功率放大模块的制作方法_2

文档序号:8397811阅读:来源:国知局
atching Network) 507、偏置电路508、以及恒压电路509。构成功率放大模块113A的各晶体管是双极晶体管。例如,各晶体管可以是由GaAs等构成的化合物半导体的异质结双极晶体管(HBT:Heterojunct1n Bipolar Transistor)。后述的其他结构也相同。
[0028]晶体管500 (第I双极晶体管)中,RF信号(RFin)(第I无线频率信号)经由电容器502和电阻505输入其基极,其集电极与晶体管501的发射极相连接,其发射极接地。
[0029]晶体管501(第2双极晶体管)中,恒压Vcnst(第I恒压)经由电阻504提供给其基极,电源电压Vcc(第I电源电压)经由电感器506提供给其集电极,其发射极与晶体管500的集电极相连接。
[0030]偏置电路508是向晶体管500提供偏置电压的电路,构成为包含晶体管520和电阻521、522在内。晶体管520(第3双极晶体管)中,用于控制偏置的控制电压Vctrl (第I偏置控制电压)经由电阻521提供给其基极,电源电压(例如,偏置电压Vbat)提供给其集电极,发射极经由电阻522与晶体管500的基极相连接。
[0031]恒压电路509是用于生成提供给晶体管501的基极的恒压Vcnst (例如1.8V)的电路,构成为包含晶体管530、电阻531、532、以及电容器533在内。晶体管530中,控制电压Vctrl (例如2.8V)经由电阻503提供给其集电极,基极与电阻531、532的连接点相连接,发射极接地。电阻531、532串联连接,一端连接至晶体管531的集电极,另一端接地。电容器533的一端连接至晶体管531的集电极,另一端接地。
[0032]另外,在图5所示的结构中,恒压电路509基于用于控制偏置的控制电压Vctrl来生成恒压Vcnst,但也可以基于不同于控制电压Vctrl的电源电压来生成恒压Vcnst。恒压Vcnst也可以由功率放大模块113A的外部来提供。
[0033]在图5所示的功率放大模块113A中,晶体管500、501构成共源共栅连接的放大电路。此处,在晶体管501中,由于基极电压恒定,因此,发射极电压是与基极电压相比阈值电压较低的恒定电压。因此,晶体管500的集电极电压也是恒定的。
[0034]晶体管500中,由于集电极电压恒定(AC接地),因此,RF信号(RFin)的电压放大增益为零。另一方面,流过晶体管500的电流与RF信号(RFin)相对应。S卩,晶体管500作为流过与RF信号(RFin)相对应的电流的可变电流源来进行动作。
[0035]晶体管501中,由于基极电压恒定(AC接地),因此,作为基极接地放大电路进行动作。由此,放大RF信号(RFin)得到的放大信号(RFout)从晶体管501的集电极经由匹配电路507输出。
[0036]如上所述,晶体管500的集电极电压恒定。S卩,晶体管500的增益恒定,而与电源电压Vcc的变动无关。此外,由于晶体管501是基极接地放大电路,因此,与电源电压Vcc相对应的基极一集电极间的寄生电容的变化对增益产生的影响较小。
[0037]由此,在功率放大模块113A中,利用共源共栅连接的晶体管500、501构成放大电路,因此,与使用一般的发射极接地放大电路的情况相比,能够抑制与电源电压Vcc相对应的增益变动。因此,能够提高采用包络追踪方式的功率放大模块113A的线性度。
[0038]在功率放大模块113A中,共源共栅连接的放大电路的上级晶体管501的叉指(finger)数可以少于下级晶体管500的叉指数。从电流容量的观点来看,优选上级晶体管501的叉指数在下级晶体管500的叉指数以上。另一方面,从抑制增益变动的观点来看,优选上级晶体管501的叉指数少于下级晶体管500的叉指数。但是,若上级的晶体管的叉指数过于少,则电流容量会不足。即,可考虑电流容量和抑制增益变动两者间的权衡来确定晶体管500、501的叉指数。
