(57)【要約】【課題】電源電圧の制御方式によらずに動作状況に応じて、適切な容量を接続することができ、各々の容量の耐圧を低減させることが可能となる電力増幅回路を提供する。【解決手段】ＲＦ信号を増幅する増幅器と、増幅器に電源電圧を供給するための電源電圧供給端に接続されるバイパス容量部と、を備える電力増幅回路であって、バイパス容量部は、一端が電源供給経路に接続される第１キャパシタと、一端が第１キャパシタの他端に接続され、他端がグランド側に接続される第２キャパシタと、一端が第１キャパシタの他端及び第２キャパシタの一端に接続され、他端がグランドに接続される第１スイッチ部であって、第１キャパシタの他端とグランドとの接続を切り替える第１スイッチ部と、を備える、電力増幅回路。【選択図】図１
2020120368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦ信号を増幅するバイポーラトランジスタと、
前記バイポーラトランジスタのコレクタ端に接続される電圧供給端と前記コレクタ端との間に接続されるバイパス容量部と、を備え、
前記バイパス容量部は、第１キャパシタ、第２キャパシタ、及びスイッチを含み、
前記第１キャパシタの一端は、前記電源端子に接続され、前記第１キャパシタの他端は、前記第２キャパシタの一端と前記スイッチの一端と接続され、
前記第２キャパシタの他端は、グランドと接続され、
前記スイッチの他端は、グランドと接続されており、
前記スイッチは、オンとオフとを切り替えることで、第２キャパシタとグランドとを切り替えることを特徴とする電力増幅回路。
【請求項２】
ＲＦ信号を増幅するバイポーラトランジスタと、
前記バイポーラトランジスタのコレクタ端に接続される電圧供給端と前記コレクタ端との間に接続されるバイパス容量部とを備え、
前記バイパス容量部は、第１キャパシタ、第２キャパシタ、及びスイッチを含み、
前記第１キャパシタの一端は、前記電源端子と接続され、前記第１キャパシタの他端は、前記スイッチの第１端子と接続され、
前記スイッチの第２端子は、グランドと接続され、前記スイッチの第３端子は、前記第２キャパシタの一端と接続され、
前記第２キャパシタの他端は、グランドと接続され、
前記スイッチは、経路を切り替えることで、第２キャパシタとグランドとを切り替えることを特徴とする電力増幅回路。
【請求項３】
ＲＦ信号を増幅する電界効果トランジスタと、
前記電界効果トランジスタのドレイン端に接続される電圧供給端と前記ドレイン端との間に接続されるバイパス容量部と、を備え、
前記バイパス容量部は、第１キャパシタ、第２キャパシタ、及びスイッチを含み、
前記第１キャパシタの一端は、前記電源端子に接続され、他端は、前記第２キャパシタの一端と前記スイッチの一端と接続され、
前記第２キャパシタの他端は、グランドと接続され、
前記スイッチの他端は、グランドと接続され、
前記スイッチは、オンとオフとを切り替えることで、第２キャパシタとグランドとを切り替えることを特徴とする電力増幅回路。
【請求項４】
ＲＦ信号を増幅する電界効果トランジスタと、
前記電界効果トランジスタのドレイン端に接続される電圧供給端と前記ドレイン端との間に接続されるバイパス容量部と、を備え、
前記バイパス容量部は、第１キャパシタ、第２キャパシタ、及びスイッチから構成され、
前記第１キャパシタの一端は、前記電源端子と接続され、前記第１キャパシタの他端は、前記スイッチの第１端子と接続され、
前記スイッチの第２端子は、グランドと接続され、前記スイッチの第３端子は、前記第２キャパシタの一端と接続され、
前記第２キャパシタの他端は、グランドと接続され、
前記スイッチは、経路を切り替えることで、第２キャパシタとグランドとを切り替えることを特徴とする電力増幅回路。
【請求項５】
前記第１キャパシタの容量値は、前記第２キャパシタの容量値より大きい、請求項１か
ら４のいずれか一項に記載の電力増幅回路。
【請求項６】
前記第１スイッチ部は、前記制御モードがＥＴ（Ｅｎｖｅｌｏｐｅ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御モードの場合は、前記第１キャパシタの前記他端とグランドとを接続させず、前記制御モードがＡＰＴ（Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御モードの場合は、前記第１キャパシタの前記他端とグランドとを接続させる、請求項１から５のいずれか一項に記載の電力増幅回路。
【請求項７】
前記第２キャパシタの他端は、直接グランドに接続される、請求項１から６のいずれか一項に記載の電力増幅回路。
【請求項８】
前記バイパス容量部は、更に、
一端が前記第２キャパシタの他端に接続され、他端がグランドに接続される第３キャパシタと、
