功率放大模塊的制作方法
【專利摘要】在具有多個(gè)動(dòng)作方式的功率放大模塊中，適當(dāng)?shù)乜刂破?。功率放大模塊包括：放大晶體管，該放大晶體管被提供第1動(dòng)作方式的第1電源電壓或第2動(dòng)作方式的第2電源電壓，向該放大晶體管輸入第1信號(hào)，并輸出放大第1信號(hào)后得到的第2信號(hào)；以及偏置電路，該偏置電路向放大晶體管提供偏置電流，偏置電路包含：第1電阻；第1晶體管，該第1晶體管與第1電阻串聯(lián)連接并根據(jù)在第1動(dòng)作方式時(shí)提供的第1偏置控制電壓變?yōu)閷?dǎo)通；第2電阻；第2晶體管，該第2晶體管與第2電阻串聯(lián)連接，并根據(jù)在第2動(dòng)作方式時(shí)提供的第2偏置控制電壓變?yōu)閷?dǎo)通。
【專利說明】
功率放大模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及功率放大模塊?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在移動(dòng)電話等的移動(dòng)通信設(shè)備上，為了放大向基站發(fā)送的信號(hào)的功率，需使用功率放大模塊。近年來，移動(dòng)電話采用高速數(shù)據(jù)通信的標(biāo)準(zhǔn)即HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)或LTE(Long Term Evolut1n)、LTE_Advanced等的調(diào)制方式。對于上述的通信標(biāo)準(zhǔn)，為了提高通信速度，減小相位或振幅的偏移變得很重要。即，對功率放大模塊要求高線形性。此外，在上述通信標(biāo)準(zhǔn)下，為提高通信速度，大多數(shù)情況下信號(hào)的振幅變化范圍(動(dòng)態(tài)范圍)變大。而且，動(dòng)態(tài)范圍大的情況下，為了提高線形性，需要較高的電源電壓，功率放大模塊的耗電量有變大的趨勢。
[0003]另一方面，為了延長移動(dòng)電話的通話或通信的可能時(shí)間，要求降低耗電量。例如， 在專利文獻(xiàn)1中公開了一種采用包絡(luò)跟蹤方式的功率放大模塊，通過根據(jù)輸入的調(diào)制信號(hào)的振幅等級來控制電源電壓，從而提高功效。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)1日本專利特表2005 — 513943號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0005]包絡(luò)跟蹤方式對提高高功率動(dòng)作時(shí)的功率附加效率特別有效。另一方面，在低功率動(dòng)作時(shí)，為了提高增益的線形性，例如會(huì)采用平均功率跟蹤方式等的其他方式。
[0006]功率放大模塊一般具備用于向功率放大用的晶體管提供偏置的偏置電路。該偏置電路具備例如向基極提供偏置控制電壓的晶體管和與該晶體管的發(fā)射極連接的鎮(zhèn)流電阻。 偏置控制電壓及鎮(zhèn)流電阻的電阻值的理想值隨著功率放大模塊的動(dòng)作方式或輸出電平的不同而不同。因此，難以提供每次都與使用模式匹配的最合適的電路。
[0007]本發(fā)明鑒于上述情況而完成，其目的在于能夠在具有多個(gè)動(dòng)作方式的功率放大模塊中恰當(dāng)?shù)乜刂破?。發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0008]本發(fā)明的一方面所涉及的功率放大模塊包括:放大晶體管，該放大晶體管被提供第1動(dòng)作方式的第1電源電壓或第2動(dòng)作方式的第2電源電壓，向該放大晶體管輸入第1信號(hào)， 輸出放大第1信號(hào)后得到的第2信號(hào)；以及偏置電路，該偏置電路向放大晶體管提供偏置電流，偏置電路包含:第1電阻;第1晶體管，該第1晶體管與第1電阻串聯(lián)連接并根據(jù)在第1動(dòng)作方式時(shí)所提供的第1偏置控制電壓變?yōu)閷?dǎo)通;第2電阻；以及第2晶體管，該第2晶體管與第2 電阻串聯(lián)連接，并根據(jù)在第2動(dòng)作方式時(shí)所提供的第2偏置控制電壓變?yōu)閷?dǎo)通。技術(shù)效果
[0009]采用本發(fā)明，在具有多個(gè)動(dòng)作方式的功率放大模塊中，能恰當(dāng)?shù)乜刂破谩！靖綀D說明】
[0010]圖1是表示包含本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的功率放大模塊的發(fā)送單元的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2是表示功率放大模塊113的結(jié)構(gòu)例的圖。圖3是表示偏置電路210A、210B的結(jié)構(gòu)例的圖。圖4A是表示在以ET方式動(dòng)作時(shí)的輸出電平(dBm)和功率附加效率(％ )的關(guān)系的一個(gè)示例的圖，表示其隨偏置控制電壓VC及電阻值Rb(鎮(zhèn)流電阻)的變化。圖4B是表示在以APT方式動(dòng)作時(shí)的輸出電平(dBm)和增益(dB)的關(guān)系的一個(gè)示例的圖， 表示其隨偏置控制電壓V〇S電阻值Rb(鎮(zhèn)流電阻)的變化。