專利名稱：高頻放大器、以及收發(fā)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于放大接收信號與發(fā)送信號的高頻放大器，還涉及 低面積且低成本的高頻放大器、以及將其裝入的便攜式電話機(jī)等收發(fā) 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在移動(dòng)體通信系統(tǒng)中，諸如無線LAN、 Bluetooth(注冊商標(biāo))、 PHS(Personal Handyphone System)等那樣的、區(qū)分無線信號的接收與 發(fā)送的時(shí)間來進(jìn)行的適用時(shí)分雙工(Time Division Duplex;TDD)方式 的、高頻信號處理集成電路的需要不斷增高。上述移動(dòng)體通信系統(tǒng)為了使通信系統(tǒng)的普及與便利性提高，移動(dòng) 體通信裝置的小型化與低成本化要求集成電路的低面積化與低成本 化。現(xiàn)在，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對從RF頻率到基帶頻率的通信信號進(jìn)行處理 的前端(front end)用單片集成電路。圖11中表示以往的集成電路 中的、用于放大收發(fā)信號的高頻放大器之構(gòu)成。在圖11中，高頻放大器1101具有低噪聲放大器1102以及功率 放大器1103。低噪聲放大器1102放大接收信號。功率放大器1103放 大發(fā)送信號。晶體管1104、 1105設(shè)置在低噪聲放大器1102、功率放 大器1103內(nèi)。螺旋電感器1106、 1107設(shè)置在低噪聲放大器1102、功 率放大器1103內(nèi)。在晶體管1104、 1105上經(jīng)由螺旋電感器1106、 1107被供給直流 電源VDD。晶體管1104的柵極被連接到接收信號輸入端子INrx和屯阻Rl 的一端。電阻R1的另一端被連接到收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)SW1的共用端子。
開關(guān)SW1的2個(gè)端子中的一方被連接到圖中的"V"表示的地，另一 方被連接到直流電源Vsl的正側(cè)電源端子。晶體管1105的柵極被連接到發(fā)送信號輸入端子INn和電阻R2 的一端。電阻R2的另一端被連接到收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)SW2的共用端子。 開關(guān)SW2的2個(gè)端子中的一方被連接到圖中的"V，，表示的地，另一 方被連接到直流電源Vbias2的正側(cè)電源端子。此外，直流電源Vbiasl，Vbias2的負(fù)側(cè)電源端子被接地。另外， 晶體管1104、 1105的源極也被接地。其次，就接收模式與發(fā)送模式下的高頻放大器1101的基本動(dòng)作 進(jìn)行說明。在接收模式時(shí)，收發(fā)轉(zhuǎn)換信號被輸入到收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子Sl與 收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子S2。此時(shí)，收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)SW1被連接到直流電源 Vbiasl側(cè)的端子，低噪聲放大器1102接通。另一方面，收發(fā)轉(zhuǎn)換開 關(guān)SW2被連接到接地側(cè)的端子，功率放大器1103斷開。成為接通的 低噪聲放大器1102放大在接收信號輸入端子INKx上所輸入的接收信 號，并輸出到輸出端子OUTftx。另外，在發(fā)送模式時(shí)，收發(fā)轉(zhuǎn)換信號被輸入到收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子 Sl與收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子S2。此時(shí)，收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)SW1被連接到接地 端子，低噪聲放大器1102斷開。另一方面，收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)SW2被連 接到直流電源Vbias2，功率放大器1103接通。成為接通的功率放大器1103放大在發(fā)送信號輸入端子INTx上所 輸入的發(fā)送信號，并輸出到輸出端子OUTTx。這樣，在以往例子的高頻放大器中，作為低噪聲放大器與功率放 大器的負(fù)荷，分別使用在集成電路中所制作的螺旋電感器(例如、參照 專利文獻(xiàn)1 (特開平10-126174號公報(bào)(第20頁、第14圖))、2(特 表2004-516737號乂>報(bào)(第10頁、第1圖)))。其理由是因?yàn)樵趯㈦姼衅髟O(shè)置在集成電路外部的情況下，鍵合線 或板配線的電感就會寄生，由于ESD(electro-static discharge;靜電放 電)保護(hù)元件和焊盤的電容寄生，所以很難使放大器的負(fù)荷以所希望的
頻率進(jìn)行共振的緣故。于是，集成電路中的螺旋電感器為了獲得所希望的電感和盡可能大的Q值，與其它元件相比較占有較大的面積。在圖ll所示的現(xiàn)有 高頻放大器中，2個(gè)放大器利用至少2個(gè)螺旋電感器1106以及1107 作為負(fù)荷。在圖12(a)中表示用通常的CMOS工藝制作圖11的高頻放大器 時(shí)的概略配置。在圖12(a)中，與圖ll相同的附圖標(biāo)記表示同一部分。 該螺旋電感器用3層配線工藝而構(gòu)成。該螺旋電感器1107的區(qū)域A的部分，如圖12(b)所示那樣在第1 層間絕緣膜isol表面上所形成的最上配線層的導(dǎo)體圖案1107a、1107c 通過通孔vhl，vh2內(nèi)所充填的導(dǎo)體而被連接到在第2層間絕緣膜iso2 表面上所形成的中間配線層的導(dǎo)體圖案1107d，與在第1層間絕緣膜 isol表面上所形成的導(dǎo)體圖案U07b立體地交叉。另外，在該圖12(a)中，其上半部分的功率放大器1103與下半部 分的低噪聲放大器1102所夾的部分為晶體管1105以及1104的源極、 即接地GND。在該配置中，電感為6nH的2個(gè)螺旋電感器占有的面積為 0.32mm2，高頻放大器1101的配置全體的占有面積是0.60mn^。從而， 2個(gè)螺旋電感器占配置面積全體的53%。一般而言，上述的放大器為了獲得高增益而多級連接。若設(shè)該多 級連接中的、低噪聲放大器的級數(shù)為m、功率放大器的級數(shù)為n(m，n 是正整數(shù))，則螺旋電感器數(shù)就為m+n。另外，在將低噪聲放大器以 及功率放大器用差動(dòng)型來構(gòu)成的情況下，螺旋電感器數(shù)就成為 2(m+n)。其結(jié)果，集成電路的面積增大，成本變高的情況就是個(gè)問題。 一般來說，集成電路的小面積化可削減半導(dǎo)體芯片的制造成本， 另外，還可帶來半導(dǎo)體芯片實(shí)際安裝面積的降低效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述那樣的問題點(diǎn)而完成的，其目的在于提供一 種搭載放大器的集成電路的面積較小也無妨、制造成本也可降低的收 發(fā)信號放大用的高頻放大器、以及收發(fā)系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案l所涉及的高頻放大器，其特征在于，具備 接收信號放大部、發(fā)送信號放大部和電感器，其中，上述接收信號 放大部具有接收信號輸入端子和第l收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子，上述發(fā)送 信號放大部具有發(fā)送信號輸入端子和第2收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子，并具 有將上述接收信號放大部的輸出、和上述發(fā)送信號放大部的輸出連接 起來的共用的輸出端子，在接收模式時(shí)，控制信號被輸入到上述第1 收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子、和上述第2收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子，使上述發(fā)送信號 放大部斷開，上述接收信號放大部接通，對從上述接收信號輸入端子 所輸入的接收信號進(jìn)行放大，而在發(fā)送模式時(shí)，控制信號被輸入到上 述第1收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子、和上述第2收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子，使上述接 收信號放大部斷開，上述發(fā)送信號放大部接通，進(jìn)行上述接收信號放端4所輸人的^ii信號，p上述電感器作為上述接收信號放大::上述之間。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案1所涉及的高頻放大器，由于在接收模式 時(shí)接收信號放大部接通，而在發(fā)送模式時(shí)發(fā)送信號放大部接通，所以 就可以將一個(gè)電感器作為接收信號放大部和發(fā)送信號放大部的共用 負(fù)栽。本發(fā)明的技術(shù)方案2所涉及的高頻放大器，其特征在于，具備 接收信號放大部、發(fā)送信號放大部、電感器和晶體管，其中，上述接 收信號放大部具有接收信號輸入端子和第l收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子，上 述發(fā)送信號放大部具有發(fā)送信號輸入端子和第2收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子， 上述接收信號放大部的輸出和上述發(fā)送信號放大部的輸出被連接到 上述晶體管，在接收模式時(shí)，控制信號被輸入到上述第1收發(fā)轉(zhuǎn)換控 制端子和上述第2收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子，使上述發(fā)送信號放大部斷開， 上述接收信號放大部接通，對從上述接收信號輸入端子所輸入的接收 信號進(jìn)行放大，而在發(fā)送模式時(shí)，控制信號被輸入到上述第l收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子和上述第2收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子，使上述接收信號放大部斷 開，上述發(fā)送信號放大部接通，進(jìn)行上述接收信號放大部以及發(fā)送信 號放大部的動(dòng)作轉(zhuǎn)換以便放大從上述發(fā)送信號輸入端子所輸入的發(fā) 送信號，上述電感器被連接到直流電源端子和上述晶體管之間，作為 上述接收信號放大部和上述發(fā)送信號放大部的共用負(fù)栽，在上述電感 器和上述晶體管的連接點(diǎn)具有輸出端子。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案2所涉及的高頻放大器，由于在接收信號 放大部和發(fā)送信號放大部的輸出與電感器之間設(shè)置渥爾曼晶體管，在 接收模式時(shí)接收信號放大部接通，而在發(fā)送模式時(shí)發(fā)送信號放大部接 通，所以就可以將一個(gè)電感器作為接收信號放大部和發(fā)送信號放大部 的共用負(fù)載，能夠降低輸出端子的寄生電容。本發(fā)明的技術(shù)方案3所涉及的高頻放大器，其特征在于在技術(shù) 方案l或技術(shù)方案2所記載的高頻放大器中，還具備開關(guān)和發(fā)送信 號輸出端子，其中，上迷開關(guān)被連接到上述輸出端子和上述發(fā)送信號 輸出端子之間，在接收模式時(shí)，上述開關(guān)斷開，對從上述接收信號輸 入端子所輸入的接收信號進(jìn)行放大并送給上述輸出端子，在發(fā)送模式 時(shí)，上述開關(guān)接通，對從上述發(fā)送信號輸入端子所輸入的發(fā)送信號進(jìn) 行放大并送給上述發(fā)送信號輸出端子。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案3所涉及的高頻放大器，由于在發(fā)送模式 時(shí)與接收模式時(shí)設(shè)置專用的輸出端子，所以就可防止在接收模式時(shí)被 放大的接收信號泄漏到天線。本發(fā)明的技術(shù)方案4所涉及的高頻放大器，其特征在于在技術(shù) 方案1或技術(shù)方案2所記載的高頻放大器中，上述接收信號放大部具 有用于放大接收信號的晶體管。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案4所涉及的高頻放大器，也可以構(gòu)成為在 技術(shù)方案1或技術(shù)方案2所記栽的高頻放大器中，上述接收信號放大 部具有用于放大接收信號的晶體管。
