功率放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及功率放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]手機等移動通信設(shè)備中，為了將發(fā)送給基站的射頻(RF:Rad1 Frequency)信號功率放大而使用功率放大器(Power Amplifier) ο
[0003]例如，專利文獻I中公開了設(shè)有多個放大器單元(unit cell)的功率放大器。各放大器單元包括放大用晶體管和向該晶體管的基極提供偏壓的偏置電路。
現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻
[0004]【專利文獻I】日本專利特開2011-130066號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0005]如專利文獻I所公開，給放大用晶體管的基極提供偏壓的結(jié)構(gòu)為通常結(jié)構(gòu)，輸出電平一增大，從偏置電路流入放大用晶體管的基極的電流就增加，功率附加效率(PAE:Power Added Efficiency)降低。
[0006]本發(fā)明鑒于這種情況而提出，其目的在于改善大輸出時的功率放大器的功率附加效率。
用于解決技術(shù)問題的手段
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面的功率放大器包括:將輸入到基極的輸入信號放大并從集電極輸出的第一晶體管；集電極被施加電源電壓、將偏置電壓或偏置電流從發(fā)射極提供給第一晶體管的基極的第二晶體管；集電極與第一晶體管的集電極相連接、將輸入到基極的輸入信號放大并從集電極輸出的第三晶體管；基極與集電極相連接、將偏壓從發(fā)射極提供給第三晶體管的基極的第四晶體管；以及一端被施加偏置控制電壓、另一端與第二和第四晶體管的基極相連接的第一電阻器。
發(fā)明的效果
[0008]根據(jù)本發(fā)明，能夠改善大輸出時功率放大器的功率附加效率。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示包含作為本發(fā)明一實施方式的功率放大器模塊的發(fā)送單元的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖2是表不作為功率放大器160的結(jié)構(gòu)之一例的功率放大器160A的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是示出表現(xiàn)輸出功率與基極電壓Vbi的關(guān)系的仿真結(jié)果的圖。
圖4是示出表現(xiàn)輸出功率與電壓Vbampi的關(guān)系的仿真結(jié)果的圖。
圖5是示出表現(xiàn)輸出功率與電流Ici的關(guān)系的仿真結(jié)果的圖。 圖6是表示功率放大器160A由16個放大器單元200構(gòu)成的狀況(無二極管連接)的實驗結(jié)果的圖。
圖7是表示功率放大器160A由14個放大器單元200和2個放大器單元210構(gòu)成的狀況(有二極管連接)的實驗結(jié)果的圖。
圖8是表示作為功率放大器160的結(jié)構(gòu)之另一例的功率放大器160B的結(jié)構(gòu)的圖。
圖9是表示作為功率放大器160的結(jié)構(gòu)之另一例的功率放大器160C的結(jié)構(gòu)的圖。
圖10是示出表現(xiàn)輸出功率與基極電壓Vbi的關(guān)系的仿真結(jié)果的圖。
圖11是示出表現(xiàn)輸出功率與電壓Vbampi的關(guān)系的仿真結(jié)果的圖。
圖12是示出表現(xiàn)輸出功率與功率附加效率的關(guān)系的仿真結(jié)果的圖。
圖13是表示作為功率放大器160的結(jié)構(gòu)之另一例的功率放大器160D的結(jié)構(gòu)的圖。
圖14是表示作為功率放大器160的結(jié)構(gòu)之另一例的功率放大器160E的結(jié)構(gòu)的圖。
圖15是表示作為功率放大器160的結(jié)構(gòu)之另一例的功率放大器160F的結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實施方式】
[0010]以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的一個實施方式。圖1是表示包含作為本發(fā)明一實施方式的功率放大器模塊的發(fā)送單元的結(jié)構(gòu)例的圖。發(fā)送單元100例如在手機等移動通信設(shè)備中用于將語音和數(shù)據(jù)等各種信號發(fā)送給基站。再有，移動通信設(shè)備還包括用于從基站接收信號的接收單元，只是這里不作說明。
