放大装置和搭载有放大装置的无线通信装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及放大装置和搭载有放大装置的无线通信装置，特别涉及在取得与阻抗的匹配的同时将电力放大的技术。
【背景技术】
[0002]在便携式电话和无线LAN(Local Area Network:局域网)这样的无线通信装置中，声音和数据通信等的数据由电力放大器(power amplifier)放大，向基站或对象侧通信装置发送。
[0003]对这些无线通信分配有微波的频率，电力放大器进行了调整，使得能够以使用的频率将规定的电力信号以规定的性能、特别是规定的失真特性输出。在使用微波的RF电路中，当连接特性阻抗不同的部件时，会产生由不匹配引起的信号损失，因此，一般以50[Ω]的特性阻抗取得各部件的输入输出的匹配，对于电力放大器也设计成在50[Ω]负载时得到最大性能。
[0004]但是，特别是在便携式电话中，随着数据量的增加，高速传送需求不断提高，每年都有新的标准出现，每次调制方式也变化。另一方面，各国的电波制度不同，因此，不能在全世界的所有地区使用相同的方式。因此，也必须应对旧的标准(调制方式)。另外，使用频率也按每个地域、每个承运商而不同，因此，需要应对各种频率。因此，作为终端，必须多模式、多频带化。对于基带 IC(Integrated Circuit:集成电路)和 RFIC(Rad1 FrequencyIntegrated Circuit:射频集成电路)，其应对逐渐发展。
[0005]另一方面，电力放大器是用于从天线辐射电波的放大器，是其性能左右电波特性和规则标准、以及消耗电流的重要部件，因此，一般使用最适合于特定的调制方式(模式)或使用频带的多个电力放大器。关于这些现状，在“日经电子”2010年9月6日号，p.29 —31,40 - 47 (非专利文献I)中有概略记载。
[0006]以下，对通常使用特化为特定的调制方式或频带的电力放大器的理由进行说明。
[0007]图7是表示使用高频电力放大器的便携型无线通信装置的结构的一部分的框图。图7中记载的便携型无线通信装置具有:用于利用无线通信发送接收声音和数据通信等的数据的天线6 ;设计成在发送时和接收时能够共用天线6的开关7 ;与开关7连接，被输入接收数据的接收电路8;和与开关7连接，输出发送数据的发送电路9。
[0008]发送电路9在输出部具有用于对声音和数据通信等的数据信号进行放大的高频电力放大器10。高频电力放大器10具备放大用晶体管1、输出匹配电路2和基极偏置电路4。从充电电池5对放大用晶体管I供给电压。
[0009]放大用晶体管I的发射极接地，集电极经由RF扼流圈3与充电电池5连接，基极与基极偏置电路4连接。输入到基极的电力被放大，从集电极输出。
[0010]供给至放大用晶体管I的电压的最大值受到充电电池5的电压的限制，因此，输出电力大的放大器的输出级晶体管，为了输出需要的电力，需要使电流增加。因此，晶体管的输出侧，几[Ω]左右的低阻抗成为最佳负载的情况很多。另一方面，如上所述，需要以50[Ω]的特性阻抗取得各部件的输入输出的匹配，因此，从几[Ω]左右进行阻抗变换至50[Ω]的输出匹配电路2是必须的。
[0011]图8 表不在 GSM(注册商标)(Global System for Mobile Comm unicat1ns:全球移动通信系统)(欧洲数字便携式电话)用电力放大器中使用的输出匹配电路2的一个例子。该输出匹配电路2将放大用晶体管I的输出阻抗从4[Ω]变换为50[Ω]。在电力放大器的输出匹配电路2中希望没有损失，因此，不使用电阻，而由电抗、即电感和电容器、以及匹配用传送线路构成输出匹配电路2。在图8的例子中，电路内的C是芯片电容器，L是芯片电感，匹配用传送线路是在玻璃环氧基板上制作的微带线。
[0012]但是，电抗元件具有频率特性，因此，无法在全部的频带实现规定的阻抗变换。对此使用图9进行说明。图9是表示图8所示的阻抗变换电路(输出匹配电路)的频率特性的图。如图9所示，当以实际使用的损失0.7dB以下进行规定时，只能在849MHz — 963MHz的狭窄范围得到需要的性能。
[0013]通过使匹配元件多级化，可以实现宽频带化，但是，例如像日本特开2011-35761号公报(专利文献I)中记载的那样，一般相对带宽±10 — 20%左右是极限。S卩，以GSM频带来说，虽然能够将GSM800和900、GSM1800和1900利用各I个电力放大器、合计2个电力放大器来实现，但是，在现有技术中无法利用I个电力放大器实现全部4个频带。
[0014]作为近年来提出的其它方法，提出了按每个频带切换匹配电路，或者匹配电路内的电容使用可变电容的方法等。
[0015]现有技术文献
[0016]专利文献
