(57)【要約】      （修正有）【課題】消費電力の低減をはかることが可能な電力増幅モジュールを提供する。【解決手段】電力増幅回路１０は、トランジスタ１１１と、バイアス電流又は電圧を供給するバイアス回路２１１と、キャパシタ２２１と、インダクタ２３１と、インダクタ２３５と、トランジスタ１１２と、バイアス電流又は電圧を供給するバイアス回路２１２と、インダクタ２３２と、トランジスタ１１３と、バイアス電流又は電圧を供給するバイアス回路２１３と、インダクタ２３３を備える。トランジスタ１１２，１１３のオン状態とオフ状態とを切り替えることで、増幅と切り替えを一体的に行うことができる。よって、電力増幅回路はスイッチを用いずに、増幅されたＲＦ信号を異なる出力端子に選択的に出力することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力増幅回路であって、
第１トランジスタと、
第１バイアス電流又は電圧を供給する第１バイアス回路と、
キャパシタと、
第１インダクタと、
第２インダクタと、
第２トランジスタと、
第２バイアス電流又は電圧を供給する第２バイアス回路と、
第３インダクタと、
第３トランジスタと、
第３バイアス電流又は電圧を供給する第３バイアス回路と、
第４インダクタと、を備え、
前記第１トランジスタのコレクタに、前記第１インダクタを通じて第１電源電圧が供給され、
前記第１トランジスタのエミッタは、接地され、
前記第１トランジスタのベースに、無線周波数信号が供給され、
前記第２トランジスタのコレクタに、前記第３インダクタを通じて第２電源電圧が供給され、
前記第３トランジスタのコレクタに、前記第４インダクタを通じて前記第２電源電圧が供給され、
前記第２トランジスタのエミッタ及び前記第３トランジスタのエミッタに、前記キャパシタを通じて、前記第１トランジスタのコレクタからの第１増幅信号が供給され、
前記第２トランジスタのエミッタ及び前記第３トランジスタのエミッタは、前記第２インダクタを通じて接地され、
前記第２トランジスタのベースに前記第２バイアス電流又は電圧が供給されると、前記第２トランジスタのコレクタから、前記無線周波数信号を増幅した第２増幅信号が出力され、
前記第３トランジスタのベースに前記第３バイアス電流又は電圧が供給されると、前記第３トランジスタのコレクタから、前記無線周波数信号を増幅した第３増幅信号が出力される、
電力増幅回路。
【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２トランジスタのベースを接地に接続可能な第１スイッチと、
前記第３トランジスタのベースを接地に接続可能な第２スイッチと、を更に備え、
前記第２トランジスタのベースに前記第２バイアス電流又は電圧が供給される際に、前記第１スイッチをオフ、前記第２スイッチをオンに制御することが可能であり、
前記第３トランジスタのベースに前記第３バイアス電流又は電圧が供給される際に、前記第１スイッチをオン、前記第２スイッチをオフに制御することが可能である、
電力増幅回路。
【請求項３】
請求項１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と前記第２トランジスタのエミッタを接続可能な第３スイッチと、
前記第３トランジスタのベースと前記第３トランジスタのエミッタを接続可能な第４スイッチと、を更に備え、
前記第２トランジスタのベースに前記第２バイアス電流又は電圧が供給される際に、前記第３スイッチをオフ、前記第４スイッチをオンに制御することが可能であり、
前記第３トランジスタのベースに前記第３バイアス電流又は電圧が供給される際に、前記第３スイッチをオン、前記第４スイッチをオフに制御することが可能である、
電力増幅回路。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の電力増幅回路と、
第１送信周波数帯域用の第１送信フィルタと、
第２送信周波数帯域用の第２送信フィルタと、を備え、
前記第１送信フィルタの入力端子と、前記第２送信フィルタの入力端子とは、スイッチを通じずに接続されており、
前記第１送信周波数帯域又は前記第２送信周波数帯域となり得る前記第２増幅信号が、前記第１送信フィルタの入力端子と、前記第２送信フィルタの入力端子とに入力され、
前記第１送信周波数帯域では、前記第２送信フィルタの入力端子の入力インピーダンスが、前記第１送信フィルタの入力端子の入力インピーダンスより高く、
前記第２送信周波数帯域では、前記第１送信フィルタの入力端子の入力インピーダンスが、前記第２送信フィルタの入力端子の入力インピーダンスより高い、
電力増幅モジュール。
【請求項５】
請求項４に記載の電力増幅モジュールであって、
第１受信周波数帯域用の第１受信フィルタと、
第２受信周波数帯域用の第２受信フィルタと、を更に備え、
前記第１送信フィルタ及び前記第１受信フィルタは第１デュプレクサを構成し、
前記第２送信フィルタ及び前記第２受信フィルタは第２デュプレクサを構成する、