前記第２キャパシタの他端とグランドとの接続を切り替える第２スイッチ部と、を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の電力増幅回路。
【請求項９】
更に第４キャパシタを備え、
前記第４キャパシタの一端は、前記電圧供給端と接続され、前記第４キャパシタの他端は、グランドと接続されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の電力増幅回路。
【請求項１０】
前記第４キャパシタの前記他端とグランドとの接続を切り替える第３スイッチ部を更に備える、請求項９に記載の電力増幅回路。
【請求項１１】
前記第１スイッチ部は、ＦＥＴを含んで構成される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電力増幅回路。
【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。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの移動通信端末においては、基地局へ送信するＲＦ（Radio Frequency）信号を増幅する電力増幅回路が用いられている。電力増幅回路の効率を向上させるために、ＲＦ信号のレベルに応じて電源電圧を動的に制御するＥＴ（Ｅｎｖｅｌｏｐｅ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、ＲＦ信号のエンベロープに基づいて電源電圧を制御するエンベロープトラッカと、エンベロープトラッカから電源電圧が供給される複数の増幅器と、エンベロープトラッカと各増幅器との間に一端が接続され、他端が接地され、スイッチによりＯＮ・ＯＦＦ切り替え可能なバイパスキャパシタとを有する電力増幅回路が開示されている。当該電力増幅回路においては、使用していない増幅器に接続されているバイパスキャパシタをスイッチで切り離すことにより、エンベロープトラッカの容量性負荷を減少させ、電力増幅回路の効率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８５９８９５０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構成は、スイッチのＯＮ/ＯＦＦによって、それぞれの容量の合成容量で容量値を決定する。そのため、電源電圧が高い場合には、１つの容量で耐圧を確保する必要があるため、耐圧を高くさせなくてはならない。
【０００６】
そこで、本発明は、ＥＴ制御に適したデカップリング容量とＡＴＰ制御に適したデカップリング容量を切り替えることが可能であり、かつ特許文献１に比べて容量素子の耐圧を低減させることができる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】
本発明の一態様に係る電力増幅回路は、ＲＦ信号を増幅するバイポーラトランジスタと、バイポーラトランジスタのコレクタ端に接続される電圧供給端とコレクタ端との間に接続されるバイパス容量部と、を備え、バイパス容量部は、第１キャパシタ、第２キャパシタ、及びスイッチを含み、第１キャパシタの一端は、電源端子に接続され、第１キャパシタの他端は、第２キャパシタの一端とスイッチの一端と接続され、第２キャパシタの他端は、グランドと接続され、スイッチの他端は、グランドと接続されており、スイッチは、オンとオフとを切り替えることで、第２キャパシタとグランドとを切り替えることを特徴とする。
【０００８】
この態様によれば、電源電圧の制御方式に応じてバイパス容量部の容量値を変化させることにより、動作状況に応じて、適切な容量を接続することができ、各々の容量の耐圧を低減させることが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電源電圧の制御方式によらずに動作状況に応じて、適切な容量を接続することができ、各々の容量の耐圧を低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る電力増幅回路１００Ａの概略構成図である。
【図２】電力増幅回路１００ＡのＡＰＴ制御モード時の動作について説明するための図である。
【図３】電力増幅回路１００ＡのＥＴ制御モード時の動作について説明するための図である。
【図４】第１実施形態の第１変形例に係る電力増幅回路１００Ａ−１の概略構成図である。
【図５】第２実施形態に係る電力増幅回路１００Ｂの概略構成図である。
【図６】第２実施形態の第１変形例に係る電力増幅回路１００Ｂ−１の概略構成図である。
【図７】第２実施形態の第２変形例に係る電力増幅回路１００Ｂ−２の概略構成図である。
【図８】第２実施形態の第３変形例に係る電力増幅回路１００Ｂ−３の概略構成図である。
【図９】第３実施形態に係る電力増幅回路１００Ｃの概略構成図である。