本發(fā)明的技術(shù)方案5所涉及的高頻放大器，其特征在于在技術(shù) 方案4記栽的高頻放大器中，上述接收信號放大部的上述晶體管以可 以實(shí)現(xiàn)噪聲匹配的方式進(jìn)行最佳化。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案5所涉及的高頻放大器，也可以是在技術(shù) 方案4記栽的高頻放大器中，上述接收信號放大部的上述晶體管以可 以實(shí)現(xiàn)噪聲匹配的方式進(jìn)行最佳化。本發(fā)明的技術(shù)方案6所涉及的高頻放大器，其特征在于在技術(shù) 方案4所記栽的高頻放大器中，上述接收信號放大部的上述晶體管以 帶來增益匹配的方式進(jìn)行最佳化。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案6所涉及的高頻放大器，也可以是在技術(shù) 方案4記栽的高頻放大器中，上述接收信號放大部的上述晶體管以帶 來增益匹配的方式進(jìn)行最佳化。本發(fā)明的技術(shù)方案7所涉及的高頻放大器，其特征在于在技術(shù) 方案1或技術(shù)方案2所記載的高頻放大器中，上述發(fā)送信號放大部具 有用于放大電力的晶體管。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案7所涉及的高頻放大器，也可以是在技術(shù) 方案1或技術(shù)方案2所記載的高頻放大器中，上述發(fā)送信號放大部具 有用于放大電力的晶體管。本發(fā)明的技術(shù)方案8所涉及的高頻放大器，其特征在于在技術(shù) 方案1或技術(shù)方案2所記載的高頻放大器中，上述電感器由集成電路 中所搭栽的螺旋電感器組成。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案8所涉及的高頻放大器，能夠降低集成電 路上所占的電感器的面積。本發(fā)明的技術(shù)方案9所涉及的高頻放大器，其特征在于在技術(shù) 方案1或技術(shù)方案2所記載的高頻放大器中，上述接收信號放大部以 及發(fā)送信號放大部和上述電感器被搭栽在同一集成電路上。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案9所涉及的高頻放大器，由于在技術(shù)方案 l或者技術(shù)方案2所記載的高頻放大器中，具備作為上述接收信號放 大部以及發(fā)送信號放大部的共用負(fù)載的一個(gè)電感器，上述接收信號放大部以及發(fā)送信號放大部和上述電感器被搭栽在同一集成電路上，所 以就能夠降低集成電路上所占的電感器的面積，使集成電路的小型化 成為可能。本發(fā)明的技術(shù)方案10所涉及的高頻放大器，其特征在于在技 術(shù)方案1或技術(shù)方案2所記栽的高頻放大器中，上述電感器由模塊中 所搭載的螺旋電感器組成。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案10所涉及的高頻放大器，就能夠降低模 塊中所占的電感器的面積。本發(fā)明的技術(shù)方案11所涉及的高頻放大器，其特征在于具備 兩個(gè)技術(shù)方案1或技術(shù)方案2所記栽的高頻放大器而成，對差動(dòng)的接 收信號、和差動(dòng)的發(fā)送信號進(jìn)行放大。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案11所涉及的高頻放大器，也可以構(gòu)成為 具備兩個(gè)技術(shù)方案1或技術(shù)方案2所記栽的高頻放大器而成，對差動(dòng) 的接收信號和差動(dòng)的發(fā)送信號進(jìn)行放大。本發(fā)明的技術(shù)方案12所涉及的高頻放大器，其特征在于構(gòu)成 技術(shù)方案1或技術(shù)方案2所記載的高頻放大器的晶體管分別由 MOSFET、 MESFET、 JFET、 HEMT、雙極結(jié)晶體管、或異質(zhì)結(jié)晶 體管中的某一個(gè)、或者多個(gè)組合組成。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案12所涉及的高頻放大器，也可以是構(gòu)成 技術(shù)方案1或技術(shù)方案2所記栽的高頻放大器的晶體管分別由 MOSFET、 MESFET、 JFET、 HEMT、雙極結(jié)晶體管、或異質(zhì)結(jié)晶 體管中的某一個(gè)、或者多個(gè)組合組成。本發(fā)明的技術(shù)方案13所涉及的高頻放大器，其特征在于構(gòu)成 技術(shù)方案1或技術(shù)方案2所記載的高頻放大器的晶體管分別由硅、硅 -鍺、或III-V族化合物半導(dǎo)體中的某一種組成。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案13所涉及的高頻放大器，也可以是構(gòu)成 技術(shù)方案1或技術(shù)方案2所記載的高頻放大器的晶體管分別由硅、硅 -鍺、或III-V族化合物半導(dǎo)體中的某一種組成。本發(fā)明的技術(shù)方案14所涉及的高頻放大器，其特征在于上述
接收信號放大部具有用于放大接收信號的晶體管，同時(shí)還具有可使外 加在其柵極和接地之間的電壓可變的第l可變電壓源，上述發(fā)送信號 放大部具有用于放大電力的晶體管，同時(shí)還具有可使外加在其柵極和接地之間的電壓可變的第2可變電壓源，上述第l收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子 被連接到上述第1可變電壓源，同時(shí)上述第2收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子被連 接到上述第2可變電壓源，在接收模式時(shí)，控制信號被輸入到上述第 1收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子和上述第2收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子，使上述發(fā)送信號 放大部大體上斷開，上述接收信號放大部接通，對從上述接收信號輸 入端子所輸入的接收信號以低噪聲方式進(jìn)行放大。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案14所涉及的高頻放大器，通過不僅在接 收模式時(shí)將接收信號放大部設(shè)成接通，還將發(fā)送信號放大部設(shè)為接近 大致斷開的接通狀態(tài)，就可以將接收信號以低噪聲方式進(jìn)行放大。本發(fā)明的技術(shù)方案15所涉及的高頻放大器，其特征在于在技 術(shù)方案1或2所記載的高頻放大器中，在上述輸出端子和上述接收信 號輸入端子之間具有開關(guān)，該開關(guān)在上述接收信號為大振幅時(shí)接通。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案15所涉及的高頻放大器，由于在大振幅 的接收信號被輸入時(shí)，上述開關(guān)接通直通通過而不會在高頻放大器內(nèi) 得以放大，所以就可以抑制其飽和。本發(fā)明的技術(shù)方案16所涉及的高頻放大器，其特征在于在該 高頻放大器所需的電容由于該輸出端子上寄生的寄生電容而不足的 情況下，在上述輸出端子和接地之間，連接了具有與該不足部分相當(dāng) 的電容值的電容。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案16所涉及的高頻放大器，由于在該高頻 放大器所需的電容因寄生電容而不足的情況下，追加與該不足部分相 當(dāng)?shù)碾娙?，所以高頻放大器就可以具有規(guī)定的電容。本發(fā)明的技術(shù)方案17所涉及的高頻放大器，其特征在于在技 術(shù)方案1或2所記載的高頻放大器中，在上述接收信號輸入端子或者 發(fā)送信號輸入端子和接地之間具有開關(guān)，該開關(guān)是使上述接收信號放 大部或者發(fā)送信號放大部成為斷開一側(cè)的開關(guān)被接通。 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案17所涉及的高頻放大器，由于接收信號 放大部或發(fā)送信號放大部中任一欲斷開一側(cè)的信號輸入端子被接地， 所以就能夠可靠地?cái)嚅_利用接收信號放大部或發(fā)送信號放大部的接 收信號或者發(fā)送信號的放大，本發(fā)明的技術(shù)方案18所涉及的高頻放大器，其特征在于，開關(guān)、 輸入輸出端子和第1、第2電容，由該開關(guān)以及第1電容組成的串聯(lián) 連接體被連接在連接了上述輸出端子的節(jié)點(diǎn)和上述輸入輸出端子之 間，上述輸入輸出端子經(jīng)由上述第2電容被連接在應(yīng)連接上述發(fā)送信 號輸入端子的節(jié)點(diǎn)，在接收模式時(shí)，上述開關(guān)斷開，對從上述輸入輸 出端子所輸入的接收信號進(jìn)行放大并送給上述輸出端子，而在發(fā)送模 式時(shí)，上述開關(guān)接通，對從上述發(fā)送信號輸入端子所輸入的發(fā)送信號 進(jìn)行放大并送給上述輸入輸出端子。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案18所涉及的高頻放大器，能夠?qū)⒔?jīng)過放 大的發(fā)送信號的輸出端子和接收信號的輸入端子集約于一個(gè)輸入輸 出端子。本發(fā)明的技術(shù)方案19所涉及的收發(fā)系統(tǒng)，其特征在于具備收 發(fā)高頻信號的收發(fā)部，該系統(tǒng)包括技術(shù)方案1或技術(shù)方案2所記載的 高頻放大器，以時(shí)分雙工方式進(jìn)行動(dòng)作。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案19所涉及的收發(fā)系統(tǒng)，由于具有收發(fā)高 頻信號的收發(fā)部，該系統(tǒng)包含技術(shù)方案1或技術(shù)方案2所記載的高頻 放大器，以時(shí)分雙工方式進(jìn)行動(dòng)作，所以就能夠在收發(fā)部共有同一電 感器。本發(fā)明的技術(shù)方案20所涉及的收發(fā)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括權(quán)利要求 1或權(quán)利要求2所記載的多個(gè)高頻放大器，可以設(shè)定在發(fā)送模式和接 收模式之間一起轉(zhuǎn)換該多個(gè)高頻放大器，或者進(jìn)行轉(zhuǎn)換一使部分為發(fā) 送模式、剩余部分為接收模式。根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求書20所涉及的收發(fā)系統(tǒng)，通過變更設(shè)定， 可以將同一收發(fā)系統(tǒng)作為MIMO收發(fā)兩用機(jī)或者FDD收發(fā)兩用機(jī)中 的任意一個(gè)來進(jìn)行使用。