電力増幅モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の電力増幅モジュールであって、
第１送信周波数帯域と第１受信周波数帯域との周波数間隔、又は、
第２送信周波数帯域と第２受信周波数帯域との周波数間隔より、前記第１送信周波数帯域と前記第２送信周波数帯域との周波数間隔が大きい、
電力増幅モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力増幅回路及び電力増幅モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの移動体通信に用いられる通信モジュールには、送受信を行う周波数帯域に対応したデュプレクサを備えるものが知られている。特許文献１では、複数の周波数帯域それぞれに対応する信号経路を備える通信モジュールが示されている。各信号経路には、複数の周波数帯域の一つに対応したデュプレクサが配置されている。電力増幅回路の出力は、バンド切り替えスイッチにより経路が選択された後に、デュプレクサに供給される。デュプレクサからの出力は、アンテナスイッチにより経路が選択された後に、アンテナに供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１０７５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、電力増幅回路の出力経路を、スイッチによって周波数帯域別に切り替えている。電力増幅回路からの出力信号がスイッチを通過すると、電力の損失が発生する。スイッチによる損失を補うために、電力増幅回路の出力電力を大きくする必要がある。電力増幅回路の出力を大きくすることは、電力増幅回路の消費電力の増加に繋がる。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、消費電力の低減をはかることが可能な、電力増幅回路及び電力増幅モジュール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】
【０００６】
本発明の一側面に係る電力増幅回路は、第１トランジスタと、第１バイアス電流又は電圧を供給する第１バイアス回路と、キャパシタと、第１インダクタと、第２インダクタと、第２トランジスタと、第２バイアス電流又は電圧を供給する第２バイアス回路と、第３インダクタと、第３トランジスタと、第３バイアス電流又は電圧を供給する第３バイアス回路と、第４インダクタと、を備える。第１トランジスタのコレクタに、第１インダクタを通じて第１電源電圧が供給され、第１トランジスタのエミッタは、接地され、第１トランジスタのベースに、無線周波数信号が供給される。第２トランジスタのコレクタに、第３インダクタを通じて第２電源電圧が供給され、第３トランジスタのコレクタに、第４インダクタを通じて第２電源電圧が供給される。第２トランジスタのエミッタ及び第３トランジスタのエミッタに、キャパシタを通じて、第１トランジスタのコレクタからの第１増幅信号が供給される。第２トランジスタのエミッタ及び第３トランジスタのエミッタは、第２インダクタを通じて接地される。第２トランジスタのベースに第２バイアス電流又は電圧が供給されると、第２トランジスタのコレクタから、無線周波数信号を増幅した第２増幅信号が出力され、第３トランジスタのベースに第３バイアス電流又は電圧が供給されると、第３トランジスタのコレクタから、無線周波数信号を増幅した第３増幅信号が出力される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、無線周波数の損失低減が可能な、電力増幅回路及び電力増幅モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電力増幅回路の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る電力増幅回路の構成例を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る電力増幅回路の構成例を示す図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る電力増幅回路及び電力増幅モジュールの構成例を示す図である。
【図５】デュプレクサブロック７１の構成例を示す図である。
【図６】図５において、クアッドプレクサ構成にした構成例を示す図である。
【図７】図７（Ａ）はアンテナスイッチ６２から見たデュプレクサ５０１及びデュプレクサ５０２の入力インピーダンスを示す図である。図７（Ｂ）は電力増幅回路１０から見たデュプレクサ５０１及びデュプレクサ５０２の入力インピーダンスを示す図である。
【図８】Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）通信の２ＧＨｚ帯における周波数帯域構成を示す図である。
【図９】電力増幅モジュール２０において、特にデュプレクサブロック７１の電力増幅器側の送信フィルタ５０１１と送信フィルタ５０２１を共通接続したことに起因する損失のシミュレーションに用いる回路図である。