【図１０】第３実施形態の第１変形例に係る電力増幅回路１００Ｃ−１の概略構成図である。
【図１１】第３実施形態の第２変形例に係る電力増幅回路１００Ｃ−２の概略構成図である。
【図１２】第３実施形態の第３変形例に係る電力増幅回路１００Ｃ−３の概略構成図である。
【図１３】第３実施形態の第４変形例に係る電力増幅回路１００Ｃ−４の概略構成図である。
【図１４】第３実施形態の第５変形例に係る電力増幅回路１００Ｃ−５の概略構成図である。
【図１５】第４実施形態に係る電力増幅回路１００Ｄの概略構成図である。
【図１６】第４実施形態の第１変形例に係る電力増幅回路１００Ｄ−１の概略構成図である。
【図１７】第４実施形態の第２変形例に係る電力増幅回路１００Ｄ−２の概略構成図である。
【図１８】第５実施形態に係る電力増幅回路１００Ｅの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。（なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。）
【００１２】
［第１実施形態］
（１）構成
図１は、第１実施形態に係る電力増幅回路１００Ａの概略構成図である。
【００１３】
電力増幅回路１００Ａは、携帯電話などの移動通信端末において、入力信号ＲＦｉｎの電力を基地局に送信するために必要なレベルまで増幅し、これを増幅信号ＲＦｏｕｔとして出力する。電力増幅回路１００Ａには、電源端子Ｖｃｃが設けられている。電源端子Ｖｃｃには、ＥＴモジュレータ又は降圧ＤＣＤＣ変換器から、選択的に電源電圧が供給される。ここで、ＥＴモジュレータは、ＥＴ制御モード用の電源電圧供給回路であり、降圧ＤＣＤＣ変換器は、ＡＰＴ制御モード用の電源電圧供給回路である。電力増幅回路１００Ａは、電源端子ＶｃｃがＥＴモジュレータに接続されている場合は、ＥＴ制御モードによる動作を行う。電力増幅回路１００Ａは、電源端子Ｖｃｃが降圧ＤＣＤＣ変換器に接続されている場合は、ＡＰＴ制御モードによる動作を行う。なお、ここでは降圧ＤＣＤＣ変換器を用いているが、昇降圧ＤＣＤＣ変換器を用いても良い。
【００１４】
図１に示すとおり、電力増幅回路１００Ａは、例えば、電力増幅器ＰＡ１と、キャパシタＣ１（第１キャパシタ）と、キャパシタＣ２（第２キャパシタ）と、スイッチＳＷ１（第１スイッチ部）とを有する。電力増幅器ＰＡ１は、例えば、入力信号ＲＦｉｎの供給を受けてこれを増幅し、増幅信号ＲＦｏｕｔを出力するトランジスタ（増幅器）を含んで構成される。当該トランジスタは、バイポーラトランジスタであってもよいし、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であってもよい。電力増幅器ＰＡ１は、例えば、不図示のチョークインダクタを経由して電源端子Ｖｃｃに接続される。
【００１５】
キャパシタＣ１、キャパシタＣ２、及びスイッチＳＷ１は、バイパス容量部を構成する。バイパス容量部は、電源端子Ｖｃｃに供給される電源電圧の制御モードに応じて、容量値を変化させられるように構成されている。キャパシタＣ１の一端は、電源端子Ｖｃｃと電力増幅器ＰＡ１との間の結線に接続されている。キャパシタＣ１の容量値（以下、「Ｃ１」と称する。）は、例えば、約１００ｎＦである。キャパシタＣ２の一端は、キャパシタＣ１の他端に接続され、キャパシタＣ２の他端は、グランドに接続されている。キャパシタＣ２の容量値（以下、「Ｃ２」と称する。）は、例えば、約１００ｐＦである。ここで、Ｃ１はＣ２より大きくてよい。また、Ｃ１はＣ２より十分に大きいことが望ましい。ここで、「十分に大きい」とは、例えば、容量値の値が約１０倍以上大きいことを意味してもよい。
【００１６】
スイッチＳＷ１の一端は、キャパシタＣ１の他端とキャパシタＣ２の一端との間の結線に接続されている。スイッチＳＷ１は、例えばＦＥＴにより構成されてもよい。スイッチＳＷ１は、電力増幅回路１００Ａの制御モードに応じて、キャパシタＣ１の他端とグランドとの接続を切り替える。
【００１７】
スイッチＳＷ１は、例えば、ＥＴ制御モードの場合はＯＦＦとなり、キャパシタＣ１の他端は、グランドに接続されない。よって、ＥＴ制御モードの場合、キャパシタＣ１及びＣ２の直列回路が、電源端子Ｖｃｃ及び電力増幅器ＰＡ１の間の結線に接続される。更に、「Ｃ１＞＞Ｃ２」であるため、当該直列回路の合成容量値は、概ねＣ２に等しいといえる。一例の構成でいうならば、ＥＴ制御モードでは、約１００ｐＦとなる。
【００１８】
スイッチＳＷ１は、例えば、ＡＰＴ制御モードの場合はＯＮとなり、キャパシタＣ１の他端は、グランドに接続される。よって、ＡＰＴ制御モードの場合、キャパシタＣ１が、電源端子Ｖｃｃ及び電力増幅器ＰＡ１の間の結線に接続される。一例の構成でいうならば、ＡＰＴ制御モードでは、１００ｎＦとなる。
【００１９】
（２）動作
