīng)于各fet單元3a、3b、3c的溫度而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定柵極電壓，因此即使在多個(gè)fet單元3a、3b、3c并聯(lián)連接的情況下也能夠?qū)崾Э剡M(jìn)行抑制。

此外，優(yōu)選電阻4a、4b、4c的溫度系數(shù)是與fet1的柵極泄漏電流的溫度依賴性相對(duì)應(yīng)地設(shè)定的。在fet1的柵極泄漏電流的溫度依賴性大的情況下，由溫度上升導(dǎo)致的柵極電壓的上升也大，因此需要將電阻4a、4b、4c的溫度系數(shù)也設(shè)定得大。另外，在取決于fet單元3a、3b、3c的位置的溫度差大的情況下，需要將各fet單元3a、3b、3c的柵極電壓差設(shè)定得大。在該情況下，能夠通過將電阻5a、5b、5c的電阻值相對(duì)于電阻4a、4b、4c的電阻值而設(shè)定得大，由此將各fet單元3a、3b、3c的柵極端子間的電位差增大。

實(shí)施方式2.

在實(shí)施方式1中僅將電阻4a、4b、4c配置在fet單元3a、3b、3c的附近。與此相對(duì)，在本實(shí)施方式中，電阻5a、5b、5c是具有比電阻7的溫度系數(shù)小的負(fù)的電阻溫度系數(shù)的外延電阻，配置為與電阻7相比更加接近所對(duì)應(yīng)的fet單元3a、3b、3c。

在高溫下，柵極泄漏電流增加而流過電阻5a、5b、5c，從而使fet單元3a、3b、3c的柵極電壓上升。但是，在本實(shí)施方式中，在高溫下，電阻5a、5b、5c的電阻值降低，因此能夠?qū)艠O電壓的上升進(jìn)行抑制。并且，在fet單元3a、3b、3c間產(chǎn)生溫度差的情況下，與溫度更高的fet單元3b連接的電阻5b示出比電阻5a、5c小的電阻值，因此fet單元3b的柵極電壓被設(shè)定得比fet單元3a、3c低。其結(jié)果，能夠比實(shí)施方式1更可靠地對(duì)熱失控進(jìn)行抑制。

另外，電阻5a、5b、5c是外延電阻。金屬電阻的溫度系數(shù)由材料大致唯一地決定，但外延電阻的電阻溫度系數(shù)根據(jù)外延濃度而變化，因此能夠得到期望的溫度系數(shù)。因此，能夠?qū)⑴cfet單元3a、3b、3c的溫度變化相對(duì)的各fet單元3a、3b、3c的柵極電壓的調(diào)整范圍擴(kuò)大。

此外，也可以將電阻5a、5b、5c構(gòu)成為具有金屬電阻和外延電阻，該金屬電阻具有正的電阻溫度系數(shù)，該外延電阻與金屬電阻串聯(lián)連接且具有負(fù)的電阻溫度系數(shù)。由此，能夠通過改變各自的電阻比，從而得到期望的溫度系數(shù)。

實(shí)施方式3.

圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的功率放大器的電路圖。與實(shí)施方式1不同，沒有電阻4a、4b、4c。另外，電阻5a、5b、5c是具有比電阻7的溫度系數(shù)小的負(fù)的電阻溫度系數(shù)的外延電阻，配置為與電阻7相比更加接近fet單元3a、3b、3c。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1相同。

柵極泄漏電流隨著fet1的溫度變高而增加，但與柵極端子連接的電阻5a、5b、5c的電阻值降低而使柵極電壓降低。因此，能夠?qū)Ω邷叵碌臒崾Э剡M(jìn)行抑制。另外，能夠?qū)?yīng)于各fet單元3a、3b、3c的溫度而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定柵極電壓，因此即使在多個(gè)fet單元3a、3b、3c并聯(lián)連接的情況下也能夠?qū)崾Э剡M(jìn)行抑制。并且，由于不需要電阻4a、4b、4c，因此能夠與實(shí)施方式1相比將裝置小型化。