圖5是表示在放大用的晶體管200a是多指結(jié)構(gòu)的情況下的偏置電路210a的結(jié)構(gòu)例的圖。圖6是表示在放大用的晶體管200a是多指結(jié)構(gòu)的情況下的偏置電路210a的結(jié)構(gòu)例的圖。圖7是表示偏置電路210a的結(jié)構(gòu)例的圖。圖8是表示偏置電路210a的結(jié)構(gòu)例的圖。圖9是表示在放大用的晶體管200a是多指結(jié)構(gòu)的情況下的偏置電路210a的結(jié)構(gòu)例的圖。圖10是表示在放大用的晶體管200a是多指結(jié)構(gòu)的情況下的偏置電路210a的結(jié)構(gòu)例的圖。圖11是表示偏置電路21 0a的結(jié)構(gòu)例的圖。圖12是表示偏置電路21 0a的結(jié)構(gòu)例的圖。圖13是表示在放大用的晶體管200a是多指結(jié)構(gòu)的情況下的偏置電路210a的結(jié)構(gòu)例的圖。圖14是表示偏置電路21 0a的結(jié)構(gòu)例的圖。圖15是表示偏置電路21 0a的結(jié)構(gòu)例的圖。【具體實(shí)施方式】
[0011]以下，參照附圖對于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是表示包含本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的功率放大模塊的發(fā)送單元的結(jié)構(gòu)例的圖。發(fā)送單元100用于在例如移動(dòng)電話等的移動(dòng)通信設(shè)備上，向基站發(fā)送語音或數(shù)據(jù)等各種信號(hào)。本實(shí)施方式的發(fā)送單元 100對應(yīng)于無線電頻率(RF: Rad1 Frequency)的多個(gè)頻帶(多頻帶)。此外，移動(dòng)通信設(shè)備還具備用于從基站接收信號(hào)的接收單元，但是此處省略說明。
[0012]如圖1所示，發(fā)送單元100包括基帶部110、RF部111、電源電路112、功率放大模塊 113、前端部114、以及天線115。[〇〇13]基帶部110基于HSUPA或LTE等的調(diào)制方式，調(diào)制語音或數(shù)據(jù)等輸入信號(hào)，輸出調(diào)制信號(hào)。在本實(shí)施方式中，從基帶部110輸出的調(diào)制信號(hào)作為振幅及相位在IQ平面上表示的IQ信號(hào)(I信號(hào)及Q信號(hào))輸出。IQ信號(hào)的頻率例如是數(shù)MHz?數(shù)10MHz左右。
[0014]此外，基帶部110輸出用于指示功率放大模塊113的動(dòng)作方式的模式信號(hào)MODE。在本實(shí)施方式中，功率放大模塊113能利用包絡(luò)跟蹤(ET:Envelope Tracking)方式及平均功率跟蹤(APT:Average Power Tracking)方式進(jìn)行動(dòng)作?；鶐Р?10例如能在功率放大模塊 113的輸出為規(guī)定電平以上的情況下輸出指示ET方式的模式信號(hào)MODE，能在功率放大模塊 113的輸出小于規(guī)定電平的情況下輸出指示APT方式的模式信號(hào)MODE。
[0015]此外，基帶部110根據(jù)功率放大模塊的動(dòng)作方式輸出用于控制電源電壓的控制信號(hào)。具體地說，例如，在ET方式的情況下，基帶部110基于IQ信號(hào)檢測調(diào)制信號(hào)的振幅等級， 向電源電路112輸出電源控制信號(hào)CTRLet，使得提供給功率放大模塊113的電源電壓VREC成為與RF信號(hào)的振幅等級對應(yīng)的電平。此外，例如，在APT方式的情況下，基帶部110向電源電路 112輸出電源控制信號(hào)CTRLapt，使得提供給功率放大模塊113的電源電壓VREC成為與功率放大模塊113的平均功率對應(yīng)的電平。
[0016] RF部111根據(jù)從基帶部110輸出的IQ信號(hào)，生成用于進(jìn)行無線發(fā)送的RF信號(hào)(RFIN)。 RF信號(hào)例如是數(shù)百M(fèi)Hz?數(shù)GHz左右。此外，在RF部111中，可以不進(jìn)行從IQ信號(hào)向RF信號(hào)的直接轉(zhuǎn)換，而是將IQ信號(hào)轉(zhuǎn)換成中間頻率(IF:1ntermediate Frequency)信號(hào)，再基于IF信號(hào)生成RF信號(hào)。[0〇17] 電源電路112基于模式信號(hào)MODE及電源控制信號(hào)CTRLet或CTRLapt，生成電平與動(dòng)作方式對應(yīng)的電源電壓VREC，并向功率放大模塊113提供。具體地說，電源電路112在ET方式的情況下，生成對應(yīng)于電源控制信號(hào)CTRLet的電源電壓VREC(第1電源電壓)。此外，電源電路112 在APT方式的情況下，生成對應(yīng)于電源控制信號(hào)CTRLapt的電源電壓Vreg(第2電源電壓)。電源電路112例如可以包含基于輸入電壓(例如電池電壓VBAT等)生成所期望電平的電源電壓VREG 的DC-DC整流器。[〇〇18]功率放大模塊113基于從電源電路112提供的電源電壓VREG，將從RF部111輸出的RF 信號(hào)(RFIN)的功率放大到為了向基站發(fā)送所必須的等級，并輸出放大信號(hào)(RFout)。
