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公開番号2024088241
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-02
出願番号2022203315
出願日2022-12-20
発明の名称電力増幅器
出願人株式会社村田製作所
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H03F 1/02 20060101AFI20240625BHJP(基本電子回路)
要約【課題】搭載デバイスやモジュール上の配線簡略化や小型化及び性能向上が可能な電力増幅器を実現する。
【解決手段】電力増幅器1は、第1高周波信号を増幅する第1増幅器103と、少なくとも第1高周波信号を90度遅らせた第2高周波信号を増幅する第2増幅器104と、第1伝送線路1051及び第2伝送線路1052を有するハイブリッドカプラ105と、第1増幅器103に電源を供給する第1電源供給回路109と、第2増幅器に電源を供給する第2電源供給回路110と、出力整合回路106と、を備える。ハイブリッドカプラ105は、第1伝送線路1051の一方端に第1増幅器103の出力端が接続される。第1伝送線路1051の他方端に第1電源供給回路109と出力整合回路106とが接続される。第2伝送線路1052の一方端に第2増幅器104の出力端が接続される。第2伝送線路1052の他方端に第2電源供給回路110が接続される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１高周波信号を増幅する第１増幅器と、
少なくとも前記第１高周波信号を９０度遅らせた第２高周波信号を増幅する第２増幅器と、
第１伝送線路及び第２伝送線路を有するハイブリッドカプラと、
前記第１増幅器に電源を供給する第１電源供給回路と、
前記第２増幅器に前記電源を供給する第２電源供給回路と、
出力整合回路と、
を備え、
前記ハイブリッドカプラは、
前記第１伝送線路の一方端に前記第１増幅器の出力端が接続され、
前記第１伝送線路の他方端に前記第１電源供給回路と前記出力整合回路とが接続され、
前記第２伝送線路の一方端に前記第２増幅器の出力端が接続され、
前記第２伝送線路の他方端に前記第２電源供給回路が接続される、
電力増幅器。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力増幅器であって、
前記第１増幅器、前記第２増幅器、及び前記ハイブリッドカプラは、基板に実装されるチップデバイス上に構成され、
前記出力整合回路の少なくとも一部は、前記基板上に設けられ、
前記チップデバイスは、
前記第１電源供給回路に接続される第１端子と、
前記第２電源供給回路に接続される第２端子と、
を備え、
前記第１端子及び前記第２端子は、前記基板上に設けられた電源端子から前記電源が供給される、
電力増幅器。
【請求項３】
請求項２に記載の電力増幅器であって、
前記第１電源供給回路及び前記第２電源供給回路は、前記基板上に設けられ、
前記第１端子は、前記電源端子から前記基板に設けられた電源供給線路及び前記第１電源供給回路を介して、前記電源が供給され、
前記第２端子は、前記電源端子から前記電源供給線路及び前記第２電源供給回路を介して、前記電源が供給される、
電力増幅器。
【請求項４】
請求項３に記載の電力増幅器であって、
前記チップデバイスは、出力端子をさらに備え、
前記第１伝送線路から前記出力整合回路への信号出力線路上に前記出力端子が設けられている、
電力増幅器。
【請求項５】
請求項４に記載の電力増幅器であって、
前記出力端子は、前記基板上において、前記ハイブリッドカプラに対して前記第１端子と前記第２端子と同じ側に設けられている、
電力増幅器。
【請求項６】
請求項２に記載の電力増幅器であって、
前記第１電源供給回路及び前記第２電源供給回路は、前記チップデバイス上に設けられ、
前記第１端子は、前記電源端子から前記基板に設けられた電源供給線路を介して、前記電源が供給され、
前記第２端子は、前記電源端子から前記電源供給線路を介して、前記電源が供給され、
前記チップデバイスは、出力端子をさらに備え、
前記第１伝送線路から前記出力整合回路への信号出力線路上に前記出力端子が設けられている、
電力増幅器。
【請求項７】
請求項２に記載の電力増幅器であって、
前記ハイブリッドカプラは、前記チップデバイス上において、
前記第１伝送線路及び前記第２伝送線路がＺ方向に互いに誘電体層を挟んで構成されている、
電力増幅器。
【請求項８】
請求項７に記載の電力増幅器であって、
前記ハイブリッドカプラは、前記第１伝送線路の電流通流方向に直交する平面に平行な前記第１伝送線路の断面積が前記第２伝送線路の電流通流方向に直交する平面に平行な前記第２伝送線路の断面積よりも大きい、
電力増幅器。
【請求項９】
請求項２から８の何れか一項に記載の電力増幅器であって、
前記第１電源供給回路は、チョークインダクタを含み、
前記チョークインダクタは、前記第１伝送線路の他方端と前記電源端子との間に電気的に直列接続される、
電力増幅器。
【請求項１０】
請求項２から８の何れか一項に記載の電力増幅器であって、
前記第１電源供給回路は、第１巻線及び第２巻線を有するオートトランスを含み、
前記第１巻線は、前記第１伝送線路の他方端と前記出力整合回路との間に電気的に直列接続され、
前記第２巻線は、前記第１巻線の一方端と前記第１伝送線路の他方端との接続点と、前記電源端子との間に電気的に直列接続される、
