功率放大器的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及功率放大器。
【背景技术】
[0002]手机等移动通信设备中，为了将发送给基站的射频(RF:Rad1 Frequency)信号功率放大而使用功率放大器(Power Amplifier) ο
[0003]例如，专利文献I中公开了设有多个放大器单元(unit cell)的功率放大器。各放大器单元包括放大用晶体管和向该晶体管的基极提供偏压的偏置电路。
现有技术文献专利文献
[0004]【专利文献I】日本专利特开2011-130066号公报
【发明内容】
发明要解决的技术问题
[0005]如专利文献I所公开，给放大用晶体管的基极提供偏压的结构为通常结构，输出电平一增大，从偏置电路流入放大用晶体管的基极的电流就增加，功率附加效率(PAE:Power Added Efficiency)降低。
[0006]本发明鉴于这种情况而提出，其目的在于改善大输出时的功率放大器的功率附加效率。
用于解决技术问题的手段
[0007]根据本发明的一个方面的功率放大器包括:将输入到基极的输入信号放大并从集电极输出的第一晶体管；集电极被施加电源电压、将偏置电压或偏置电流从发射极提供给第一晶体管的基极的第二晶体管；集电极与第一晶体管的集电极相连接、将输入到基极的输入信号放大并从集电极输出的第三晶体管；基极与集电极相连接、将偏压从发射极提供给第三晶体管的基极的第四晶体管；以及一端被施加偏置控制电压、另一端与第二和第四晶体管的基极相连接的第一电阻器。
发明的效果
[0008]根据本发明，能够改善大输出时功率放大器的功率附加效率。
【附图说明】
[0009]图1是表示包含作为本发明一实施方式的功率放大器模块的发送单元的结构例的图。
图2是表不作为功率放大器160的结构之一例的功率放大器160A的结构的图。
图3是示出表现输出功率与基极电压Vbi的关系的仿真结果的图。
图4是示出表现输出功率与电压Vbampi的关系的仿真结果的图。
图5是示出表现输出功率与电流Ici的关系的仿真结果的图。 图6是表示功率放大器160A由16个放大器单元200构成的状况(无二极管连接)的实验结果的图。
图7是表示功率放大器160A由14个放大器单元200和2个放大器单元210构成的状况(有二极管连接)的实验结果的图。
图8是表示作为功率放大器160的结构之另一例的功率放大器160B的结构的图。
图9是表示作为功率放大器160的结构之另一例的功率放大器160C的结构的图。
图10是示出表现输出功率与基极电压Vbi的关系的仿真结果的图。
图11是示出表现输出功率与电压Vbampi的关系的仿真结果的图。
图12是示出表现输出功率与功率附加效率的关系的仿真结果的图。
图13是表示作为功率放大器160的结构之另一例的功率放大器160D的结构的图。
图14是表示作为功率放大器160的结构之另一例的功率放大器160E的结构的图。
图15是表示作为功率放大器160的结构之另一例的功率放大器160F的结构的图。
【具体实施方式】
[0010]以下，参照【附图说明】本发明的一个实施方式。图1是表示包含作为本发明一实施方式的功率放大器模块的发送单元的结构例的图。发送单元100例如在手机等移动通信设备中用于将语音和数据等各种信号发送给基站。再有，移动通信设备还包括用于从基站接收信号的接收单元，只是这里不作说明。
[0011]如图1所示，发送单元100包括调制部110、功率放大器模块120、前端部130和天线 140。
[0012]调制部110基于GSM标准等调制方式对输入信号进行调制，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。
[0013]功率放大器模块120将RF信号(RFin)的功率放大至发送到基站所需的电平，并输出放大信号(RF.)。功率放大器模块120例如可以由两级功率放大器构成。具体而言，如图1所示，功率放大器模块120可以包括功率放大器150、160和匹配电路(MN =MatchingNetwork) 170、180、190。功率放大器150是前级(驱动级)放大器，将输入的RF信号放大并输出。功率放大器160是后级(功率级)放大器，将输入的RF信号放大并输出。匹配电路170、180、190是用于对电路间的阻抗进行匹配的电路，由电容器和电感器构成。再有，构成功率放大器模块120的功率放大器的级数不限于两级，一级也行，三级以上也可以。
[0014]前端部130对放大信号进行滤波并跟从基站接收的接收信号进行切换等。从前端部130输出的放大信号经由天线140发送到基站。
[0015]图2是表示作为功率放大器160的结构之一例的功率放大器160A的结构的图。功率放大器160A包括放大器单元200、210、电感器220、电阻器230、电容器240和二极管250、251。
[0016]放大器单元200、210是各自包括放大用晶体管的单元。功率放大器160A包括多个(例如16个)放大器单元。功率放大器160A中的多个放大器单元的一部分为放大器单元200，另一部分为放大器单元210。再有，放大器单元200、210也可以各为一个。
[0017]放大器单元200包括NPN晶体管(以下，简称为“晶体管”。)260、261、电容器262和电阻器263。晶体管260、261例如为异质结双极晶体管(HBT:Heterojunct1n BipolarTransistor)。
[0018]晶体管260(第一晶体管)中，集电极上经由电感器220被提供电源电压Va，基极上经由电容器262被输入RF信号(RFin)，发射极接地。另外，晶体管260的基极上由晶体管261的发射极提供偏压。晶体管260将输入到基极的RF信号放大，并将放大信号从集电极输出。
[0019]晶体管261(第二晶体管)中，集电极上被提供电池电压Vbat，基极上经由电阻器230被提供偏置控制电压VraNT，发射极与电阻器263的一端相连接。电阻器263的一端与晶体管261的发射极相连接，另一端与晶体管260的基极相连接。晶体管261和电阻器263基于偏置控制电压％_对晶体管260的基极输出偏置电流。
[0020]电容器262的一端被输入RF信号，另一端与晶体管260的基极相连接。电容器262切断RF信号的DC分量，并向晶体管260的基极进行输出。
[0021]放大器单元210包括晶体管270、271、电容器272和电阻器273。晶体管270、271例如是HBT。
[0022]晶体管270 (第三晶体管)中，集电极上经由电感器220被提供电源电压Vcc，基极上经由电容器272被输入RF信号(RFin)，发射极接地。另外，晶体管270的基极上由晶体管271的发射极提供偏压。晶体管270将输入到基极的RF信号放大，并从集电极输出放大信号。
[0023]晶体管271 (第四晶体管)连接有二极管，基极上经由电阻器230被提供偏置控制电压VraNT，发射极与电阻器273的一端相连接。电阻器273的一端与晶体管271的发射极相连接，另一端与晶体管270的基极相连接。晶体管271和电阻器273基于偏置控制电压Vaw对晶体管270的基极输出偏置电流。再有，所谓“二极管连接”是将晶体管的基极与集电极相连接并使用晶体管的基极和发射极之间的二极管的形态。
[0024]电容器272的一端被输入RF信号，另一端与晶体管270的基极相连接。电容器272切断RF信号的DC分量，并向晶体管270的基极进行输出。
[0025]电感器220的一端被施加电源电压Vee，另一端与晶体管260、270的集电极相连接。电源电压Vee例如是由稳压器产生的规定电平的电压。
[0026]电阻器230的一端被施加偏置控制电压Vaw，另一端与晶体管261、271的基极相连接。
[0027]电容器240的一