本發(fā)明涉及功率放大電路。

背景技術(shù)：

已知在使用晶體管的功率放大電路中輸出信號會產(chǎn)生失真，從而一般需要在較大范圍的輸出電平下抑制輸出信號的失真。對于該要求，例如在專利文獻(xiàn)1中公開了一種功率放大電路，其在偏置電路中使用檢波用二極管對輸入信號的包絡(luò)信號的振幅進(jìn)行檢波，該振幅越大，就越加抑制偏置電流的電流量。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國際公開第2009/125555號

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

失真特性不僅具有輸出電平的依賴性，還存在頻率依賴性，但是在專利文獻(xiàn)1中公開的電路中，雖然能夠在較大范圍的輸出電平下改善輸出信號的失真特性，卻難以改善寬頻帶的頻率下的失真特性。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的是提供一種具備能在較大范圍的輸出電平以及寬頻帶的頻率下改善輸出信號的失真特性的偏置電路的功率放大電路。

解決技術(shù)問題的技術(shù)方案

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的一個(gè)側(cè)面所涉及的功率放大電路包括：第一輸出晶體管，該第一輸出晶體管的集電極或者漏極被提供電源電壓，發(fā)射極或者源極接地，對提供至基極或者柵極的輸入信號進(jìn)行放大并從集電極或者漏極輸出第一放大信號；第一晶體管，該第一晶體管的集電極或者漏極被提供電源電壓，基極或者柵極被提供第一電流，從發(fā)射極或者源極向第一輸出晶體管的基極或者柵極提供第一偏置電流；以及第二晶體管，該第二晶體管的集電極或者漏極與第一晶體管的基極或者柵極連接，該第二晶體管的基極或者柵極被提供第二電流，從發(fā)射極或者源極向第一輸出晶體管的基極或者柵極提供第二偏置電流，并且該功率放大電路能對第一電流和第二電流中的至少一方的電流量進(jìn)行調(diào)整。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能提供一種具備能在較大范圍的輸出電平以及寬頻帶的頻率下對輸出信號的失真特性進(jìn)行改善的偏置電路的功率放大電路。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的電路圖。

圖2是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的增益特性圖的曲線圖。

圖3是本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的電路圖。

圖4是本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的電路圖。

圖5是本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的電路圖。

圖6是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的增益特性圖的曲線圖。

圖7A是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的功率放大電路和比較例的ACLR特性的模擬結(jié)果的曲線圖。

圖7B是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的功率放大電路和比較例的增益特性的模擬結(jié)果的曲線圖。

圖8A是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的ACLR特性的模擬結(jié)果的曲線圖。

圖8B是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的ACLR特性的模擬結(jié)果的曲線圖。

圖8C是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的ACLR特性的模擬結(jié)果的曲線圖。

圖8D是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的增益特性的模擬結(jié)果的曲線圖。

圖8E是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的增益特性的模擬結(jié)果的曲線圖。

圖8F是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的增益特性的模擬結(jié)果的曲線圖。

圖9A是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的ACLR特性的模擬結(jié)果的曲線圖。

圖9B是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的增益特性的模擬結(jié)果的曲線圖。

圖9C是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的ACLR特性的模擬結(jié)果的曲線圖。

圖9D是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的增益特性的模擬結(jié)果的曲線圖。

圖9E是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的ACLR特性的模擬結(jié)果的曲線圖。

圖9F是示出本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的功率放大電路的增益特性的模擬結(jié)果的曲線圖。

具體實(shí)施方式

以下，對于本發(fā)明的實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，對于相同的要素，標(biāo)注相同符號并省略重復(fù)說明。

＝＝第1實(shí)施方式＝＝

圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的功率放大電路100A的結(jié)構(gòu)例的圖。

功率放大電路100A對無線頻率(RF：Radio Frequency)信號RFin(輸入信號)進(jìn)行放大，并輸出放大信號RFout1(第一放大信號)。

如圖1所示，功率放大電路100A包括偏置電路200A、控制電路300、電容元件C1、電感器L1、以及雙極晶體管TrRF1。

偏置電路200A生成偏置電流Ibias1(第一偏置電流)、Ibias2(第二偏置電流)，并向雙極晶體管TrRF1的基極提供偏置電流Ibias1、Ibias2。偏置電路200A的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)情況將在后文中闡述。

