專(zhuān)利名稱(chēng)：功率放大電路及高頻模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行放大的功率放大電路及包括該功率放大電路的高頻模塊。
背景技術(shù)：
以往，作為通信終端的前端模塊，提出有各種包括對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行放大的功率放大電路的聞?lì)l1旲塊。專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載了利用定向耦合器進(jìn)行反饋控制來(lái)控制輸出功率的高頻放大電路。該高頻放大電路包括對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行放大的功率放大器。在功率放大器的輸出端上連接有定向耦合器。定向耦合器包括彼此耦合的主線(xiàn)路和副線(xiàn)路。功率放大器的輸出信號(hào)經(jīng)由主線(xiàn)路輸出到天線(xiàn)等負(fù)載。在主線(xiàn)路中傳輸?shù)妮敵鲂盘?hào)的一部分傳送到副線(xiàn)路。對(duì)該副線(xiàn)路中傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行檢波，并根據(jù)該檢波結(jié)果來(lái)控制功率放大器的放大倍數(shù)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利特開(kāi)2010 — 68078號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，在上述結(jié)構(gòu)中，來(lái)自功率放大器的所有輸出信號(hào)經(jīng)由定向耦合器，因此，對(duì)應(yīng)于定向耦合器中的主線(xiàn)路與副線(xiàn)路的耦合度的功率在副線(xiàn)路中傳輸。由于副線(xiàn)路中傳輸?shù)墓β什粡母哳l放大電路輸出到天線(xiàn)等負(fù)載，因此，來(lái)自高頻放大電路的輸出功率會(huì)根據(jù)定向耦合器的耦合度而下降。因此，本發(fā)明的目的在于提供即使進(jìn)行反饋控制也能抑制輸出功率下降的功率放大電路。本發(fā)明的功率放大電路包括:高頻放大電路,該高頻放大電路將所輸入的高頻信號(hào)以規(guī)定放大倍數(shù)放大后進(jìn)行輸出；以及定向耦合器，該定向耦合器的主線(xiàn)路的第一端與高頻放大電路的輸出端子相連接，主線(xiàn)路的第二端與信號(hào)輸出端子相連接，該功率放大電路具有以下特征。該功率放大電路包括連接導(dǎo)體，該連接導(dǎo)體不經(jīng)由定向耦合器而連接高頻放大電路的輸出端子與主線(xiàn)路的第二端。在該結(jié)構(gòu)中，由高頻放大電路放大后的高頻信號(hào)被分流到經(jīng)由設(shè)有定向耦合器的路徑和經(jīng)由未設(shè)有定向耦合器的路徑來(lái)進(jìn)行輸出。由此，能抑制在定向耦合器發(fā)生損耗的信號(hào)，抑制輸出功率的下降。此外，優(yōu)選為本發(fā)明的功率放大電路具有以下的結(jié)構(gòu)。功率放大電路的高頻放大電路的最后一級(jí)的放大元件中的驅(qū)動(dòng)電源電壓施加端子與高頻放大電路的輸出端子相連接。在驅(qū)動(dòng)電源電壓施加端子上連接有連接導(dǎo)體。在該結(jié)構(gòu)中，示出了將連接導(dǎo)體連接到高頻放大電路上的具體的連接結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例。高頻放大電路由多級(jí)放大元件所構(gòu)成，例如，在最后一級(jí)的放大元件使用npn型晶體管的情況下，該晶體管的集電極端子成為輸出端子，也成為電源電壓(晶體管的驅(qū)動(dòng)電源電壓)施加端子。因此，通過(guò)將連接導(dǎo)體與該驅(qū)動(dòng)電源電壓施加端子進(jìn)行連接，能實(shí)現(xiàn)無(wú)需經(jīng)由定向耦合器就能將放大后的高頻信號(hào)輸出到外部的路徑。由此，能以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連接導(dǎo)體。此外，優(yōu)選為本發(fā)明的功率放大電路將主線(xiàn)路的第二端與第一匹配電路相連接。在該結(jié)構(gòu)中，由于具備第一匹配電路，因而能進(jìn)行功率放大電路與后級(jí)的電路之間的阻抗匹配。由此，能以低損耗的方式將高頻信號(hào)從功率放大電路傳輸給后級(jí)的電路。此外，優(yōu)選為本發(fā)明的功率放大電路將第二匹配電路連接在主線(xiàn)路的第二端、與該第二端和連接導(dǎo)體的連接點(diǎn)之間。在該結(jié)構(gòu)中，能僅對(duì)經(jīng)由定向耦合器的高頻信號(hào)進(jìn)行阻抗匹配。由此，能進(jìn)行阻抗匹配，以使得來(lái)自經(jīng)由設(shè)有定向耦合器的路徑的高頻信號(hào)、與來(lái)自經(jīng)由未設(shè)有定向耦合器的路徑的高頻信號(hào)在連接點(diǎn)以不會(huì)相互抵消的方式進(jìn)行合成。此外，優(yōu)選本發(fā)明的功率放大電路的第一匹配電路包括與信號(hào)傳輸線(xiàn)串聯(lián)連接的