図２は、電力増幅回路１００ＡのＡＰＴ制御モード時の動作について説明するための図である。図２の上段に示した図は、電力増幅器ＰＡ１の出力電圧Ｖｐｏｕｔの時間変化を示す模式図である。図２の中段は降圧形ＤＣＤＣ変換器の出力を示す模式図である。図２の下段に示した図は、モジュール内部の電源容量が小さな場合に電源端子Ｖｃｃに発生する電圧の時間変化を示す模式図である。
【００２０】
図２に示すとおり、電力増幅器ＰＡ１の出力電圧Ｖｐｏｕｔは、変調信号の振幅変化に比例した出力信号となる。ＡＰＴ制御モードの場合、電力増幅器ＰＡ１を構成するトランジスタの非線形性によって、電源端子Ｖｃｃから電力増幅器ＰＡ１に流れ込む電流の大きさは、当該変調信号の包絡線と同様に変動する。電力増幅器ＰＡ１と電源（この場合は、降圧ＤＣＤＣ変換器）を結ぶ配線には寄生インダクタンスなどの寄生成分があり、この寄生成分に発生する電圧が電源端子Ｖｃｃに発生する。電源端子Ｖｃｃに発生する電圧の変動は、電力増幅器ＰＡ１の出力振幅が大きい程、低下する。その結果、電力増幅器ＰＡ１の最大出力レベル、利得、線形特性に影響が及ぶ。本実施形態においては、この問題を回避するために、ＡＰＴ制御モード時にスイッチＳＷ１をＯＮすることで、電源端子Ｖｃｃに接続されたバイパス容量部の容量値を十分に大きくする。これにより、電源端子Ｖｃｃに発生する電圧変動を小さくすることが可能となる。
【００２１】
図３は、電力増幅回路１００ＡのＥＴ制御モード時の動作について説明するための図である。図３の上段に示した図は、電力増幅器ＰＡ１の出力電圧Ｖｐｏｕｔの時間変化を示す模式図である。図３の下段に示した図は、電源端子Ｖｃｃに発生する電圧の時間変化を示す模式図である。
【００２２】
図３に示すとおり、電力増幅器ＰＡ１の出力電圧Ｖｐｏｕｔは、変調信号の振幅変化に比例した出力信号となる。ＥＴ制御モード時における電源端子Ｖｃｃの電圧変動は、図３に示すように、電源端子Ｖｃｃに接続されたＥＴ電源によって、出力電圧Ｖｐｏｕｔの包絡線に応じて変動する。そのため、上述したような、電力増幅器ＰＡ１の出力電圧Ｖｐｏｕｔが大きい程、電源端子Ｖｃｃの電圧が低下する現象は、ＥＴ制御モード時には生じない。そこで、本実施形態においては、ＥＴ制御モード時にＥＴ制御速度が向上するようにスイッチＳＷ１をＯＦＦすることで、電源端子Ｖｃｃに接続されたバイパス容量部の容量値を十分に小さくする。
【００２３】
以上のとおり、本実施形態においては、ＥＴ制御モード時は、スイッチＳＷ１がＯＦＦとなることで、キャパシタＣ１とキャパシタＣ２との直列接続容量（約Ｃ２）が電源端子Ｖｃｃに接続される。また、ＡＰＴ制御モード時は、スイッチＳＷ１がＯＮとなることで、大きな容量のキャパシタＣ１が電源端子Ｖｃｃに接続される。このように、電源電圧の制御方式に応じて、バイパス容量部の容量値を変化する。そのため、増幅信号の品質が向上する。なお、上述したとおり、ＡＰＴ制御モード時の、電源端子Ｖｃｃに発生する電圧変動を十分抑圧するため、Ｃ１及びＣ２は「Ｃ１＞＞Ｃ２」（Ｃ１がＣ２より十分に大きい）という関係を有することが望ましい。具体的には、Ｃ２の容量値の約１０倍以上の大きさをＣ１の容量値に使用する。
【００２４】
［第１実施形態の第１変形例］
図４は、第１実施形態の第１変形例に係る電力増幅回路１００Ａ−１の概略構成図である。電力増幅回路１００Ａ−１では、スイッチＳＷ１は、ＦＥＴによって構成される。
【００２５】
［第２実施形態］
図５は、第２実施形態に係る電力増幅回路１００Ｂの概略構成図である。以下では、第２実施形態の構成のうち第１実施形態と異なる点について説明し、両者に共通の事柄については適宜説明を省略する。
【００２６】
電力増幅回路１００Ｂは、制御ＩＣ１１０を有する。制御ＩＣ１１０は、電力増幅回路１００Ｂの外部から制御信号であるデジタルＩＦ（インタフェース）の供給を受け、当該デジタルＩＦに基づいて電力増幅器ＰＡ１等の制御を実行する。より具体的には、制御ＩＣ１１０は、デジタルＩＦに基づいて、ＡＰＴ動作時には、ＳＷ１をＯＮさせ、ＥＴ動作時にはＳＷ１をＯＦＦさせる。加えて、動作モードに応じて、電力増幅器ＰＡ１のバイアス電流Ｉｂの電流値を調整する。
【００２７】
図５に示すとおり、電力増幅回路１００Ｂでは、スイッチＳＷ１は、制御ＩＣ１１０内に実装されている。例えば、制御ＩＣ１１０はＣＭＯＳプロセスで製造されていてもよく、更にスイッチＳＷ１はＭＯＳＦＥＴで構成されていてもよい。なお、スイッチＳＷ１及び電力増幅器ＰＡ１を同一の集積回路内に構成してもよい。この場合は、ＢｉＦＥＴプロセスや、ＳｉＧｅ  ＢｉＣＭＯＳプロセス等を適用してもよい。
【００２８】
［第２実施形態の第１変形例］
図６は、第２実施形態の第１変形例に係る電力増幅回路１００Ｂ−１の概略構成図である。上述したとおり、Ｃ１及びＣ２は「Ｃ１＞＞Ｃ２」の関係を満たす。そのため、図５に示すとおり、キャパシタＣ２を制御ＩＣ１１０内に実装してもよい。