根據(jù)本發(fā)明，在放大接收信號與發(fā)送信號的高頻放大器中，通過 將其負(fù)荷上所用的螺旋電感器設(shè)為一個(gè)，就能夠以低面積、實(shí)現(xiàn)低成 本的高頻放大器。另夕卜，在高頻放大器中，由于在接收模式時(shí)將接收信號放大部設(shè) 為接通，同時(shí)還將發(fā)送信號放大部設(shè)為幾乎接近斷開的接通，所以可 以實(shí)現(xiàn)接收信號的低噪聲放大。進(jìn)而，在收發(fā)系統(tǒng)中，通過構(gòu)成為包含將放大接收信號和發(fā)送信 號的高頻放大器的、負(fù)荷上所用的螺旋電感器設(shè)為一個(gè)的高頻放大 器，就能夠以低面積、獲得低成本的收發(fā)系統(tǒng)。另夕卜，在收發(fā)系統(tǒng)中，由于構(gòu)成為包含多個(gè)將放大接收信號和發(fā) 送信號的高頻放大器的、負(fù)荷上所用的螺旋電感器設(shè)為一個(gè)的高頻放 大器，并可以設(shè)定這些多個(gè)高頻放大器一起在接收模式和發(fā)送模式之 間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，或者一部分為發(fā)送模式、剩余部分為接收模式這樣來進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所以能夠?qū)⒁慌_收發(fā)系統(tǒng)作為MIMO收發(fā)兩用機(jī)或者FDD 收發(fā)兩用機(jī)來進(jìn)行使用。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式1的高頻放大器101之構(gòu)成的圖。圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的第1具體例的高頻放大器101a 之構(gòu)成的圖。圖3(a)是表示本發(fā)明實(shí)施方式l的第2具體例的高頻放大器101b 的全體電路構(gòu)成的圖。圖3(b)是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的第2具體例的高頻放大器101b 的直流電源上設(shè)置的短路用開關(guān)的圖。圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的第3具體例的高頻放大器101c 之構(gòu)成的圖。圖5是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的高頻放大器501之構(gòu)成的圖。 圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的第l具體例的高頻放大器501a 之構(gòu)成的圖。圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的第1具體例的高頻放大器501a 之概略的配置圖。圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的第2具體例的高頻放大器501b 之構(gòu)成的圖。圖9表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式3的收發(fā)系統(tǒng)901之構(gòu)成。圖10表示作為本發(fā)明實(shí)施方式3的第2例的收發(fā)系統(tǒng)901a之構(gòu)成。圖ll是表示以往的高頻放大器1101之構(gòu)成的圖。圖12(a)是表示以往的高頻放大器1101之概略配置的平面圖。圖12(b)是表示以往的高頻放大器1101之概略配置的B-B'線剖面圖。圖13(a)是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式4的高頻放大器1301之構(gòu)成的圖。圖13(b)是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式4的高頻放大器1301之詳細(xì) 構(gòu)成的圖。圖14(a)是表示使根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式4的高頻放大器作為 MIMO收發(fā)兩用機(jī)進(jìn)行動(dòng)作時(shí)的圖。圖14(b)是表示使根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式4的高頻放大器作為FDD 收發(fā)兩用機(jī)進(jìn)行動(dòng)作時(shí)的圖。圖15(a)是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的第1具體例的高頻放大器 501c之構(gòu)成的圖。圖15(b)是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的第2具體例的高頻放大器 501d之構(gòu)成的圖。圖15(c)是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的第3具體例的高頻放大器 501e之構(gòu)成的圖。圖16(a)是表示本發(fā)明實(shí)施方式6的第1具體例的高頻放大器 501f之構(gòu)成的圖。
圖16(b)是表示本發(fā)明實(shí)施方式6的第2具體例的高頻放大器 501g之構(gòu)成的圖。圖16(c)是表示本發(fā)明實(shí)施方式6的第2具體例的高頻放大器 501g與次級的放大器501gl的圖。圖17(a)是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式7的第1具體例的高頻放大 器101c的圖。圖17(b)是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式7的第2具體例的高頻放大 器101c的圖。附圖標(biāo)記說明 50控制部70接收信號振幅檢測部101、 101a、 101b、 101c、 501、 501a、 501b、 501c、 501d、 501f、 501g、 501gl、 1101、 1301、 1301a、 1301b高頻放大器102、 1302a、 1302b接收信號放大部103、 1303a、 1303b發(fā)送信號放大部104、 1106、 1107、 1304a、 1304b螺旋電感器201、 202、 301、 302、 303、 304、 502、 502a、 502b、 601、 602、 801、 801a、 801b、 802、 802a、 802b、 1104、 1105晶體管 901、卯la、 901b、 1401a、 1401b收發(fā)系統(tǒng)901d封裝902、 902a、903、 903a、904、 904a、905、 卯5a、906、 906a、907、 907a、908、 908a、909、 909a、902b、 1001通信用收發(fā)集成電路903b天線904b RF濾波器905b、 1002、 1003收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)卯6b輸入匹配電路907b輸出匹配電路卯8b接收用混頻器909b發(fā)送用混頻器910、910a、910b頻率合成器911、911a、911b接收用濾波器912、912a、912b發(fā)送用濾波器913、913a、913b A/D變換器914、914a、gl4b D/A變換器915、915a、915b、 915d數(shù)字信號處理處理器1102低噪聲放大器1103功率放大器INRX、 INRXa、 INRXb接收信號輸入端子INTX、 INTXa、 INTXb發(fā)送信號輸入端子Sl、 Sla、 Slb、 S2、 S2a、 S2b收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子OUT、 OUTa、 OUTb、 OUTRX、 OUTRXa、 OUTRXb輸出端子VDD直流電源Swl、 Swla、 Swlb、 SW2、 SW2a、 SW2b、 SW3、 SW4、 SW5、 SW5a、 SW5b、 SW6、 SW7、 SW8開關(guān)OUTTX、 OUTTXa、 OUTTXb發(fā)送信號輸出端子CF寄生電容Vc可變電容元件Vvrl、 Vvr2可變電壓源CA、 CA1、 CA2、 CA3電容SA1、 SA2、 SA3開關(guān)Rl、 R2電阻Vbiasl、 Vbias2直流電源具體實(shí)施方式
以下， 一邊參照附圖一邊就本發(fā)明實(shí)施方式進(jìn)行說明。 (實(shí)施方式1)在圖1中，表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式1的高頻放大器101之構(gòu)成。 在圖1中，高頻放大器101具有接收信號放大部102、發(fā)送信號 放大部103、 一個(gè)螺旋電感器104與輸出端子OUT。接收信號放大部102具有收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子Sl與接收信號輸入 端子INRX。發(fā)送信號放大部103具有收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子S2與發(fā)送信 號輸入端子INTX。在接收信號放大部102以及發(fā)送信號放大部103上 經(jīng)由同一螺旋電感器104被供給直流電源VDD。另外，在與螺旋電感器104的直流電源VDD相對一側(cè)的節(jié)點(diǎn)上 連接著輸出端子OUT。在接收模式時(shí)，來自控制部50的收發(fā)轉(zhuǎn)換控制信號被輸入到收 發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子Sl與收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子S2，接收信號放大部102接 通，發(fā)送信號放大部103斷開。接收信號自接收信號輸入端子INrx揄入，接收信號放大部102 將螺旋電感器104作為負(fù)荷對接收信號進(jìn)行放大，并在發(fā)送/接收模式 下輸出到共用輸出端子OUT。反之，在發(fā)送模式時(shí)，收發(fā)轉(zhuǎn)換控制信號被輸入到收發(fā)轉(zhuǎn)換控制 端子S1和收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子S2，接收信號放大部102斷開，發(fā)送信 號放大部103接通。發(fā)送信號自發(fā)送信號輸入端子INTx輸入，發(fā)送信 號放大部103將螺旋電感器104作為負(fù)荷對發(fā)送信號進(jìn)行放大，并在 發(fā)送/接收模式下輸出到共用輸出端子OUT。接收模式與發(fā)送模式交互地進(jìn)行切換，由此時(shí)分雙工就成為可 能。在各種模式下，螺旋電感器104作為接收信號放大部102、發(fā)送 信號放大部103的共用負(fù)載而發(fā)揮功能。為此，在本實(shí)施方式l中，在圖11所示的現(xiàn)有高頻放大器1101 中需要兩個(gè)螺旋電感器就成為一個(gè)。由此，就能夠降低集成電路的面 積、且能夠使其制造成本也降低。高頻放大器101負(fù)荷的共振頻率取決于輸出端子OUT中的電容 Cpout、與螺旋電感器104的電感L之值。輸出端子OUT中的電容CpouT用接收信號放大部102的輸出中 的寄生電容CpRx、發(fā)送信號放大部103輸出中的寄生電容CPTX、輸 出端子OUT所連接的高頻放大器101的外部負(fù)荷電容Cpl、與螺旋電感器104的寄生電容CwND之和來表示。即，
