JP2007243872A - Transistor circuit and high-frequency amplifier using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電話等の移動端末に用いられる高周波電力増幅器に適したトランジスタ回路に関する。 The present invention relates to a transistor circuit suitable for a high-frequency power amplifier used in a mobile terminal such as a mobile phone.
携帯電話等の無線通信用に用いられる増幅器においては、通常2〜3個の高周波増幅用の化合物半導体トランジスタを多段接続した構成が用いられており、化合物半導体トランジスタとして、近年は単一正電源動作等の点からヘテロバイポーラトランジスタが主に用いられている。 In an amplifier used for wireless communication such as a cellular phone, a configuration in which two to three compound semiconductor transistors for high-frequency amplification are usually connected in multiple stages is used. In view of the above, heterobipolar transistors are mainly used.
このような高周波増幅器を無線通信用システム、特にCDMA方式のような基地局間の距離や利用者により端末の出力が頻繁に切り替えられるシステムに用いる場合、高周波増幅器が設計最大パワーで利用されることは殆どなく、電力付加効率の悪い低出力パワーでの利用頻度が高くなる。このため、このようなシステムにおいては、高周波増幅器は出力パワーに応じてトランジスタのバイアス電流を調整することにより、低パワー時の電流を低減するように使用されている。 When such a high-frequency amplifier is used for a wireless communication system, particularly a system in which the terminal output is frequently switched by the distance between the base stations and the user like the CDMA system, the high-frequency amplifier must be used at the maximum design power. The frequency of use at low output power with low power added efficiency is high. For this reason, in such a system, the high frequency amplifier is used so as to reduce the current at the time of low power by adjusting the bias current of the transistor according to the output power.
このような高周波増幅器の出力パワー制御は特許文献1、特許文献2、特許文献3等で説明されているように、出力パワーに応じて高周波増幅用トランジスタバイアス状態を変化させ、各パワー領域で消費電流が最小となるように制御される。図10でその内容を説明する。図10(a)は従来の高周波増幅器の一例であり、高周波電力入力端子1より高周波信号が入力され、高周波増幅用バイポーラトランジスタTR1とTR2の各段で増幅され、高周波電力出力端子2より出力される。入力整合回路6により50ohmの高周波入力端子1と高周波増幅用バイポーラトランジスタTR1がインピーダンス整合され、出力整合回路8により、50ohmの高周波出力端子2に対し高周波増幅用バイポーラトランジスタTR2から所望のパワーが出力されるようにインピーダンス整合される。段間整合回路7は高周波増幅用バイポーラトランジスタTR1と高周波増幅用バイポーラトランジスタTR2間のインピーダンス整合に用いられる。制御電源17により高周波増幅用バイポーラトランジスタTR1、TR2のベースバイアス、コレクタバイアスを設定する。CDMA方式などの無線通信システムでは、増幅器の非線形性に起因する変調波歪の低減が要求されており、線形性の観点から、出力段の高周波増幅用バイポーラトランジスタTR2はA級バイアスであることが望ましい。ところが、A級バイアスはアイドル電流(入力信号無し時のバイアス電流)が大きいため、高周波入力信号レベルが低い領域では増幅器の動作電流が大きくなってしまう。
As described in
このため、図10(b)に示すようにある出力電力を基準として出力電力がその値より大きい場合は、制御電源17により高周波増幅用バイポーラトランジスタTR2のアイドルを大きく設定し、出力電力が基準値以下になると制御電源17により高周波増幅用バイポーラトランジスタTR2のアイドル電流を低く設定するという制御が行われている。
しかし、図10の従来の高周波増幅器においては、図10(c)に示すように基準出力電力の前後でバイアス状態の切り替えにより、利得の不連続性が生じる。この不連続性の補償方法として特許文献1や特許文献2においては具体的な実施例が示されておらず、現実的には携帯電話セット側で高周波増幅器の入力レベルを各パワー領域で制御することにより使用されている。
However, in the conventional high-frequency amplifier of FIG. 10, as shown in FIG. 10 (c), a gain discontinuity occurs by switching the bias state before and after the reference output power. No specific embodiment is disclosed in
本発明では、このような低パワー時の消費電流を低減させるパワー制御を行う高周波増幅器において、簡易な構成によりパワー切り替えに伴う利得変動を抑える手法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a technique for suppressing gain fluctuations associated with power switching with a simple configuration in a high-frequency amplifier that performs power control for reducing current consumption at low power.
