特許ウォッチ

公開番号2025076809
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-16
出願番号2023188692
出願日2023-11-02
発明の名称電力増幅回路
出願人株式会社村田製作所
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H03F 1/26 20060101AFI20250509BHJP(基本電子回路)
要約【課題】動作モードの切り替えに伴うゲイン変動を抑制可能な電力増幅回路を実現する。
【解決手段】ドライブ段増幅器とパワー段増幅器とが直列接続された2段構成の電力増幅回路であって、ドライブ段増幅器とパワー段増幅器との間のノードと出力端子との導通及び非導通を切り替える第1スイッチ回路と、パワー段増幅器と前記出力端子との導通及び非導通を切り替える第2スイッチ回路と、を備える。第1スイッチ回路を導通させ、第2スイッチ回路を非導通とする第1モードと、第1スイッチ回路を非導通とし、第2スイッチ回路を導通させる第2モードと、を有する。第1モードから前記第2モードに移行する際、第2スイッチ回路を導通させた後に、第1スイッチ回路を非導通とする。第2モードから第1モードに移行する際、第1スイッチ回路を導通させた後に、第2スイッチ回路を非導通とする。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
ドライブ段増幅器とパワー段増幅器とが直列接続された２段構成の電力増幅回路であって、
前記ドライブ段増幅器と前記パワー段増幅器との間のノードと出力端子との導通及び非導通を切り替える第１スイッチ回路と、
前記パワー段増幅器と前記出力端子との導通及び非導通を切り替える第２スイッチ回路と、
を備え、
前記第１スイッチ回路を導通させ、前記第２スイッチ回路を非導通とする第１モードと、
前記第１スイッチ回路を非導通とし、前記第２スイッチ回路を導通させる第２モードと、
を有し、
前記第１モードから前記第２モードに移行する際、前記第２スイッチ回路を導通させた後に、前記第１スイッチ回路を非導通とし、
前記第２モードから前記第１モードに移行する際、前記第１スイッチ回路を導通させた後に、前記第２スイッチ回路を非導通とする、
電力増幅回路。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力増幅回路であって、
前記第１スイッチ回路は、少なくとも、前記ドライブ段増幅器と前記パワー段増幅器との間のノードと出力端子との間にシリーズ接続された第１スイッチング素子を含み、
前記第２スイッチ回路は、前記パワー段増幅器と前記出力端子との間にシリーズ接続された第２スイッチング素子を含み、
少なくとも、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子をオンオフ制御する制御回路を備え、
前記制御回路は、
前記第１モードから前記第２モードに移行する際、前記第２スイッチング素子をオン制御した後に、前記第１スイッチング素子をオフ制御し、
前記第２モードから前記第１モードに移行する際、前記第１スイッチング素子をオン制御した後に、前記第２スイッチング素子をオフ制御する、
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１スイッチ回路は、前記ドライブ段増幅器と前記パワー段増幅器との間のノードと出力端子との間に複数の第１スイッチング素子がシリーズ接続され、複数の第１スイッチング素子間のノードと接地電位との間にシャント接続された第３スイッチング素子をさらに含み、
前記制御回路は、
前記第１モードから前記第２モードに移行する際、前記第１スイッチング素子をオフ制御した後に、前記第３スイッチング素子をオン制御し、
前記第２モードから前記第１モードに移行する際、前記第１スイッチング素子をオン制御すると共に、前記第３スイッチング素子をオフ制御する、
電力増幅回路。
【請求項４】
請求項３に記載の電力増幅回路であって、
前記制御回路は、
前記第１モードから前記第２モードに移行する際、前記第２スイッチング素子をオン制御すると共に、前記パワー段増幅器のバイアスをオン制御し、
前記第２モードから前記第１モードに移行する際、前記第２スイッチング素子をオフ制御した後に、前記パワー段増幅器のバイアスをオフ制御する、
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、
前記制御回路は、
前記第１モードから前記第２モードに移行する際、前記第２スイッチング素子をオン制御すると共に、前記パワー段増幅器のバイアスのオン制御タイミングから、前記第１スイッチング素子のオフ制御タイミングまでの期間において、前記パワー段増幅器のバイアスを前記第２モードにおける前記パワー段増幅器のバイアスよりも低い低バイアスとし、
前記第２モードから前記第１モードに移行する際、前記第１スイッチング素子のオン制御タイミングから、前記パワー段増幅器のバイアスのオフ制御タイミングまでの期間において、前記パワー段増幅器のバイアスを前記低バイアスとする、