第一電容器。該結(jié)構(gòu)中，施加到高頻放大電路的直流電壓被第一電容器斷開(kāi)，不會(huì)傳輸給后級(jí)的電路。此外，本發(fā)明的功率放大電路中，作為第一匹配電路，也可以包括:電感器，該電感器與第一電容器串聯(lián)連接；以及第二電容器，該第二電容器連接在該第一電容器和電感器的連接點(diǎn)、與接地電位之間。該結(jié)構(gòu)表示第一匹配電路的具體結(jié)構(gòu)例。由此，通過(guò)具備串聯(lián)連接的電感器及電容器、以及連接在它們的連接點(diǎn)上的電容器，從而與使用單一的電感器、電容器的情況相t匕，能擴(kuò)大阻抗匹配范圍。此外，本發(fā)明的高頻模塊包括:高頻功率放大元件,該高頻功率放大元件內(nèi)置有將所輸入的高頻信號(hào)以規(guī)定放大倍數(shù)放大后進(jìn)行輸出的高頻放大電路；以及基板，該基板安裝有該高頻功率放大元件，該高頻模塊具有以下特征。該高頻模塊的高頻功率放大元件內(nèi)置有定向耦合器，該定向耦合器的主線(xiàn)路的第一端與高頻放大電路的輸出端子相連接，主線(xiàn)路的第二端與高頻功率放大元件的信號(hào)輸出端子相連接。高頻功率放大元件包括:第一安裝用端子，該第一安裝用端子對(duì)高頻放大電路施加驅(qū)動(dòng)電源；以及第二安裝用端子，該第二安裝用端子是信號(hào)輸出端子。基板包括連接第一安裝用端子和第二安裝用端子的連接導(dǎo)體。在該結(jié)構(gòu)中，示出了具備上述功率放大電路的高頻模塊的結(jié)構(gòu)。由形成在基板上的連接導(dǎo)體將對(duì)高頻放大電路施加驅(qū)動(dòng)電源的第一安裝用端子與對(duì)應(yīng)于定向耦合器的第二端的第二安裝用端子進(jìn)行連接。由此，能容易地實(shí)現(xiàn)使經(jīng)由定向耦合器的高頻信號(hào)與未經(jīng)由定向耦合器的高頻信號(hào)進(jìn)行合成后輸出的結(jié)構(gòu)。此外，優(yōu)選本發(fā)明的高頻模塊具有以下的結(jié)構(gòu)。第一安裝用端子和第二安裝用端子是在高頻功率放大元件中相鄰的端子。連接第一安裝用端子和第二安裝用端子的連接導(dǎo)體呈近似直線(xiàn)狀。該結(jié)構(gòu)中，使對(duì)高頻放大電路施加驅(qū)動(dòng)電源的驅(qū)動(dòng)電源施加用的第一安裝用端子接近對(duì)應(yīng)于定向耦合器的第二端的第二安裝用端子，將它們用呈近似直線(xiàn)狀的連接導(dǎo)體進(jìn)行連接。由此，能容易且節(jié)省空間地實(shí)現(xiàn)使經(jīng)由定向耦合器的高頻信號(hào)與未經(jīng)由定向耦合器的高頻信號(hào)進(jìn)行合成后輸出的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，即使進(jìn)行反饋控制也能抑制輸出功率的下降。由此，能高精度地控制輸出功率，并提高功率附加效率。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的包括功率放大電路的高頻模塊10的電路圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的功率放大電路的高頻放大電路210的最后一級(jí)的連接結(jié)構(gòu)例的圖。圖3是表示本實(shí)施方式的高頻模塊10與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的高頻模塊的對(duì)比的曲線(xiàn)圖。圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的包括功率放大電路的高頻模塊10的安裝狀態(tài)圖。圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的包括功率放大電路的高頻模塊IOA的電路圖。
具體實(shí)施例方式參照