【図１０】図９で示した回路における損失のシミュレーション結果である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る電力増幅回路及び電力増幅モジュールの構成例である。
【図１２】デュプレクサブロック８３の構成例を示す図である。
【図１３】図１３（Ａ）はアンテナスイッチ６１Ａから見たデュプレクサ５０７、デュプレクサ５０８、デュプレクサ５０９の入力インピーダンスを示す図である。図１３（Ｂ）は、電力増幅回路１０から見たデュプレクサ５０７、デュプレクサ５０８、デュプレクサ５０９の入力インピーダンスを示す図である。
【図１４】ＬＴＥ通信の１ＧＨｚ帯における周波数帯域構成を示す図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係る電力増幅回路及び電力増幅モジュールの参考例を示す図である。
【図１６】本発明の第５実施形態に係る電力増幅回路及び電力増幅モジュールの参考例を示す図である。
【図１７】本発明の第５実施形態に係る電力増幅回路及び電力増幅モジュールの参考例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を極力省略する。本実施形態では、無線周波数信号を、ＲＦ信号と表記する。ＲＦは、Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙの略語である。
【００１０】
第１実施形態について説明する。図１に示されるように、電力増幅回路１０は、トランジスタ１１１、 １１２、１１３、１１４、増幅器１２１、バイアス回路２１１、２１２、２１３、２１４、キャパシタ２２１、２２２、インダクタ２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、抵抗素子２４１、整合回路３１、３２、３３を備える。
【００１１】
トランジスタ１１１、 １１２、１１３、１１４は、一例として、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ：Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のトランジスタである。本発明では、ヘテロ接合バイポーラトランジスタに限定されず、ＦＥＴなどの他のトランジスタに適用されてもよい。
【００１２】
トランジスタ１１１のコレクタには、インダクタ２３１を通じて、電源電圧Ｖｃｃ２が供給される。トランジスタ１１１のベースは、抵抗素子２４１を通じてバイアス回路２１１に、キャパシタ２２２を通じて増幅器１２１に、接続されている。トランジスタ１１１のエミッタは、接地に接続されている。
【００１３】
トランジスタ１１２、１１３、１１４の各コレクタには、それぞれ、インダクタ２３２、２３３、２３４を通じて、電源電圧Ｖｃｃ３が供給される。トランジスタ１１２、１１３、１１４の各エミッタは、キャパシタ２２１を通じて、トランジスタ１１１のコレクタに並列接続されている。トランジスタ１１２、１１３、１１４の各ベースは、それぞれ、バイアス回路２１２、２１３、２１４に接続されている。
【００１４】
増幅器１２１には、電源電圧Ｖｃｃ１が供給される。また、増幅器１２１にはＲＦ信号ＲＦｉｎが供給される。増幅器１２１は、ＲＦ信号ＲＦｉｎを増幅して、トランジスタ１１１のベースに増幅信号を出力する。
【００１５】
バイアス回路２１１、２１２、２１３、２１４は、それぞれ、バイアス電流又は電圧を生成し、トランジスタ１１１、１１２、１１３、１１４のベースに供給する。
【００１６】
インダクタ２３１、２３２、２３３、２３４は、それぞれ、高周波信号の電源回路への結合を抑制するチョークインダクタである。
【００１７】
キャパシタ２２１は、トランジスタ１１１とトランジスタ１１２、１１３及び１１４が直流においては分離され、交流においては接続されるように設けられている。
【００１８】
インダクタ２３５は、一端が、トランジスタ１１２、１１３、１１４の各エミッタに並列接続される。インダクタ２３５の他端は接地に接続される。インダクタ２３５は、トランジスタ１１２、１１３、１１４の各エミッタが、直流においては接地されるように設けられている。インダクタ２３５は、交流においてはトランジスタ１１２、１１３、１１４の各エミッタが、トランジスタ１１１のコレクタと接続されるように高い特性インピーダンスとなるよう設定されている。
【００１９】
整合回路３１、３２、３３は、それぞれ、トランジスタ１１２、１１３、１１４の各コレクタに接続されている。整合回路３１、３２、３３は、回路間のインピーダンスを整合させるために設けられている。整合回路３１、３２、３３は、それぞれ、例えばインダクタやキャパシタを用いて構成される。整合回路３１、３２、３３は、それぞれ、増幅信号ＲＦｏｕｔ１、ＲＦｏｕｔ２、ＲＦｏｕｔ３を出力できる。
【００２０】