<formula>formula see original document page 21</formula>
從而，高頻放大器101的負(fù)荷的共振頻率fo就通過
f(Tl/(27T(LCpouT)。'5來表示。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式1的高頻放大器101的第1具體例、 即高頻放大器101a之構(gòu)成。
在圖2中，高頻放大器101a是通過晶體管201、 202、電阻R1、 R2、開關(guān)SW1、 SW2、以及直流電源Vbiasl、 Vbias2來實(shí)現(xiàn)圖1所 示的高頻放大器101的接收信號放大部102、發(fā)送信號放大部103之 構(gòu)成。
下面，設(shè)晶體管使用N溝道MOSFET(以下、稱之為NMOSFET) 來進(jìn)行說明。晶體管201的漏極被連接到螺旋電感器104的一端、輸 出端子OUT以及晶體管202的漏極。晶體管201、 202的源極^皮接地。 螺旋電感器104的另一端被連接到直流電源VDD。
晶體管201的柵極被連接到高頻放大器101a的接收信號輸入端 子INRX。晶體管201的柵極經(jīng)由電阻Rl也被連接到收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān) SW1的共用端子。開關(guān)SW1的2個(gè)端子的一方被接地，另一方被連 接到直流電源Vbiasl的正側(cè)電源端子。
晶體管202的柵極被連接到高頻放大器101a的發(fā)送信號輸入端 子INTX。晶體管202的柵極經(jīng)由電阻R2也被連接到收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān) SW2的共用端子。開關(guān)SW2的2個(gè)端子的一方被接地，另一方^皮連 接到直流電源Vbias2的正側(cè)電源端子。
此外，直流電源Vbiasl，Vbias2的負(fù)側(cè)電源端子被接地。
在接收模式的情況下，來自圖1的控制部50的收發(fā)轉(zhuǎn)換控制信 號被輸出到收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子Sl與收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子S2，開關(guān)SW1 被連接到偏壓用的直流電源Vbiasl側(cè)的端子，晶體管201接通，開 關(guān)SW2被連接到接地側(cè)的端子，晶體管202斷開。由此，僅接收信 號放大部(低噪聲放大器)102成為接通。
在發(fā)送模式的情況下，開關(guān)SW1、 SW2、晶體管201、 202的狀 態(tài)被切換。由此，僅發(fā)送信號放大部(功率放大器)103成為接通。此
外，收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)SW1、 SW2只要是能夠使晶體管201、 202接通、 斷開的構(gòu)成，則還可以是上述以外的構(gòu)成。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式1的高頻放大器101的第2具體例 即高頻放大器101b之構(gòu)成。
在圖3(a)中，高頻放大器101b是通過NMOS晶體管301、 302、 303、 304、電阻R1、 R2、開關(guān)SW3、 SW4、以及，直流電源Vbiasl、 Vbias2、 Vbias3、 Vbias4來實(shí)現(xiàn)圖1所示的高頻放大器101的接收信 號放大部102、發(fā)送信號放大部103之構(gòu)成。
晶體管301的漏極被連接到晶體管302的源極。晶體管301的柵 極被連接到高頻放大器101b的接收信號輸入端子INRX。晶體管301 的柵極經(jīng)由電阻R1也被連接到直流電源Vbiasl的正側(cè)電源端子。晶 體管301的源極被接地。
晶體管302的漏極被連接到螺旋電感器104的一端、輸出端子 OUT、以及晶體管304的漏極。晶體管302的柵極被連接到收發(fā)轉(zhuǎn)換 開關(guān)SW3的共用端子。該開關(guān)SW3的2個(gè)端子的一方被接地，另一 方被連接到直流電源Vbias3的正側(cè)電源端子。螺旋電感器104的另 一端4皮連接到直流電源VDD。
同樣，晶體管303的漏極被連接到晶體管304的源極。晶體管 303的柵極被連接到高頻放大器101b的發(fā)送信號輸入端子INTX。晶 體管303的柵極經(jīng)由電阻R2也被連接到直流電源Vbias2的正側(cè)電源 端子。晶體管303的源極被接地。
晶體管304的柵極被連接到收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)SW4的共用端子。該 開關(guān)SW4的2個(gè)端子的一方3皮接地，另 一方被連接到直流電源Vbias4 的正側(cè)電源端子。
此外，直流電源Vbiasl，Vbias2，Vbias3，Vbias4的負(fù)側(cè)電源端子被接地。
在接收模式的情況下，來自圖1的控制部50的收發(fā)轉(zhuǎn)換控制信 號被輸入到收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子Sl與收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子S2，開關(guān)SW3 被連接到偏壓用的直流電源Vbias3側(cè)的端子，晶體管302接通，開
關(guān)SW4被連接到接地側(cè)的端子，晶體管304斷開。在發(fā)送模式的情況下，開關(guān)SW3、 SW4、晶體管302、 304的狀 態(tài)進(jìn)行切換。圖3的高頻放大器101b與圖2的高頻放大器101a之不同之處在 于接收信號放大部102與發(fā)送信號放大部103的晶體管為渥爾曼 (cascode)型；和收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)SW3、 SW4被連接到渥爾曼級晶體 管的柵極。此外，也可以是上述的高頻放大器101b的、接收信號放大部102 與發(fā)送信號放大部103的晶體管，僅其中任意一方的放大部為渥爾曼 型。另夕卜，如圖3(b)所示那樣，也可以是在對晶體管301的柵極進(jìn)行 偏壓的直流電源Vbiasl和電阻Rl之間具備開關(guān)SW5，在斷開時(shí)偏 壓電壓變?yōu)榱?。此外，還可以在晶體管303側(cè)i殳置與此開關(guān)SW5同 樣的開關(guān)。圖4表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式1的高頻放大器101的第3具體例 即高頻放大器101c之構(gòu)成。在圖4中，高頻放大器101c按發(fā)送/接收模式分別準(zhǔn)備了上述圖 3的高頻放大器101b的輸出端子。在圖3的高頻放大器101b中，接收信號放大部102與發(fā)送信號 放大部103的輸出利用共用的輸出端子OUT。經(jīng)過放大的接收信號被 連接到后級的放大器、混頻器、濾波器之類的電路，但通常它們的輸 入阻抗較大。相對于此，經(jīng)過放大的發(fā)送信號被傳送到天線，但天線的阻抗較 低通常為50Q。另外，即便在高頻放大器101b與天線之間連接著輸 出匹配電路的情況下，輸出匹配電路的輸入阻抗也較低。圖4的高頻放大器101 c新追加用于連接天線或者輸出匹配電路 和高頻放大器101b的發(fā)送信號輸出端子OUTtx，并在發(fā)送信號輸出 端子OUTTx與輸出端子OUTrx(相當(dāng)于困3中的OUT)之間連接開關(guān) SW6。在接收模式時(shí)，開關(guān)SW6被開放，經(jīng)過放大的接收信號從輸出 端子OUTkx被愉出。在發(fā)送模式時(shí)，開關(guān)SW6被短路，經(jīng)過放大的發(fā)送信號從發(fā)送 信號輸出端子OUTix被輸出。由此，防止在接收模式時(shí)所放大的接收信號泄漏到天線。這樣一來，才艮據(jù)實(shí)施方式l，由于使在放大以時(shí)分雙工方式進(jìn)行 通信時(shí)的接收信號的低噪聲放大器的輸出端子以及放大發(fā)送信號的 功率放大器的輸出端子和電源端子之間分別作為負(fù)荷連接的2個(gè)螺旋 電感器匯總成1個(gè)，所以在將高頻放大器集成電路化的情況下就能夠 降低螺旋電感器在其基板面積上所占的比例，獲得能夠使集成電路小 面積化、可以低成本制造的高頻放大器。此外，雖然在該實(shí)施方式l中，表示了高頻放大器101具備兩個(gè) 收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子，但只要收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子為l個(gè)以上，能夠?qū)崿F(xiàn) 接收信號放大部102與發(fā)送信號放大部103的動(dòng)作轉(zhuǎn)換即可。另外，雖然表示了開關(guān)SW6是收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子為1個(gè)(S1或 者S2)，但也可以為2個(gè)(S1以及S2)。另外，還可以在該實(shí)施方式1中取代電阻R1、R2而采用電感器。另外，雖然在該實(shí)施方式l中，就高頻放大器101放大單相的發(fā) 送信號與接收信號的情況進(jìn)行了說明，但也可以是具備兩個(gè)高頻放大 器101，對差動(dòng)的發(fā)送信號與接收信號進(jìn)行放大。另外，還可以是接收信號放大部為了帶來噪聲與增益中的某一 方、或者兩方的匹配，而在NMOS晶體管的柵極或源極中的某一方、 或者兩方連接電感器、電阻、或者電容。另外，雖然在該實(shí)施方式l中，采用接收信號放大部102和發(fā)送 信號放大部103僅具有NMOS晶體管的構(gòu)成，但是正如在本領(lǐng)域技 術(shù)人員中能夠容易地理解那樣，還可以通過使電路的極性反轉(zhuǎn)，而采 用接收信號放大部102和發(fā)送信號放大部103僅具有PMOS晶體管的 高頻放大器之構(gòu)成。另外，雖然設(shè)上述的實(shí)施方式1中的晶體管使用MOSFET，但也可以通過MESFET、 JFET、 HEMT、雙極結(jié)晶體管或者異質(zhì)結(jié)晶 體管中的任意一個(gè)、或者其多個(gè)的組合來實(shí)現(xiàn)。
另外，上述的實(shí)施方式1中的晶體管也可以用硅、硅-鍺、III-V 族化合物半導(dǎo)體中的某一種來實(shí)現(xiàn)。
另外，上述的實(shí)施方式l中的螺旋電感器104包括集成電路中、 和包含集成電路的封裝、模塊中的電感器?？偠灾?，只要作為接收 信號放大部102和發(fā)送信號放大部103使用一個(gè)電感器作為共用負(fù) 栽，并具有交互地轉(zhuǎn)換接收信號放大部102和發(fā)送信號放大部103的 接通、斷開的開關(guān)的高頻放大器101來進(jìn)行構(gòu)成即可。
(實(shí)施方式2)