本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的功率放大電路及包括該功率放大電路作為電路結(jié)構(gòu)的高頻模塊。圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的包括功率放大電路的高頻模塊10的電路圖。高頻模塊10包括高頻功率放大元件20、匹配電路30、以及驅(qū)動(dòng)電源電路40。高頻功率放大元件20包括高頻放大電路210、輸入匹配電路220、定向耦合器230、相當(dāng)于本發(fā)明的第二匹配電路的輸出匹配電路240、偏置設(shè)定電路250、及檢波電路260。高頻放大電路210具有前級(jí)放大電路211和后級(jí)放大電路212。前級(jí)放大電路211的輸入端子經(jīng)由輸入匹配電路220與高頻功率放大元件20的高頻信號(hào)輸入端子Pin相連接。該高頻信號(hào)輸入端子Pin起到高頻模塊10的高頻信號(hào)輸入端子RFilJ^作用。對(duì)輸入匹配電路220設(shè)定元件值，以使高頻放大電路210的輸入阻抗(前級(jí)放大電路211的輸入阻抗)與和高頻信號(hào)輸入端子Pin相連接的、對(duì)該高頻模塊10施加高頻信號(hào)的外部前級(jí)電路的輸出阻抗進(jìn)行阻抗匹配。例如，輸入匹配電路220由連接在前級(jí)放大電路211與高頻信號(hào)輸入端子Pin之間的電容器所構(gòu)成。定向耦合器230與高頻放大電路210的輸出端子、即后級(jí)放大電路212的輸出端子相連接。定向耦合器230包括主線(xiàn)路231和副線(xiàn)路232。將主線(xiàn)路231與副線(xiàn)路232配置成在高頻信號(hào)的頻率下以規(guī)定耦合度進(jìn)行電磁場(chǎng)耦合。主線(xiàn)路231的第一端與高頻放大電路210的輸出端子相連接。主線(xiàn)路231的第二端經(jīng)由輸出匹配電路240與高頻功率放大元件20的高頻信號(hào)輸出端子Ptjut相連接。對(duì)輸出匹配電路240設(shè)定元件值，以將高頻信號(hào)輸出端子Ptjut的阻抗適當(dāng)?shù)卦O(shè)定成能獲得所希望的輸出特性。例如，輸出匹配電路240由連接于主線(xiàn)路231的第二端與高頻信號(hào)輸出端子Prat之間的電容器所構(gòu)成。定向耦合器230的副線(xiàn)路232的第一端接地。 換言之，副線(xiàn)路232的第一端與接地電位相連接(未圖示)。副線(xiàn)路232的第二端與檢波電路260相連接。檢波電路260與高頻功率放大元件20的檢波信號(hào)輸出端子Pvdet相連接。在前級(jí)放大電路211和后級(jí)放大電路212上連接有偏置設(shè)定電路250，該偏置設(shè)定電路250與高頻功率放大元件20的偏置輸入端子Pvctl相連接。處于高頻功率放大元件20之外的驅(qū)動(dòng)電源電路40經(jīng)由高頻功率放大元件20的第一驅(qū)動(dòng)電源電壓施加端子Pvi與前級(jí)放大電路211相連接。處于高頻功率放大元件20之外的驅(qū)動(dòng)電源電路40經(jīng)由高頻功率放大元件20的第二驅(qū)動(dòng)電源電壓施加端子Pv2與后級(jí)放大電路212相連接。驅(qū)動(dòng)電源電路40包括提供高頻放大電路210的驅(qū)動(dòng)電源電壓V。。的電壓源、電感器L1、及電容器Cl、C2。電壓源與第一驅(qū)動(dòng)電源施加端子Pvi相連接。此外，電壓源經(jīng)由電感器LI與第二驅(qū)動(dòng)電源施加端子Pv2相連接。電壓源與第一驅(qū)動(dòng)電源電壓施加端子Pvi的連接點(diǎn)通過(guò)電容器Cl接地。電壓源與電感器LI的連接點(diǎn)通過(guò)電容器C2接地。與后級(jí)放大電路212相連接的第二驅(qū)動(dòng)電源電壓施加端子Pv2通過(guò)連接導(dǎo)體50而與高頻信號(hào)輸出端子Prat短路。該連接導(dǎo)體50相當(dāng)于本發(fā)明的“連接導(dǎo)體”。更具體而言，如圖2所示地配置連接導(dǎo)體50。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的功率放大電路的高頻放大電路210的最后一級(jí)的連接結(jié)構(gòu)例的圖。另外，為了容易理解本發(fā)明的特征，圖2用最小的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行表示，例如，也能適用于進(jìn)一步設(shè)置有緩沖晶體管的結(jié)構(gòu)等。構(gòu)成后級(jí)放大電路212的最后一級(jí)晶體管221F (相當(dāng)于本發(fā)明的“最后一級(jí)的放大元件”)是npn型晶體管，發(fā)射極接地。最后一級(jí)晶體管221F的基極與前級(jí)放大電路211的輸出端子相連接。在最后一級(jí)晶體管221F的基極上連接有偏置設(shè)定電路250。最后一級(jí)晶體管211F的集電極經(jīng)由第二驅(qū)動(dòng)電源電壓施加端子Pv2與驅(qū)動(dòng)電源電路40相連接，且與定向耦合器230的主線(xiàn)路231的第一端相連接。