回路にＲＦ信号ＲＦｉｎが入力された際の動作について説明する。ＲＦ信号ＲＦｉｎは増幅器１２１に供給される。ＲＦ信号ＲＦｉｎは増幅器１２１によって増幅され、キャパシタ２２２を通じてトランジスタ１１１のベースに供給される。増幅器１２１で増幅されたＲＦ信号ＲＦｉｎは、キャパシタ２２２により、バイアス電流又は電圧による直流成分が取り除かれた形でトランジスタ１１１のベースに供給する。なお、キャパシタ２２２は、バイアス回路２１１から供給される直流成分のバイアス電圧、バイアス電流を増幅器１２１に供給をブロックする機能も持つ。
【００２１】
トランジスタ１１１（第１トランジスタ）のベースに、バイアス回路２１１によって、バイアス電流又は電圧が供給される。バイアス電流又は電圧が供給されると、トランジスタ１１１は、増幅器１２１からの信号を増幅した増幅信号ＲＦ１を、コレクタから出力する。増幅信号ＲＦ１は、バイアス電流又は電圧である直流成分と、増幅されたＲＦ信号ＲＦｉｎの交流成分とを含んでいる。増幅信号ＲＦ１が第１増幅信号に相当する。
【００２２】
トランジスタ１１２、１１３、１１４の各エミッタには、キャパシタ２２１を通じて、増幅信号ＲＦ１が供給される。増幅信号ＲＦ１の直流成分は、キャパシタ２２１によって取り除かれる。トランジスタ１１２、１１３、１１４の各エミッタは、インダクタ２３５を通じて直流においては接地されている。トランジスタ１１２、１１３、１１４の各エミッタは、増幅信号ＲＦ１の交流成分によって、接地電位を中心に励振される。
【００２３】
トランジスタ１１２、１１３、１１４のベースのいずれか一つに、バイアス回路２１２、２１３、又は２１４によって、バイアス電流又は電圧が供給される。
【００２４】
トランジスタ１１２（第２トランジスタ）のベースにバイアス電流又は電圧が供給された場合、トランジスタ１１２は、整合回路３１を通じて、増幅信号ＲＦ１の交流成分を増幅した増幅信号ＲＦｏｕｔ１を、コレクタから出力する。増幅信号ＲＦｏｕｔ１が第２増幅信号に相当する。
【００２５】
トランジスタ１１３（第３トランジスタ）のベースにバイアス電流又は電圧が供給された場合、トランジスタ１１３は、整合回路３２を通じて、増幅信号ＲＦ１の交流成分を増幅した増幅信号ＲＦｏｕｔ２を、コレクタから出力する。増幅信号ＲＦｏｕｔ２が第３増幅信号に相当する。
【００２６】
トランジスタ１１４のベースにバイアス電流又は電圧が供給された場合、トランジスタ１１４は、整合回路３３を通じて、増幅信号ＲＦ１の交流成分を増幅した増幅信号ＲＦｏｕｔ３を、コレクタから出力する。
【００２７】
トランジスタ１１２，１１３，１１４は、バイアス回路２１２，２１３，２１４からのバイアス電流又は電圧の有無によって、信号を増幅するオン状態と、信号を増幅しないオフ状態が切り替わる。
【００２８】
上記のように動作することで、電力増幅回路１０は、トランジスタ１１２，１１３，１１４のオン状態とオフ状態を切り替える。トランジスタのオン状態とオフ状態とを切り替えることで、増幅と切り替えを一体的に行うことができる。よって、電力増幅回路１０はスイッチを用いずに、増幅されたＲＦ信号を異なる出力端子に選択的に出力することができる。
【００２９】
第２実施形態について、図２を参照しつつ説明する。第２実施形態以降では第１実施形態と共通の事柄についての記述を極力省略し、異なる点を中心に説明する。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。
【００３０】
第２実施形態に係る電力増幅回路１０Ａは、図２に示されるように、電力増幅回路１０に、スイッチ４１１、４１２、４１３、インピーダンス素子４２１、４２２、４２３を、さらに備える。
【００３１】
スイッチ４１１、４１２、４１３は、それぞれ、一端が接地に接続されている。スイッチ４１１、４１２、４１３の他端には、それぞれ、インピーダンス素子４２１、４２２、４２３が直列接続されている。インピーダンス素子４２１、４２２、４２３は、それぞれ、一端がトランジスタ１１２、１１３、１１４のベースに接続されている。
【００３２】
インピーダンス素子４２１、４２２、４２３は、あるインピーダンスを有するように構成された素子である。例えば、インピーダンス素子４２１、４２２、４２３は、抵抗、インダクタあるいはそれらの合成などによって構成される。
【００３３】
スイッチ４１１、４１２、４１３は、トランジスタ１１２のベースにバイアス電流又は電圧が供給される際に、スイッチ４１１をオフ、スイッチ４１２、４１３をオンにすることができる。スイッチ４１１、４１２、４１３は、トランジスタ１１３のベースにバイアス電流又は電圧が供給される際には、スイッチ４１２をオフ、スイッチ４１１、４１３をオンにすることができる。スイッチ４１１、４１２、４１３は、トランジスタ１１４のベースにバイアス電流又は電圧が供給される際には、スイッチ４１３をオフ、スイッチ４１１、４１２をオンにすることができる。
【００３４】
スイッチ４１１、４１２、４１３は、それぞれ、オンとオフが切り替えられることによって、トランジスタ１１２、１１３、１１４のベースを接地に接続することができる。
【００３５】
インピーダンス素子４２１、４２２、４２３の配置は、スイッチ４１１、４１２、４１３と接地との間が接続されるように入れ替えてもよい。このように入れ替えても、各スイのオンとオフが切り替えられることによって、トランジスタ１１２、１１３、１１４のベースを接地に接続することができる。