圖5表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的高頻放大器501之構(gòu)成。 在圖5中，高頻放大器501具有接收信號放大部102、發(fā)送信號 放大部103、螺旋電感器104、輸出端子OUT、晶體管502與直流電 源Vbias5。接收信號放大部102具有收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子Sl與接收信 號輸入端子INRX。發(fā)送信號放大部103具有收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子S2與 發(fā)送信號輸入端子INTX。
晶體管502的漏極被連接到輸出端子OUT,同時(shí)還經(jīng)由螺旋電 感器104被連接到直流電源VDD。晶體管502的源極被連接到接收信 號放大部102與發(fā)送信號放大部103的輸出。晶體管502的柵極被連 接到直流電源Vbias5的正側(cè)電源端子。
此外，直流電源Vbias5的負(fù)側(cè)電源端子被接地。 在接收與發(fā)送各自的模式下，接收信號放大部102、發(fā)送信號放 大部103的動(dòng)作與實(shí)施方式1中的圖1所示的高頻放大器101中的那 些動(dòng)作相同。高頻放大器101與高頻放大器501的不同之處在于晶體 管502被連接到接收信號放大部102和發(fā)送信號放大部103的輸出。
高頻放大器501負(fù)荷的共振頻率取決于輸出端子OUT中的電容 CPOUT、和螺旋電感器104的電感L。輸出端子OUT中的電容CpouT 用晶體管502漏極的寄生電容CpcAs、輸出端子OUT上所連接的高頻 放大器101的外部負(fù)荷電容CpL和螺旋電感器104的寄生電容CPIND
之和來表示。即、
CpoUT=CpCAS+CpL+CpiND 。
從而，高頻放大器501的負(fù)荷的共振頻率fo通過
fo-l/(27T(LCpouT)。'5)來表示。
晶體管502作為渥爾曼級晶體管而發(fā)揮功能。從而，在實(shí)施方式 1中的高頻放大器101和該實(shí)施方式2中的高頻放大器501中，各自 的接收信號放大部102和發(fā)送信號放大部103的輸出中的寄生電容是 同樣大小的情況下，與高頻放大器101相比，高頻放大器501的輸出 端子OUT中的寄生電容變小。
在以相同共振頻率使此高頻放大器501和實(shí)施方式1的高頻放大 器101動(dòng)作的情況下，能夠加大螺旋電感器104的電感L。進(jìn)而，因 經(jīng)由輸出端子OUT中的寄生電容的泄漏造成的損失也減少。從而， 帶來增大高頻放大器的增益的效果。
圖6表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的高頻放大器501的第1具體例、 即高頻放大器501a之構(gòu)成。
在圖6中，高頻放大器501a通過NMOS晶體管601、 602、電 阻R1、 R2、開關(guān)SW1、 SW2以及直流電源Vbiasl、 Vbias2來實(shí)現(xiàn) 圖5所示的高頻放大器501的接收信號放大部102、發(fā)送信號放大部 103之構(gòu)成。
晶體管601的漏極4皮連接到晶體管502的源極與晶體管602的漏 極。晶體管601、 602的源極被接地。晶體管601的柵極被連接到高 頻放大器501a的接收信號輸入端子INRX。晶體管601的柵極經(jīng)由電 阻Rl也被連接到收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)SWl的共用端子。該開關(guān)SWl的2 個(gè)端子的一方被接地，另一方被連接到直流電源Vbiasl的正側(cè)電源 端子。
晶體管602的柵極被連接到高頻放大器501a的發(fā)送信號輸入端 子INTX。晶體管602的柵極經(jīng)由電阻R2也被連接到收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān) SW2的共用端子。該開關(guān)SW2的2個(gè)端子的一方被接地，另一方被 連接到直流電源Vbias2的正側(cè)電源端子。
此外，直流電源Vbiasl，Vbias2的負(fù)側(cè)電源端子被接地。另外， 輸出節(jié)點(diǎn)OUT2與本來的輸出端子OUT分別地向半導(dǎo)體集成電路內(nèi) 部進(jìn)行輸出。在接收模式的情況下，來自圖5的控制部50的收發(fā)轉(zhuǎn)換控制信 號被輸入到收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子Sl和收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子S2，開關(guān)SW1 -故連接到偏壓用的直流電源Vbiasl側(cè)的端子，晶體管601接通、開 關(guān)SW2被連接到接地側(cè)的端子，晶體管602斷開。在發(fā)送模式的情況下，開關(guān)SW1、 SW2、晶體管601、 602的狀 態(tài)與接收模式的情況相反地進(jìn)行切換。此夕卜，收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)SW1、SW2 只要是能夠使晶體管601、 602接通、斷開的構(gòu)成，則也可以是與上 述不同的構(gòu)成。圖7是用通常的CMOS工藝來制作圖6所示的高頻放大器501a 時(shí)的概略配置圖。在圖7中，GND是晶體管602的源極。除此以外 的圖號表示與圖6相同或者相當(dāng)?shù)牟糠?。在圖7的配置中，電感為6nH的螺旋電感器占有的面積為 0.16mm2,高頻放大器的配置的占有面積是0.35mm2。螺旋電感器占 配置面積全體的46%,但與圖12所示的以往例子進(jìn)行比較可知才艮據(jù) 本發(fā)明實(shí)施方式2的高頻放大器501a能夠?qū)⑵湔加忻娣e縮小58%。 這一面積縮小效果能夠在本發(fā)明實(shí)施方式1和本發(fā)明實(shí)施方式2的所 有高頻放大器中獲得。圖8表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的高頻放大器501的第2具體例、 即高頻放大器501b之構(gòu)成。在圖8中，高頻放大器501b在上述的圖6的高頻放大器501a 上新追加了發(fā)送信號輸出端子OUTTx和開關(guān)SW6。開關(guān)SW6連接在 發(fā)送信號輸出端子OUTTX與輸出端子OUTRX (相當(dāng)于圖6中的OUT2) 之間。在接收模式時(shí)，開關(guān)SW6被開放，經(jīng)過放大的接收信號從輸出 端子OUTRx被輸出。在發(fā)送模式時(shí)，開關(guān)SW6被短路，經(jīng)過放大的 發(fā)送信號從發(fā)送信號輸出端子OUTtx被揄出。
這樣一來，才艮據(jù)實(shí)施方式2，由于使在放大以時(shí)分雙工方式進(jìn)行 通信時(shí)的接收信號的低噪聲放大器的輸出端子以及放大發(fā)送信號的 功率放大器的輸出端子和電源端子之間分別作為負(fù)荷連接的2個(gè)螺旋 電感器匯總成l個(gè)，同時(shí)還設(shè)置渥爾曼級晶體管，所以在將高頻放大 器集成電路化的情況下就能夠降低螺旋電感器在其基板面積上所占 的比例，獲得能夠使集成電路小面積化、可以低成本制造、而且輸出 端子中的寄生電容小的高頻放大器。
此外，雖然在上述實(shí)施方式2中，高頻放大器501具備兩個(gè)收發(fā) 轉(zhuǎn)換控制端子，但只要收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子為l個(gè)以上，能夠?qū)崿F(xiàn)接收 信號放大部102與發(fā)送信號放大部103的動(dòng)作轉(zhuǎn)換即可。
另外，雖然表示了開關(guān)SW6是收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子為1個(gè)(S1或 者S2)，但也可以為2個(gè)(S1以及S2)。
另外，還可以在上述的實(shí)施方式2中取代電阻R1、 R2而釆用電感器。
另外，雖然在上述實(shí)施方式2中，就高頻放大器501單相的發(fā)送 信號與接收信號的放大進(jìn)行了說明，但也可以是具備兩個(gè)高頻放大器 501，對差動(dòng)的發(fā)送信號與接收信號進(jìn)行放大。
另外，還可以是使接收信號放大部具有噪聲與增益中的某一方、 或者雙方的匹配，而在NMOS晶體管的柵極或源極中的某一方、或 者兩方連接電感器、電阻、或者電容。
另外，雖然在上述實(shí)施方式2中，采用接收信號放大部102和發(fā) 送信號放大部103僅具有NMOS晶體管的構(gòu)成，但是還可以采用使 電路的極性反轉(zhuǎn)的構(gòu)成。即采用接收信號放大部102和發(fā)送信號放大 部103僅具有PMOS晶體管的高頻放大器的構(gòu)成。
另外，上述實(shí)施方式2中的晶體管還可以通過MOSFET， MESFET、 JFET、 HEMT、雙極結(jié)晶體管或者異質(zhì)結(jié)晶體管中的任 意一個(gè)、或者其多個(gè)的組合來實(shí)現(xiàn)。
另外，上述實(shí)施方式2中的晶體管也可以用硅、硅-鍺、III-V族 化合物半導(dǎo)體中的某一種來實(shí)現(xiàn)。 另外，上述實(shí)施方式2中的螺旋電感器104包括集成電路中、和 包含集成電路的封裝、模塊中的電感器?？偠灾?，只要作為接收信 號放大部102和發(fā)送信號放大部103使用一個(gè)電感器作為共用負(fù)載， 具有交互地轉(zhuǎn)換接收信號放大部102與發(fā)送信號放大部103的接通、 斷開的開關(guān)，并在接收信號放大部102和發(fā)送信號放大部103的輸出 與電感器之間連接了渥爾曼晶體管的高頻放大器501來進(jìn)行構(gòu)成即 可。(實(shí)施方式3)圖9表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式3的收發(fā)系統(tǒng)901之構(gòu)成。該圖9的收發(fā)系統(tǒng)901是表示具有與實(shí)施方式2同樣的高頻放大器501b的收發(fā)系統(tǒng)。在圖9中，收發(fā)系統(tǒng)901具有通信用收發(fā)集成電路902、天線903、RF濾波器904、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)905、輸入匹配電路906與輸出匹配電路907。通信用收發(fā)集成電路902具有與實(shí)施方式2同樣的高頻放大器 501b、接收用混頻器908、發(fā)送用混頻器909、頻率合成器910、接收 用濾波器911、發(fā)送用濾波器912、A/D變換器(以下、稱之為ADC)913、 D/A變換器(以下、稱之為DAC)914與數(shù)字信號處理處理器(以下、稱 之為DSP)915。其次，就動(dòng)作進(jìn)行說明。在時(shí)分雙工方式下，對信號的收發(fā)轉(zhuǎn)換的定時(shí)進(jìn)行應(yīng)答，收發(fā)轉(zhuǎn) 換開關(guān)905以及高頻放大器501b根據(jù)來自DSP915的收發(fā)轉(zhuǎn)換信號 進(jìn)行切換。此外，還可以使該收發(fā)轉(zhuǎn)換信號，如圖l等所示那樣的由 與DSP不同的控制電路來發(fā)生。在接收時(shí)，從天線903接收到的信號，經(jīng)由RF濾波器904、收 發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)905與輸入匹配電路906被輸入到高頻放大器501b。在高 頻放大器501b中經(jīng)過放大的接收信號被輸入到接收用混頻器908。接收用混頻器908對從高頻放大器501b輸出的接收信號與從頻 率合成器910輸出的振蕩信號進(jìn)行混合。接收用混頻器908的輸出經(jīng) 由接收用濾波器911供給ADC913。 ADC913將從接收用濾波器911 輸出的模擬接收信號變換成數(shù)字接收信號。DSP915對此數(shù)字接收信 號進(jìn)行處理。