【００２９】
以上のとおり、電力増幅回路１００Ｂ−１では、スイッチＳＷ１やキャパシタＣ２を制御ＩＣ１１０内に実装することで、スイッチ機能のための専用部品が不要となり、部品数削減や小型化という効果が発揮される。これにより、キャパシタＣ２とスイッチを接続するための配線が少なくなり、寄生抵抗や寄生インダクタを低減することができる。
【００３０】
［第２実施形態の第２変形例］
図７は、第２実施形態の第２変形例に係る電力増幅回路１００Ｂ−２の概略構成図である。電力増幅回路１００Ｂ−２は、複数の通信帯域（マルチバンド）に対応しており、バンドセレクトスイッチＩＣ１２０を有する。電力増幅回路１００Ｂ−２では、スイッチＳＷ１及びキャパシタＣ２は、バンドセレクトスイッチＩＣ１２０内に実装されている。
【００３１】
バンドセレクトスイッチＩＣ１２０は、電力増幅回路１００Ｂ−２の外部から供給されたデジタルＩＦに応じて、電力増幅器ＰＡ１の出力端を選択的に出力端子ＲＦｏｕｔ１、ＲＦｏｕｔ２、又はＲＦｏｕｔ３に接続するためのスイッチＳＷＢを有する。出力端子ＲＦｏｕｔ１、ＲＦｏｕｔ２、又はＲＦｏｕｔ３は、それぞれが所定の通信帯域（バンド）に対応している。なお、本例では、電力増幅回路１００Ｂ−２は３つの通信帯域に対応するものとしたが、電力増幅回路１００Ｂ−２が対応する通信帯域の数は特に限定されず、１つ、２つ、又は４つ以上の通信帯域に対応するものであってもよい。この構成にすることで、バンドセレクトスイッチに使用構成の中に容量値を切り替えるスイッチと容量Ｃ２も内蔵することができるため、小型化やデジタルＩＦのモジュール内での配線を減らすことができる。
【００３２】
［第２実施形態の第３変形例］
図８は、第２実施形態の第３変形例に係る電力増幅回路１００Ｂ−３の概略構成図である。電力増幅回路１００Ｂ−３では、スイッチＳＷ１はバンドセレクトスイッチＩＣ１２０内に実装されており、キャパシタＣ２はバンドセレクトスイッチＩＣ１２０に実装されていない。キャパシタＣ２は、例えば、基板平行平板によって構成されてもよいし、表面実装部品によるチップキャパシタを使用してもよい。この構成にすることで、バンドセレクトスイッチに使用構成の中に容量値を切り替えるスイッチも内蔵することができるため、小型化やデジタルＩＦのモジュール内での配線を減らすことができ、Ｃ２をモジュール内で構成することで、動作モードに対して最適な容量値を交換することができる。
【００３３】
［第３実施形態］
図９は、第３実施形態に係る電力増幅回路１００Ｃの概略構成図である。以下では、第３実施形態の構成のうち第１実施形態と異なる点について説明し、両者に共通の事柄については適宜説明を省略する。
【００３４】
電力増幅回路１００Ｃのバイパス容量部は、更にキャパシタＣ３（第４キャパシタ）を有する。キャパシタＣ３の一端は、電源端子Ｖｃｃと電力増幅器ＰＡ１との間の結線に接続されている。また、キャパシタＣ３の他端は、グランドに接続されている。
【００３５】
電力増幅回路１００Ｃでは、ＥＴ制御モード時にスイッチＳＷ１はＯＦＦとなる。これにより、ＥＴ制御モード時のバイパス容量部は、キャパシタＣ１及びＣ２の直列容量をキャパシタＣ１２とすると、キャパシタＣ３及びＣ１２の並列容量となる。しかしながら、「Ｃ１＞＞Ｃ２」であるため、実質的にはキャパシタＣ３及びＣ２の並列容量と考えることもできる。
【００３６】
電力増幅回路１００Ｃでは、ＡＰＴ制御モード時にスイッチＳＷ１はＯＮとなる。これにより、ＡＰＴ制御モード時のバイパス容量部は、キャパシタＣ３及びＣ１の並列容量となる。
【００３７】
電力増幅回路１００Ｃでは、キャパシタＣ３によって、バイパス容量部の容量値を微調整することが可能である。キャパシタＣ３の容量値（以下、「Ｃ３」と称する。）が小さい場合は、キャパシタＣ１と同様に、キャパシタＣ３を制御ＩＣ１１０内に実装することも可能である。このように、微調整用のキャパシタＣ３が追加されることで、例えばキャパシタＣ２を集積化する際に容量値の制限があった場合、ＥＴ／ＡＰＴ両制御モードの最適容量を設定できる設計自由度が増加する。さらに、キャパシタＣ３とＧＮＤの間にスイッチ（第３スイッチ部）を入れて、ＯＮ/ＯＦＦすることで、キャパシタＣ３、キャパシタＣ２，キャパシタＣ１との合成容量を調整させることができる。なお、キャパシタＣ３と直列にスイッチを設け、更に調整の自由度を上げても良い。
【００３８】
なお、第３実施形態及び第２実施形態（変形例を含む）では、スイッチＳＷ１を制御ＩＣ１１０内に搭載している。しかしながら、例えば、制御ＩＣ１１０と電力増幅器ＰＡ１とを１つのＩＣに集積化してもよい。この場合、具体的には当該ＩＣは、ＣＭＯＳ、ＳＯＩＣＭＯＳ、ＳｉＧｅ−ＢｉＣＭＯＳなどで構成されてもよい。また、スイッチＳＷ１を電力増幅器ＰＡ１が搭載されたＩＣ側に搭載してもよい。この場合は、当該ＩＣは、ＢｉＦＥＴなどで構成されてもよい。