控制電路300生成規(guī)定的電流，并將電流提供給偏置電路200A。具體而言，控制電路300將控制電流Icont1(第一控制電流)和Icont2(第二控制電流)提供給偏置電路200A，以控制偏置電流Ibias1和Ibias2的電流量?？刂齐娏鱅cont1和Icont2能夠分別獨(dú)立地進(jìn)行控制。

電容元件C1中，從功率放大電路100A的外部向第一端子提供RF信號RFin，第二端子與雙極晶體管TrRF1的基極連接。電容元件C1去除RF信號RFin的直流分量。

電感器L1中，電源電壓Vcc被提供至第一端子，第二端子與雙極晶體管TrRF1的集電極連接。

雙極晶體管TrRF1(第一輸出晶體管)的集電極上經(jīng)由電感器L1被提供電源電壓Vcc，基極與電容元件C1的第二端子連接，發(fā)射極接地。從功率放大電路100A的外部提供的RF信號RFin、以及從偏置電路200A輸出的偏置電流Ibias1、Ibias2被提供至雙極晶體管TrRF1的基極。由此，從雙極晶體管TrRF1的集電極輸出將RF信號RFin放大后的放大信號RFout1。此外，雙極晶體管TrRF1的增益特性受從偏置電路200A提供的偏置電流的控制。

接著，對于偏置電路200A的偏置電流的產(chǎn)生方法進(jìn)行描述。

偏置電路200A包括電壓生成電路210(210a、210b)；電阻元件R1、R2；以及雙極晶體管Tr1、Tr2。

電壓生成電路210(210a、210b)基于從控制電路300提供的控制電流Icont1和Icont2，生成規(guī)定電平的電壓。

具體而言，電壓生成電路210a(第一電壓生成電路)包括例如電阻元件R3；雙極晶體管Tr4、Tr5；以及電容元件C2。電阻元件R3(第一電阻元件)中，控制電流Icont1被提供至第一端子，第二端子與雙極晶體管Tr4的集電極連接。雙極晶體管Tr4(第四晶體管)中，進(jìn)行二極管連接，集電極連接至電阻元件R3的第二端子，發(fā)射極連接至雙極晶體管Tr5的集電極。雙極晶體管Tr5(第五晶體管)中，進(jìn)行二極管連接，集電極連接至雙極晶體管Tr4的發(fā)射極，發(fā)射極接地。電容元件C2中，第一端子連接至電阻元件R3的第二端子和雙極晶體管Tr4的集電極，第二端子接地。

此外，電壓生成電路210b(第二電壓生成電路)包括例如電阻元件R4(第二電阻元件)；雙極晶體管Tr6(第六晶體管)、Tr7(第七晶體管)；以及電容元件C3。電壓生成電路210b的結(jié)構(gòu)與電壓生成電路210a相同，因此省略詳細(xì)的說明。

根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，電壓生成電路210a中，通過二極管連接的兩個(gè)雙極晶體管Tr4、Tr5，在雙極晶體管Tr4的集電極產(chǎn)生規(guī)定電平的電壓(第一電壓)(例如2.6v左右)。在電壓生成電路210b中，通過二極管連接的兩個(gè)雙極晶體管Tr6、Tr7，在雙極晶體管Tr6的集電極產(chǎn)生規(guī)定電平的電壓(第二電壓)(例如2.6v左右)。

雙極晶體管Tr1(第一晶體管)中，電源電壓Vcc被提供至集電極，基極連接至雙極晶體管Tr4的集電極，發(fā)射極連接至電阻元件R1的第一端子。提供至雙極晶體管Tr1的基極的電流(第一電流)通過從控制電路300提供的控制電流Icont1進(jìn)行控制。

雙極晶體管Tr2(第二晶體管)中，集電極連接至雙極晶體管Tr1的基極，基極連接至雙極晶體管Tr1的集電極，發(fā)射極連接至電阻元件R2的第一端子。提供至雙極晶體管Tr2的基極的電流(第二電流)通過從控制電路300提供的控制電流Icont2進(jìn)行控制。