[0019]前端部114對放大信號(hào)(RFout)進(jìn)行濾波，或?qū)幕窘邮盏降慕邮招盘?hào)進(jìn)行開關(guān)等。從前端部114輸出的放大信號(hào)經(jīng)由天線115向基站發(fā)送。
[0020]圖2是表示功率放大模塊113的結(jié)構(gòu)例的圖。如圖2所示，功率放大模塊113包括晶體管200a、200b、偏置電路210a、210b、匹配電路220、221、222、電感器23(^、23〇8及偏置控制電路 240。[0〇21]晶體管200a、200b構(gòu)成二級放大器，放大輸入的RF信號(hào)(RFin)，并輸出放大信號(hào) (RFqut)。晶體管2004、20〇8分別由雙極晶體管(例如異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT:Hetelo junct1n Bipolar Transistor))構(gòu)成。第1級(驅(qū)動(dòng)級)的晶體管200a輸出將輸入信號(hào)放大后的信號(hào)。 第2級的晶體管200b輸出將從晶體管200a輸出的信號(hào)放大后的信號(hào)。此外，放大器的級數(shù)不局限于兩級，可以是一級，也可以是三級以上。[〇〇22] 偏置電路210a、210b分別向晶體管200a、200b提供偏置。偏置電路210a向晶體管200a 提供對應(yīng)于從偏置控制電路2 40輸出的偏置控制信號(hào)S c 1的偏置電流I b I as 1。此外，偏置電路 210b向晶體管200b提供對應(yīng)于從偏置控制電路240輸出的偏置控制信號(hào)SC2的偏置電流lBIAS2〇[〇〇23] 為了使電路間的阻抗匹配，設(shè)置匹配電路220、221、222。匹配電路220、221、222分別例如用電感器或電容器構(gòu)成。
[0024]設(shè)置電感器230a、230b用于RF信號(hào)的隔離。分別經(jīng)由電感器230a、230b向晶體管 200a、200b提供電源電壓VREG。此外，在功率放大模塊113中，雖然向晶體管200a、200b雙方提供電源電壓Vrec，但是也可以向任意一方提供規(guī)定電平的電源電壓(例如電池電壓Vbat)。
[0025]偏置控制電路240輸出偏置控制信號(hào)SC1、SC2，使得基于模式信號(hào)MODE，向晶體管 200a、200b提供的偏置成為與動(dòng)作方式(ET方式/APT方式)對應(yīng)的恰當(dāng)?shù)碾娖?。對于偏置控制信?hào)Sc1、Sc2的控制在后文中闡述。此外，偏置控制電路240也可以設(shè)置在功率放大模塊113 的外部。[〇〇26]圖3是表示偏置電路210a、210b的結(jié)構(gòu)例的圖。偏置電路210ai包括晶體管300a_1、 300a_2及電阻31 0a_1、31 0a_2、31 2a_1、31 2a_2。如圖3所示，在從偏置控制電路240輸出的偏置控制信號(hào)Sci中，包含偏置控制電壓Vci_1、Vci_2。此外，在從偏置控制電路240輸出的偏置控制信號(hào)SC2中，包含偏置控制電壓Vc2_l、Vc2_2。
[0027]晶體管300a」、300a_2是雙極晶體管(例如HBT)。向晶體管300a」(第1晶體管)的基極，經(jīng)由電阻310AJ提供偏置控制電壓Vu(第1偏置控制電壓)。向晶體管300a_2(第2晶體管)的基極，經(jīng)由電阻310a_2提供偏置控制電壓VC1_2(第2偏置控制電壓)。向晶體管300AJ、 300a_2的集電極提供規(guī)定電平的電源電壓(例如電池電壓Vbat)。[〇〇28]電阻312aj(第1電阻)的一端與晶體管300aj的發(fā)射極連接，另一端與晶體管200a 的基極連接。即，電阻31 2a_i與晶體管300a_i串聯(lián)連接。此外，電阻31 2a_2 (第2電阻)的一端與晶體管300a_2的發(fā)射極連接，另一端與晶體管200a的基極連接。即，電阻312a_2與晶體管 300a_2串聯(lián)連接。而且，電阻31 2a_i的電阻值Rbi_i與電阻31 2a_2的電阻值Rbi_2不同。[〇〇29] 在偏置電路210ai中，通過偏置控制電壓的控制，將晶體管300a_i，300a_2 中的任意一方變?yōu)閷?dǎo)通。然后，經(jīng)由變?yōu)閷?dǎo)通的一方的晶體管和與該晶體管串聯(lián)連接的電阻，輸出偏置電流Ibiasi。具體地說，例如在偏置控制電壓Vci_i為尚電平、偏置控制電壓Vci_2 為低電平的情況下，晶體管300a」變?yōu)閷?dǎo)通，晶體管300a_2變?yōu)榻刂?。在該情況下，偏置電路 2 10ai輸出由偏置控制電壓Vci_i及電阻值Rbi_i決定的偏置電流Ibiasi。此外，例如在偏置控制電壓VC1J為低電平、偏置控制電壓VC1_2為高電平的情況下，晶體管300AJ變?yōu)榻刂?，晶體管 3004_2變?yōu)閷?dǎo)通。在該情況下，偏置電路210m輸出由偏置控制電壓VC1_2&電阻值RB1_2決定的偏置電流Ibiasi 〇