主線(xiàn)路231的第二端經(jīng)由輸出匹配電路240與高頻信號(hào)輸出端子Pwt相連接。連接導(dǎo)體50將驅(qū)動(dòng)電源電路40和第二驅(qū)動(dòng)電源電壓施加端子Pv2之間的連接點(diǎn)與高頻信號(hào)輸出端子Pwt相連接。在高頻功率放大元件20的高頻信號(hào)輸出端子Ptjut上連接有匹配電路30。匹配電路30相當(dāng)于本發(fā)明的“第一匹配電路”。匹配電路30的一端與高頻功率放大元件20的高頻信號(hào)輸出端子Pwt相連接，另一端起到高頻模塊10的高頻信號(hào)輸出端子RFwt的作用。匹配電路30包括電感器Lll與電容器Cll的串聯(lián)電路。電感器Lll與高頻信號(hào)輸出端子Pwt相連接，電容器Cll與高頻信號(hào)輸出端子RFwt相連接。電感器Lll與電容器Cll的連接點(diǎn)經(jīng)由電容器C12接地。電容器Cll相當(dāng)于本發(fā)明的“第一電容器”，電容器C12相當(dāng)于本發(fā)明的“第二電容器”。對(duì)匹配電路30設(shè)定各元件值，以使高頻功率放大元件20的高頻信號(hào)輸出端子Prat與和高頻模塊10的高頻信號(hào)輸出端子RFwt相連接的后級(jí)的電路進(jìn)行阻抗匹配。通過(guò)具備電容器C11，能壓制經(jīng)由后述的連接導(dǎo)體50而施加的直流的驅(qū)動(dòng)電源電壓V。。。因此，能防止施加于高頻模塊10的直流的驅(qū)動(dòng)電源電壓V。。經(jīng)由連接導(dǎo)體50施加到與該聞?lì)l1旲塊10相連接的后級(jí)的電路上。若對(duì)具有上述結(jié)構(gòu)的高頻模塊10輸入高頻信號(hào)，則進(jìn)行以下動(dòng)作。高頻信號(hào)經(jīng)由高頻模塊10的高頻信號(hào)輸入端子RFin、高頻功率放大元件20的高頻信號(hào)輸入端子Pin而輸入高頻放大電路210的前級(jí)放大電路211。此時(shí)，通過(guò)具備輸入匹配電路220，高頻信號(hào)以低損耗輸入前級(jí)放大電路211。前級(jí)放大電路211以對(duì)應(yīng)于來(lái)自驅(qū)動(dòng)電源電路40的驅(qū)動(dòng)電源電壓V。。和來(lái)自偏置設(shè)定電路250的偏置電壓的放大倍數(shù)，來(lái)放大高頻信號(hào)，并輸出到后級(jí)放大電路212。后級(jí)放大電路212以對(duì)應(yīng)于來(lái)自驅(qū)動(dòng)電源電路40的驅(qū)動(dòng)電源電壓V。。和來(lái)自偏置設(shè)定電路250的偏置電壓的放大倍數(shù)，來(lái)放大從前級(jí)放大電路211輸入的高頻信號(hào)，并從最后一級(jí)晶體管211F的集電極輸出。以下，將從最后一級(jí)晶體管211F的集電極輸出的、由高頻放大電路210進(jìn)行了放大的高頻信號(hào)稱(chēng)為“放大后高頻信號(hào)”。將放大后高頻信號(hào)傳輸給定向耦合器230的主線(xiàn)路231，還經(jīng)由第二驅(qū)動(dòng)電源電壓輸入端子Pv2傳輸給連接導(dǎo)體50。以下，將流過(guò)定向耦合器230的主線(xiàn)路231的放大后高頻信號(hào)稱(chēng)為“第一放大后高頻信號(hào)”，將流過(guò)連接導(dǎo)體50的放大后高頻信號(hào)稱(chēng)為“第二放大后高頻信號(hào)”。通過(guò)主線(xiàn)路231與副線(xiàn)路232的耦合，定向耦合器230使主線(xiàn)路231中傳輸?shù)牡谝环糯蠛蟾哳l信號(hào)的一部分傳輸給副線(xiàn)路232。因此，第一放大后高頻信號(hào)以在定向耦合器230中損耗一部分后的狀態(tài)傳輸?shù)捷敵銎ヅ潆娐?40。第一放大后高頻信號(hào)在輸出匹配電路240得到相位調(diào)節(jié)，并輸出到高頻功率放大元件20的高頻信號(hào)輸出端子Pwt。從高頻信號(hào)輸出端子Pwt輸出的第一放大后高頻信號(hào)、與經(jīng)過(guò)了連接導(dǎo)體50的第二放大后高頻信號(hào)，會(huì)在高頻信號(hào)輸出端子Pwt和連接導(dǎo)體50之間的連接點(diǎn)進(jìn)行合成。以下，將該合成后的高頻信號(hào)稱(chēng)為“合成高頻信號(hào)”。此時(shí)，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)匹配電路30或輸出匹配電路240的元件值，能使第一放大后高頻信號(hào)的相位與第二放大后高頻信號(hào)的相位完全一致。合成高頻信號(hào)經(jīng)由匹配電路30輸出到高頻模塊10的高頻信號(hào)輸出端子RF-。通過(guò)使合成高頻信號(hào)經(jīng)由匹配電路30，從而使合成高頻信號(hào)低損耗地傳輸?shù)脚c高頻信號(hào)輸出端子RFrat相連接的后級(jí)的電路。