電阻元件R1、R2中，各自的第一端子與雙極晶體管Tr1、Tr2的發(fā)射極連接，第二端子與雙極晶體管TrRF1的基極連接。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，偏置電路200A生成偏置電流Ibias1、Ibias2，并提供至雙極晶體管TrRF1的基極。

以下，作為偏置電流的供電源，對于偏置電流Ibias和Ibias2的切換作用和效果進(jìn)行詳細(xì)的說明。

偏置電流Ibias和Ibias2的各個(gè)電流值根據(jù)雙極晶體管TrRF1的輸出功率Pout1進(jìn)行變動(dòng)。對于這點(diǎn)進(jìn)行說明。

在雙極晶體管TrRF1的輸出功率Pout1較小的情況(RF信號的信號電平較小的情況)下，雙極晶體管TrRF1的基極電流Ibb的電流量較小。在該情況下，雙極晶體管TrRF1所需要的偏置電流為少量，因此作為偏置電流的供電源，流過雙極晶體管Tr2的偏置電流Ibias2占主導(dǎo)。這是因?yàn)槿綦p極晶體管Tr2有電流流過，則雙極晶體管Tr1的基極電流被引出，從而雙極晶體管Tr1的基極電流減少。

另一方面，在雙極晶體管TrRF1的輸出功率Pout1較大的情況(RF信號的信號電平較大的情況)下，雙極晶體管TrRF1的基極電流Ibb的電流量較大。在該情況下，雙極晶體管TrRF1需要更多的偏置電流，因此使得從雙極晶體管Tr1也提供偏置電流Ibias1。此時(shí)，若雙極晶體管Tr1有電流流過，則雙極晶體管Tr2的集電極電流將減少雙極晶體管Tr1的基極電流(若將雙極晶體管Tr1的電流放大率設(shè)為hFE，則基極電流＝Ibias1÷hFE)部分。因而，偏置電流Ibias1增加，而偏置電流Ibias2減少。即，若雙極晶體管TrRF1的基極電流Ibb超過規(guī)定的電平，則作為偏置電流的供電源，流過雙極晶體管Tr1的偏置電流Ibias1占主導(dǎo)。對于上述的偏置電流Ibias1、Ibias2的電流量，能通過對控制電流Icont1、Icont2的電流量進(jìn)行控制來調(diào)整。

接著，關(guān)注功率放大電路100A中從雙極晶體管TrRF1的基極端觀察得到的偏置電路200A的輸出阻抗Z*。將經(jīng)由雙極晶體管Tr1的路徑的輸出阻抗設(shè)為Z1，并將經(jīng)由雙極晶體管Tr2的路徑的輸出阻抗設(shè)為Z2將波爾茲曼常數(shù)設(shè)為k，將絕對溫度設(shè)為T，將元電荷設(shè)為q，將電阻元件R1、R2的電阻值設(shè)為r1、r2，將雙極晶體管Tr1的電流放大率設(shè)為hFE，將從雙極晶體管Tr1的基極端觀察得到的控制電路300側(cè)的輸出阻抗設(shè)為Z’，則Z1和Z2由以下的式(1)、(2)來表示。

【數(shù)學(xué)式1】

因而，Z*由以下式(3)來表示。

【數(shù)學(xué)式2】

在基極電流Ibb的電流量較少的情況下，如上所述作為偏置電流的供電源，偏置電流Ibias2占主導(dǎo)，式(1)的右邊第一項(xiàng)中的Ibias1的值較小。因而，Z1為整體非常大的值，根據(jù)式(3)，Z*≈Z2成立。此處，將Z2與不具備雙極晶體管Tr2時(shí)的偏置電路的輸出阻抗Z1比較，則在式(2)的右邊第2項(xiàng)中，Z2比Z1要大Z’未除以(1+hFE)的那部分的值。因而，在基極電流Ibb的電流值較低的情況下，偏置電路200A整體的輸出阻抗Z*與不具備雙極晶體管Tr2的情況相比較高。

另一方面，在基極電流Ibb的電流量較多的情況下，式(2)的右邊第1項(xiàng)中的Ibias2的值較小，因此Z2成為非常大的值。因而，根據(jù)式(3)，Z*≈Z1成立，偏置電路200A整體的輸出阻抗Z*成為與不具備雙極晶體管Tr2的情況相同的值。

