功率放大模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及功率放大模块。
【背景技术】
[0002]移动电话等移动体通信机中，为了放大向基站发送的信号的功率采用功率放大电路(功率放大器电路)。近年，移动电话中采用高速的数据通信的标准，即HSUPA(HighSpeed Uplink Packet Access:高速上行分组接入)或 LTE (Long Term Evolut1n:长期演进)、LTE-AdVanced(长期演进-高级)等调制方式。像这样的通信标准中，为了提高通信速度，减小相位、振幅的偏差尤为重要。即，在功率放大电路中要求高线形性。另外，像这样的通信标准中，为了提高通信速度，增大信号的振幅的变化范围(动态范围)的情况较多。并且，为了在动态范围较大的情况下也提高线形性，需要较高的电源电压，功率放大电路中有耗电量增大的倾向。
[0003]另一方面，移动电话中，为了延长能进行通话或通信的时间，要求降低耗电量。例如，专利文献1中，公开了一种包络跟踪方式，其通过根据输入的调制信号的振幅电平控制功率放大电路的电源电压，从而实现功率效率的提高。
现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1:日本专利特开2012-4821号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0005]近年，要求一个功率放大模块与多个频带对应。像这样的功率放大模块包含分别与不同的频带对应的多个功率放大电路而构成。像这样与多个频带对应的功率放大模块中，采用包络跟踪方式的情况下，考虑进行包络跟踪控制的电源电路与多个功率放大电路连接而构成。
[0006]在此，在功率放大电路的电源线上，为了抑制高频信号对电源的影响，一般采用设置有退耦用的电容器的结构。像这样的结构的情况下，与多个频带对应的功率放大模块中，一般电源电路与多个退耦用的电容器连接。由于与电源电路连接的多个退耦用的电容器反复充放电，因此利用包络跟踪进行的电源电压的控制变缓慢。由此，采用包络跟踪方式改善功率效率的效果降低。
[0007]本发明是鉴于上述情况完成的，其目的在于在与多个频带对应的功率放大模块中对采用包络跟踪方式的情况下的功率效率进行改善。
解决技术问题所采用的技术方案
[0008]本发明的一个侧面涉及的功率放大模块包括多个功率放大电路，该功率放大电路包括:第一变压器，该第一变压器包含被输入无线频率信号的第一输入侧绕组，以及与第一输入侧绕组电磁耦合的第一输出侧绕组；第一差分放大电路，该第一差分放大电路包含其控制电极被输入从第一输出侧绕组的一端输出的第一无线频率信号的第一晶体管，以及其控制电极被输入从第一输出侧绕组的另一端输出的第二无线频率信号的第二晶体管，该第一差分放大电路输出将第一以及第二无线频率信号的差放大后得到的第一放大信号；以及第二变压器，该第二变压器包含向第一差分放大电路提供根据无线频率信号的振幅变动的电源电压、并且被输入第一放大信号的第二输入侧绕组，以及与第二输入侧绕组电磁耦合的第二输出侧绕组。
发明效果
[0009]根据本发明，能在与多个频带对应的功率放大模块中对采用包络跟踪方式的情况的电力效率进行改善。
【附图说明】
[0010]图1是表示本发明的一个实施方式即包含功率放大模块的发送单元的结构例的图。
图2是表示多个功率放大电路与电源电路星形连接的结构的一例的图。
图3是表示RF部的结构的一例的图。
图4是表示利用固定的电源电压进行功率放大的情况下的功率损耗的一例的图。
图5是表示利用包络跟踪、采用可变的电源电压进行功率放大的情况下的功率损耗的一例的图。
图6是表示功率放大电路的结构的一例的图。
图7A是表示没有虚设晶体管的情况的模拟结果的图线。
图7B是表示使虚设晶体管的尺寸为构成差分放大电路的晶体管的尺寸的1/2的情况下的模拟结果的图线。
图7C是表示使虚设晶体管的尺寸为构成差分放大电路的晶体管的尺寸的3/4的情况下的模拟结果的图线。
图7D是表示使虚设晶体管的尺寸与构成差分放大电路的晶体管的尺寸相同的情况下的模拟结果的图线。
图8是表示利用了 M0SFET的情况下的功率放大电路的结构的一例的图。