副線(xiàn)路232中傳輸?shù)鸟詈闲盘?hào)被輸入檢波電路260。檢波電路260對(duì)耦合信號(hào)進(jìn)行檢波，并從檢波信號(hào)輸出端子Pvdet輸出檢波信號(hào)。未圖示的外部控制部根據(jù)檢波信號(hào)輸出設(shè)定偏置電壓的控制信號(hào)，從而以預(yù)先設(shè)定的功率輸出高頻信號(hào)。此處，控制部能根據(jù)基于檢波信號(hào)即第一放大后高頻信號(hào)獲得的信號(hào)來(lái)判斷合成高頻信號(hào)的功率，并預(yù)先設(shè)定用于將該合成高頻信號(hào)的功率控制為規(guī)定功率的偏置電壓的調(diào)節(jié)量?？刂撇扛鶕?jù)該設(shè)定內(nèi)容輸出用于設(shè)定偏置電壓的控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)經(jīng)由偏置輸入端子Pvm而提供給偏置設(shè)定電路250。偏置設(shè)定電路250根據(jù)控制信號(hào)來(lái)確定偏置電壓，并施加到前級(jí)放大電路211及后級(jí)放大電路212。通過(guò)進(jìn)行這樣的反饋控制，能進(jìn)行使得從高頻模塊10輸出的高頻信號(hào)(合成高頻信號(hào))成為所希望的功率的控制。在這樣的結(jié)構(gòu)中，從最后一級(jí)晶體管211F的集電極進(jìn)行觀察時(shí)，主線(xiàn)路231 —側(cè)的負(fù)載看上去比連接導(dǎo)體50—側(cè)的負(fù)載要大。因此，與第一放大后高頻信號(hào)相比，第二放大后高頻信號(hào)的功率更大。第二放大后高頻信號(hào)僅經(jīng)過(guò)連接導(dǎo)體50，基本沒(méi)有損耗。第一放大后高頻信號(hào)經(jīng)過(guò)定向耦合器230，因此，存在對(duì)應(yīng)于耦合度的損耗。因此，與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)那樣的、僅經(jīng)由定向耦合器230進(jìn)行輸出的情況即全部為第一放大后高頻信號(hào)的情況相比，使用本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的情況更能提高作為高頻模塊輸出的信號(hào)功率。圖3是表示本實(shí)施方式的高頻模塊10與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的高頻模塊的對(duì)比的曲線(xiàn)圖。圖3 (A)是表示輸出功率相對(duì)于輸入功率的特性的曲線(xiàn)圖，圖3 (B)是表示功率附加效率(PAE)相對(duì)于輸出功率的特性的曲線(xiàn)圖。另外，圖3中，實(shí)線(xiàn)是使用本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的情況的特性，虛線(xiàn)是使用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)、即未設(shè)有連接導(dǎo)體50的結(jié)構(gòu)的情況的特性。如圖3 (A)所示，通過(guò)使用本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，對(duì)于相同的輸入功率，能獲得比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)要高的輸出功率。即使改變輸入功率結(jié)論也是一樣的。此外，如圖3 (B)所示，通過(guò)使用本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，能使功率附加效率(PAE)比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)要高。圖4所示的結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)這樣的高頻模塊10。圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的包括功率放大電路的高頻模塊10的安裝狀態(tài)圖。高頻模塊10包括基板100和由封裝IC構(gòu)成的高頻功率放大元件20。基板100由絕緣性基材所構(gòu)成。在絕緣性基材表面上形成有后述的各種電極圖案。在高頻功率放大元件20上分別形成有成為高頻信號(hào)輸入端子Pin、高頻信號(hào)輸出端子Ptjut (相當(dāng)于本發(fā)明的“第二安裝用端子”)、檢波信號(hào)輸出端子Pvdet、偏置輸入端子Pvm、第一驅(qū)動(dòng)電源電壓施加端子Pv1、第二驅(qū)動(dòng)電源電壓施加端子Pv2 (相當(dāng)于本發(fā)明的“第一安裝用端子”)的外部連接焊盤(pán)。