[0030] 偏置電路210bi具有與偏置電路210ai相同的結(jié)構(gòu)。在與偏置電路210ai相同的結(jié)構(gòu)上，標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說明。在偏置電路210bi中，電阻31 2b_i的電阻值Rb2_i也與電阻 31 2b_2的電阻值RB2_2不同。[〇〇31] 在偏置電路210^中，例如在偏置控制電壓Vcu為高電平、偏置控制電壓VC2_2為低電平的情況下，晶體管300bj變?yōu)閷?dǎo)通，晶體管300b_2變?yōu)榻刂?。在該情況下，偏置電路210B1 輸出由偏置控制電壓VC2_1及電阻值RB2_l決定的偏置電流IBIAS2。此外，例如在偏置控制電壓 VC2J為低電平、偏置控制電壓VC2_2為高電平的情況下，晶體管300BJ變?yōu)榻刂?，晶體管300b_2 變?yōu)閷?dǎo)通。在該情況下，偏置電路21〇81輸出由偏置控制電壓^^2_2及電阻值1^2_2決定的偏置電流 IBIAS2。[〇〇32]在功率放大模塊113中，例如，在ET方式的情況下，偏置控制電壓Vn被控制為高電平，偏置控制電壓Vq_2，Vc2_2被控制為低電平。此外例如在APT方式的情況下，偏置控制電壓Vci_l、Vc2_l被控制為低電平，偏置控制電壓Vci_2，Vc2_2被控制為尚電平。由此，在功率放大模塊113中，可以根據(jù)對應(yīng)于動(dòng)作方式的適當(dāng)?shù)钠每刂齐妷杭半娮柚?，生成偏置電流。此外，偏置控制電壓Vci_l與偏置控制電壓Vci_2在尚電平時(shí)的電壓可以不同。例如，偏置控制電壓Vq」在高電平時(shí)的電壓(例如2.85V)可以比偏置控制電壓Vq_2在高電平時(shí)的電壓(例如2.8V)更尚。偏置控制電壓VC2_1與偏置控制電壓VC2_2的關(guān)系也相同。
[0033]圖4A是表示在以ET方式動(dòng)作時(shí)的輸出電平(dBm)與功率附加效率(％ )的關(guān)系的一個(gè)不例的圖。在圖4A中，表不了由偏置控制電壓Vc(Vci_1、V ci_2等)及電阻值Rb(Rbi_1、Rbi_2等) 引起的功率附加效率的變化。在ET方式中，使功率附加效率提高很重要。因而，在ET方式中， 需要決定偏置控制電壓V〇S電阻值Rb以使功率附加效率變大。[〇〇34]圖4B是表示在以APT方式動(dòng)作時(shí)的輸出電平(dBm)與增益(dB)的關(guān)系的一個(gè)示例的圖。在圖4B中，表示了由偏置控制電壓VC (VC1J、VC1_2#)及電阻值Rb (RB1J、RB1_2等)引起的增益的變化。在APT方式中，使線形性提高很重要。因而，在APT方式中，需要決定偏置控制電壓Vc及電阻值Rb以得到高線形性。[〇〇35]如圖4A及圖4B所示，在ET方式的情況下與在APT方式的情況下，決定偏置控制電壓 Vc及電阻值Rb時(shí)的基準(zhǔn)是不同的。因此，適用于其中一個(gè)方式的偏置控制電壓VC及電阻值Rb 并不是適合另一個(gè)方式的值。這一點(diǎn)在功率放大模塊113的偏置電路210A1、210B1*，能選擇對應(yīng)于動(dòng)作方式的適當(dāng)?shù)钠每刂齐妷杭半娮柚礡bUbl^Rb^等)。由此， 在具有多個(gè)動(dòng)作方式的功率放大模塊中，能恰當(dāng)?shù)乜刂破谩?br>[0036]圖5是表示在放大用的晶體管200a是多指結(jié)構(gòu)的情況下的偏置電路210a的結(jié)構(gòu)例的圖。此外，在與偏置電路210m相同的要素上標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說明。此外，在放大晶體管200b是多指結(jié)構(gòu)的情況下的偏置電路210B也可以是相同的結(jié)構(gòu)。[〇〇37]在圖5所示的示例中，晶體管200a是N個(gè)單位晶體管(叉指)200a_i?200a_n并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。偏置電路21 〇A2采用將偏置電路21 〇Ai的晶體管300a_1、300a_2及電阻31 2a_1、31 2a_2作為叉指設(shè)置多個(gè)(N個(gè))的結(jié)構(gòu)。[〇〇38] 在偏置電路210A2中，例如在偏置控制電壓VqjS高電平、偏置控制電壓VC1_2為低電平的情況下，晶體管300a_i_i?300a_i_n變?yōu)閷?dǎo)通，晶體管300a_2_i?300a_2_n變?yōu)榻刂埂Ｔ谠撉闆r下，偏置電路21〇A2向晶體管20〇A_k輸出由偏置控制電壓Vci_i及電阻值RBi_i_k決定的偏置電流lBIASl_k(k=l?N)。此外，例如在偏置控制電壓VC1」為低電平、偏置控制電壓VC1_2為高電平的情況下，晶體管300AJJ?300AJJ變?yōu)榻刂梗w管300a_2J?300a_2_n變?yōu)閷?dǎo)通。在該情況下，偏置電路210 A2向晶體管200A_k輸出由偏置控制電壓Vc i_2及電阻值Rb i_2_k決定的偏置電流lBiAsi_k(k= 1?N)。由此，能得到與偏置電路210ai相同的效果。[0039 ]圖6是表示在放大用的晶體管200a是多指結(jié)構(gòu)的情況下的偏置電路21 0a的結(jié)構(gòu)例的圖。此外，在與偏置電路210m、210A2相同的要素上標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說明。此外，在放大晶體管200b是多指結(jié)構(gòu)的情況下的偏置電路210B也可以是相同的結(jié)構(gòu)。