即，在雙極晶體管TrRF1的輸出功率Pout1較小的區(qū)域中，偏置電路200A整體的輸出阻抗Z*與不具備雙極晶體管Tr2的電路相比更高。相反地，在雙極晶體管TrRF1的輸出功率Pout1較大的區(qū)域中，偏置電路200A整體的輸出阻抗Z*成為與不具備雙極晶體管Tr2的電路大致相同的值。由此，偏置電路200A整體的輸出阻抗Z*與不具備雙極晶體管Tr2的電路相比，變化量較大。因而，在功率放大電路100A中，能通過控制電流Icont1、Icont2的控制，對偏置電流Ibias1、Ibias2的電流量進(jìn)行調(diào)整，以使輸出阻抗Z*變化。

此處，隨著雙極晶體管TrRF1的輸出功率Pout1的增大,雙極晶體管TrRF1的基極電流Ibb的電流值增加，則Ibb×Z*的值增加。由此，雙極晶體管TrRF1的基極電壓下降Ibb×Z*，因此不能得到理想的增益。即，若雙極晶體管TrRF1超過在規(guī)定的輸出電平下的功率值Pcomp，則發(fā)生增益減小的現(xiàn)象(增益壓縮)，增益特性劣化。此外，在較大范圍的輸出電平下增益為固定的情況是理想的，而不固定的情況被稱為增益特性劣化。

而且，若輸出功率Pout1進(jìn)一步增大，則伴隨RF信號RFin的振幅增大，雙極晶體管Tr1的發(fā)射極端的RF振幅變大。另一方面，基于RF信號RFin振幅的雙極晶體管Tr1的基極端的RF振幅較小。即，在雙極晶體管Tr1中，發(fā)射極電壓的變化較大，另一方面基極電壓的變化較小。

因而，在雙極晶體Tr1的發(fā)射極電壓隨著RF信號RFin的振幅上升的情況下，和基極電壓的差減小，雙極晶體管Tr1成為截止?fàn)顟B(tài)。另一方面，在雙極晶體Tr1的發(fā)射極電壓下降的情況下，和基極電壓的差增大，雙極晶體管Tr1成為導(dǎo)通狀態(tài)，抑制發(fā)射極電壓的下降。由此，通過重復(fù)導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)，雙極晶體管Tr1的發(fā)射極電壓的平均值上升。

由此，雙極晶體管TrRF1的基極電壓上升，發(fā)生增益比理想值更高的現(xiàn)象(增益擴(kuò)展)。即，在雙極晶體管TrRF1中，若超過比規(guī)定的輸出電平下的功率值Pcomp更高的輸出電平下的功率值Pexp，則發(fā)生增益擴(kuò)展，增益特性劣化。

對于上述的增益壓縮和增益擴(kuò)展，在功率放大電路100A中，通過上述的輸出阻抗Z*的控制，能調(diào)整增益壓縮開始的功率值Pcomp。以下，參照圖2，對于功率值Pcomp、Pexp的具體的調(diào)整方法進(jìn)行說明。

圖2是示出雙極晶體管TrRF1的輸出功率Pout1和增益特性的關(guān)系圖的曲線圖。此處，作為輸出阻抗Z*的控制的一個(gè)示例，對控制電流Icont2的電流量進(jìn)行調(diào)整。如圖2所示，若增加控制電流Icont2的電流量，則輸出阻抗Z*增加，增益壓縮開始的功率值Pcomp變小。相反地，若減小控制電流Icont2的電流量，則輸出阻抗Z*減小，增益壓縮開始的功率值Pcomp變大。由此，通過對控制電流Icont2進(jìn)行調(diào)整，使得增益壓縮開始產(chǎn)生的功率值Pcomp接近增益擴(kuò)展開始產(chǎn)生的功率值Pexp，從而能夠抑制增益特性伴隨輸出功率Pout1的變動(dòng)而劣化。

而且，雖然增益特性存在頻率依賴性，但是在功率放大電路100A中，能夠根據(jù)RF信號RFin的頻率獨(dú)立地對控制電路300的控制電流Icont1和Icont2進(jìn)行控制。因而，在寬頻帶的RF信號RFin中，能改善增益特性的劣化。