【００３９】
［第３実施形態の第１変形例］
図１０は、第３実施形態の第１変形例に係る電力増幅回路１００Ｃ−１の概略構成図である。電力増幅回路１００Ｃ−１では、スイッチＳＷ１がＳＰＤＴとして構成される。スイッチＳＷ１の入力端はグランドに接続される。スイッチＳＷ１の一方の出力端はキャパシタＣ２の一端に、他の出力端はキャパシタＣ２の他端に、それぞれ接続される。この構成にすることで、キャパシタＣ１の他端に接続させるグランドと、キャパシタＣ２の他端に接続させるグランドとを共通化することができ、小型化を図ることが可能となる。
【００４０】
［第３実施形態の第２変形例］
図１１は、第３実施形態の第２変形例に係る電力増幅回路１００Ｃ−２の概略構成図である。電力増幅回路１００Ｃ−２では、キャパシタＣ１、Ｃ２及びスイッチＳＷ１がバンドセレクトスイッチＩＣ１２０内に実装されている。この構成にすることで、キャパシタＣ１、Ｃ２、スイッチＳＷ１のバイアス容量部を内蔵することで不要な制御線や配線をモジュール内構成する必要がなくなるので、小型化やモジュール内の配線が増えることによるクロストークを減らすことができる。
【００４１】
［第３実施形態の第３変形例］
図１２は、第３実施形態の第３変形例に係る電力増幅回路１００Ｃ−３の概略構成図である。電力増幅回路１００Ｃ−３では、キャパシタＣ１、Ｃ２及びスイッチＳＷ１の他、電力増幅器ＰＡ１にバイアス電流ＩＢを供給するバイアス発生回路１２１が、バンドセレクトスイッチＩＣ１２０内に実装されている。この構成にすることで、キャパシタＣ１、Ｃ２、スイッチＳＷ１のバイアス容量部を内蔵することとバンドセレクトＳＷ群や制御ＩＣを１つのＩＣにまとめることができ、不要な制御線や配線をモジュール内構成する必要がなくなるので、小型化やモジュール内の配線が増えることによるクロストークを減らすことができる。
【００４２】
［第３実施形態の第４変形例］
図１３は、第３実施形態の第４変形例に係る電力増幅回路１００Ｃ−４の概略構成図である。電力増幅回路１００Ｃ−４では、スイッチＳＷ１及びキャパシタＣ２はバンドセレクトスイッチＩＣ１２０内に実装されている。この構成にすることで、キャパシタＣ２、スイッチＳＷ１のバイアス容量部を内蔵することとバンドセレクトＳＷ群を１つのＩＣにまとめることができ、不要な制御線や配線をモジュール内構成する必要がなくなるので、小型化やモジュール内の配線が増えることによるクロストークを減らすことができる。キャパシタＣ１は、動作モードでの特性に応じて、実装部品を取り換えることで、電力増幅回路の特性を調整することができる。
【００４３】
［第３実施形態の第５変形例］
図１４は、第３実施形態の第５変形例に係る電力増幅回路１００Ｃ−５の概略構成図である。電力増幅回路１００Ｃ−５では、スイッチＳＷ１はバンドセレクトスイッチＩＣ１２０内に実装されている。この構成にすることで、スイッチＳＷ１のバイアス容量部を内蔵することとバンドセレクトＳＷ群や制御ＩＣを１つのＩＣにまとめることができ、不要な制御線や配線をモジュール内構成する必要がなくなるので、小型化やモジュール内の配線が増えることによるクロストークを減らすことができる。キャパシタＣ１は、動作モードでの特性に応じて、実装部品を取り換えることで、電力増幅回路の特性を調整することができる。キャパシタＣ１、Ｃ２は、動作モードでの特性に応じて、実装部品を取り換えることで、電力増幅回路の特性を調整することができる。
【００４４】
［第４実施形態］
図１５は、第４実施形態に係る電力増幅回路１００Ｄの概略構成図である。以下では、第４実施形態の構成のうち第１実施形態と異なる点について説明し、両者に共通の事柄については適宜説明を省略する。
【００４５】
電力増幅回路１００Ｄは、更に電力増幅器ＰＡ２と、キャパシタＣ４とを有する。電力増幅回路１００Ｄは、ＲＦ信号を二段階に分けて増幅する。具体的には、電力増幅回路１００Ｄでは、電力増幅器ＰＡ２が初段（ドライバ段）の増幅器を構成し、電力増幅器ＰＡ１が後段（パワー段）の増幅器を構成する。
【００４６】
電力増幅回路１００Ｄには、電源端子Ｖｃｃ１及びＶｃｃ２が設けられている。電源端子Ｖｃｃ１は、第１実施形態における電源端子Ｖｃｃに相当し、ＥＴモジュレータ又は降圧ＤＣＤＣ変換器から、選択的に電源電圧が供給される電源端子である。電源端子Ｖｃｃ２には、降圧ＤＣＤＣ変換器から電源電圧が供給される。
【００４７】
キャパシタＣ４は、電力増幅器ＰＡ２に対するバイパス容量部を構成する。キャパシタＣ４の一端は、電源端子Ｖｃｃ２と電力増幅器ＰＡ２との間の結線に接続されている。キャパシタＣ４の他端は、グランドに接続されている。キャパシタＣ４の容量値（以下、「Ｃ１」と称する。）は、例えば、約５０ｐＦである。この構成では、２段目の電力増幅器ＰＡ２のみがＥＴ動作、ＡＰＴ動作の切り替えが行われているため、大電力を出力する場合において、バイアス容量部を構成しないため、２段構成でも必要な個所のみに容量値を調整することができるため、モジュールとして小型化することができる。