此時(shí)，高頻信號(hào)輸入端子Pin、檢波信號(hào)輸出端子PVDET、偏置輸入端子Pv^位于形成高頻功率放大元件20的封裝IC的第一側(cè)面附近，并沿著該第一側(cè)面形成。高頻信號(hào)輸出端子Pwt、第一驅(qū)動(dòng)電源電壓施加端子Pv1、第二驅(qū)動(dòng)電源電壓施加端子Pv2位于形成高頻功率放大元件20的封裝IC的第二側(cè)面(與第一側(cè)面相對(duì)的側(cè)面)附近，并沿著該第二側(cè)面形成。而且，配置成高頻信號(hào)輸出端子Pwt的外部連接焊盤(pán)與第二驅(qū)動(dòng)電源電壓施加端子Pv2的外部連接焊盤(pán)相鄰。在構(gòu)成基板100的絕緣性基材的表面上形成有由規(guī)定的電極寬度構(gòu)成的線(xiàn)狀電極 641、642、643、644、645、646、647、648、649、及接地電極 631、632、633。線(xiàn)狀電極641、642、643、644、645、646各自的一端形成在成為高頻功率放大元件20的外部連接焊盤(pán)的連接盤(pán)的位置上。線(xiàn)狀電極641將高頻信號(hào)輸入端子Pin的安裝位置作為一端，形成為從高頻功率放大元件20朝外部引出的形狀。利用該結(jié)構(gòu)，將高頻信號(hào)從線(xiàn)狀電極641施加到高頻信號(hào)輸入端子Pin。線(xiàn)狀電極642將偏置輸入端子Pvm的安裝位置作為一端，形成為從高頻功率放大元件20朝外部引出的形狀。利用該結(jié)構(gòu)，將偏置電壓設(shè)定用的控制信號(hào)從線(xiàn)狀電極642輸入到偏置輸入端子PTOTL。線(xiàn)狀電極643將檢波信號(hào)輸出端子Pvdet的安裝位置作為一端，形成為從高頻功率放大元件20朝外部引出的形狀。利用該結(jié)構(gòu)，將來(lái)自檢波信號(hào)輸出端子Pvdet的檢波信號(hào)從線(xiàn)狀電極643輸出到外部電路(控制部)。線(xiàn)狀電極644將第一驅(qū)動(dòng)電源電壓輸入端子Pvi的安裝位置作為一端，形成為從高頻功率放大元件20朝外部引出的形狀。線(xiàn)狀電極645將第二驅(qū)動(dòng)電源電壓輸入端子Pv2的安裝位置作為一端，形成為從高頻功率放大元件20朝外部引出的形狀。線(xiàn)狀電極646將高頻信號(hào)輸出端子Prat的安裝位置作為一端，形成為從高頻功率放大元件20朝外部引出的形狀。線(xiàn)狀電極644、645、 646從高頻功率放大元件20朝外部引出后立即與其他電路元件(分別為電容元件612、電感元件611、電感元件622)相連接，從而電極到其他電路元件的
距離較短。線(xiàn)狀電極647的一端位于離開(kāi)線(xiàn)狀電極645的另一端規(guī)定距離的位置。線(xiàn)狀電極647在規(guī)定位置與線(xiàn)狀電極644相連接。利用該結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)電源電壓V。。經(jīng)由線(xiàn)狀電極647、644施加到第一驅(qū)動(dòng)電源電壓輸入端子PV1。此外，線(xiàn)狀電極645的另一端與線(xiàn)狀電極647的一端由電感元件611 (LI)連接。利用該結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)電源電壓Vcc經(jīng)由線(xiàn)狀電極647、電感兀件611 (LI)、線(xiàn)狀電極645施加到第二驅(qū)動(dòng)電源電壓輸入端子Pv2。接地電極631形成為相對(duì)于線(xiàn)狀電極647隔開(kāi)規(guī)定間隔。接地電極631與線(xiàn)狀電極647經(jīng)由電容元件613 (C2)相連接。接地電極632形成為相對(duì)于線(xiàn)狀電極644隔開(kāi)規(guī)定間隔。接地電極632與線(xiàn)狀電極644經(jīng)由電容元件612 (Cl)相連接。線(xiàn)狀電極648的一端處于離開(kāi)線(xiàn)狀電極646的另一端規(guī)定間隔的位置。線(xiàn)狀電極648的長(zhǎng)度為能安裝與該線(xiàn)狀電極648相連接的必要個(gè)數(shù)(本實(shí)施方式中為三個(gè))的元件的長(zhǎng)度。線(xiàn)狀電極646的另一端與線(xiàn)狀電極648的一端經(jīng)由電感元件622 (Lll)相連接。線(xiàn)狀電極649的一端處于離開(kāi)線(xiàn)狀電極648的另一端規(guī)定間隔的位置。線(xiàn)狀電極648的另一端與線(xiàn)狀電極649的一端經(jīng)由電容元件621 (Cll)相連接。接地電極633相對(duì)于線(xiàn)狀電極646、648、649隔開(kāi)規(guī)定間隔地形成。