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公開番号2024141392
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023053001
出願日2023-03-29
発明の名称電力増幅回路
出願人株式会社村田製作所
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H03F 1/32 20060101AFI20241003BHJP(基本電子回路)
要約【課題】高出力の電力増幅を行う場合に線形性を保つことが可能な電力増幅回路を提供する。
【解決手段】電力増幅回路10は、ベースにバイアス電流IB1又はバイアス電圧が供給され、入力信号RFinを増幅して電流I1を出力するトランジスタ101と、エミッタがトランジスタ101のベースに接続され、エミッタから、トランジスタ101のベースにバイアス電流IB1を供給するトランジスタ102とを有する。電力増幅回路10は、トランジスタ102のエミッタ電流又は電圧に基づいて比較電圧Vcompを生成する比較電圧生成回路103と、比較電圧生成回路103に接続され、比較電圧とVcomp基準電圧Vrefとが供給され、比較電圧Vcompと基準電圧Vrefとに基づいて、バイアス電流IB1又はバイアス電圧の減少に伴って電流Icを生成する補償回路104と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ベース又はゲートにバイアス電流又は電圧が供給され、入力信号を増幅して第１電流を出力する第１トランジスタと、
エミッタ又はソースが前記第１トランジスタのベース又はゲートに接続され、前記エミッタ又はソースから、前記第１トランジスタのベース又はゲートに前記バイアス電流又は電圧を供給する、第２トランジスタと、
前記第２トランジスタのエミッタ電流又は電圧に基づいて比較電圧を生成する比較電圧生成回路と、
前記比較電圧生成回路に接続され、前記比較電圧と基準電圧とが供給され、前記比較電圧と前記基準電圧とに基づいて、前記バイアス電流又は電圧の減少に伴って補償電流を生成する補償回路と、を備える、電力増幅回路。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力増幅回路であって、
前記補償回路は、
前記第２トランジスタのベース又はゲートに接続され、
前記第２トランジスタのベース又はゲートに供給される第２電流を前記補償電流によって補償する、
電力増幅回路。
【請求項３】
請求項２に記載の電力増幅回路であって、
前記第２トランジスタのベース又はゲートに接続され、前記第２電流を前記第２トランジスタに供給するバイアス源、をさらに備え、
前記補償回路は、前記比較電圧と前記基準電圧との差分である差分電圧に基づいて前記補償電流を生成し、
前記第２トランジスタのベース又はゲートには、前記補償電流が加えられた前記第２電流が供給される、電力増幅回路。
【請求項４】
請求項１に記載の電力増幅回路であって、
前記入力信号は第１入力信号であり、
前記バイアス電流又は電圧は、第１バイアス電流又は電圧であり、
ベース又はゲートに第２バイアス電流又は電圧が供給され、第２入力信号を増幅して第３電流を出力する第３トランジスタと、
エミッタ又はソースが前記第３トランジスタのベース又はゲートに接続され、前記エミッタ又はソースから、前記第３トランジスタのベース又はゲートに前記第２バイアス電流又は電圧を供給する第４トランジスタと、をさらに備え、
前記補償回路は、前記第２トランジスタのベース又はゲートと前記第４トランジスタの前記ベース又はゲートとに接続され、前記第４トランジスタのベース又はゲートに供給される第４電流を前記補償電流によって補償する、電力増幅回路。
【請求項５】
請求項４に記載の電力増幅回路であって、
前記第４トランジスタのベース又はゲートに前記第４電流を供給するバイアス源、をさらに備え、
前記補償回路は、前記比較電圧と前記基準電圧との差分である差分電圧に基づいて前記補償電流を生成し、
前記第４トランジスタのベース又はゲートには、前記補償電流が加えられた前記第４電流が供給される、電力増幅回路。
【請求項６】
請求項４に記載の電力増幅回路であって、
前記第１トランジスタは、前記第１トランジスタのコレクタ又はドレインが前記第３トランジスタの前記ベース又はゲートに接続され、前記第１電流を前記第２入力信号として前記第３トランジスタに供給する、電力増幅回路。
【請求項７】
請求項４に記載の電力増幅回路であって、
前記電力増幅回路はドハティ増幅回路であり、
前記第１トランジスタはキャリア増幅器であり、
前記第３トランジスタはピーク増幅器であり、
前記第１トランジスタのベース又はゲート及び前記第３トランジスタのベース又はゲートに接続され、入力される信号を、前記第１トランジスタに供給される前記第１入力信号と前記第３トランジスタに供給される前記第２入力信号とに分配する分配回路と、