【００４８】
［第４実施形態の第１変形例］
図１６は、第４実施形態の第１変形例に係る電力増幅回路１００Ｄ−１の概略構成図である。電力増幅回路１００Ｄ−１では、スイッチＳＷ１、キャパシタＣ１、及びＣ２は、バンドセレクトスイッチＩＣに実装されている。同様に、２段目の電力増幅器ＰＡ２のみがＥＴ動作、ＡＰＴ動作の切り替えが行われているため、大電力を出力する場合において、バイアス容量部を構成しないため、２段構成でも必要な個所のみに容量値を調整することができるため、モジュールとして小型化することができる。
【００４９】
［第４実施形態の第２変形例］
図１７は、第４実施形態の第２変形例に係る電力増幅回路１００Ｄ−２の概略構成図である。電力増幅回路１００Ｄ−２では、スイッチＳＷ１がＳＰＤＴとして構成される。スイッチＳＷ１の入力端はグランドに接続される。スイッチＳＷ１の一方の出力端はキャパシタＣ２の一端に、他の出力端はキャパシタＣ２の他端に、それぞれ接続される。この構成にすることで、キャパシタＣ１の他端に接続させるグランドと、キャパシタＣ２の他端に接続させるグランドとを共通化することができ、小型化を図ることが可能となる。
【００５０】
［第５実施形態］
図１８は、第５実施形態に係る電力増幅回路１００Ｅの概略構成図である。以下では、第５実施形態に係る電力増幅回路１００Ｅの構成のうち第３実施形態の第４変形例に係る電力増幅回路１００Ｃ−４と異なる点について説明し、両者に共通の事柄については適宜説明を省略する。
【００５１】
電力増幅回路１００Ｅのバイパス容量部は、更にキャパシタＣ５（第３キャパシタ）と、スイッチＳＷ３（第２スイッチ部）とを有する。キャパシタＣ５の一端は、キャパシタＣ２の他端に接続され、キャパシタＣ５の他端は、グランドに接続されている。
【００５２】
スイッチＳＷ３の一端は、キャパシタＣ２の他端とキャパシタＣ５の一端との間の結線に接続されている。スイッチＳＷ３は、例えばＦＥＴにより構成されてもよい。スイッチＳＷ２は、電力増幅回路１００Ｅの制御モードに応じて、キャパシタＣ２の他端とグランドとの接続を切り替える。同様に、2段目の電力増幅器ＰＡ２のみがＥＴ動作、ＡＰＴ動作の切り替えが行われているため、大電力を出力する場合において、バイアス容量部を構成しないため、２段構成でも必要な個所のみに容量値を調整することができるため、モジュールとして小型化することができる。
【００５３】
以上、本発明の様々な実施形態について説明した。本発明の実施形態に係る電力増幅回路は、ＲＦ信号を増幅するバイポーラトランジスタと、バイポーラトランジスタのコレクタ端に接続される電圧供給端とコレクタ端との間に接続されるバイパス容量部と、を備え、バイパス容量部は、第１キャパシタ、第２キャパシタ、及びスイッチを含み、第１キャパシタの一端は、電源端子に接続され、第１キャパシタの他端は、第２キャパシタの一端とスイッチの一端と接続され、第２キャパシタの他端は、グランドと接続され、スイッチの他端は、グランドと接続されており、スイッチは、オンとオフとを切り替えることで、第２キャパシタとグランドとを切り替えることを特徴とする。
【００５４】
この態様によれば、複雑なスイッチ構成を必要とせず、ＥＴ制御に適したデカップリング容量とＡＴＰ制御に適したデカップリング容量を切り替えることが可能となり、容量素子の耐圧を低減させることができる。
【００５５】
本発明の他の実施形態に係る電力増幅回路は、ＲＦ信号を増幅するバイポーラトランジスタと、バイポーラトランジスタのコレクタ端に接続される電圧供給端とコレクタ端との間に接続されるバイパス容量部とを備え、バイパス容量部は、第１キャパシタ、第２キャパシタ、及びスイッチを含み、第１キャパシタの一端は、電源端子と接続され、第１キャパシタの他端は、スイッチの第１端子と接続され、スイッチの第２端子は、グランドと接続され、スイッチの第３端子は、第２キャパシタの一端と接続され、第２キャパシタの他端は、グランドと接続され、スイッチは、経路を切り替えることで、第２キャパシタとグランドとを切り替えることを特徴とする。
【００５６】
この態様によれば、複雑なスイッチ構成を必要とせず、ＥＴ制御に適したデカップリング容量とＡＴＰ制御に適したデカップリング容量を切り替えることが可能となり、容量素子の耐圧を低減させることができる。
【００５７】
本発明の他の実施形態に係る電力増幅回路は、ＲＦ信号を増幅する電界効果トランジスタと、電界効果トランジスタのドレイン端に接続される電圧供給端とドレイン端との間に接続されるバイパス容量部と、を備え、バイパス容量部は、第１キャパシタ、第２キャパシタ、及びスイッチを含み、第１キャパシタの一端は、電源端子に接続され、他端は、第２キャパシタの一端とスイッチの一端と接続され、第２キャパシタの他端は、グランドと接続され、スイッチの他端は、グランドと接続され、スイッチは、オンとオフとを切り替えることで、第２キャパシタとグランドとを切り替えることを特徴とする。