＝＝第2實(shí)施方式＝＝

圖3是示出功率放大電路100的一個(gè)示例即功率放大電路100B的圖。此外，在與功率放大電路100A等同的要素上標(biāo)注相同的標(biāo)號并省略說明。功率放大電路100B包括偏置電路200B代替功率放大電路100A的偏置電路200A。

偏置電路200B與圖1所示的偏置電路200A相比，不同之處在于還具備電流調(diào)整電路220。

電流調(diào)整電路220包括雙極晶體管Tr3和電阻元件R5。

雙極晶體管Tr3(第三晶體管)中，集電極與雙極晶體管Tr2的基極連接，基極與電阻元件R5的第一端子連接，發(fā)射極接地。

電阻元件R5中，第一端子與雙極晶體管Tr3的基極連接，第二端子與雙極晶體管Tr1的發(fā)射極連接。

在偏置電路200B中，電流調(diào)整電路220根據(jù)流過雙極晶體管Tr1的偏置電流Ibias1的電流量，對雙極晶體管Tr2的基極電流的電流量進(jìn)行調(diào)整。具體而言，若偏置電流Ibias1超過規(guī)定的電平，則雙極晶體管Tr3呈導(dǎo)通狀態(tài)，并引出雙極晶體管Tr2的基極電流。因而，流過雙極晶體管Tr2的偏置電流Ibias2的電流量減少，因此能夠減小偏置電流的主要供電源從雙極晶體管Tr2切換到雙極晶體管Tr1(從Ibias1<Ibias2變?yōu)镮bias1>Ibias2)時(shí)的輸出信號的電平。

＝＝第3實(shí)施方式＝＝

圖4是示出功率放大電路100的一個(gè)示例即功率放大電路100C的圖。此外，在與功率放大電路100A等同的要素上標(biāo)注相同的標(biāo)號并省略說明。功率放大電路100C包括偏置電路200C代替功率放大電路100A的偏置電路200A。

偏置電路200C與圖1所示的偏置電路200A相比，不同之處在于：電源電壓Vcc(第一控制電壓)代替控制電流Icont1被提供至電壓生成電路210a的輸入端子(電阻元件R3的第一端子)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，電壓生成電路210a通過電源電壓Vcc來驅(qū)動(dòng)，因此與偏置電路200A相比，能夠減少一個(gè)端子。因而，功率放大電路100C與功率放大電路100A相比，能夠縮小芯片尺寸并且獲得與功率放大電路100A相同的效果。

此外，還能采用以下結(jié)構(gòu)：將電源電壓Vcc(第二控制電壓)提供至電壓生成電路210b的輸入端子(電阻元件R4的第一端子)而非電壓生成電路210a，將控制電流Icont1提供至電壓生成電路210a的輸入端子(電阻元件R3的第一端子)。

此外，如圖3所示的功率放大電路100B那樣，即使在具備電流調(diào)整電路220的結(jié)構(gòu)中，也能夠采用與圖4所示的實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)。

＝＝第4實(shí)施方式＝＝

圖4是示出功率放大電路100的一個(gè)示例即功率放大電路100D的圖。此外，在與功率放大電路100A等同的要素上標(biāo)注相同的標(biāo)號并省略說明。

功率放大電路100D與圖1所示的功率放大電路100A相比，不同之處在于采用兩級放大器的多級放大電路。

具體而言，如圖5所示，功率放大電路100D除了功率放大電路100A的結(jié)構(gòu)以外，還包括偏置電路200D、電容元件C4、電感器L2、以及雙極晶體管TrRF2。

偏置電路200D包括電壓生成電路210c、電阻元件R6、以及雙極晶體管Tr8。

電壓生成電路210c包括例如電阻元件R7；雙極晶體管Tr9、Tr10；以及電容元件C5。電壓生成電路210c的結(jié)構(gòu)與電壓生成電路210a相同，因此省略詳細(xì)的說明。

電阻元件R6中，第一端子與雙極晶體管Tr8的發(fā)射極連接，第二端子與雙極晶體管TrRF2的基極連接。

雙極晶體管Tr8中，電源電壓Vcc被提供至集電極，基極連接至電阻元件R7的第二端子和雙極晶體管Tr9的集電極，發(fā)射極連接至電阻元件R6的第一端子。從控制電路300提供的控制電流Icont3和從電壓生成電路210c輸出的電壓被提供至雙極晶體管Tr8的基極。由此，從雙極晶體管Tr8的發(fā)射極輸出偏置電流。