[0011]如圖1所示，發(fā)送單元100包括調(diào)制部110、功率放大器模塊120、前端部130和天線 140。
[0012]調(diào)制部110基于GSM標(biāo)準等調(diào)制方式對輸入信號進行調(diào)制，生成用于進行無線發(fā)送的RF信號。RF信號例如從數(shù)百MHz到數(shù)GHz左右。
[0013]功率放大器模塊120將RF信號(RFin)的功率放大至發(fā)送到基站所需的電平，并輸出放大信號(RF.)。功率放大器模塊120例如可以由兩級功率放大器構(gòu)成。具體而言，如圖1所示，功率放大器模塊120可以包括功率放大器150、160和匹配電路(MN =MatchingNetwork) 170、180、190。功率放大器150是前級(驅(qū)動級)放大器，將輸入的RF信號放大并輸出。功率放大器160是后級(功率級)放大器，將輸入的RF信號放大并輸出。匹配電路170、180、190是用于對電路間的阻抗進行匹配的電路，由電容器和電感器構(gòu)成。再有，構(gòu)成功率放大器模塊120的功率放大器的級數(shù)不限于兩級，一級也行，三級以上也可以。
[0014]前端部130對放大信號進行濾波并跟從基站接收的接收信號進行切換等。從前端部130輸出的放大信號經(jīng)由天線140發(fā)送到基站。
[0015]圖2是表示作為功率放大器160的結(jié)構(gòu)之一例的功率放大器160A的結(jié)構(gòu)的圖。功率放大器160A包括放大器單元200、210、電感器220、電阻器230、電容器240和二極管250、251。
[0016]放大器單元200、210是各自包括放大用晶體管的單元。功率放大器160A包括多個(例如16個)放大器單元。功率放大器160A中的多個放大器單元的一部分為放大器單元200，另一部分為放大器單元210。再有，放大器單元200、210也可以各為一個。
[0017]放大器單元200包括NPN晶體管(以下，簡稱為“晶體管”。)260、261、電容器262和電阻器263。晶體管260、261例如為異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT:Heterojunct1n BipolarTransistor)。
[0018]晶體管260(第一晶體管)中，集電極上經(jīng)由電感器220被提供電源電壓Va，基極上經(jīng)由電容器262被輸入RF信號(RFin)，發(fā)射極接地。另外，晶體管260的基極上由晶體管261的發(fā)射極提供偏壓。晶體管260將輸入到基極的RF信號放大，并將放大信號從集電極輸出。
[0019]晶體管261(第二晶體管)中，集電極上被提供電池電壓Vbat，基極上經(jīng)由電阻器230被提供偏置控制電壓VraNT，發(fā)射極與電阻器263的一端相連接。電阻器263的一端與晶體管261的發(fā)射極相連接，另一端與晶體管260的基極相連接。晶體管261和電阻器263基于偏置控制電壓％_對晶體管260的基極輸出偏置電流。
[0020]電容器262的一端被輸入RF信號，另一端與晶體管260的基極相連接。電容器262切斷RF信號的DC分量，并向晶體管260的基極進行輸出。
[0021]放大器單元210包括晶體管270、271、電容器272和電阻器273。晶體管270、271例如是HBT。
[0022]晶體管270 (第三晶體管)中，集電極上經(jīng)由電感器220被提供電源電壓Vcc，基極上經(jīng)由電容器272被輸入RF信號(RFin)，發(fā)射極接地。另外，晶體管270的基極上由晶體管271的發(fā)射極提供偏壓。晶體管270將輸入到基極的RF信號放大，并從集電極輸出放大信號。
[0023]晶體管271 (第四晶體管)連接有二極管，基極上經(jīng)由電阻器230被提供偏置控制電壓VraNT，發(fā)射極與電阻器273的一端相連接。電阻器273的一端與晶體管271的發(fā)射極相連接，另一端與晶體管270的基極相連接。晶體管271和電阻器273基于偏置控制電壓Vaw對晶體管270的基極輸出偏置電流。再有，所謂“二極管連接”是將晶體管的基極與集電極相連接并使用晶體管的基極和發(fā)射極之間的二極管的形態(tài)。
[0024]電容器272的一端被輸入RF信號，另一端與晶體管270的基極相連接。電容器272切斷RF信號的DC分量，并向晶體管270的基極進行輸出。
[0025]電感器220的一端被施加電源電壓Vee，另一端與晶體管260、270的集電極相連接。電源電壓Vee例如是由穩(wěn)壓器產(chǎn)生的規(guī)定電平的電壓。
[0026]電阻器230的一端被施加偏置控制電壓Vaw，另一端與晶體管261、271的基極相連接。
[0027]電容器240的一