【００５８】
この態様によれば、複雑なスイッチ構成を必要とせず、ＥＴ制御に適したデカップリング容量とＡＴＰ制御に適したデカップリング容量を切り替えることが可能となり、容量素子の耐圧を低減させることができる。
【００５９】
本発明の他の実施形態に係る電力増幅回路は、ＲＦ信号を増幅する電界効果トランジスタと、電界効果トランジスタのドレイン端に接続される電圧供給端とドレイン端との間に接続されるバイパス容量部と、を備え、バイパス容量部は、第１キャパシタ、第２キャパシタ、及びスイッチから構成され、第１キャパシタの一端は、電源端子と接続され、第１キャパシタの他端は、スイッチの第１端子と接続され、スイッチの第２端子は、グランドと接続され、スイッチの第３端子は、第２キャパシタの一端と接続され、第２キャパシタの他端は、グランドと接続され、スイッチは、経路を切り替えることで、第２キャパシタとグランドとを切り替えることを特徴とする。
【００６０】
この態様によれば、複雑なスイッチ構成を必要とせず、ＥＴ制御に適したデカップリング容量とＡＴＰ制御に適したデカップリング容量を切り替えることが可能となり、容量素子の耐圧を低減させることができる。
【００６１】
上述した電力増幅回路において、第１キャパシタの容量値は、第２キャパシタの容量値より大きくてもよい。
【００６２】
この態様によれば、電源電圧の制御方式に応じてバイパス容量部の容量値を変化させることが容易になる。
【００６３】
上述した電力増幅回路において、第１スイッチ部は、制御モードがＥＴ（Ｅｎｖｅｌｏｐｅ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御モードの場合は、第１キャパシタの他端とグランドとを接続させず、制御モードがＡＰＴ（Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御モードの場合は、第１キャパシタの他端とグランドとを接続させてもよい。
【００６４】
この態様によれば、ＥＴ制御モードの場合に、バイパス容量部の容量値を小さくし、ＡＰＴ制御モードの場合に、バイパス容量部の容量値を大きくすることにより、増幅信号の品質を向上させることが可能となる。
【００６５】
上述した電力増幅回路において、第２キャパシタの他端は、直接グランドに接続されてもよい。
【００６６】
この態様によれば、第１スイッチ部の構成が簡素になる。
【００６７】
上述した電力増幅回路において、バイパス容量部は、更に、一端が第２キャパシタの他端に接続され、他端がグランドに接続される第３キャパシタと、第２キャパシタの他端とグランドとの接続を切り替える第２スイッチ部とを備えてもよい。
【００６８】
この態様によれば、複雑なスイッチ構成を必要とせず、ＥＴ制御に適したデカップリング容量とＡＴＰ制御に適したデカップリング容量を切り替えることが可能となり、容量素子の耐圧を低減させることができる。
【００６９】
上述した電力増幅回路は、更に第４キャパシタを備え、第４キャパシタの一端は、電圧供給端と接続され、第４キャパシタの他端は、グランドと接続されていてもよい。
【００７０】
この態様によれば、複雑なスイッチ構成を必要とせず、ＥＴ制御に適したデカップリング容量とＡＴＰ制御に適したデカップリング容量を切り替えることが可能となり、容量素子の耐圧を低減させることができる。
【００７１】
上述した電力増幅回路は、第４キャパシタの他端とグランドとの接続を切り替える第３スイッチ部を更に備えてもよい。
【００７２】
この態様によれば、複雑なスイッチ構成を必要とせず、ＥＴ制御に適したデカップリング容量とＡＴＰ制御に適したデカップリング容量を切り替えることが可能となり、容量素子の耐圧を低減させることができる。
【００７３】
上述した電力増幅回路において、第１スイッチ部は、ＦＥＴを含んで構成されてもよい。
【００７４】
この態様によれば、第１スイッチ部の構成が簡素になる。
【００７５】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１００Ａ〜Ｄ…電力増幅回路、１１０…制御ＩＣ、Ｃ１〜Ｃ５…キャパシタ、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３…スイッチ、ＰＡ１、ＰＡ２…電力増幅器、Ｖｃｃ、Ｖｃｃ１、Ｖｃｃ２…電源端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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