電力増幅器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力増幅器に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
高効率な電力増幅器として、ドハティ（Doherty）増幅回路が知られている。ドハティ増幅回路は、一般的に、高周波入力信号の電力レベルにかかわらず動作するキャリアアンプと、高周波入力信号の電力レベルが小さい場合はオフとなり、大きい場合にオンとなるピークアンプとが並列に接続された構成である。当該構成では、高周波入力信号の電力レベルが大きい場合、キャリアアンプが飽和出力電力レベルで飽和を維持しながら動作する。これにより、ドハティ増幅回路は、通常の電力増幅回路に比べて効率を向上させることができる。
【０００３】
このようなドハティ増幅回路において、第１伝送線路及び第２伝送線路を有するハイブリッドカプラを備えた構成が開示されている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、第１伝送線路の一方端にキャリアアンプから出力されるＲＦ信号が入力され、第２伝送線路の一方端にピークアンプから出力されるＲＦ信号が入力され、第２伝送線路の他方端が開放され、キャリアアンプから出力されるＲＦ信号とピークアンプから出力されるＲＦ信号との合成信号が第１伝送線路の他方端から出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－０９３７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えばフロントエンドモジュールにフリップチップ実装されるチップデバイスのダイ上に、上記従来技術に係るドハティ増幅回路の主要な回路ブロックが設けられる場合、回路ブロック間で電磁気的な結合が生じ、性能低下のリスクが生じてしまう場合がある。
【０００６】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、性能低下のリスクを抑制可能な電力増幅器を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一側面の電力増幅器は、第１高周波信号を増幅する第１増幅器と、少なくとも前記第１高周波信号を９０度遅らせた第２高周波信号を増幅するピークアンプと、第１伝送線路及び第２伝送線路を有するハイブリッドカプラと、前記第１増幅器に電源を供給する第１電源供給回路と、前記ピークアンプに前記電源を供給する第２電源供給回路と、出力整合回路と、を備え、前記ハイブリッドカプラは、前記第１伝送線路の一方端に前記第１増幅器の出力端が接続され、前記第１伝送線路の他方端に前記第１電源供給回路と前記出力整合回路とが接続され、前記第２伝送線路の一方端に前記ピークアンプの出力端が接続され、前記第２伝送線路の他方端に前記第２電源供給回路が接続される。
【０００８】
この構成では、第１伝送線路への電源供給線路と、出力整合回路への信号出力線路とを共通化することができる。この結果として、電力増幅器への電源供給線路が出力整合回路に跨って配線されることを回避することができる。これにより、電源供給線路と出力整合回路との間での電磁気的な結合による性能低下のリスクを低減することができる。また、出力整合回路やチップデバイスへの高周波信号の供給経路を避けて電源供給線路を配線する等による配線の複雑化を回避することができる。これにより、小型化の阻害要因を低減することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、搭載デバイスやモジュール上の配線簡略化や小型化及び性能向上が可能な電力増幅器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、実施形態１に係る電力増幅器の構成の一例を示す図である。
図２は、実施形態１に係る電力増幅器の主要な回路ブロックが設けられるチップデバイスのフロントエンドモジュール基板上における概念的な配置例を示す平面図である。
図３は、ドハティ増幅回路におけるキャリアアンプ及びピークアンプの動作特性の一例を示す図である。
図４は、ハイブリッドカプラのＸＺ平面断面図である。
図５は、ハイブリッドカプラに流れる直流電流特性の一例を示す図である。
図６は、比較例に係る電力増幅器の構成の一例を示す図である。
図７は、比較例に係る電力増幅器の主要な回路ブロックが設けられるチップデバイスのフロントエンドモジュール基板上における概念的な配置例を示す平面図である。
図８は、実施形態１の第１変形例に係る電力増幅器の構成の一例を示す図である。
図９は、実施形態１の第１変形例に係る電力増幅器の主要な回路ブロックが設けられるチップデバイスのフロントエンドモジュール基板上における概念的な配置例を示す平面図である。
図１０は、実施形態１の第２変形例に係る電力増幅器の構成の一例を示す図である。
図１１は、実施形態１の第２変形例に係る電力増幅器の主要な回路ブロックが設けられるチップデバイスのフロントエンドモジュール基板上における概念的な配置例を示す平面図である。
図１２は、実施形態２に係る電力増幅器の第１電源供給回路の一例を示す図である。
図１３は、実施形態３に係る電力増幅器の第１電源供給回路の一例を示す図である。
図１４は、実施形態４に係る電力増幅器の第１電源供給回路の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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