[0039]图6是表示功率放大模块的结构的另一个示例的图。对于与图5所示的要素相同或等同的要素,标注相同或等同的标号,并省略说明。功率放大模块113B支持低频带(LowBand)和高频度(High Band)两个频带。图6中,对于用于低频带的要素,在其标号的末尾标注“L”,对于用于高频带的要素,在其标号的末尾标注“H”。另外,此处,示出了支持两个频带的功率放大模块的示例,但频带的个数也可以是三个以上。
[0040]如图6所示,功率放大模块113B包括低频带用的晶体管500L和偏置电路508L。功率放大模块113B包括高频带用晶体管500H和偏置电路508H。
[0041]低频带用的晶体管500L(第I双极晶体管)中,低频带的RF信号(RFin)(第I无线频率信号)经由电容器502L输入到其基极,其集电极与晶体管501的发射极相连接,其发射极接地。低频带用的偏置电路508L包含晶体管520L(第3双极晶体管),基于从低频带用的控制端子(第I控制端子)输入的控制电压VctrlL,向晶体管500L提供偏置。
[0042]高频带用的晶体管500H(第4双极晶体管)中,高频带的RF信号(RFinH)(第2无线频率信号)经由电容器502H输入到其基极,其集电极与晶体管501的发射极相连接,其发射极接地。高频带用的偏置电路508H包含晶体管520H(第5双极晶体管),基于从高频带用的控制端子(第2控制端子)输入的控制电压VctrlH,向晶体管500H提供偏置。
[0043]在功率放大模块113B中,利用控制电压VctrlUVctrlH来切换低频带模式下的动作与高频带模式下的动作。
[0044]例如,当在低频带模式下动作时,将控制电压VctrlL设定为高电平(例如2.8V),将控制电压VctrlH设定为低电平(例如0V)。在该情况下,低频带用的偏置电路508L是动作的一方,而高频带用的偏置电路508H不动作。恒压电路509基于控制电压VctrlL生成恒压Vcnst (例如1.8V)。由此,共源共栅连接的晶体管500L、501作为放大电路进行动作,放大低频带的RF信号(RFinL)而得到的放大信号(RFout)从晶体管501的集电极经由匹配电路507被输出。
[0045]此外,例如,当在高频带模式下动作时,将控制电压VctrlL设定为低电平(例如0V),将控制电压VctrlH设定为高电平(例如2.8V)。在该情况下,低频带用的偏置电路508L是不进行动作的一方,而高频带用的偏置电路508H进行动作。恒压电路509基于控制电压VctrlH生成恒压Vcnst (例如1.8V)。由此,共源共栅连接的晶体管500H、501作为放大电路进行动作,放大高频带的RF信号(RFinH)而得到的放大信号(RFout)从晶体管501的集电极经由匹配电路507输出。
[0046]于是,在功率放大模块113B中,无论在何种模式下进行动作,与图5所示的功率放大模块113A的情况相同,均能利用共源共栅连接的放大电路,对与电源电压Vcc相对应的增益的变动进行抑制。
[0047]在功率放大模块113B中,构成为利用控制电压VctrlL、VctrlH来切换偏置电路508L、508H的动作,由此,晶体管500L、500H中共用共源共栅连接中位于上侧的晶体管501。因此,与分别设置用于低频带和用于高频带的共源共栅连接的上侧晶体管的情况相比,能够缩小电路尺寸。
[0048]图7是表示功率放大模块的结构的另一个示例的图。对于与图5所示的要素相同或等同的要素,标注相同或等同的标号,并省略说明。功率放大模块113C构成为包括驱动级和功率级的两级结构。图7中,对于驱动级的要素,在其标号的末尾标注“D”,对于功率级的要素,在其标号的末尾标注“P”。
[0049]在功率放大模块113C的驱动级中,偏置电路508D基于控制电压VctrlD,向晶体管500D提供偏置。恒压电路509D基于控制电压VctrlD (第I控制电压)生成恒压VcnstD (第I恒压)。于是,共源共栅连接的晶体管500D、501D基于被包络控制的电源电压VccD(第I电源电压)来放大RF信号(RFin),将由此得到的放大信号(第I放大信号)从晶体管501D的集电极输出。
[0050]在功率放大模块113C的功率级,从驱动级输出的放大信号经由匹配电路700被输出。在功率放大模块13c的功率级中,偏置电
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