[0040]圖6所示的偏置電路210A3采用將偏置電路210A1的電阻312A作為叉指設(shè)置多個(gè)(N 個(gè))的結(jié)構(gòu)。
[0041] 在偏置電路210A3中，例如在偏置控制電壓VC1_^高電平、偏置控制電壓VC1_2為低電平的情況下，晶體管300aj變?yōu)閷?dǎo)通，晶體管300a_2變?yōu)榻刂?。在該情況下，偏置電路210A3 向晶體管20〇A_k輸出由偏置控制電壓VC1_lS電阻值RB^k決定的偏置電流lBIAS1_k(k=l?N)。此外，例如在偏置控制電壓Vci_l為低電平、偏置控制電壓Vci_2為高電平的情況下，晶體管 300aj變?yōu)榻刂?，晶體管3004_2變?yōu)閷?dǎo)通。在該情況下，偏置電路210a3向晶體管200A_k輸出由偏置控制電壓Vci_2及電阻值RBl_2、RBl_l_k決定的偏置電流lBIASl_k(k=l?N)。由此，能得到與偏置電路21 Oai相同的效果。
[0042]圖7是表示偏置電路210a的結(jié)構(gòu)例的圖。此外，在與偏置電路210ai相同的要素上標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說明。此外，偏置電路210b也可以是相同的結(jié)構(gòu)。[〇〇43] 在圖7所示的示例中，偏置電路21 〇A4是晶體管300A_k與電阻312A_k的組合設(shè)有N個(gè)(N >2)的結(jié)構(gòu)。隨著晶體管與電阻的組合具有N個(gè)，從偏置控制電路240輸入的偏置控制電壓也變成N種。
[0044]在偏置電路210A4中，在偏置控制電壓Vcl_k為高電平，其他偏置控制電壓為低電平的情況下，晶體管30〇A_n(n = 1?N)中晶體管300A_k變?yōu)閷?dǎo)通，其他晶體管變?yōu)榻刂?。在該情況下，偏置電路21 〇A4向晶體管200a輸出由偏置控制電壓Vci_k及電阻值RBi_k決定的偏置電流 Ibiasi (k = 1?N)。由此，能得到與偏置電路2 10ai相同的效果。
[0045]圖8是表示偏置電路210a的結(jié)構(gòu)例的圖。此外，在與偏置電路210ai相同的要素上標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說明。此外，偏置電路210b也可以是相同的結(jié)構(gòu)。[0〇46]圖8所不的偏置電路21(^5具備晶體管80(^_1、80(^_2代替偏置電路21(^1的晶體管 300a_1、300a_2。偏置電路210A5還具備晶體管810a及電阻820a。此夕卜，在偏置電路210A5中，不僅從偏置控制電路240輸入偏置控制電壓Vci_1、Vci_2，還輸入偏置控制電壓Vci_3。
[0047]晶體管800a_1、800a_2是場效應(yīng)晶體管(FET:Field Effect Transistor)。在晶體管 800〇(第1晶體管)的柵極上，經(jīng)由電阻310〇提供偏置控制電壓VC1」(第1偏置控制電壓)。 在晶體管800a_2(第2晶體管)的柵極上，經(jīng)由電阻310a_2提供偏置控制電壓VC1_2(第2偏置控制電壓)。晶體管800a_1、800a_2的漏極與晶體管810a的發(fā)射極連接。此外，晶體管800a_1、 800a_2的源極分別與電阻31 2a_1、31 2a_2連接。[〇〇48]晶體管810a是雙極晶體管(例如HBT)。在晶體管810a(第3晶體管)的基極上，經(jīng)由電阻820a(第3電阻)提供偏置控制電壓VC1_3(第3偏置控制電壓)。在晶體管810a的集電極上，提供規(guī)定電平的電源電壓(例如電池電壓Vbat)。此外，晶體管81 0a的發(fā)射極與晶體管800a_1、 800a_2的漏極連接。即，晶體管81 0a與晶體管800a_1、800a_2串聯(lián)連接。[0049 ] 偏置電路2 l〇A5通過偏置控制電壓Vci_1、Vci_2的控制，將晶體管800a_1、800a_2中的任意一個(gè)變?yōu)閷?dǎo)通。此外，偏置電路21〇A5通過偏置控制電壓VC1_3控制提供至晶體管800〇、 800a_2的電流。例如在偏置控制電壓Vq」為高電平、偏置控制電壓Vq_2為低電平的情況下，晶體管800aj變?yōu)閷?dǎo)通，晶體管8004_2變?yōu)榻刂?。在該情況下，偏置電路21(k5輸出由偏置控制電壓Vci_1、Vci_3及電阻值Rbi_i決定的偏置電流Ibiasi。此外，例如在偏置控制電壓Vci_i為低電平、 偏置控制電壓VC1_2為高電平的情況下，晶體管800aj變?yōu)榻刂?，晶體管8004_2變?yōu)閷?dǎo)通。在該情況下，偏置電路21〇A5輸出由偏置控制電壓Vci_2、Vci_3及電阻值Rbi_2決定的偏置電流Ibiasi。 由此，能得到與偏置電路21 Oai相同的效果。