接著，在發(fā)送時(shí)，由DSP915經(jīng)過處理的數(shù)字發(fā)送信號通過 DAC914被變換成模擬發(fā)送信號。該模擬發(fā)送信號經(jīng)由發(fā)送用濾波器 912被輸入到發(fā)送用混頻器909。發(fā)送用混頻器909對從發(fā)送用混頻 器卯9輸出的發(fā)送信號和從頻率合成器910輸出的振蕩信號進(jìn)行混 合。
高頻放大器501b放大發(fā)送用混頻器卯9的輸出。經(jīng)過放大的發(fā) 送信號經(jīng)由輸出匹配電路907、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)卯5與RF濾波器卯4 從天線903進(jìn)行發(fā)送。
這樣，通過將與實(shí)施方式2同樣的高頻放大器501b作為收發(fā)信 號放大器來使用，高頻放大器501b與通信用收發(fā)集成電路902的面 積就降低而成為低成本，就能夠獲得制造成本低的收發(fā)系統(tǒng)卯l。此 外，還可以取代高頻放大器501b而使用與實(shí)施方式1同樣的高頻放 大器101c。
圖10表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式3的收發(fā)系統(tǒng)901的第2例、即 收發(fā)系統(tǒng)901a之構(gòu)成。
該圖10的收發(fā)系統(tǒng)901a表示具有與實(shí)施方式2同樣的高頻放大 器501a的收發(fā)系統(tǒng)。
在圖10中，收發(fā)系統(tǒng)901a與圖9所示的收發(fā)系統(tǒng)901的通信用 收發(fā)集成電路902和通信用收發(fā)集成電路1001的構(gòu)成不同。
通信用收發(fā)集成電路1001具有高頻放大器501a、收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān) 1002、 1003、實(shí)施方式2中的高頻放大器501a、接收用混頻器908、 發(fā)送用混頻器909、頻率合成器910、接收用濾波器911、發(fā)送用濾波 器912、 ADC913、 DAC914與DSP915。
收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)1002，在接收模式時(shí)接通，在發(fā)送模式時(shí)斷開。 收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)1003進(jìn)行與收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)1002相反的動(dòng)作。除此以外 的動(dòng)作與圖9相同。
這樣一來，才艮據(jù)實(shí)施方式3，由于使用將在放大以時(shí)分雙工方式 進(jìn)行通信時(shí)的接收信號的低噪聲放大器的輸出端子以及放大發(fā)送信 號的功率放大器的輸出端子和電源端子之間分別作為負(fù)荷連接的2個(gè) 螺旋電感器匯總成1個(gè)，同時(shí)還設(shè)置了渥爾曼級晶體管的高頻放大器 來構(gòu)成收發(fā)系統(tǒng)，所以在集成電路化的情況下就能夠降低螺旋電感器 在其基板面積上所占的比例，獲得能夠使集成電路小面積化、可以低 成本制造、而且高頻放大器的輸出端子中的寄生電容小的收發(fā)系統(tǒng)。此外，還可以取代高頻放大器501b、 501a而使用實(shí)施方式1中 的高頻放大器101a、 101b?？偠灾?，只要4吏用實(shí)施方式1以及實(shí)施 方式2中所說明的高頻放大器，來構(gòu)成時(shí)分雙工方式下所用的收發(fā)系 統(tǒng)即可。(實(shí)施方式4)可是，近年來、被稱之為MIMO(Multiple Input Multiple Output) 的無線通信的高速化傳送技術(shù)得以開發(fā)，無線LAN機(jī)器等在一部分 領(lǐng)域已經(jīng)用于實(shí)用。MIMO就是在發(fā)送機(jī)和接收機(jī)雙方使用多個(gè)天線 來進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送/接收的技術(shù)。在MIMO中，對將發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，在一個(gè)頻帶使用多個(gè) 天線在空間上并列地、即同時(shí)進(jìn)行通信，通過進(jìn)行用多個(gè)天線接收到 的數(shù)據(jù)的合成和解碼，就可以實(shí)現(xiàn)通信速度的大幅高速化，同時(shí)還可 以大幅改善室內(nèi)等障礙物存在較多的環(huán)境下的通信狀況。即、在MIMO的發(fā)送機(jī)側(cè)，通過對發(fā)送信號進(jìn)行空時(shí)編碼(STC; Space-Time Coding)，在時(shí)間和空間雙方的區(qū)域進(jìn)行信息的重組以后， 從多個(gè)天線送出電波。另外，在MIMO的接收機(jī)側(cè)，通過用多個(gè)天線接收由多路徑傳 輸通路傳播來的電波，進(jìn)行與STC相反的處理即空時(shí)解碼(STD; Space-Time Decoding),從多個(gè)信號中除去彼此的干擾，并對各個(gè)信 號進(jìn)行分離、合成，由此輸出接收信號。圖13表示根據(jù)本實(shí)施方式4的高頻放大器1301之構(gòu)成。該圖13(a)的高頻放大器具有高頻放大器1301，其包括與實(shí)施方式1同樣地構(gòu)成的分別具有接收信號放大部及發(fā)送信號放大部的2個(gè) 高頻放大器1301a，1301b。在圖13(a)中，高頻放大器1301a、 1301b具有接收信號放大部 1302a、 1302b、發(fā)送信號放大部1303a、 O03b、對各高頻放大器設(shè)置 了一個(gè)的螺旋電感器1304a、 1304b與輸出端子OUTa、 OUTb。接收信號放大部1302a、 1302b具有收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子Sla、 Slb 與接收信號輸入端子INRXa、 INRXb。發(fā)送信號放大部1303a、 1303b 具有收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子S2a、 S2b與發(fā)送信號輸入端子INTXa、 INTXb。在接收信號放大部1302a、 1302b以及發(fā)送信號放大部1303a、 1303b上經(jīng)由同一螺旋電感器1304a、 1304b被供給直流電源VDDa、 VDDb。圖13(b)表示圖13(a)的詳細(xì)構(gòu)成。高頻放大器1301a、 1301b具 有與圖8的高頻放大器501b相同的構(gòu)成。在圖13(b)中，對各高頻放 大器的構(gòu)成要素附加下標(biāo)a、 b。在這樣所構(gòu)成的高頻放大器1301中，可以通過使高頻放大器 1301a、 1301b均作為發(fā)送信號放大器或者接收信號放大器來動(dòng)作，使 本高頻放大器作為MIMO方式的發(fā)送信號放大器或者接收信號放大 器來動(dòng)作。另外，還可以通過使高頻放大器1301a、 1301b中的某一方作為 發(fā)送信號放大器、另一方作為接收信號放大器來動(dòng)作，使本高頻放大 器作為FDD(Frequency Division Duplex;頻分雙工)方式的收發(fā)用高頻 放大器來動(dòng)作。FDD方式的收發(fā)兩用機(jī)通過將使用的頻帶分割成發(fā)送用和接收 用，來實(shí)現(xiàn)發(fā)送接收的同時(shí)執(zhí)行。除PHS(Personal Handyphone System)以外的4更攜式電話機(jī)采用FDD方式。圖14表示根據(jù)實(shí)施方式4的收發(fā)系統(tǒng)。此圖14(a)以及圖14(b) 表示將實(shí)施方式4的高頻放大器作為MIMO收發(fā)兩用機(jī)1401a以及 FDD收發(fā)兩用機(jī)1401b分別進(jìn)行動(dòng)作的情況。圖14(a)所示的MIMO收發(fā)兩用機(jī)具有與圖9同樣地構(gòu)成的2個(gè)
收發(fā)系統(tǒng)901a、 901b。在圖14(a)中，對各收發(fā)系統(tǒng)的構(gòu)成要素附加 下標(biāo)a、 b。
在該MIMO收發(fā)兩用機(jī)中，收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)905a、 905b切換成2 個(gè)收發(fā)系統(tǒng)901a、 901b均為接收或者發(fā)送。另外，2個(gè)通信用收發(fā)集 成電路902a、卯2b的DSP被共有。該被共有的DSP915d對從2個(gè)通 信用收發(fā)集成電路902a、 902b中的ADC913a、 913b得到的接收數(shù)字 信號進(jìn)行STD處理，另外對應(yīng)輸入DAC914a、 914b的發(fā)送數(shù)字信號 進(jìn)行STC處理。
此外，2個(gè)通信用收發(fā)集成電路902a、 902b被收容在l個(gè)封裝 901d中。另外，2個(gè)收發(fā)系統(tǒng)901a、 901b還可以是1個(gè)集成電路。
圖14(b)所示的FDD收發(fā)兩用機(jī)具有與圖9同樣地構(gòu)成的2個(gè)收 發(fā)系統(tǒng)901a、 901b。在圖14(a)中，對各收發(fā)系統(tǒng)的構(gòu)成要素附加下 標(biāo)a、 b。
在該FDD收發(fā)兩用機(jī)中，收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)905a、 905b切換成2 個(gè)收發(fā)系統(tǒng)901a、 901b中的某一方為接收，另一方為發(fā)送。
這樣一來，根據(jù)本實(shí)施方式4，在一臺收發(fā)裝置內(nèi)具備兩個(gè)具有 與實(shí)施方式l相同構(gòu)成的高頻放大器，通過使兩個(gè)高頻放大器均作為 發(fā)送機(jī)或者接收機(jī)來進(jìn)行動(dòng)作，或使兩個(gè)高頻放大器的一方作為發(fā)送 機(jī)而使另一方作為接收機(jī)來進(jìn)行動(dòng)作，就可以使一臺收發(fā)裝置作為 MIMO方式或者FDD方式的收發(fā)兩用機(jī)中的任意一個(gè)來進(jìn)行動(dòng)作。