通過上述結(jié)構(gòu)，偏置電路200D將偏置電流提供至雙極晶體管TrRF2的基極。

電容元件C4中，通過雙極晶體管TrRF1的集電極放大后的放大信號RFout1被提供至第一端子，第二端子與雙極晶體管TrRF2的基極連接。電容元件C4去除放大信號RFout1的直流分量。

電感器L2中，電源電壓Vcc被提供至第一端子，第二端子與雙極晶體管TrRF2的集電極連接。

雙極晶體管TrRF2(第二輸出晶體管)中，電源電壓Vcc經(jīng)由電感器L2被提供至集電極，基極與電容元件C4的第二端子連接，發(fā)射極接地。放大信號RFout1和從偏置電路200D輸出的偏置電流被提供至雙極晶體管TrRF2的基極。由此，從雙極晶體管TrRF2的集電極輸出將放大信號RFout1進(jìn)一步發(fā)大后的放大信號RFout2(第二放大信號)。即，功率放大電路100D與功率放大電路100A～100C相比，是電路整體的放大率更高的電路。

接著，對于功率放大電路100D的增益特性的劣化的改善方法，參照圖6進(jìn)行說明。

圖6的上部是示出功率放大電路100D的雙極晶體管TrRF1(第一級放大器)和雙極晶體管TrRF2(最后極放大器)各自的輸出功率和增益特性的關(guān)系圖的曲線圖。如圖6上部所示，不具備雙極晶體管Tr2的偏置電路200D所在的最后級放大器的增益特性在超過規(guī)定的輸出功率值時(shí)發(fā)生增益擴(kuò)展，之后進(jìn)行增益壓縮。

此處，第一級放大器如圖2所示，通過偏置電路200A，能夠?qū)υ陂_始增益壓縮的輸出電平下的功率值Pcomp進(jìn)行調(diào)整。因而，通過對功率值Pcomp進(jìn)行調(diào)整，使得第一級放大器的增益特性成為最后級放大器的增益特性的相反特性，從而能夠使第一級放大器和最后級放大器各自的特性劣化相互抵消，改善通過整個(gè)放大器后的增益特性的劣化。

具體而言，如圖6上部所示，能夠使第一級放大器開始增益壓縮的功率值Pcomp_Pre接近最后級放大器開始增益擴(kuò)展的功率值Pexp_Post。由此，如圖6下部所示，若將第一級放大器和最后級放大器的增益特性合成，則在最后級放大器產(chǎn)生的增益擴(kuò)展被在第一級放大器產(chǎn)生的增益壓縮抵消，從而提高增益特性的線性。因而，功率放大電路100D與功率放大電路100A相比，能夠確保更高的放大率，并且能改善通過整個(gè)放大器后的增益特性的劣化。

而且，如圖6下部所示，對于在增益壓縮和增益擴(kuò)展發(fā)生切換的輸出電平下的功率值Ptop，在合成后的增益特性中，與不使用偏置電路200A的最后級放大器相比，能夠得到比功率值Ptop更高的功率值Ptop′。即，功率放大電路100D與不具備偏置電路200A的多級放大器相比，能夠?qū)Ω蠓秶墓β手档腞F信號RFin改善其增益特性的劣化。

此外，與功率放大電路100A相同，通過控制電路300能夠?qū)刂齐娏鱅cont1～I(xiàn)cont3分別獨(dú)立地進(jìn)行控制，因此能夠?qū)掝l帶的RF信號RFin改善其增益特性的劣化。

此外，即使在如圖3所示的功率放大電路100B那樣具備電流調(diào)整電路220的結(jié)構(gòu)，或者如圖4所示的功率放大電路100C那樣將電源電壓Vcc提供至電壓生成電路210a或210b的輸入端子的結(jié)構(gòu)中，也能夠采用與圖5所示的實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)。

此外，放大器不限于兩級，也可以是三級以上。

此外，在本實(shí)施方式中，對于第一級放大器雖然是通過偏置電路200A提供偏置電流，但是偏置電路200A提供偏置電流的放大器不限于第一級，可以是任一級的放大器。