[0050]圖9是表示在放大用的晶體管200a是多指結(jié)構(gòu)的情況下的偏置電路210a的結(jié)構(gòu)例的圖。此外，在與偏置電路210A2、210A5相同的要素上標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說明。此外，在放大晶體管200b是多指結(jié)構(gòu)的情況下的偏置電路210B也可以是相同的結(jié)構(gòu)。[0051 ]圖9所示的偏置電路21 〇A6是將偏置電路21 Oas的晶體管800a_1、800a_2及電阻31 2a_1、312a_2作為叉指設(shè)置多個(gè)(N個(gè))的結(jié)構(gòu)。[〇〇52] 在偏置電路210A6中，例如在偏置控制電壓VqjS高電平、偏置控制電壓VC1_2為低電平的情況下，晶體管80〇Aj_k變?yōu)閷?dǎo)通，晶體管800a_2j/變?yōu)榻刂?k= 1?N)。在該情況下， 偏置電路21 〇A6輸出由偏置控制電壓Vci_1、Vci_3及電阻值Rbi_i決定的偏置電流Ibiask (k = 1? N)。此外，例如在偏置控制電壓VC1J為低電平、偏置控制電壓VC1_2為高電平的情況下，晶體管 80(^_1_1<變?yōu)榻刂?，晶體管800A_2_k變?yōu)閷?dǎo)通(k= 1?N)。在該情況下，偏置電路210a6輸出由偏置控制電壓Vci_2、Vcl_&電阻值RB1J決定的偏置電流IBIASK(k=l?N)。由此，能得到與偏置電路21 Oai相同的效果。[〇〇53]圖10是表示在放大用的晶體管200a是多指結(jié)構(gòu)的情況下的偏置電路210a的結(jié)構(gòu)例的圖。此外，在與偏置電路210A3、210A5相同的要素上標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說明。此外，在放大晶體管200b是多指結(jié)構(gòu)的情況下的偏置電路210B也可以是相同的結(jié)構(gòu)。
[0054]圖10所示的偏置電路210A7是將偏置電路210A5的電阻312a_i作為叉指設(shè)置了多個(gè) (N個(gè))結(jié)構(gòu)。[〇〇55] 偏置電路210A7例如在偏置控制電壓VC1」為高電平、偏置控制電壓VC1_2為低電平的情況下，晶體管800aj變?yōu)閷?dǎo)通，晶體管8004_2變?yōu)榻刂?。在該情況下，偏置電路210a?輸出由偏置控制電壓Vci_l、Vci_3及電阻值Rb1_1J(決定的偏置電流lBIASK(k= 1?N)。此外，例如在偏置控制電壓VC1J為低電平、偏置控制電壓VC1_2為高電平的情況下，晶體管800AJ變?yōu)榻刂?，晶體管800a_2變?yōu)閷?dǎo)通。在該情況下，偏置電路21〇A7輸出由偏置控制電壓Vci_2、Vci_3及電阻值如_2、1^」_1(決定的偏置電流1^1((1^=1?《。由此，能得到與偏置電路21041相同的效果。
[0056]圖11是表示偏置電路210a的結(jié)構(gòu)例的圖。此外，在與偏置電路210A5相同的要素上標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說明。此外，偏置電路210b也可以是相同的結(jié)構(gòu)。
[0057] 偏置電路2 1 〇A8是偏置電路2 1 〇A5的變形例。偏置電路2 1 〇A8的串聯(lián)連接的電阻 31 2a_1、31 2a_2與晶體管8 10a的發(fā)射極連接。而且，晶體管800a_i的漏極與電阻31 2a_2的一端連接，源極與電阻312a_2的另一端連接。此外，晶體管800a_2的漏極與電阻312a」的一端連接，源極與電阻31 2aj的另一端連接。[〇〇58] 偏置電路210as例如在偏置控制電壓Vqj為高電平、偏置控制電壓Vq_2為低電平的情況下，晶體管800aj變?yōu)閷?dǎo)通，晶體管8004_2變?yōu)榻刂?。在該情況下，偏置電路210a8輸出由偏置控制電壓Vci_l、Vci_3及電阻值Rbi_i決定的偏置電流Ibiasi。此外，例如在偏置控制電壓 VC1J為低電平、偏置控制電壓Vq_2為高電平的情況下，晶體管800aj變?yōu)榻刂梗w管800a_2 變?yōu)閷?dǎo)通。在該情況下，偏置電路2 l〇A8輸出由偏置控制電壓VC1_2、VC1_3&電阻值RB1_2決定的偏置電流Ibiasi。由此，能得到與偏置電路21 Oai相同的效果。
[0059]圖12是表示偏置電路210a的結(jié)構(gòu)例的圖。此外，在與偏置電路210as相同的要素上標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說明。此外，偏置電路210b也可以是相同的結(jié)構(gòu)。
[0060] 偏置電路210A9是偏置電路210as的變形例。偏置電路210A9除了不具備偏置電路 21 〇A8的電阻31 〇A_2及晶體管800a_2這點(diǎn)以外，與偏置電路21 〇A8的結(jié)構(gòu)相同。[0061 ]偏置電路210a9在例如偏置控制電壓Vq」為高電平的情況下，晶體管800a」變?yōu)閷?dǎo)通。在該情況下，偏置電路2 1 〇A9輸出由偏置控制電壓Vci_i及電阻值Rbi_i決定的偏置電流 Ibiasi。此外，在例如偏置控制電壓Vci_i為低電平的情況下，晶體管800a_i變?yōu)榻刂?。在該情況下，偏置電路21〇A9輸出由偏置控制電壓Vci_3及電阻值Rbi_1、Rbi_2決定的偏置電流Ibiasi。由此，能得到與偏置電路210m相同的效果。[〇〇62]圖13是表示在放大用的晶體管200a是多指結(jié)構(gòu)的情況下的偏置電路210a的結(jié)構(gòu)例的圖。此外，在與偏置電路21 〇A7、21〇A9相同的要素上標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說明。此外，在放大晶體管200b是多指結(jié)構(gòu)的情況下的偏置電路210B也可以是相同的結(jié)構(gòu)。