【００３６】
電力増幅回路１０Ａの動作について説明する。増幅信号ＲＦｏｕｔ１を取り出す場合は、バイアス回路２１２からトランジスタ１１２のベースにバイアス電流又は電圧が供給される。スイッチ４１１はオフ、スイッチ４１２、４１３はオンとなる。
【００３７】
スイッチ４１２、４１３がオンであるため、トランジスタ１１３、１１４のベース電圧は接地電圧に固定される。トランジスタ１１３のエミッタは、増幅信号ＲＦ１の交流成分によって接地電圧を中心に励振される。トランジスタ１１３のベース・エミッタ間電圧は、トランジスタ１１３のエミッタ電圧が反転した電圧となる。同様に、トランジスタ１１４のベース・エミッタ間電圧は、トランジスタ１１４のエミッタ電圧が反転した電圧となる。
【００３８】
トランジスタ１１３のベースが接地電圧に固定された場合、トランジスタ１１３のベース電圧が正の値である場合よりも、トランジスタ１１３のベース・エミッタ間電圧は小さくなる。トランジスタ１１４についても同様に、正の値のベース電圧が加わる場合よりも、トランジスタ１１４のベース・エミッタ間電圧は小さくなる。これはもし、トランジスタ１１３、１１４がオン状態になろうとすると、インピーダンス４２２，４２３で電位降下がおきるためである。
【００３９】
トランジスタ１１３、１１４のベース・エミッタ間電圧は、トランジスタ１１３、１１４が、それぞれ、意図しない増幅信号ＲＦｏｕｔ２、ＲＦｏｕｔ３を出力しない範囲で変動する。
【００４０】
スイッチ４１１がオフであるため、バイアス回路２１２からのバイアス電流又は電圧の供給は妨げられない。トランジスタ１１２は、整合回路３１を通じて、増幅信号ＲＦ１の交流成分を増幅した増幅信号ＲＦｏｕｔ１を出力する。
【００４１】
増幅信号ＲＦｏｕｔ１の出力動作と同様に、トランジスタ１１３は増幅信号ＲＦｏｕｔ２を、トランジスタ１１４は増幅信号ＲＦｏｕｔ３を出力する。
【００４２】
以上説明したように、電力増幅回路１０Ａは、トランジスタが意図しない増幅信号を出力することを抑制するように動作する。したがって、電力増幅回路１０Ａは、トランジスタ１１２、１１３、１１４間のアイソレーションを向上させることができる。上記のように動作することで、電力増幅回路１０Ａは、トランジスタ１１２、１１３、１１４のオン状態とオフ状態を切り替える。トランジスタのオン状態とオフ状態とを切り替えることで、増幅と切り替えを一体的に行うことができる。よって、電力増幅回路１０Ａはスイッチを用いずに、増幅されたＲＦ信号を異なる出力端子に選択的に出力することができる。
【００４３】
第３実施形態について、図３を参照しつつ説明する。第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態との相違点を中心に説明する。第３実施形態に係る電力増幅回路１０Ｂは、図３に示されるように、電力増幅回路１０に、スイッチ４１４、４１５、４１６を、さらに備える。
【００４４】
スイッチ４１４の両端には、トランジスタ１１２のベースとエミッタがそれぞれ接続される。スイッチ４１５の両端には、トランジスタ１１３のベースとエミッタがそれぞれ接続される。スイッチ４１６の両端には、トランジスタ１１４のベースとエミッタがそれぞれ接続される。
【００４５】
スイッチのオンとオフの切り替えは、第２実施形態と同様に行う。トランジスタ１１２、１１３、１１４のいずれか一つが増幅を行う場合、増幅を行うトランジスタのベースとエミッタを接続するスイッチのみをオフとする。他のスイッチはオンとする。
【００４６】
増幅信号ＲＦｏｕｔ１を取り出す場合は、スイッチ４１４はオフ、スイッチ４１５、４１６はオンとなる。
【００４７】
スイッチ４１５がオンとなるため、トランジスタ１１３のベースとエミッタは接続される。トランジスタ１１３のベースとエミッタが接続されているため、トランジスタ１１３のベース・エミッタ間電圧は、ほぼ０Ｖとなる。
【００４８】
トランジスタ１１４についても同様に、ベース・エミッタ間電圧は、ほぼ０Ｖとなる。
【００４９】
トランジスタ１１３、１１４のベース・エミッタ間電圧は、スイッチ４１５、４１６のインピーダンスの影響でトランジスタ１１３、１１４が、それぞれ、意図しない増幅信号ＲＦｏｕｔ２、ＲＦｏｕｔ３を出力しない範囲で変動する。
【００５０】
スイッチ４１４がオフであるため、バイアス回路２１２からのバイアス電流又は電圧の供給は妨げられない。トランジスタ１１２は、整合回路３１を通じて、増幅信号ＲＦ１の交流成分を増幅した増幅信号ＲＦｏｕｔ１を出力する。
【００５１】
増幅信号ＲＦｏｕｔ１の出力動作と同様に、トランジスタ１１３は増幅信号ＲＦｏｕｔ２を、トランジスタ１１４は増幅信号ＲＦｏｕｔ３を出力する。
【００５２】
電力増幅回路１０Ｂにおいても、オフ状態のトランジスタの誤動作が抑制され、トランジスタ１１２、１１３、１１４間のアイソレーションを向上させることができる。
【００５３】