上記の課題を解決するために、本発明のトランジスタ回路では、高周波増幅用の第1のトランジスタにおいて、高周波入力端子となる第1のトランジスタのベースが第1の電源によりバイアスされており、高周波出力端子となる第1のトランジスタのコレクタが、第2の電源によりバイアスされており、第1のトランジスタのエミッタがスイッチ素子となる第2のトランジスタのコレクタと接続され、第2のトランジスタのエミッタが接地され、第2のトランジスタのベースが第2の電源によりバイアスされている構造を有する。第2の電源のオンオフにより、増幅状態とスルー動作状態(利得0)を切り替えることができるため、本発明のトランジスタ回路を増幅器の入力部に用いることにより、非常に簡易な構成で図10に見られるようなパワー制御状態に伴う利得の不連続性を補償することが可能である。 In order to solve the above problems, in the transistor circuit of the present invention, in the first transistor for high-frequency amplification, the base of the first transistor serving as the high-frequency input terminal is biased by the first power supply, and the high-frequency output The collector of the first transistor serving as the terminal is biased by the second power supply, the emitter of the first transistor is connected to the collector of the second transistor serving as the switch element, and the emitter of the second transistor is grounded The base of the second transistor is biased by the second power supply. Since the amplification state and the through operation state (gain 0) can be switched by turning on and off the second power source, the transistor circuit of the present invention is used in the input portion of the amplifier. It is possible to compensate for gain discontinuities associated with power control conditions.
本発明のトランジスタ回路を用いることにより、高周波増幅器のパワー制御に伴う利得の不連続性を補償することが可能である。 By using the transistor circuit of the present invention, it is possible to compensate for the gain discontinuity associated with the power control of the high-frequency amplifier.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態を表すトランジスタ回路である。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a transistor circuit representing a first embodiment of the present invention.
まず図1(a)のトランジスタ回路の構成について説明する。高周波電力入力端子1より高周波信号が入力され、DCカット容量10、高周波増幅用トランジスタTRB1、DCカット容量10を介して高周波電力出力端子2より出力される。高周波増幅用トランジスタTRB1のベースは第1の電源3よりλ/4線路或いはLC共振回路より構成されるバイアス分離回路9、抵抗R1を介してバイアス供給され、高周波増幅用トランジスタTRB1のコレクタは第2の電源4よりλ/4線路或いはLC共振回路より構成されるバイアス分離回路9、抵抗R2を介してバイアス供給されている。高周波増幅用トランジスタTRB1のエミッタはスイッチトランジスタTRB2のコレクタに接続され、スイッチトランジスタTRB2のエミッタは接地されている。スイッチトランジスタTRB2のベースは第3の電源5よりλ/4線路或いはLC共振回路より構成されるバイアス分離回路9、抵抗R3を介してバイアス供給されている。R1,R2,R3の各抵抗は省略することも可能である。
First, the configuration of the transistor circuit of FIG. A high frequency signal is input from the high frequency