[0063]圖13所示的偏置電路210aiq是將偏置電路210A9的電阻312a_i作為叉指設(shè)置了多個(gè) (N個(gè))的結(jié)構(gòu)。
[0064]偏置電路210a1Q在例如偏置控制電壓VC1J為高電平的情況下，晶體管800aj變?yōu)閷?dǎo)通。在該情況下，偏置電路21 Oaiq輸出由偏置控制電壓Vci_i及電阻值Rbi_ij(決定的偏置電流 IBiASK(k= 1?N)。此外，在例如偏置控制電壓VC1」為低電平的情況下，晶體管800a」變?yōu)榻刂埂Ｔ谠撉闆r下，偏置電路21(^10輸出由偏置控制電壓￥(；1_3及電阻值1^1_2、1^1_1_1<決定的偏置電流Ibiask(k = 1?N)。由此，能得到與偏置電路21 〇Ai相同的效果。[〇〇65]圖14是表示偏置電路21 0a的結(jié)構(gòu)例的圖。此外，在與偏置電路21 Oa1、21 〇A5相同的要素上標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說明。此外，偏置電路210b也可以是相同的結(jié)構(gòu)。[0〇66]圖14所不的偏置電路21 Oaii具備晶體管300a_1、300a_2代替偏置電路21 〇A5的晶體管 800a—1、800a—2 〇[〇〇67]晶體管300a_i的集電極經(jīng)由電阻312a_i與晶體管810a的發(fā)射極連接，發(fā)射極與晶體管200a連接。晶體管300a_2的集電極經(jīng)由電阻31 2a_2與晶體管81 0a的發(fā)射極連接，發(fā)射極與晶體管200a連接。[〇〇68]偏置電路210aii通過偏置控制電壓VC1J、VC1_2的控制，將晶體管300a_i，300a_2中的任意一個(gè)變?yōu)閷?dǎo)通。此外，偏置電路21〇A11通過偏置控制電壓VC1_3控制提供至晶體管300〇、 300a_2的電流。例如在偏置控制電壓Vq」為高電平、偏置控制電壓Vq_2為低電平的情況下，晶體管300a」變?yōu)閷?dǎo)通，晶體管3004_2變?yōu)榻刂?。在該情況下，偏置電路210An輸出由偏置控制電壓Vci_1、Vci_3及電阻值Rbi_i決定的偏置電流Ibiasi。此外，例如在偏置控制電壓Vci_i為低電平、偏置控制電壓Vq_2為高電平的情況下，晶體管300aj變?yōu)榻刂?，晶體管300a_2變?yōu)閷?dǎo)通。 在該情況下，偏置電路210A11輸出由偏置控制電壓Vc 1_2、Vc 1_3及電阻值Rb 1_2決定的偏置電流 Ibiasi。由此，能得到與偏置電路210A1相同的效果。
[0069]圖15是表示偏置電路210a的結(jié)構(gòu)例的圖。此外，在與偏置電路210as相同的要素上標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說明。此外，偏置電路210b也可以是相同的結(jié)構(gòu)。
[0070]偏置電路210A12是偏置電路210A8的變形例。偏置電路210A12具備晶體管300a_1、 300a_2代替偏置電路210as的晶體管800a_1、800a_2。晶體管300a_i的集電極與電阻312a_2的一端連接，發(fā)射極與電阻31 2a_2的另一端連接。此外，晶體管300a_2的集電極與電阻31 2aj的一端連接，發(fā)射極與電阻31 2aj的另一端連接。[0071 ]偏置電路210ai2例如在偏置控制電壓Vci_i為尚電平、偏置控制電壓Vci_2為低電平的情況下，晶體管300A」變?yōu)閷?dǎo)通，晶體管30(^_2變?yōu)榻刂?。在該情況下，偏置電路210a12輸出由偏置控制電壓Vci_1、Vci_3及電阻值Rbi_i決定的偏置電流Ibiasi。此外，例如在偏置控制電壓 VC1J為低電平、偏置控制電壓Vq_2為高電平的情況下，晶體管300aj變?yōu)榻刂?，晶體管300a_2 變?yōu)閷?dǎo)通。在該情況下，偏置電路21 0a12輸出由偏置控制電壓VC1_2、VC1_^電阻值RB1_2決定的偏置電流Ibiasi。由此，能得到與偏置電路21 Oai相同的效果。
[0072]上面是對本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式進(jìn)行了說明。功率放大模塊113例如通過具備偏置電路210m?210a8、210A11、210a12，根據(jù)在第1動(dòng)作方式(例如ET方式)時(shí)提供的偏置控制電壓Vci_i與在第2動(dòng)作方式(例如APT方式)時(shí)提供的偏置控制電壓Vci_2,互補(bǔ)地切換兩個(gè)晶體管的導(dǎo)通/截止，從而能夠根據(jù)與動(dòng)作方式對應(yīng)的偏置控制電壓及電阻值生成偏置電流。因而，在具有多個(gè)動(dòng)作方式的功率放大模塊中，能適當(dāng)?shù)乜刂破谩〇〇73]此外，功率放大模塊113例如通過具備偏置電路210A5?21048、210411、210412，根據(jù)偏置控制電壓化^與偏置控制電壓VC1_2互補(bǔ)地切換兩個(gè)晶體管的導(dǎo)通/截止，并且利用偏置控制電壓VC1_3控制提供給這些晶體管的電流，從而能根據(jù)與動(dòng)作方式對應(yīng)的偏置控制電壓及電阻值生成偏置電流。