＝＝模擬結(jié)果＝＝

接著，對于功率放大器100A、100D的相鄰信道泄漏功率比(AdjacentChannel Leakage Ratio:ACLR)特性和增益特性的模擬結(jié)果，參照圖7～圖9進(jìn)行說明。

圖7A和圖7B是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的功率放大電路100A和比較例的ACLR特性和增益特性的模擬結(jié)果的曲線圖。此外，比較例是具備偏置電路200D來代替功率放大電路100A的結(jié)構(gòu)要素中的偏置電路200A的功率放大電路。圖7A所示的曲線圖中的縱軸表示ACLR(dBc)，圖7B所示的曲線圖中的縱軸表示增益(dB)，橫軸都表示放大信號RFout1的功率Pout1(dBm)。圖7A和圖7B是在RF信號RFin的頻率為824MHz時(shí)，控制電流Icont1＝200μA，Icont2＝10μA時(shí)的模擬結(jié)果。

如圖7所示，可知對于功率放大電路100A的ACLR特性，特別是在輸出功率Pout1為17dBm～29dBm的區(qū)域中，功率放大電路100A的ACLR比比較例低，放大信號RFout1的輸出信號的失真得到改善。

此外，如圖7B所示，可知對于增益特性，特別是功率Pout1為20dBm以上的區(qū)域的增益擴(kuò)展相比于比較例得到抑制，增益特性的線性也得到提高。

接著，對于多級放大電路即本發(fā)明的第四實(shí)施方式所涉及的功率放大電路100D的模擬結(jié)果進(jìn)行說明。

圖8A～圖8F是示出使控制電流Icont1、Icont2的值發(fā)生各種變化時(shí)的功率放大電路100D的ACLR特性和增益特性的模擬結(jié)果的曲線圖。圖8A～圖8C所示的曲線圖中的縱軸表示ACLR(dBc)，圖8D～圖8F所示的曲線圖中的縱軸表示增益(dB)，橫軸都表示放大信號RFout2的功率Pout2(dBm)。圖8A～圖8F是對于頻率為716MHz的RF信號RFin，使控制電流Icont1、Icont2分別變?yōu)镮cont1＝(320μA,400μA,480μA),Icont2＝(490μA,560μA,630μA,700μA,770μA,840μA,910μA(圖8A～圖8C))時(shí)的結(jié)果。

如圖8A～圖8F所示，可知根據(jù)Icont1、Icont2的電流量，ACLR特性和增益特性發(fā)生變化。根據(jù)圖8A～圖8C的比較，在(Icont1,Icont2)＝(320μA,840μA)時(shí)，特別是功率Pout2在25dBm附近的ACLR為最小(圖8A)。此外，根據(jù)圖8D～圖8F的比較，對于增益，在(Icont1,Icont2)＝(320μA,840μA)時(shí)，在較大范圍的功率Pout2下增益最高，并維持了線性(圖8D)。因而，可知對于頻率為716MHz的RF信號RFin，例如通過將控制電流設(shè)為(Icont1,Icont2)＝(320μA,840μA)，能大幅地改善放大信號RFout2的輸出信號的失真。

接著，對于不同頻率的RF信號RFin的控制電流的優(yōu)選組合，參照圖9A～圖9F進(jìn)行說明。

圖9A～圖9F是示出在功率放大電路100D中，將RF信號RFin的頻率設(shè)為716MHz、824MHz、915MHz時(shí)分別適當(dāng)?shù)卦O(shè)定控制電流Icont1、Icont2的電流量時(shí)的模擬結(jié)果的曲線圖。圖9A、圖9C、圖9E所示的曲線圖中的縱軸表示ACLR(dBc)，圖9B、圖9D、圖9F所示的曲線圖中的縱軸表示增益(dB)，橫軸都表示放大信號RFout2的功率Pout2(dBm)。

如圖9A～圖9F所示，與RF信號RFin的頻率對應(yīng)的控制電流Icont1、Icont2的優(yōu)選組合是(頻率:Icont1,Icont2)＝(716MHz:320μA,840μA),(824MHz:480μA,840μA),(915MHz:400μA,910μA)。即，控制電流Icont1、Icont2的優(yōu)選組合根據(jù)RF信號RFin的頻率發(fā)生變化。