次に図1(b)のトランジスタ回路の構成について説明する。高周波電力入力端子1より高周波信号が入力され、DCカット容量10、高周波増幅用トランジスタTRB1、DCカット容量10を介して高周波電力出力端子2より出力される。高周波増幅用トランジスタTRB1のベースは第1の電源3よりλ/4線路或いはLC共振回路より構成されるバイアス分離回路9、抵抗R1を介してバイアス供給され、高周波増幅用トランジスタTRB1のコレクタは第2の電源4よりλ/4線路或いはLC共振回路より構成されるバイアス分離回路9、抵抗R2を介してバイアス供給されている。高周波増幅用トランジスタTRB1のエミッタはスイッチトランジスタTRB2のコレクタに接続され、スイッチトランジスタTRB2のエミッタは接地されている。スイッチトランジスタTRB2のベースは第2の電源4よりλ/4線路或いはLC共振回路より構成されるバイアス分離回路9、抵抗R3を介してバイアス供給されている。R1,R2,R3の各抵抗は省略することも可能である。
Next, the configuration of the transistor circuit in FIG. A high frequency signal is input from the high frequency
次に図2を用いて本発明のトランジスタ回路の動作を説明する。図2(a)は本発明のトランジスタ回路のアンプ動作時の等価回路である。図1(b)のトランジスタ回路において、高周波増幅用トランジスタTRB1は第1の電源3により、ベース−エミッタ間ダイオードがオンとなるようにバイアスされている。第2の電源4をスイッチトランジスタTRB2のベース−エミッタ間ダイオードがオンとなるようにバイアスすると、スイッチトランジスタTRB2はオン状態となり、等価回路ではトランジスタのオン抵抗11とみなせるので、この場合のトランジスタ回路はエミッタ接地の増幅器として動作する。この状態を第1の電源3:オン、第2の電源4:オンとする。
Next, the operation of the transistor circuit of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 (a) is an equivalent circuit during the amplifier operation of the transistor circuit of the present invention. In the transistor circuit of FIG. 1B, the high frequency amplification transistor TRB1 is biased by the
図2(b)は本発明のトランジスタ回路のスルー動作時の等価回路である。図1(b)のトランジスタ回路において、高周波増幅用トランジスタTRB1は第1の電源3により、ベース−エミッタ間ダイオードがオンとなるようにバイアスされている。第2の電源4をスイッチトランジスタTRB2のベース−エミッタ間ダイオードがオフ、かつ高周波増幅用トランジスタTRB1はベース−コレクタ間ダイオードがオンとなるようにバイアスすると、スイッチトランジスタTRB2はオフ状態となり、等価回路上は開放となる。また、高周波増幅用トランジスタTRB1はダイオードの内部抵抗12と見なせるため高周波入力端子1と高周波出力端子2間はスルー状態となる。この状態を第1の電源3:オン、第2の電源4:オフとする。
FIG. 2B is an equivalent circuit during the through operation of the transistor circuit of the present invention. In the transistor circuit of FIG. 1B, the high frequency amplification transistor TRB1 is biased by the
図2(c)は本発明のトランジスタ回路のアイソレーション動作時の等価回路である。図1(b)のトランジスタ回路において、高周波増幅用トランジスタTRB1は第1の電源3により、ベース−エミッタ間ダイオードがオフとなるようにバイアスされている。この場合、第2の電源4のオンオフはスイッチトランジスタTRB2には影響せず、高周波増幅用トランジスタTRB1のベース−コレクタ間ダイオードの空乏層容量13に影響する。アイソレーション特性は第2の電源4の極性に応じて決定され、空乏層容量が大きくなれば、アイソレーション特性は劣化する。この状態を第1の電源3:オフ、第2の電源4:オフ、或いは電源3:オフ、第2の電源4:オンとする。
FIG. 2 (c) is an equivalent circuit during the isolation operation of the transistor circuit of the present invention. In the transistor circuit of FIG. 1B, the high-frequency amplification transistor TRB1 is biased by the
以上では図1(b)のトランジスタ回路を用いて動作説明を行ったが、図1(a)のトランジスタ回路においても、上記動作を満たすように第2の電源4、第3の電源5を同時に制御すれば、同様の動作となることは言うまでも無い。
In the above, the operation was explained using the transistor circuit of FIG. 1 (b). However, in the transistor circuit of FIG. 1 (a), the second power supply 4 and the
(第2の実施の形態)
図3は本発明の第2の実施の形態を表すトランジスタ回路である。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a transistor circuit showing a second embodiment of the present invention.