電力増幅回路。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の電力増幅回路であって、
前記ドライブ段増幅器は、Ｓｉ基板上に形成されたシリコンデバイスであり、
前記パワー段増幅器は、ＧａＡｓ基板上に形成されたＨＢＴデバイスである、
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 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信などに用いられる電力増幅回路において、出力電力の大きさに応じて動作モードを切り替える技術が開示されている（例えば、特許文献１）。特許文献１には、動作モードを切り替える手法の一例として、低い出力電力が必要な場合にパワー段増幅器をバイパスするバイパススイッチング回路を設けた構成が例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２００６－５１２８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バイパススイッチング回路を用いて高周波信号経路の切り替えを行う構成では、スイッチングタイミングによっては高周波信号経路が切断され、ゲインのドロップが発生する場合がある。また、低電力モードから高電力モードに切り替えた際にオーバーシュートが発生し、モード切り替え後のゲインの安定に時間が掛かる場合がある。このような動作モードの切り替えに伴うゲイン変動は、通信エラーの発生要因となる可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、動作モードの切り替えに伴うゲイン変動を抑制可能な電力増幅回路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】
【０００６】
本発明の一側面の電力増幅回路は、ドライブ段増幅器とパワー段増幅器とが直列接続された２段構成の電力増幅回路であって、前記ドライブ段増幅器と前記パワー段増幅器との間のノードと出力端子との導通及び非導通を切り替える第１スイッチ回路と、前記パワー段増幅器と前記出力端子との導通及び非導通を切り替える第２スイッチ回路と、を備え、前記第１スイッチ回路を導通させ、前記第２スイッチ回路を非導通とする第１モードと、前記第１スイッチ回路を非導通とし、前記第２スイッチ回路を導通させる第２モードと、を有し、前記第１モードから前記第２モードに移行する際、前記第２スイッチ回路を導通させた後に、前記第１スイッチ回路を非導通とし、前記第２モードから前記第１モードに移行する際、前記第１スイッチ回路を導通させた後に、前記第２スイッチ回路を非導通とする。
【０００７】
この構成では、これにより、動作モードの切り替えに伴うゲイン変動を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、動作モードの切り替えに伴うゲイン変動を抑制可能な電力増幅回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、実施形態に係る電力増幅回路の構成を示す図である。
図２は、従来例における制御タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
図３Ａは、ＬＰＭにおけるスイッチング素子の制御状態を示す図である。
図３Ｂは、ＨＰＭにおけるスイッチング素子の制御状態を示す図である。
図４は、スイッチング素子の構成例を示す図である。
図５Ａは、従来例においてＬＰＭからＨＰＭに遷移する際のスイッチング素子の動作例を示す図である。
図５Ｂは、従来例においてＨＰＭからＬＰＭに遷移する際のスイッチング素子の動作例を示す図である。
図６は、従来例においてＬＰＭからＨＰＭに切り替えた際のゲイン変動例を示す概念図である。
図７は、実施形態に係る電力増幅回路の制御タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
図８は、制御回路の内部構成の一例を示すブロック図である。
図９Ａは、実施形態に係る電力増幅回路におけるモード遷移時のスイッチング素子の動作例を示す第１図である。
図９Ｂは、実施形態に係る電力増幅回路におけるモード遷移時のスイッチング素子の動作例を示す第２図である。
図１０は、比較例に係る電力増幅回路の制御タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
図１１Ａは、比較例においてＬＰＭからＨＰＭに遷移する際のスイッチング素子の動作例を示す図である。
図１１Ｂは、実施形態に係る電力増幅回路におけるモード遷移時のループ経路を示す図である。
図１２は、実施形態の変形例に係る電力増幅回路の制御タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、実施形態に係る電力増幅回路を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。実施形態２以降では、実施形態１と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許