第４実施形態について説明する。第４実施形態では、電力増幅回路１０を備える電力増幅モジュール２０について説明する。電力増幅モジュール２０は、図４に示されるように、電力増幅回路１０、デュプレクサ５０１、５０２、５０３、５０４、アンテナスイッチ６１、送受信スイッチ６３、を備える。なお、電力増幅回路１０を電力増幅回路１０Ａ又は１０Ｂに置き換えることが可能である。
【００５４】
電力増幅回路１０は、第１実施形態にて説明した電力増幅回路である。第４実施形態では、電力増幅回路１０は、増幅器１２１、１２２、１２３、１２４を有する回路として表現されている。増幅器１２２は、図１に示される、トランジスタ１１１とトランジスタ１１２による電力増幅を行う。増幅器１２３は、トランジスタ１１１とトランジスタ１１３による電力増幅を行う。増幅器１２４はトランジスタ１１１とトランジスタ１１４による電力増幅を行う。したがって、トランジスタ１１１を共通とし、トランジスタ１１２，１１３，１１４の動作の切り替えで、３つの増幅器を実現させることができる。
【００５５】
増幅器１２１には、ＲＦ信号ＲＦｉｎが入力される。増幅器１２２、１２３、１２４の入力端子は、増幅器１２１と並列接続されている。増幅器１２２の出力端子は、送信フィルタ５０１１、５０２１の各入力端子に接続されている。増幅器１２３の出力端子は、送信フィルタ５０３１、５０４１の各入力端子に接続されている。増幅器１２４の出力端子は、送受信スイッチ６３に接続されている。
【００５６】
送信フィルタ５０１１、５０２１、５０３１、５０４１は、バンドパスフィルタである。送信フィルタ５０１１は、一例として、Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ通信（ＬＴＥ通信）のＢＡＮＤ１の送信周波数帯域を有する信号を通過させる。送信フィルタ５０２１、５０３１、５０４１は、一例として、それぞれ、ＢＡＮＤ３、ＢＡＮＤ２、ＢＡＮＤ４の送信周波数帯域を有する信号を通過させる。
【００５７】
送信フィルタ５０１１の入力端子と送信フィルタ５０２１の入力端子は、スイッチを通じずに接続されている。送信フィルタ５０３１の入力端子と５０４１の入力端子は、スイッチを通じずに接続されている。
【００５８】
送信フィルタ５０１１、５０２１、５０３１、５０４１の出力端子は、アンテナスイッチ６１に接続されている。
【００５９】
アンテナスイッチ６１は、電力増幅モジュール２０が用いる周波数帯域に応じて、アンテナ６２と、電力増幅モジュール２０の他の部分との接続を切り替えるスイッチである。
【００６０】
受信フィルタ５０１２、５０２２、５０３２、５０４２はバンドパスフィルタである。受信フィルタ５０１２、５０２２、５０３２、５０４２は、アンテナスイッチ６１と接続されている。
【００６１】
受信フィルタ５０１２、５０２２、５０３２、５０４２は、一例として、それぞれ、ＢＡＮＤ１、ＢＡＮＤ３、ＢＡＮＤ２、ＢＡＮＤ４の受信周波数帯域を有する信号を通過させる。受信フィルタ５０１２、５０２２、５０３２、５０４２は、それぞれ、受信した周波数信号を受信回路（ＲＸ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）へと出力する。
【００６２】
各周波数帯域に対応する送信フィルタと受信フィルタによって、各周波数帯域に対応するデュプレクサが構成される。ＢＡＮＤ１については、送信フィルタ５０１１と受信フィルタ５０１２により、デュプレクサ５０１が構成される。同様に、ＢＡＮＤ３、ＢＡＮＤ２、ＢＡＮＤ４について、それぞれ、デュプレクサ５０２、５０３、５０４が構成される。また、デュプレクサ５０１、５０２，５０３，５０４の、アンテナ６２側の入力端子と出力端子とは共通化されている。
【００６３】
デュプレクサ５０１とデュプレクサ５０２を、デュプレクサブロック７１とする。デュプレクサ５０３とデュプレクサ５０４を、デュプレクサブロック７２とする。
【００６４】
送受信フィルタ５０５３、５０６３が送受信スイッチ６３に接続されている。送受信フィルタ５０５３、５０６３はバンドパスフィルタである。送受信フィルタ５０５３、５０６３はアンテナスイッチ６１に接続されている。送受信フィルタ５０５３、５０６３は、一例として、それぞれ、送信・受信帯域が同じ周波数帯域であるＢＡＮＤ３５、ＢＡＮＤ３６の周波数信号を通過させる。
【００６５】
送受信スイッチ６３は、一例として、ＢＡＮＤ３５又はＢＡＮＤ３６である周波数信号の送信と受信とを、時間間隔によって切り替えることができる。送受信スイッチ６３は、ＢＡＮＤ３５、ＢＡＮＤ３６を、利用する周波数帯域に応じて切り替えることができる。
【００６６】
送受信フィルタ５０５３、５０６３、及び送受信スイッチ６３は、Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ（ＴＤＤ）方式に対応した通信を可能とする。
【００６７】
図５、図６、図７、図８を参照しつつ、デュプレクサブロック７１について説明する。図５では、デュプレクサ５０１、５０２によって構成されるデュプレクサブロック７１が、電力増幅回路１０と、アンテナスイッチ６１に接続されている。電力増幅回路１０とアンテナスイッチ６１は簡略化して図示されている。