高周波電力入力端子1より高周波信号が入力され、DCカット容量10、高周波増幅用トランジスタTRB1、DCカット容量10を介して高周波電力出力端子2より出力される。高周波増幅用トランジスタTRB1のベースは第1の電源3よりλ/4線路或いはLC共振回路より構成されるバイアス分離回路9、抵抗R1を介してバイアス供給され、高周波増幅用トランジスタTRB1のコレクタは第2の電源4よりλ/4線路或いはLC共振回路より構成されるバイアス分離回路9、抵抗R2を介してバイアス供給されている。高周波増幅用トランジスタTRB1のエミッタはスイッチトランジスタTRF1のドレインに接続され、スイッチトランジスタTRF1のソースは接地されている。スイッチトランジスタTRB2のゲートは第2の電源4よりλ/4線路或いはLC共振回路より構成されるバイアス分離回路9、抵抗R3を介してバイアス供給されている。R1,R2,R3の各抵抗は省略することも可能である。このトランジスタ回路の動作は第1の実施の形態と同様に動作するこは言うまでも無い。
A high frequency signal is input from the high frequency
(第3の実施の形態)
図4は本発明の第3の実施の形態を表すトランジスタ回路である。
(Third embodiment)
FIG. 4 is a transistor circuit showing a third embodiment of the present invention.
三端子スイッチ素子14は端子100を制御端子として、端子100のオンオフにより、その他2端子間の短絡、開放が切り替え可能な素子である。
The three-
高周波電力入力端子1より高周波信号が入力され、DCカット容量10、高周波増幅用トランジスタTRB1、DCカット容量10を介して高周波電力出力端子2より出力される。高周波増幅用トランジスタTRB1のベースは第1の電源3よりλ/4線路或いはLC共振回路より構成されるバイアス分離回路9、抵抗R1を介してバイアス供給され、高周波増幅用トランジスタTRB1のコレクタは第2の電源4よりλ/4線路或いはLC共振回路より構成されるバイアス分離回路9、抵抗R2を介してバイアス供給されている。高周波増幅用トランジスタTRB1のエミッタは三端子スイッチ素子14の端子100でない端子に接続され、三端子スイッチ素子14のもう一つの端子100でない端子は接地されている。三端子スイッチ素子14の端子100は第2の電源4よりλ/4線路或いはLC共振回路より構成されるバイアス分離回路9、抵抗R3を介してバイアス供給されている。R1,R2,R3の各抵抗は省略することも可能である。このトランジスタ回路の動作は第1の実施の形態と同様に動作するこは言うまでも無い。三端子スイッチ素子としては、MEMS技術を用いたスイッチやPINダイオードにより構成されるスイッチが含まれる。
A high frequency signal is input from the high frequency
(第4の実施の形態)
図5(a)は本発明の第4の実施の形態を表すトランジスタ回路の回路図である。本トランジスタ回路は3.5GHz帯の周波数に対し設計され、高周波電力入力端子1より高周波信号が入力され、DCカット容量10、高周波増幅用トランジスタTRB3、DCカット容量10を介して高周波電力出力端子2より出力される。
(Fourth embodiment)
FIG. 5 (a) is a circuit diagram of a transistor circuit representing a fourth embodiment of the present invention. This transistor circuit is designed for a frequency of 3.5 GHz band, and a high frequency signal is input from the high frequency
高周波増幅用トランジスタTRB3のベースは第1の電源3よりL1=1nH、C1=2pFより構成されるバイアス分離回路、抵抗R4=10ohmを介してバイアス供給され、高周波増幅用トランジスタTRB3のコレクタは第2の電源4よりL2=1nH、C2=2pFより構成されるバイアス分離回路、抵抗R5=30ohmを介してバイアス供給されている。高周波増幅用トランジスタTRB3のエミッタはスイッチトランジスタTRB4のコレクタに接続され、スイッチトランジスタTRB4のエミッタは接地されている。スイッチトランジスタTRB4のベースは第2の電源4より前述のL2=1nH、C2=2pFにより構成されるバイアス分離回路、抵抗R6=250ohmを介してバイアス供給されている。第1の電源3のオン状態は1.35V、オフ状態は0V、第2の電源4のオン状態は1.8V、オフ状態は0Vである。高周波増幅用トランジスタTRB3、スイッチトランジスタTRB4はそれぞれエミッタ面積が120um^2のInGaP HBTを用いている。
The base of the high frequency amplifying transistor TRB3 is bias-supplied from the
図5(b)は本発明の第4の実施の形態の高周波特性であり、周波数3.5GHzにおける通過特性がアンプ動作時(第1の電源3:オン、第2の電源4:オン)に9.5dB、スルー動作時(第1の電源3:オン、第2の電源4:オフ)に-1.5dB、アイソレーション動作時1(第1の電源3:オフ、第2の電源4:オフ)に-15dB、アイソレーション動作時2(第1の電源3:オフ、第2の電源4:オン)に-20dBが得られている。アイソレーション動作時2のアイソレーション特性が良化しているのは、第2の電源4のオンにより、高周波増幅用トランジスタTRB3のベース−コレクタ間の空乏層容量が減少するためである。
FIG. 5 (b) shows the high frequency characteristics of the fourth embodiment of the present invention. The pass characteristic at a frequency of 3.5 GHz is 9.5 when the amplifier is operating (first power supply 3: on, second power supply 4: on). dB, -1.5 dB during through operation (first power supply 3: on, second power supply 4: off), 1 operation during isolation operation (first power supply 3: off, second power supply 4: off) -15 dB is obtained at the time of isolation operation 2 (first power supply 3: off, second power supply 4: on). The reason why the isolation characteristic during the
以上のように、本発明を用いることにより、非常に簡易な構成かつ制御でアンプ動作、スルー動作、アイソレーション動作が切り替え可能なトランジスタ回路が実現可能である。 As described above, by using the present invention, it is possible to realize a transistor circuit that can switch an amplifier operation, a through operation, and an isolation operation with a very simple configuration and control.