即，通過在一個(gè)收發(fā)裝置內(nèi)設(shè)置兩個(gè)高頻放大器，并使這2個(gè)高 頻放大器均作為發(fā)送機(jī)、或者接收機(jī)來進(jìn)行動(dòng)作，就可以作為可實(shí)現(xiàn) 通信速度的高速化的MIMO方式來進(jìn)行動(dòng)作，另外，通過使2個(gè)高 頻放大器的一方作為發(fā)送機(jī)、另一方作為接收機(jī)來進(jìn)行動(dòng)作，就可以 作為可實(shí)現(xiàn)同時(shí)執(zhí)行收發(fā)的FDD方式來進(jìn)行動(dòng)作。該高頻放大器具 有將在放大以時(shí)分雙工方式進(jìn)行通信時(shí)的接收信號的低噪聲放大器 的輸出端子以及放大發(fā)送信號的功率放大器的輸出端子和電源端子 之間分別作為負(fù)荷連接的2個(gè)螺旋電感器匯總成1個(gè)的構(gòu)成。此外， 雖然在上述實(shí)施方式4中，表示設(shè)置了兩個(gè)高頻放大器，但它也可以 設(shè)置3個(gè)以上的多個(gè)。另外，雖然在上述實(shí)施方式4中，設(shè)高頻放大器本體之構(gòu)成與圖 8所示的構(gòu)成相同，但它也可以采用與圖2、圖3(a)、圖4、圖6所 示的構(gòu)成相同的構(gòu)成。(實(shí)施方式5)該實(shí)施方式5是在與實(shí)施方式2的圖8同樣構(gòu)成的高頻放大器的 輸出端子OUT上追加不足的電容。圖15(a)表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式5的高頻放大器501的第1具 體例、即高頻放大器501c之構(gòu)成。在圖中，CF是輸出端子OUT上寄生的寄生電容，Vc是設(shè)置在 輸出端子OUT和接地之間的可變電容元件。在將該高頻放大器501c例如使用于無線LAN的收發(fā)兩用機(jī)的情 況下，需要將其共振頻率設(shè)定成2.4GHz。由于共振頻率f。通過 fo-l/(27T(LCpouT,5)來求得，所以為獲得所希望的共振頻率fo而必要 的電容C通過C-l/(L(27tf。)2)來求得?？墒?，在輸出端子OUT與螺旋電感器104與晶體管502與開關(guān) SW5彼此連接的節(jié)點(diǎn)N、和接地之間將發(fā)生寄生電容CF，但是為獲 得上述的共振頻率2.4GHz，僅僅該寄生電容的電容值有時(shí)候會不足。因而，在節(jié)點(diǎn)N和接地之間設(shè)置可變電容元件Vc，通過使該可 變電容元件的電容值變化，來追加在寄生電容上不足的電容部分，就 可以獲得所希望的共振頻率。另外，圖15(b)表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式5的高頻放大器501的 第2具體例、即高頻放大器501d之構(gòu)成。該第2具體例取代第l具體例中的可變電容元件，將固定的電容 與開關(guān)的串聯(lián)連接體連接在節(jié)點(diǎn)N和接地之間。在圖中，CA1與SA1、 CA2與SA2、 CA3與SA3是彼此串聯(lián)地 連接起來的電容以及開關(guān)，由這些電容以及開關(guān)組成的3個(gè)串聯(lián)連接 體被分別連接在節(jié)點(diǎn)N與接地之間。例如，在電容CA1，CA2,CA3的電容值之間，設(shè)CA1〉CA2〉CA3
的關(guān)系成立。在此情況下，當(dāng)為獲得上述的共振頻率，除寄生電容以外僅電容CA1不足時(shí)，關(guān)閉開關(guān)SA2，追加電容CA2，當(dāng)即便在此狀態(tài)下也達(dá) 不到獲得所希望的共振頻率的電容值時(shí)，關(guān)閉開關(guān)SA3，進(jìn)一步追加 電容CA3。這樣，通過適當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1，SA2，SA3使在寄生電容值追加的 電容分階段地變化，就可以獲得所希望的共振頻率。另外，圖15(c)表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式5的高頻放大器501的 詳細(xì)的第3具體例、即高頻放大器501e之構(gòu)成。該第3具體例是在節(jié)點(diǎn)N與接地之間連接具有規(guī)定的電容值的 電容CA。如果通過對在節(jié)點(diǎn)N上發(fā)生的寄生電容CF的電容值預(yù)先進(jìn)行測 定等其值已知，則也可以計(jì)算出為了獲得所希望的共振頻率所不足的 電容值。從而，通過將該不足的電容值作為電容CA加入，就能夠獲得不 需要調(diào)整將要追加的電容值的、適合于批量生產(chǎn)的高頻放大器501e。這樣一來，根據(jù)實(shí)施方式5，由于在僅僅用節(jié)點(diǎn)N發(fā)生的寄生電 容的電容值無法獲得所希望的共振頻率的情況下，將具有與該不足部 分相當(dāng)?shù)碾娙葜档碾娙菰B接到節(jié)點(diǎn)N ，所以就有為了獲得所希望 的共振頻率所不足的電容被添補(bǔ)、得到具有所希望的共振頻率的高頻 放大器的效果。此外，雖然在上述實(shí)施方式5中，設(shè)高頻放大器本體的構(gòu)成與圖 8所示的相同，但也可以釆用與圖2、圖3(a)、圖4、圖6所示的構(gòu) 成相同的構(gòu)成。(實(shí)施方式6)該實(shí)施方式6是在與實(shí)施方式2相同的高頻放大器的輸入側(cè)具備 能夠調(diào)節(jié)偏壓電壓的構(gòu)成。圖16(a)表示根據(jù)該實(shí)施方式6的高頻放大器的第1具體例。該 圖16(a)是構(gòu)成為在晶體管801、802的柵極與接地之間設(shè)置開關(guān)SW6、SW7，開關(guān)SW1、 SW2在切換到接地側(cè)時(shí)變成接通，在切換到偏壓 電源側(cè)時(shí)進(jìn)行斷開。若假設(shè)這些開關(guān)SW6、 SW7不存在，則在開關(guān)SW1、 SW2選 擇了接地側(cè)時(shí)，晶體管801、 802的柵極電位由于電阻Rl、 R2存在 而從接地電位抬起。相對于此，在具有開關(guān)SW6、 SW7的圖16(a)之構(gòu)成中，開關(guān) SW6、 SW7與開關(guān)SW1、 SW2同時(shí)接通，就能夠?qū)⒈靖哳l放大器501f 的晶體管801、 802的柵極可靠地固定于接地電位。圖16(b)表示根據(jù)此實(shí)施方式6的高頻放大器的第2具體例。該 圖16(b)是在圖16(a)的電阻Rl、 R2的接地側(cè)端子與接地之間設(shè)置能 夠使電壓可變的可變電壓源Vvrl、 Vvr2，同時(shí)還在節(jié)點(diǎn)N與晶體管 802的柵極之間設(shè)置了開關(guān)SW8。在晶體管801的柵極輸入用天線接收到的微弱電波，并由本高頻 放大器501g將其進(jìn)行放大時(shí)，通過調(diào)高可變電壓源Vvrl的電壓以增 多晶體管801上流過的電流，調(diào)低可變電壓源Vvr2的電壓以減小晶 體管802上流過的電流這樣來進(jìn)行設(shè)定，將發(fā)送信號放大部103設(shè)成 接近停止?fàn)顟B(tài)的動(dòng)作狀態(tài)。例如，通過調(diào)節(jié)可變電壓源Vvr2，將晶體管802的柵極源極間 電壓設(shè)為0.4V至0.5V，在晶體管802上幾乎不流過電流的狀態(tài)下4吏 之動(dòng)作，與單單僅使接收信號放大部102動(dòng)作的情況相比，就可以以 低噪聲進(jìn)行放大動(dòng)作。另外，作為高頻放大器、特別是在天線上直接連接的放大器即前 端的性能，除可以將微弱信號放大到何種程度以外還有可以輸入何種 程度大振幅的信號的性能，在接收信號放大部102上被輸入大振幅的 信號的情況下，通過將開關(guān)SW8短路，就可以抑制其增益，不會使 大振幅的輸入信號飽和地進(jìn)行放大。例如，如圖16(c)所示那樣，在通過接收信號振幅檢測部70檢測 出大振幅的接收信號被輸入時(shí)，通過將開關(guān)SW8短路，使輸入信號 旁路該高頻放大器501g，通過僅僅用后級的高頻放大器501gl進(jìn)行放
大，就可以不會使大振幅的輸入信號飽和地進(jìn)行放大。這樣一來，根據(jù)本實(shí)施方式6，由于能夠調(diào)整高頻放大器的輸入 側(cè)的偏壓電壓，所以通過在接收時(shí)設(shè)定偏壓電壓以便將構(gòu)成高頻放大 器的接收信號放大部設(shè)為通常的動(dòng)作狀態(tài)并使發(fā)送信號放大部在大 致接近斷開狀態(tài)的動(dòng)作狀態(tài)下進(jìn)行動(dòng)作，就能夠?qū)崿F(xiàn)高頻放大器的低 噪聲化。另外，通過在大信號輸入時(shí)使輸入信號直通通過高頻放大器 的內(nèi)部，就能夠防止飽和而實(shí)現(xiàn)高頻放大器的性能改善。進(jìn)而，通過 設(shè)置將高頻放大器的輸入以接地方式短路的開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)輸入可靠接 地。此外，雖然在上述實(shí)施方式6中，設(shè)高頻放大器本體之構(gòu)成與圖 8示的同樣，但它也可以釆用與圖2，圖6所示的構(gòu)成相同的構(gòu)成。 (實(shí)施方式7)該實(shí)施方式7是構(gòu)成為可通過一個(gè)端子來進(jìn)行高頻放大器的輸 入輸出。圖17(a)表示根據(jù)該實(shí)施方式7的高頻放大器的第1具體例。 該圖17(a)是具有與實(shí)施方式1的圖4同樣地構(gòu)成的高頻放大器101c。在該圖17(a)所示的高頻放大器中，通過根據(jù)輸入到收發(fā)轉(zhuǎn)換控 制端子S1、 S2的收發(fā)轉(zhuǎn)換信號將開關(guān)SW3、 SW4轉(zhuǎn)換到接地側(cè)、偏 壓電源側(cè)，晶體管304、 302成為接通、斷開，由發(fā)送信號放大部103 所放大的發(fā)送信號就可以輸出到IO端子。反之，通過將開關(guān)SW3、 SW4轉(zhuǎn)換到偏壓電源側(cè)、接地側(cè)，就 可以在接收信號放大部102輸入所接收的信號。通過將這樣所構(gòu)成的高頻放大器的開關(guān)SW5的輸出端子OUTTX 應(yīng)被連接的節(jié)點(diǎn)、即與螺旋電感器104相對側(cè)的節(jié)點(diǎn)、以及放大用晶 體管301的輸入端子INjtx應(yīng)被連接的節(jié)點(diǎn)、即柵極節(jié)點(diǎn)，分別經(jīng)由 電容C1以及C2連接到IO端子，將輸入輸出端子設(shè)成一個(gè)。在這樣所構(gòu)成的高頻放大器中，在放大發(fā)送信號的情況下，將發(fā) 送信號放大部103的開關(guān)SW4^:置成偏壓電源側(cè)，關(guān)閉開關(guān)SW5。
由此，由晶體管303所放大的發(fā)送信號經(jīng)由晶體管304、開關(guān)SW5 以及電容C1自IO端子被輸出到外部。此時(shí)，接收信號放大部102的開關(guān)SW3被設(shè)置成接地側(cè)。為此， 即便經(jīng)過放大的發(fā)送信號經(jīng)由電容C2被輸入到接收信號放大部102， 由于晶體管302斷開，所以不會產(chǎn)生與經(jīng)過放大的發(fā)送信號的重疊。另外，在放大接收信號的情況下，將接收信號放大部102的開關(guān) SW3設(shè)置成偏壓電源側(cè)，同時(shí)打開開關(guān)SW5。由此，自IO端子經(jīng)由 電容C2所輸入的接收信號通過晶體管301進(jìn)行放大，并經(jīng)由晶體管 302自輸出端子OUT被輸出到外部。此時(shí)，由于發(fā)送信號放大部103的開關(guān)SW4被設(shè)置成接地側(cè)， 所以即便在晶體管303上輸入發(fā)送信號，由于晶體管304斷開，所以 不會產(chǎn)生與經(jīng)過放大的接收信號的重疊。另外，圖17(b)表示根據(jù)該實(shí)施方式7的高頻放大器的第2具體例。該圖17(b)具有與實(shí)施方式2的圖8所示的同樣的高頻放大器 501b。但是，與圖17(a)相同，開關(guān)SW5的輸出端子OUTTx應(yīng)被連接 的節(jié)點(diǎn)以及晶體管801的輸入端子INRx應(yīng)被連接的節(jié)點(diǎn)分別經(jīng)由電 容Cl以及C2被連接到IO端子。通過這樣進(jìn)行構(gòu)成，在將裝置全體集成電路化的情況下，就能夠 減少一個(gè)端子，同時(shí)對于芯片上外帶的開關(guān)SW5也能夠舍棄它。這樣一來，根據(jù)本實(shí)施方式7，通過把用于將發(fā)送信號放大部的 輸出對外部輸出的輸出端子、和用于對接收信號放大部輸入的輸入端 子經(jīng)由電容連接起來，而作為共用的輸入輸出端子進(jìn)行匯集，所以在 將裝置全體集成電路化的情況下，就能夠省略一個(gè)端子，成本下降就 成為可能?；蛘哌€可以將不需要的端子轉(zhuǎn)用于其它信號的輸入、輸出。此外，雖然在上述實(shí)施方式7中，高頻放大器本體的構(gòu)成與圖4、 圖8所示的構(gòu)成相同，但它也可以采用與圖13(b)、圖15(a)、圖 15(b)、圖15(c)、圖16(a)、圖16(b)所示的構(gòu)成相同的構(gòu)成。 產(chǎn)業(yè)上的可利用性如以上那樣，本發(fā)明所涉及的高頻放大器以及收發(fā)系統(tǒng)可以在將 它們搭載于集成電路上的情況下降低其電感器所占的面積，在謀求制 造成本的降低方面也有效。