【００６８】
インピーダンスＺａ１は、アンテナスイッチ６１からみた、送信フィルタ５０１１の出力端子の出力インピーダンスである。インピーダンスＺａ２は、アンテナスイッチ６１からみた受信フィルタ５０１２の入力端子の入力インピーダンスである。
【００６９】
インピーダンスＺｂ１は、電力増幅回路１０からみた、送信フィルタ５０１１の入力端子の入力インピーダンスである。インピーダンスＺｂ２は、電力増幅回路１０からみた、送信フィルタ５０２１の入力端子の入力インピーダンスである。
【００７０】
インピーダンスＺｃ１は、アンテナスイッチ６１からみた、送信フィルタ５０２１の出力端子の出力インピーダンスである。インピーダンスＺｃ２は、アンテナスイッチ６１からみた、受信フィルタ５０２２の入力端子の入力インピーダンスである。
【００７１】
図６にデュプレクサ５０１、５０２のアンテナ側のスイッチを結線し、クアッドプレクサ７１Ａにした例もあわせて示す。動作としては、後述するように、図５の回路と同様に動作する。この場合ＢＡＮＤ１、ＢＡＮＤ３に対応するデュプレクサ５０１、５０２の接続を切り替えるスイッチは不要になる。
【００７２】
本実施形態以降では、インピーダンスが５０Ωにて整合すると仮定して説明を行う。図７（Ａ）、７（Ｂ）は、周波数とインピーダンスの関係を示すグラフである。横軸は信号の周波数[ＧＨｚ]、縦軸はインピーダンス[Ω]である。
【００７３】
図８は、２ＧＨｚ帯のＬＴＥバンド構成を示す表である。「ＢＡＮＤ  Ｎｕｍｂｅｒｓ」の項目が、ＢＡＮＤ１、ＢＡＮＤ３等の周波数帯域に対応する。「Ｕｐ  ＬＩＮＫ」の項目は、送信周波数帯域に対応する。「ｆｍｉｎ」、「ｆｍａｘ」はそれぞれの周波数帯域における、最小周波数と最大周波数に対応する。「Ｄｏｗｎ  ＬＩＮＫ」の項目は受信周波数帯域に対応する。周波数はＭＨｚ単位で表示されている。
【００７４】
図７（Ａ）には、インピーダンスＺａ１、Ｚａ２、Ｚｃ１、Ｚｃ２が示されている。図７（Ｂ）には、インピーダンスＺｂ１、Ｚｂ２が示されている。
【００７５】
インピーダンスＺａ１は、ＢＡＮＤ１の送信周波数帯域において、５０Ωになる。インピーダンスＺｃ１は、ＢＡＮＤ３の送信周波数帯域において、５０Ωになる。
【００７６】
インピーダンスＺｂ１は、ＢＡＮＤ１の送信周波数帯域において、５０Ωになる。インピーダンスＺｂ２は、ＢＡＮＤ３の送信周波数帯域において、５０Ωになる。
【００７７】
インピーダンスＺａ２は、ＢＡＮＤ１の受信周波数帯域において、５０Ωになる。インピーダンスＺｃ２は、ＢＡＮＤ３の受信周波数帯域において、５０Ωになる。
【００７８】
インピーダンスＺａ１は、ＢＡＮＤ１の受信周波数帯域において、インピーダンスＺａ２より十分高い値となる。インピーダンスＺａ２は、ＢＡＮＤ１の送信周波数帯域において、インピーダンスＺａ１より十分高い値となる。ここでいう、十分高い値は、例えば５０Ω整合の条件に対して、約１０倍以上の値とする。
【００７９】
インピーダンスＺｂ１は、ＢＡＮＤ３の送信周波数帯域において、インピーダンスＺｂ２より高い値となる。インピーダンスＺｂ２は、ＢＡＮＤ１の送信周波数帯域において、インピーダンスＺｂ１より十分高い値となる。
【００８０】
インピーダンスＺｃ１は、ＢＡＮＤ３の受信周波数帯域において、インピーダンスＺｃ２より高い値となる。インピーダンスＺｃ２は、ＢＡＮＤ３の送信周波数帯域において、インピーダンスＺｃ１より十分高い値となる。
【００８１】
各インピーダンスの値は、各周波数帯域において上記のようになっていればよく、各周波数帯域外については、インピーダンスの取りうる値は適切に変化させ得る。
【００８２】
デュプレクサブロック７１の動作について説明する。デュプレクサブロック７１にアンテナスイッチ６１から周波数信号ＲＦｒ１又はＲＦｒ２が入力されると考える。ＲＦ信号ＲＦｒ１、ＲＦｒ２はそれぞれ、ＢＡＮＤ１、ＢＡＮＤ３の受信周波数帯域の周波数を有する。
【００８３】
ＲＦ信号ＲＦｒ１を受信した場合には、アンテナスイッチ６１は、デュプレクサ５０１にＲＦ信号ＲＦｒ１を供給する。ＲＦ信号ＲＦｒ１の周波数帯域におけるインピーダンスは、インピーダンスＺａ２が５０Ωであり、インピーダンスＺａ１がインピーダンスＺａ２よりも高い値である。よって、ＲＦ信号ＲＦｒ１は、インピーダンスが整合している受信フィルタ５０１２へと主に供給される。
【００８４】
デュプレクサブロック７１に電力増幅回路１０から増幅信号ＲＦｔ１が入力されると考える。増幅信号ＲＦｔ１の周波数帯域がＢＡＮＤ１である場合、ＲＦｔ１はＢＡＮＤ１の送信周波数帯域の周波数を有する。
【００８５】
電力増幅回路１０は、送信フィルタ５０１１及び５０２１に増幅信号ＲＦｔ１を供給しようとする。増幅信号ＲＦｔ１の周波数帯域におけるインピーダンスは、インピーダンスＺｂ１が５０Ωであり、Ｚｂ２がＺｂ１よりも高い値である。よって増幅信号ＲＦｔ１はインピーダンスが整合している送信フィルタ５０１１に主に供給される。また、インピーダンスＺａ１のインピーダンスは５０Ωであり、インピーダンスＺａ２のインピーダンスはインピーダンスＺａ１よりも高い。よって、送信フィルタ５０１１を通過した増幅信号ＲＦｔ１が、受信フィルタ５０１２にもれこむことが抑制される。増幅信号ＲＦｔ１は、送信フィルタ５０１１からアンテナスイッチ６１へと供給される。