[0017]专利文献1:日本特开2011-35761号公报
[0018]非专利文献
[0019]非专利文献1:「日経工U夕卜口二夕只」、2010年9月6日号、p.29 — 31,40 —47 ( “ 日经电子”，2010 年 9 月 6 日号，p.29 — 31,40 — 47)
【发明内容】
[0020]发明要解决的技术问题
[0021]如前面说明的那样，在以往的使用匹配电路的形式的电力放大器中，难以利用I个电力放大器应对所要求的全部的模式、频带，提出了按每个频带切换匹配电路，或者匹配电路内的电容使用可变电容的方法等。但是，前者除了通常的匹配电路损失以外，还要加上切换开关的损失，存在匹配电路规模变大等缺点。另外，对于后者，需要准备电容器阵列和其控制电路，也存在导致电路规模增大的缺点。
[0022]本发明鉴于上述的技术问题而做出，其目的是实现装置的小型化、轻量化。
[0023]用于解决技术问题的手段
[0024]对放大用晶体管的集电极供给由DC/DC转换器转换后的电压。DC/DC转换器的输出电压根据后级电路块的输入阻抗决定。例如，设定DC/DC转换器的电压，使得对于后级电路块的输入阻抗(一般为50[Ω])，即使不使用输出匹配电路，放大电路的输出波形在作为对象的调整方式(模式)或使用频率(频带)中也变得合适。由此，能够利用I个电力放大器实现多模式、多频带应对。因此，能够减少需要的电力放大器的数量。其结果，有助于终端的小型化。
【附图说明】
[0025]图1是表示第一实施例的无线通信装置的结构的框图。
[0026]图2是表示第二实施例的无线通信装置的结构的框图。
[0027]图3是表示第三实施例的无线通信装置的结构的框图。
[0028]图4是表示第四实施例的无线通信装置的结构的框图。
[0029]图5是表示第五实施例的无线通信装置的结构的框图。
[0030]图6是表示第六实施例的无线通信装置的结构的框图。
[0031]图7是表示使用高频电力放大器的便携型无线通信装置的结构的一部分的框图。
[0032]图8是表示使用GSM用电力放大器的输出匹配电路的图。
[0033]图9是表示图8的阻抗变换电路(输出匹配电路)的频率特性的图。
【具体实施方式】
[0034]图1是表示使用本发明的高频电力放大器的最基本的无线通信装置的结构的框图。此外，对于与上述的图7和图8中记载的结构同种的结构，标注相同的符号。
[0035]图1中记载的无线通信装置具有:用于利用无线通信发送接收声音和数据通信等的数据的天线6 ;设计成在发送时和接收时能够共用天线6的开关7 ;与开关7连接，被输入接收数据的接收电路8 ;与开关7连接，输出发送数据的发送电路9 ;和一体地形成有基带IC和RFIC的IC 12。此外，基带IC和RFIC也可以分体(分开)形成。
[0036]发送电路9具备:用于对声音和数据通信等的数据信号进行放大的高频电力放大器10 ;RF扼流圈3 ;电压可变装置(例如DC/DC转换器)11 ;向DC/DC转换器11供给电压的充电电池5。
[0037]高频电力放大器10包括放大用晶体管I和基极偏置电路4。放大用晶体管I是化合物半导体。作为一个例子，放大用晶体管I可以使用GaAs HBT (Heterojunct1n BipolarTransistor:异质结双极晶体管)(砷化镓异质结双极晶体管)。放大用晶体管I也可以使用GaN(氮化镓)器件。另外，在形成放大用晶体管I时，也可以在同一芯片上形成构成DC/DC转换器11的开关元件。
[0038]放大用晶体管I的发射极接地。放大用晶体管I的集电极(输出侧)经由RF扼流圈3与DC/DC转换器11连接。基极偏置电路4以及IC 12与放大用晶体管I的基极连接。从IC 12向基极偏置电路4输入开(ON)信号或关(OFF)信号。输入到基极的电力被放大，从集电极输出。
[0039]从集电极输出的电压，由从DC/DC转换器11供给到放大用晶体管I的电压决定。即，高频电力放大器10利用从DC/DC转换器11供给到输出侧的电力，输出放大后的电力。DC/DC转换器11对从充电电池5供给的电压进行变换，并向高频电力放大器10的输出侧供给。作为一个例子，DC/DC转换器11根据从IC 12输入的电压设定信号，对从充电电池5供给的电压进行变换并输出。因此，DC/DC转换器11的输出电压，能够通过对由IC 12执行的软件进行编程而任意地改变。作为一个例子，DC/DC转换器11输出比从充电电池5供给的电压高的电压。即，DC/DC转换器11执行升压动作。也可以对IC 12进行编程使得DC/DC转换器11执行降压动作。
[0040]供给到放大用晶体管I的电压，即DC/DC转换器11的输出电压，根据与放大用晶体管I的输出侧连接的设备的负载(输入阻抗)决定。例如，设定DC/DC转换器11的输出电压，使得对于50[Ω]的负载成为期望的特性(失真