因而，在具有多個(gè)動(dòng)作方式的功率放大模塊中，能適當(dāng)?shù)乜刂破谩?br>[0074]此外，功率放大模塊113例如通過具備偏置電路210a9、210a1Q，利用在第1動(dòng)作方式 (例如ET方式)時(shí)提供的偏置控制電壓VC1」切換晶體管的導(dǎo)通/截止，并且利用偏置控制電壓VC1_3控制提供給該晶體管的電流，從而能由與動(dòng)作方式對應(yīng)的偏置控制電壓及電阻值生成偏置電流。因而，在具有多個(gè)動(dòng)作方式的功率放大模塊中，能適當(dāng)?shù)乜刂破谩〇〇75]上述說明的各實(shí)施方式用于方便理解本發(fā)明，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)明變更或改良，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，不限于例示，能進(jìn)行適當(dāng)?shù)刈兏?。此外，各?shí)施方式具備的各要素，能在技術(shù)上可能的范圍內(nèi)進(jìn)行組合，這些組合只要包含本發(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(hào)說明
[0076]100發(fā)送單元110基帶部 111 RF部 112電源電路 113功率放大模塊 114前端部 115天線200a、200a—k(k=l ?N)200b、300a—k(k=l ?N)、300a—l—k(k=l ?N)、300a—2—k(k=l ?N)、 300b—L300B—2、800a—1、800a—i—k(k=l ?N)、800a—2、800a—2—k(k=l ?N)、810a晶體管 210a、210ai ?210ai2、210b 偏置電路 220、221、222匹配電路 230a、230b電感器 240偏置控制電路310a—k(k=l ?N)、310b—L310B—2、312a—1、312a—i—k(k=l ?N)、312a—2、312a—2—k(k=l ?N)、 820a電阻
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種功率放大模塊，其特征在于，包括:放大晶體管，該放大晶體管被提供第1動(dòng)作方式的第1電源電壓或第2動(dòng)作方式的第2電 源電壓，所述放大晶體管接受第1信號(hào)的輸入，并輸出放大所述第1信號(hào)后得到的第2信號(hào)； 以及偏置電路，該偏置電路向所述放大晶體管提供偏置電流，所述偏置電路包含:第1電阻；第1晶體管，該第1晶體管與所述第1電阻串聯(lián)連接，并利用在所述第1動(dòng)作方式時(shí)所提 供的第1偏置控制電壓變?yōu)閷?dǎo)通；第2電阻；以及第2晶體管，該第2晶體管與所述第2電阻串聯(lián)連接，并利用在所述第2動(dòng)作方式時(shí)所提 供的第2偏置控制電壓變?yōu)閷?dǎo)通。2.如權(quán)利要求1所述的功率放大模塊，其特征在于，所述功率放大模塊還包括偏置控制電路，該偏置控制電路輸出所述第1偏置控制電壓 和所述第2偏置控制電壓。3.如權(quán)利要求1所述的功率放大模塊，其特征在于，所述偏置電路還包括第3晶體管，該第3晶體管與所述第1晶體管及所述第2晶體管串聯(lián) 連接，并利用在所述第1動(dòng)作方式及所述第2動(dòng)作方式時(shí)所提供的第3偏置控制電壓變?yōu)閷?dǎo)通。4.如權(quán)利要求3所述的功率放大模塊，其特征在于，所述功率放大模塊還包括偏置控制電路，該偏置控制電路輸出所述第1偏置控制電壓、 所述第2偏置控制電壓和所述第3偏置控制電壓。5.—種功率放大模塊，其特征在于，包括:放大晶體管，該放大晶體管被提供第1動(dòng)作方式的第1電源電壓或第2動(dòng)作方式的第2電 源電壓，所述放大晶體管接受第1信號(hào)的輸入，并輸出放大所述第1信號(hào)后得到的第2信號(hào)； 以及偏置電路，該偏置電路向所述放大晶體管提供偏置電流，所述偏置電路包含:第1電阻；第1晶體管，該第1晶體管與所述第1電阻串聯(lián)連接，并利用在所述第1動(dòng)作方式時(shí)所提 供的第1偏置控制電壓變?yōu)閷?dǎo)通；第2電阻，該第2電阻與所述第1電阻串聯(lián)連接，并與所述第1晶體管并聯(lián)連接；以及 第3晶體管，該第3晶體管與所述第1晶體管串聯(lián)連接，并利用在所述第1動(dòng)作方式及第2 動(dòng)作方式時(shí)所提供的第3偏置控制電壓變?yōu)閷?dǎo)通。6.如權(quán)利要求5所述的功率放大模塊，其特征在于，所述功率功率放大模塊還包括偏置控制電路，該偏置控制電路輸出所述第1偏置控制 電壓及所述第3偏置控制電壓。7.如權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的功率放大模塊，其特征在于，所述第1動(dòng)作方式是包絡(luò)跟蹤方式，所述第2動(dòng)作方式是平均功率跟蹤方式。
【文檔編號(hào)】H03F1/02GK106026932SQ201610187685
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】近藤將夫, 松本秀俊
【申請人】株式會(huì)社村田制作所