接地電極633與線(xiàn)狀電極648經(jīng)由電容元件623 (C12)相連接。接地電極633以包含高頻功率放大元件20的底面的形狀形成為規(guī)定形狀。線(xiàn)狀電極645與線(xiàn)狀電極646通過(guò)線(xiàn)狀電極500相連接。線(xiàn)狀電極500相當(dāng)于本發(fā)明的“連接導(dǎo)體”。形成線(xiàn)狀電極500，使得其相對(duì)于線(xiàn)狀電極645的連接位置、與其相對(duì)于線(xiàn)狀電極646的連接位置是以直線(xiàn)連接的形狀。由此，以最短距離連接線(xiàn)狀電極645與線(xiàn)狀電極646。利用這樣的結(jié)構(gòu)，將從高頻信號(hào)輸出端子Ptjut輸出的第一放大后高頻信號(hào)與從第二驅(qū)動(dòng)電源電壓施加端子Pv2輸出的第二放大后高頻信號(hào)進(jìn)行合成，合成高頻信號(hào)從高頻模塊10的高頻信號(hào)輸出端子RFwt經(jīng)由電感元件622 (L11)、線(xiàn)狀電極648、電容元件621、線(xiàn)狀電極649輸出到后級(jí)的電路。由此，通過(guò)采用圖4所示的安裝結(jié)構(gòu)及電極結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)上述電路圖所示的改善了功率附加效率的高頻模塊10。而且，如上所述，高頻功率放大元件20的高頻信號(hào)輸出端子Pwt與第二驅(qū)動(dòng)電源電壓輸入端子Pv2接近，且與它們連接的線(xiàn)狀電極645和線(xiàn)狀電極646通過(guò)線(xiàn)狀電極500以最短距離進(jìn)行連接，從而縮短第二放大后高頻信號(hào)的傳輸路徑，抑制傳輸損耗。由此，能進(jìn)一步提高功率附加效率。此外，線(xiàn)狀電極500的長(zhǎng)度與第一放大后高頻信號(hào)及第二放大后高頻信號(hào)的波長(zhǎng)相比足夠短，因此，基本上不需要對(duì)基于合成第一放大后高頻信號(hào)及第二放大后高頻信號(hào)時(shí)的路徑長(zhǎng)度之差而產(chǎn)生的相位差進(jìn)行調(diào)節(jié)，因而，設(shè)計(jì)變得容易。接下來(lái)，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的包括功率放大電路的高頻模塊。圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的包括功率放大電路的高頻模塊IOA的電路圖。本實(shí)施方式的高頻模塊IOA與實(shí)施方式I所示的高頻模塊10的不同之處在于匹配電路30A。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式I所示的高頻模塊10相同，因此省略說(shuō)明。
匹配電路30A相當(dāng)于本發(fā)明的“第一匹配電路”。匹配電路30A包括電感器L21、L22和電容器C21、C22、C23。電感器L21、L22及電容器C21串聯(lián)連接在高頻功率放大元件20的高頻信號(hào)輸出端子Pwt與高頻模塊IOA的高頻信號(hào)輸出端子RFtjut之間。電感器L21與電感器L22的連接點(diǎn)通過(guò)電容器C22接地。電感器L22與電容器C21的連接點(diǎn)通過(guò)電容器C23接地。在這樣的結(jié)構(gòu)中，進(jìn)行阻抗匹配的元件數(shù)多于實(shí)施方式I的匹配電路30。因此，能擴(kuò)大能進(jìn)行匹配的阻抗范圍。由此，即使高頻功率放大元件20是能在較寬的頻率范圍內(nèi)放大高頻信號(hào)的多頻帶PA (功率放大器)，也能高精度地進(jìn)行與后級(jí)的電路之間的阻抗匹配。另外，上述說(shuō)明中，示出了用封裝IC來(lái)實(shí)現(xiàn)高頻功率放大元件20的示例，但也可以用GaAs裸芯片麗1C、SiGe裸芯片麗IC來(lái)實(shí)現(xiàn)高頻功率放大元件20。在此情況下，為了將由裸芯片構(gòu)成的高頻功率放大元件20與基板進(jìn)行連接，只要形成焊料凸點(diǎn)并面朝下地進(jìn)行安裝，或用弓I線(xiàn)接合進(jìn)行安裝即可。此外，構(gòu)成高頻功率放大元件20的高頻放大電路210、輸入匹配電路220、定向耦合器230、輸出匹配電路240、偏置設(shè)定電路250、及檢波電路260既可以用單一的芯片形成，也可以用各自不同的芯片形成。而且，還可以使用分別由不同的工藝制造的芯片。例如，也可以是將GaAs工藝、SiGe工藝、Si工藝等進(jìn)行組合而制造出的芯片。此外，上述說(shuō)明中，示出了由線(xiàn)狀電極和安裝元器件構(gòu)成匹配電路30、30A的示例，但也可以由通過(guò)GaAs工藝、SiGe工藝、Si工藝等制造出的IPD (Integrated PassiveDevice:集成無(wú)源器件)構(gòu)成。