前記第１トランジスタのコレクタ又はドレイン及び前記第３トランジスタのコレクタ又はドレインに接続され、前記第１電流と前記第３電流とを合成する合成回路と、をさらに備える、電力増幅回路。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の電力増幅回路であって、
前記比較電圧生成回路は、
エミッタが接地に接続される第５トランジスタと、
コレクタ又はドレインが前記第２トランジスタのベース又はゲートに接続され、エミッタ又はソースが前記第５トランジスタのコレクタ又はドレインに接続される第６トランジスタと、
前記第５トランジスタのコレクタ又はドレインと、前記補償回路との間に設けられる抵抗素子と、をさらに有する、電力増幅回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力増幅回路に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電力増幅回路が無線周波数信号の電力増幅に用いられている。電力増幅回路に対する高出力化の要請は強く、電力増幅回路に供給される電源電圧を高くしたり、電力増幅回路の増幅素子に流れる電流を増加させたりすることが行われている。電力増幅回路ではバイアス電流又は電圧と増幅対象の信号とが増幅素子に入力されて電力増幅が行われる。バイアス電流又は電圧の変動は増幅素子の動作に影響を及ぼすことがあり、特許文献１には、製造ばらつきに伴うバイアス電流の変動を抑制する電力増幅モジュールが示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－２２２８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電力増幅回路の出力電力を制御する方法として、電力増幅回路の利得を一定にして入力電力を制御する方法や、入力電力を一定にして電力増幅回路の利得を制御する方法がある。出力電力を制御するために入力電力を制御する方法を採用する場合、増幅素子が飽和状態で動作することがある。増幅素子を飽和状態で動作させる場合には、増幅素子の出力の高出力化及び増幅素子の高線形性（利得の平坦性）が要求される。増幅素子の出力及び線形性は、バイアス電流又は電圧の変動による影響を受ける。
【０００５】
増幅素子には、直流（ＤＣ）であるバイアス電流又は電圧及び交流（ＡＣ）である増幅対象の信号が入力される。バイアス電流又は電圧を供給するバイアス回路と交流入力との間のアイソレーションがない場合、バイアス回路からも交流信号が引き抜かれることとなる。バイアス電流又は電圧が交流信号によって変動する結果、増幅素子のＤＣ動作点が変動する。増幅素子のＤＣ動作点の変動は、増幅素子の増幅動作に影響を及ぼし、結果として電力増幅回路の線形性が劣化する。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、高出力の電力増幅を行う場合に線形性を保つことが可能な電力増幅回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係る電力増幅回路は、ベース又はゲートにバイアス電流又は電圧が供給され、入力信号を増幅して第１電流を出力する第１トランジスタと、エミッタ又はソースが第１トランジスタのベース又はゲートに接続され、エミッタ又はソースから、第１トランジスタのベース又はゲートにバイアス電流又は電圧を供給する、第２トランジスタと、第２トランジスタのエミッタ電流又は電圧に基づいて比較電圧を生成する比較電圧生成回路と、比較電圧生成回路に接続され、比較電圧と基準電圧とが供給され、比較電圧と基準電圧とに基づいて、バイアス電流又は電圧の減少に伴って補償電流を生成する補償回路と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高出力の電力増幅を行う場合に線形性を保つことが可能な電力増幅回路を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る電力増幅回路の回路図である。
第２実施形態に係る電力増幅回路の回路図の一例である。
第２実施形態に係る電力増幅回路の動作を説明する図である。
第２実施形態に係る電力増幅回路の動作を説明する図である。
第２実施形態に係る電力増幅回路の動作を説明する図である。
第２実施形態に係る電力増幅回路の詳細な回路図である。
第３実施形態に係る電力増幅回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１実施形態について説明する。図１には第１実施形態に係る電力増幅回路の模式的な回路図が示される。電力増幅回路１０は、トランジスタ１０１，１０２、比較電圧生成回路１０３、補償回路１０４、キャパシタ１０５、抵抗素子１０６、及びインダクタ１０７を備える。トランジスタ１０１は、入力信号ＲＦｉｎを増幅してコレクタから出力信号ＲＦｏｕｔを出力する。
（【００１１】以降は省略されています）

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