根據(jù)上述的模擬結(jié)果可知，在功率放大電路100D中，通過根據(jù)RF信號RFin的頻率分別獨(dú)立地對控制電流Icont1、Icont2進(jìn)行控制，可減少放大信號RFout2的輸出信號的失真。

以上對于本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式進(jìn)行了說明。功率放大電路100A～100D通過在偏置電路中設(shè)置雙極晶體管Tr2，從而能增加從雙極晶體管TrRF1的基極端觀察得到的偏置電路的輸出阻抗Z*，并且通過控制電流Icont1～I(xiàn)cont3的調(diào)整能對輸出阻抗Z*進(jìn)行調(diào)整。由此，對于雙極晶體管TrRF1的增益特性，能夠在輸出功率下調(diào)整進(jìn)行增益壓縮和增益擴(kuò)展的區(qū)域，能夠在較大范圍的輸出功率下改善放大信號RFout1、RFout2的輸出信號的失真。此外，根據(jù)RF信號RFin的頻率，能對控制電流Icont1～I(xiàn)cont3進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。因而，在寬頻帶的RF信號RFin中，能改善放大信號RFout1、RFout2的輸出信號的失真。

此外，功率放大電路100B具備電流調(diào)整電路220，其根據(jù)流過雙極晶體管Tr1的偏置電流Ibias1的電流量，引出雙極晶體管Tr2的基極電流的電流量。由此，與功率放大電路100A相比，能減小偏置電流的供電源從雙極晶體管Tr2向雙極晶體管Tr1切換時(shí)的輸出信號的電平。

此外，功率放大電路100C代替控制電路300通過電源電壓Vcc對電壓生成電路210a或者電壓生成電路210b進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由此，與功率放大電路100A相比，能夠通過較小的芯片尺寸獲得與功率放大電路100A相同的效果。

此外，功率放大電路100D是在具備兩級放大器的多級放大器電路中，將通過第一級放大器獲得的放大信號RFout1在最后級進(jìn)一步放大，從而輸出放大信號RFout2的電路。在功率放大電路100D中，通過對于第一級放大器使用偏置電路200A，能將增益特性調(diào)整成最后級放大器的增益特性的相反特性。由此，第一級和最后級的特性劣化相互抵消，從而能改善作為電路整體的增益特性的劣化。

此外，功率放大電路100A～100D具備根據(jù)RF信號RFin的頻率對控制電流Icont1～I(xiàn)cont3的電流量進(jìn)行調(diào)整的控制電路300。由此，能夠根據(jù)RF信號RFin的頻率，對雙極晶體管Tr1或者雙極晶體管Tr2的基極電流進(jìn)行調(diào)整。

此外，圖1和圖3～圖5所示的功率放大電路中的各個(gè)雙極晶體管也可以用MOSFET來代替。

以上說明的各實(shí)施方式，是用于方便理解本發(fā)明，而并不用于限定并解釋本發(fā)明。在不脫離本發(fā)明的思想的前提下，可以對本發(fā)明進(jìn)行變更/改良，并且本發(fā)明的等同發(fā)明也包含在本發(fā)明內(nèi)。即，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在各實(shí)施方式上加以適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)變更，只要包含本發(fā)明的技術(shù)特征，也被包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，各實(shí)施方式具備的各要素及其配置、材料、條件、形狀、尺寸等，不限于實(shí)施方式所舉例示出的，可以進(jìn)行適當(dāng)變更。此外，各實(shí)施具備的各要素可在技術(shù)上可能的范圍內(nèi)組合，這些要素的組合物只要包含本發(fā)明的技術(shù)特征也被包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

標(biāo)號說明

100A、100B、100C、100D 功率放大電路

200A、200B、200C、200D 偏置電路

210a、210b、210c 電壓生成電路

220 電流調(diào)整電路

300 控制電路

Vcc 電源電壓

Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5、Tr6、Tr7、Tr8、Tr9、Tr10、TrRF1、TrRF2 雙極晶體管

C1、C2、C3、C4、C5 電容元件

R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7 電阻元件

L1、L2 電感器。