此外，基板100也可以是低溫?zé)商沾?LTCC)基板。而且，也可以將匹配電路30、30A的結(jié)構(gòu)要素的一部分或全部形成在基板內(nèi)。標(biāo)號(hào)說(shuō)明10:高頻模塊20:高頻功率放大元件210:高頻放大電路211:前級(jí)放大電路212:后級(jí)放大電路220:輸入匹配電路230:定向耦合器231:主線(xiàn)路232:副線(xiàn)路240:輸出匹配電路250:偏置設(shè)定電路260:檢波電路30、30A:匹配電路40:驅(qū)動(dòng)電源電路50:連接導(dǎo)體100:基板500、641、642、643、644、645、646、647、648、649:線(xiàn)狀電極
611、622:電感元件612、613、621、623:電容元件631、632、633:接地電極
權(quán)利要求
1.一種功率放大電路，該功率放大電路包括:高頻放大電路，該高頻放大電路將所輸入的高頻信號(hào)以規(guī)定放大倍數(shù)放大后進(jìn)行輸出；以及 定向耦合器，該定向耦合器的主線(xiàn)路的第一端與所述高頻放大電路的輸出端子相連接，所述主線(xiàn)路的第二端與信號(hào)輸出端子相連接，其特征在于， 所述功率放大電路包括連接導(dǎo)體，該連接導(dǎo)體不經(jīng)由所述定向耦合器而連接所述高頻放大電路的輸出端子與所述主線(xiàn)路的第二端。
2.如權(quán)利要求1所述的功率放大電路，其特征在于，所述高頻放大電路的最后一級(jí)的放大元件中的驅(qū)動(dòng)電源施加端子與所述高頻放大電路的輸出端子相連接，所述驅(qū)動(dòng)電源施加端子與所述連接導(dǎo)體相連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的功率放大電路，其特征在于，所述主線(xiàn)路的第二端與第一匹配電路相連接。
4.如權(quán)利要求3所述的功率放大電路，其特征在于，第二匹配電路連接在所述主線(xiàn)路的第二端、與該第二端和所述連接導(dǎo)體的連接點(diǎn)之間。
5.如權(quán)利要求3或4所述的功率放大電路，其特征在于，所述第一匹配電路包括與信號(hào)傳輸線(xiàn)串聯(lián)連接的第一電容器。
6.如權(quán)利要求5所述的功率放大電路，其特征在于，所述第一匹配電路包括:電感器，該電感器與所述第一電容器串聯(lián)連接；以及第二電容器，該第二電容器連接在該第一電容器和所述電感器的連接點(diǎn)、與接地電位之間。
7.一種高頻模塊，該高頻模塊包括:高頻功率放大元件，該高頻功率放大元件內(nèi)置有將所輸入的高頻信號(hào)以規(guī)定放大倍數(shù)放大后進(jìn)行輸出的高頻放大電路；以及基板，該基板上安裝有該高頻功率放大元件，其特征在于， 所述高頻功率放大元件中內(nèi)置有定向耦合器，該定向耦合器的主線(xiàn)路的第一端與所述高頻放大電路的輸出端子相連接，所述主線(xiàn)路的第二端與所述高頻功率放大元件的信號(hào)輸出端子相連接， 所述高頻功率放大元件包括: 第一安裝用端子，該第一安裝用端子對(duì)所述高頻放大電路施加驅(qū)動(dòng)電源電壓；以及 第二安裝用端子，該第二安裝用端子是所述信號(hào)輸出端子， 所述基板包括連接所述第一安裝用端子和所述第二安裝用端子的連接導(dǎo)體。
8.如權(quán)利要求7所述的高頻模塊，其特征在于，所述第一安裝用端子和所述第二安裝用端子是在所述高頻功率放大元件中相鄰的端子，連接所述第一安裝用端子和所述第二安裝用端子的連接導(dǎo)體呈近似直線(xiàn)狀。
全文摘要
能實(shí)現(xiàn)即使進(jìn)行反饋控制也能抑制輸出功率下降的功率放大電路。具備功率放大電路的高頻模塊(10)包括高頻功率放大元件(20)、匹配電路(30)、及驅(qū)動(dòng)電源電路(40)。高頻功率放大元件(20)包括高頻放大電路(210)和定向耦合器(230)。定向耦合器(230)的主線(xiàn)路(231)的第一端與高頻放大電路(210)的后級(jí)放大電路(212)的輸出端子相連接。主線(xiàn)路(231)的第二端經(jīng)由輸出匹配電路(240)與高頻功率放大元件(20)的高頻信號(hào)輸出端子(Pout)相連接。后級(jí)放大電路(212)的輸出端子還與高頻功率放大元件(20)的第二驅(qū)動(dòng)電源電壓施加端子(PV2)相連接。第二驅(qū)動(dòng)電源電壓施加端子與高頻信號(hào)輸出端子(Pout)由連接導(dǎo)體(50)進(jìn)行連接。
文檔編號(hào)H03F3/20GK103107777SQ20121044517
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者廣岡博之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所