(第5の実施の形態)
図6(a)は本発明の第5の実施の形態を表す高周波増幅器の説明に用いる略記号の説明である。第1の実施の形態図1(b)で説明したトランジスタ回路から第1の電源3と第2の電源4を除いてそれぞれ第1の電源接続端子15、第2の電源接続端子16を接続した回路図をトランジスタ回路の略記号22で表すものとする。
(Fifth embodiment)
FIG. 6A is an explanation of abbreviated symbols used for explanation of the high-frequency amplifier representing the fifth embodiment of the present invention. First Embodiment The first power
図6(b)は本発明の第5の実施の形態を表す高周波増幅器である。高周波電力入力端子1より高周波信号が入力され、減衰器18、本発明のトランジスタ回路22、減衰器18を通過し、高周波増幅用バイポーラトランジスタTR1とTR2の各段で増幅され、高周波電力出力端子2より出力される。入力整合回路6によりトランジスタ回路22と高周波増幅用バイポーラトランジスタTR1がインピーダンス整合され、出力整合回路8により、50ohmの高周波出力端子2に対し高周波増幅用バイポーラトランジスタTR2から所望のパワーが出力されるようにインピーダンス整合される。制御電源17により高周波増幅用バイポーラトランジスタTR1、TR2のベースバイアス、コレクタバイアスを設定するとともに、前述のトランジスタ回路22の動作状態を制御する。減衰器18は高周波増幅器の利得配分を調整するとともに、高周波増幅器の安定性を改善するものであるが、省略することも可能である。
FIG. 6B is a high-frequency amplifier that represents the fifth embodiment of the present invention. A high frequency signal is input from the high frequency
図6(c)は本発明の第5の実施の形態を表す高周波増幅器の利得特性である。出力電力が切替点である10dBmより高い場合、制御電源17により、トランジスタ回路22をスルー動作に設定する。出力電力が切替点である10dBmより低い場合、制御電源17により高周波増幅用バイポーラトランジスタTR2のアイドル電流を低下させると同時にトランジスタ回路22をアンプ動作に切り替え、アイドル電流低下による利得の低下分を補償させている。また、高周波増幅器をオフ状態にする場合、制御電源17によりトランジスタ回路22をアイソレーション動作に切り替えることにより、高周波増幅器全体のアイソレーション特性を改善することも可能である。
FIG. 6C shows the gain characteristic of the high frequency amplifier representing the fifth embodiment of the present invention. When the output power is higher than 10 dBm which is the switching point, the
以上のように、本実施の形態を用いれば、非常に簡易な構成により、高周波増幅器のパワー制御に伴う利得の不連続性を補償することが可能である。 As described above, by using this embodiment, it is possible to compensate for the gain discontinuity associated with the power control of the high-frequency amplifier with a very simple configuration.