權(quán)利要求
1.一種高頻放大器，其特征在于包括接收信號放大部、發(fā)送信號放大部和電感器，其中，上述接收信號放大部具有接收信號輸入端子和第1收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子，上述發(fā)送信號放大部具有發(fā)送信號輸入端子和第2收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子，并具有將上述接收信號放大部的輸出、和上述發(fā)送信號放大部的輸出連接起來的共用的輸出端子，在接收模式時(shí)，控制信號被輸入到上述第1收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子、和上述第2收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子，使上述發(fā)送信號放大部斷開，上述接收信號放大部接通，對從上述接收信號輸入端子所輸入的接收信號進(jìn)行放大，而在發(fā)送模式時(shí)，控制信號被輸入到上述第1收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子、和上述第2收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子，使上述接收信號放大部斷開，上述發(fā)送信號放大部接通，進(jìn)行上述接收信號放大部以及發(fā)送信號放大部的動(dòng)作轉(zhuǎn)換以便放大從上述發(fā)送信號輸入端子所輸入的發(fā)送信號，上述電感器作為上述接收信號放大部、上述發(fā)送信號放大部的共用負(fù)載被連接在直流電源端子和上述輸出端子之間。
2. —種高頻放大器，其特征在于包括 接收信號放大部、發(fā)送信號放大部、電感器和晶體管，其中，上述接收信號放大部具有接收信號輸入端子和第1收發(fā) 轉(zhuǎn)換控制端子，上述發(fā)送信號放大部具有發(fā)送信號輸入端子和第2收發(fā)轉(zhuǎn)換控 制端子，上述接收信號放大部的輸出和上述發(fā)送信號放大部的輸出被連 接到上述晶體管，在接收模式時(shí)，控制信號被輸入到上述第1收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子和上述第2收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子，使上述發(fā)送信號放大部斷開，上述接收 信號放大部接通，對從上述接收信號輸入端子所輸入的接收信號進(jìn)行 放大，而在發(fā)送模式時(shí)，控制信號被輸入到上述笫1收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子 和上述第2收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子，使上述接收信號放大部斷開，上述發(fā)送信號放大部接通，進(jìn)行上述接收信號放大部以及發(fā)送信號放大部的 動(dòng)作轉(zhuǎn)換以便放大從上述發(fā)送信號輸入端子所輸入的發(fā)送信號，上述電感器被連接到直流電源端子和上述晶體管之間，作為上述 接收信號放大部和上述發(fā)送信號放大部的共用負(fù)載，在上述電感器和上述晶體管的連接點(diǎn)具有輸出端子。
3. 按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所記栽的高頻放大器，其特征 在于還包括開關(guān)和發(fā)送信號輸出端子，其中，上述開關(guān)被連接到上述輸出端子和上述發(fā)送信號輸出端子之間，在接收模式時(shí)，上迷開關(guān)斷開，對從上述接收信號輸入端子所輸 入的接收信號進(jìn)行放大并送給上述輸出端子，在發(fā)送模式時(shí)，上述開關(guān)接通，對從上述發(fā)送信號輸入端子所輸 入的發(fā)送信號進(jìn)行放大并送給上述發(fā)送信號輸出端子。
4. 按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所記載的高頻放大器，其特征在于上述接收信號放大部具有用于放大接收信號的晶體管。
5. 按照權(quán)利要求4記載的高頻放大器，其特征在于 上述接收信號放大部的上述晶體管以可以實(shí)現(xiàn)噪聲匹配的方式進(jìn)行最佳化。
6. 按照權(quán)利要求4所記栽的高頻放大器，其特征在于 上述接收信號放大部的上述晶體管以帶來增益匹配的方式進(jìn)行最佳化。
7. 按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所記栽的高頻放大器，其特征在于上述發(fā)送信號放大部具有用于放大功率的晶體管。
8. 按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所記載的高頻放大器，其特征在于上述電感器由集成電路中所搭栽的螺旋電感器組成。
9. 按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所記栽的高頻放大器，其特征在于上述接收信號放大部以及發(fā)送信號放大部和上述電感器被搭載 在同一集成電路上。
10. 按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所記栽的高頻放大器，其特征在于上述電感器由模塊中所搭栽的螺旋電感器組成。
11. 一種高頻放大器，其特征在于 具備兩個(gè)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所記栽的高頻放大器， 對差動(dòng)的接收信號和差動(dòng)的發(fā)送信號進(jìn)行放大。
12. —種高頻放大器，其特征在于構(gòu)成權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所記載的高頻放大器的晶體管分別 由MOSFET、 MESFET、 JFET、 HEMT、雙極結(jié)晶體管或異質(zhì)結(jié)晶體管中的某一個(gè)、或者多個(gè)組合而成。
13. —種高頻放大器，其特征在于構(gòu)成權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所記載的高頻放大器的晶體管分別 由硅、硅-鍺或III-V族化合物半導(dǎo)體中的某一種組成。
14. 按照權(quán)利要求1或2所記栽的高頻放大器，其特征在于 上述接收信號放大部具有用于放大接收信號的晶體管，同時(shí)還具有可使施加在其柵極和接地之間的電壓可變的第1可變電壓源，上述發(fā)送信號放大部具有用于放大電力的晶體管，同時(shí)還具有可使施加在其柵極和接地之間的電壓可變的第2可變電壓源，上述第1收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子被連接到上述第1可變電壓源，同時(shí)上述第2收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子被連接到上述第2可變電壓源，在接收模式時(shí)，控制信號被輸入到上述第1收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子和上述第2收發(fā)轉(zhuǎn)換控制端子，使上述發(fā)送信號放大部大體上斷開，上述接收信號放大部接通，對從上述接收信號輸入端子所輸入的接收信號以低噪聲方式進(jìn)行放大。
15. 按照權(quán)利要求1或2所記栽的高頻放大器，其特征在于 在上述輸出端子和上述接收信號輸入端子之間具有開關(guān)， 該開關(guān)在上述接收信號為大振幅時(shí)接通。
16. 按照權(quán)利要求1或2所記栽的高頻放大器，其特征在于 在該高頻放大器所需的電容由于該輸出端子上寄生的寄生電容而不足的情況下，在上述輸出端子和接地之間，連接了具有與該不足 部分相當(dāng)?shù)碾娙葜档碾娙荨?br> 17. 按照權(quán)利要求1或2所記載的高頻放大器，其特征在于 在上述接收信號輸入端子或者發(fā)送信號輸入端子和接地之間具有開關(guān)，該開關(guān)使上述接收信號放大部或者發(fā)送信號放大部成為斷開一 側(cè)的開關(guān)接通。
18. 按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所記載的高頻放大器，其特征 在于還包括開關(guān)、輸入輸出端子和第1、第2電容，由該開關(guān)以及第1電容組成的串聯(lián)連接體被連接在連接了上述 輸出端子的節(jié)點(diǎn)和上述輸入輸出端子之間，上述輸入輸出端子經(jīng)由上述第2電容被連接在應(yīng)連接上述發(fā)送 信號輸入端子的節(jié)點(diǎn)，在接收模式時(shí)，上述開關(guān)斷開，對從上述輸入輸出端子所輸入的 接收信號進(jìn)行放大并送給上述輸出端子，而在發(fā)送模式時(shí)，上述開關(guān)接通，對從上述發(fā)送信號輸入端子所 輸入的發(fā)送信號進(jìn)行放大并送給上述輸入輸出端子。
19. 一種收發(fā)系統(tǒng)，具備收發(fā)高頻信號的收發(fā)部，其特征在于 該系統(tǒng)包括權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所記栽的高頻放大器，以時(shí)分雙工方式進(jìn)行動(dòng)作。
20. —種收發(fā)系統(tǒng)，具備收發(fā)高頻信號的收發(fā)部，其特征在于 該系統(tǒng)包括權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所記栽的多個(gè)高頻放大器， 可以設(shè)定在發(fā)送模式和接收模式之間 一起轉(zhuǎn)換該多個(gè)高頻放大器，或者進(jìn)行轉(zhuǎn)換使一部分為發(fā)送模式、剩余部分為接收模式。
全文摘要
本發(fā)明的目的是在收發(fā)信號放大用的高頻放大器中，減少集成電路面積，使制造成本下降。高頻放大器(101)包括接收信號放大部(102)、發(fā)送信號放大部(103)、和螺旋電感器(104)。接收信號放大部(102)的輸出與發(fā)送信號放大部(103)的輸出連接起來，成為高頻放大器(101)的輸出端子OUT。在該輸出端子OUT上連接著一個(gè)螺旋電感器(104)。將該螺旋電感器(104)作為接收信號放大部(102)和發(fā)送信號放大部(103)的共用負(fù)載來使用。由此，就能夠使集成電路的面積減少，降低制造成本。
文檔編號H03F3/195GK101156316SQ20068001134
公開日2008年4月2日 申請日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月8日
發(fā)明者林錠二, 金良守 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社