图9是表示功率放大电路中为了抑制增益变动追加了电容器的结构的一例的图。
图10是表示确认电容器的追加所产生的增益变动的抑制效果的模拟结果的图线。
图11是表示两级结构的功率放大电路的结构的一例的图。
图12是表示垂直层叠结构的功率放大电路的结构的一例的图。
【具体实施方式】
[0011]下面，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。图1是表示本发明的一个实施方式即包含功率放大模块的发送单元的结构例的图。发送单元100被用于例如在移动电话等移动通信设备中将声音、数据等各种信号发送至基站。本实施方式的发送单元100在无线频率(RF:Rad1 Frequency)中与多个频带对应。另外，虽然移动通信设备还包括用于接收来自基站的信号的接收单元，但在这里省略说明。
[0012]如图1所示，发送单元100包含基带部110、RF部111、电源电路112、功率放大模块113、前端部114以及天线115而构成。
[0013]基带部110基于HSUPA或LTE等调制方式，调制声音、数据等输入信号，输出调制信号。本实施方式中，从基带部1100输出的调制信号将振幅以及相位以在IQ平面上表示的IQ信号(I信号以及Q信号)的形式输出。IQ信号的频率为例如从数MHz到数10MHz左右。
[0014]RF部111由从基带部110输出的IQ信号生成用于进行无线发送的RF信号。RF信号例如从数百MHz到数GHz左右。另外，RF部111基于IQ信号检测调制信号的振幅电平，对电源电路112输出电源电压控制信号，使提供至功率放大模块113的电源电压Vcc为与RF信号的振幅电平对应的电平。S卩，RF部111为了进行包络跟踪输出电源电压控制信号。
[0015]另外，RF部111中，可以不进行从IQ信号向RF信号的直接转换，而是将IQ信号转换为中间频率(IF:Intermediate Frequency)信号，再从IF信号生成RF信号。
[0016]电源电路112生成电平与从RF部111输出的电源电压控制信号相对应的电源电压Vee，提供至功率放大模块113。电源电路112例如能包含生成电平与电源电压控制信号相对应的电源电压Vee的DC-DC转换器。
[0017]功率放大模块113将从RF部111输出的RF信号的(RFIN)的功率放大至为了发送至基站所需的电平，输出放大信号(RF.)。功率放大模块113包含处理对象频带不同的多个功率放大电路120。如图2所示，多个功率放大电路120利用星形连接，与电源电路112直接连接。这里所说的星形连接是指，多个功率放大电路120将电源电路112作为中心放射状连接的形状。另外，图1以及图2中，在功率放大模块113内示出了三个功率放大电路120，但功率放大电路120的数量不限于此，可以是两个，也可以是四个以上。
[0018]图3是表示RF部111的结构的一例的图。如图3所示，RF部111包含延迟电路300、301、RF调制部302、振幅电平检测部303、失真补偿部304、以及数字-模拟转换器(DAC:Digital to Analog Converter) 30?5 而构成。
[0019]延迟电路300、301是为了使RF信号被输入至功率放大电路120的时刻与同RF信号的振幅电平相对应的电源电压提供至功率放大电路120的时刻相匹配，而使IQ信号延迟规定时间的电路。
[0020]RF调制部302从IQ信号生成RF信号并输出。具体而言，RF调制部302例如通过由乘法器合成I信号和载波信号，并且由乘法器合成Q信号和偏移90度相位后得到的载波信号，再由减法器合成这些合成信号，从而能得到RF信号。
[0021]振幅电平检测部303基于IQ信号检测调制信号的振幅电平。在此检测到的振幅电平与从RF调制部302输出的RF信号的振幅电平相对应。
[0022]失真补偿部304调整电源电压Vee的电平，使进行包络跟踪时放大信号不产生振幅失真。由于电源电压Vra，用于功率放大电路120的晶体管的增益特性可能会发生变化。因此，功率放大电路120中为了保持线形性，需要控制电源电压Va使增益保持恒定。失真补偿部304例如能事先储存基于晶体管的增益特性的、表示调制信号的振幅电平和电源电压
的电平之间的对应关系的表。并且，失真补偿部