(第6の実施の形態)
図7(a)は本発明の第6の実施の形態を表す高周波増幅器である。増幅器の最終段としてトランジスタ回路23を用いている。高周波電力入力端子1より高周波信号が入力され、高周波増幅用バイポーラトランジスタTR1とトランジスタ回路23の各段で増幅され、高周波電力出力端子2より出力される。入力整合回路6により50ohmの高周波入力端子1と高周波増幅用バイポーラトランジスタTR1がインピーダンス整合され、出力整合回路8により、50ohmの高周波出力端子2に対しトランジスタ回路23から所望のパワーが出力されるようにインピーダンス整合される。制御電源17により高周波増幅用バイポーラトランジスタTR1、TR2のベースバイアス、コレクタバイアスを設定するとともに、前述のトランジスタ回路23の動作状態を制御する。
(Sixth embodiment)
FIG. 7A shows a high-frequency amplifier that represents a sixth embodiment of the present invention. A
図7(b)は本発明の第6の実施の形態においてトランジスタ回路23がアンプ状態に制御された場合の等価回路図であり、高出力動作に適した回路である。前述のようにトランジスタ回路23がアンプ状態では高周波増幅用トランジスタTR3がスイッチトランジスタのオン抵抗11を介してエミッタ接地された増幅器となる。このスイッチ素子のオン抵抗は最終段トランジスタのエミッタに含まれる場合、その電圧降下により増幅器のパワー特性に大きく影響するものであるが、電解効果型トランジスタやMEMSスイッチ等の技術改善により低減が可能である。
FIG. 7B is an equivalent circuit diagram when the
図7(c)は本発明の第6の実施の形態においてトランジスタ回路23がスルー状態に制御された場合の等価回路図であり、低出力動作に適した回路である。前述のようにトランジスタ回路23がスルー状態においては高周波増幅用トランジスタのベースコレクタ間ダイオードのオン抵抗12と等価になり、この値は1Wクラスの増幅器の出力トランジスタの場合は〜数百mohm程度の値となる。この状態での高周波増幅器は図7(b)の高周波増幅用トランジスタTR3よりトランジスタサイズの小さい高周波トランジスタTR1が最終段トランジスタとなる。また、その負荷インピーダンスは段間整合回路7とダイオードのオン抵抗12と出力整合回路8により決まり、出力整合回路8の負荷インピーダンスより大きくすることができれば、図7(b)の高周波増幅器より低い出力で特性が良好な高周波増幅器が実現できる。
FIG. 7C is an equivalent circuit diagram in the case where the
以下で図7(b)と図7(c)の状態における高周波増幅用トランジスタTR1の負荷インピーダンスの変化を説明する。図8(a)はL3=0.46nH、C3=4.7pFからなる3.5GHz帯の段間整合回路7の回路図であり、図7(b)の場合、高周波増幅トランジスタTR3の入力インピーダンスを2ohmとすると、高周波増幅用トランジスタTR1の負荷インピーダンスは図8(b)の状態1に示すように約50ohmに設計されている。図7(b)の高周波増幅トランジスタTR3から見た出力整合回路8のインピーダンスを5ohmとすると、図7(c)の高周波増幅用トランジスタTR1の負荷インピーダンスは図8(b)の状態2に示すように約20ohmに変換される。図7(b)と図7(c)の回路の最終段トランジスタから見た負荷インピーダンスはそれぞれ5ohm、20ohmとなる。理解を容易にするため、高周波トランジスタTR3と高周波トランジスタTR1のトランジスタサイズ比を4:1とすると、図7(b)のアンプ動作から図7(c)のスルー動作への切り替えにより、約1/4(6dB)の低出力化が可能となる。また、この場合の最終段の高周波増幅トランジスタはTR3よりエミッタサイズの小さいTR1となるため、バイアス電流も約1/4に小さくなる。
Hereinafter, a change in the load impedance of the high frequency amplification transistor TR1 in the states of FIGS. 7B and 7C will be described. FIG. 8A is a circuit diagram of a 3.5 GHz band interstage matching circuit 7 having L3 = 0.46 nH and C3 = 4.7 pF. In the case of FIG. 7B, the input impedance of the high frequency amplification transistor TR3 is 2 ohms. Then, the load impedance of the high frequency amplifying transistor TR1 is designed to be about 50 ohms as shown in the
以上のように、本実施の形態を用いれば、非常に簡易な構成により、低パワー時の低消費電流化が可能である。 As described above, if this embodiment is used, it is possible to reduce current consumption at low power with a very simple configuration.
(第7の実施の形態)
図9は本発明の第7の実施の形態を表す高周波増幅器である。高周波電力入力端子1より高周波信号が入力され、減衰器18、利得補償用トランジスタ回路22、減衰器18を通過し、高周波増幅用バイポーラトランジスタTR1と出力切り替え用トランジスタ回路23の各段で増幅され、高周波電力出力端子2より出力される。入力整合回路6によりトランジスタ回路22と高周波増幅用バイポーラトランジスタTR1がインピーダンス整合され、出力整合回路8により、50ohmの高周波出力端子2に対しトランジスタ回路22から所望のパワーが出力されるようにインピーダンス整合される。制御電源17により高周波増幅用バイポーラトランジスタTR1、TR2のベースバイアス、コレクタバイアスを設定するとともに、前述のトランジスタ回路22とトランジスタ回路23の動作状態を制御する。減衰器18は高周波増幅器の利得配分を調整するとともに、高周波増幅器の安定性を改善するものであるが、省略することも可能である。
(Seventh embodiment)
FIG. 9 shows a high-frequency amplifier representing the seventh embodiment of the present invention. A high frequency signal is input from the high frequency
制御電源17の制御方法は、第5の実施の形態と同様にトランジスタ回路23がアンプ動作状態(高出力状態)の場合、トランジスタ回路22をスルー動作させ、トランジスタ回路23がスルー動作状態(低出力状態)の場合、トランジスタ回路22をアンプ動作させることにより利得補償を行う。
As in the fifth embodiment, when the
以上のように、本実施の形態を用いれば、非常に簡易な構成により、高周波増幅器のパワー制御に伴う利得の不連続性を補償し、かつ低パワー時の低消費電流化が可能となる。 As described above, by using this embodiment, it is possible to compensate for the gain discontinuity associated with the power control of the high-frequency amplifier and reduce the current consumption at low power with a very simple configuration.
本発明のトランジスタ回路は高周波電力増幅器等に利用可能である。 The transistor circuit of the present invention can be used for a high frequency power amplifier or the like.
1 高周波電力入力端子
2 高周波電力出力端子
3 第1の電源
4 第2の電源
5 第3の電源
6 入力整合回路
7 段間整合回路
8 出力整合回路
9 バイアス分離回路
10 DCカット容量
11 トランジスタのオン抵抗
12 ダイオードの内部抵抗
13 ダイオードの空乏層容量
14 三端子スイッチ素子
15 第1の電源接続端子
16 第2の電源接続端子
17 コントロール電源
18 減衰器
19 端子
22 トランジスタ回路
23 トランジスタ回路
100 端子
C1,C2,C3 キャパシタ
R1,R2,R3,R4,R5,R6 抵抗
L1,L2,L3 インダクタ
TR1,TR2,TR3 トランジスタ
TRB1,TRB2,TRB3 バイポーラトランジスタ
TRF1 電界効果型トランジスタ
DESCRIPTION OF
C1, C2, C3 capacitors
R1, R2, R3, R4, R5, R6 resistors
L1, L2, L3 inductor
TR1, TR2, TR3 transistors
TRB1, TRB2, TRB3 Bipolar transistors
TRF1 Field Effect Transistor
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006067179A JP2007243872A (en) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | Transistor circuit and high-frequency amplifier using the same |
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Publications (1)
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---|---|
JP2007243872A true JP2007243872A (en) | 2007-09-20 |
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Family Applications (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017079386A (en) * | 2015-10-20 | 2017-04-27 | 三菱電機特機システム株式会社 | Bias circuit |
JP2018042029A (en) * | 2016-09-05 | 2018-03-15 | 株式会社東芝 | High-frequency semiconductor amplifier circuit |
CN108449097A (en) * | 2018-04-26 | 2018-08-24 | 辽宁工程技术大学 | A kind of restructural power amplifier and its control method based on distributed PIN switches |
-
2006
- 2006-03-13 JP JP2006067179A patent/JP2007243872A/en active Pending
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