【００８６】
ＲＦ信号ＲＦｒ２を受信した場合には、アンテナスイッチ６１は、ＲＦ信号ＲＦｒ２をデュプレクサ５０２に供給する。ＢＡＮＤ１の場合と同様に、ＲＦ信号ＲＦｒ２はインピーダンスが整合している受信フィルタ５０１２へと供給される。
【００８７】
増幅信号ＲＦｔ１がＢＡＮＤ３の周波数帯域である場合には、増幅信号ＲＦｔ１は電力増幅回路１０から、送信フィルタ５０１１及び５０２１に供給されようとする。ＢＡＮＤ１の場合と同様に、増幅信号ＲＦｔ１は、インピーダンスが整合している送信フィルタ５０２１に主に供給される。供給されたＲＦｔ１は、送信フィルタ５０２１からアンテナスイッチ６１へと供給される。
【００８８】
デュプレクサブロック７１は、ＢＡＮＤ１とＢＡＮＤ３について、周波数帯域別にインピーダンスが異なる送信フィルタ５０１１、５０２１を有している。デュプレクサブロック７１は、送信フィルタ間のインピーダンスを異ならせることにより、複数の周波数帯域を含む増幅信号を、各周波数帯域に適したフィルタへ供給することができる。
【００８９】
本実施形態に係る電力増幅モジュール２０は、スイッチを介さずに、一対のデュプレクサの送信フィルタを接続する。増幅信号の周波数帯域別の切り替えは、スイッチを用いずに行われる。増幅信号を切り替えるスイッチをデュプレクサ５０１、５０２、５０３、５０４と電力増幅回路１０との間に必要としないため、スイッチによる損失を低減することができる。
【００９０】
アンテナ６２側の入出力端子が共通化されているデュプレクサ５０１の損失の要因には、対になるフィルタにもれこむ電力がある。
【００９１】
デュプレクサブロック７１についても、対になるフィルタとして、送信フィルタ５０１１、５０２１がある。デュプレクサ５０１の送信フィルタ５０１１と受信フィルタ５０１２の組と、デュプレクサブロック７１の送信フィルタ５０１１と送信フィルタ５０２１の組について、損失の差異を説明する。
【００９２】
ＢＡＮＤ１の送信周波数帯域と受信周波数帯域との周波数間隔は、図８に示される表から、送信周波数帯域の最大値と受信周波数帯域の最小値との差として、１３０ＭＨｚとなる。ＢＡＮＤ３の送信周波数帯域と受信周波数帯域との周波数間隔は、同様にして、２０ＭＨｚとなる。
【００９３】
ＢＡＮＤ１の送信周波数帯域と、ＢＡＮＤ３の送信周波数帯域との周波数間隔は、ＢＡＮＤ１の送信周波数帯域の最小値とＢＡＮＤ３の送信周波数帯域の最大値の差として、１３５ＭＨｚとなる。
【００９４】
ＢＡＮＤ１とＢＡＮＤ３の送信周波数間隔は、ＢＡＮＤ１とＢＡＮＤ３の送信周波数帯域と受信周波数帯域との周波数間隔より広い。
【００９５】
周波数間隔が広くなるほど、使用しない周波数帯域のインピーダンスを高くすることが、より容易に可能となる。よって、電力増幅回路１０からデュプレクサブロック７１へ向かうインピーダンスは、デュプレクサ５０１、５０２のアンテナ６２側における共通入出力端子のインピーダンスよりも、容易に高くすることができる。より緩和された条件でのインピーダンスの設定が可能であるため、電力増幅回路１０からデュプレクサブロック７１へ向かうインピーダンスの差異を大きくとることができる。
【００９６】
インピーダンスの差異が大きくなると、対になるフィルタにもれこむ電力は減少する。よって、電力増幅回路１０からデュプレクサ５０１への信号供給により生じる損失は、デュプレクサ５０１が持つ共通入出力端子のインピーダンスに起因した損失よりも小さくすることが可能である。
【００９７】
なお、第４実施形態において、電力増幅回路１０は４つの出力を有しているが、出力は４つに限られるものではない。出力端子の個数の増減にともなって、デュプレクサブロックの個数を増減させることができる。例えば、デュプレクサブロック７２を追加するように、デュプレクサブロック７１の個数を調整することによって、電力増幅モジュール２０が対応する周波数帯域数を増減させることができる。
【００９８】
また、第４実施形態のデュプレクサブロック７１による増幅信号の切り替えは、複数の出力から選択的に出力可能な、多出力電力増幅回路であれば、本実施例に適用可能である。
【００９９】
同じ出力が供給される複数の送信フィルタのうち、ある送信フィルタを主に増幅信号が通過する場合であっても、他のフィルタを通過する信号は存在する。図９、１０を参照しつつ、増幅信号が主に通過しないフィルタの入力インピーダンスによる通過損失の影響について説明する。
【０１００】
図９に示されるように、５０Ωの信号源８１から、５０Ωの負荷８３に電力を供給している場合を考える。使用していないフィルタのインピーダンスとして、抵抗８２を並列に接続した場合に生じる損失をシミュレーションにより計算する。
【０１０１】
図１０はシミュレーション結果である。縦軸は電力の損失[ｄＢ]である。横軸は抵抗８２のインピーダンスＲｐ[Ω]である。この結果より、損失の設定量に応じて、通過損失を発生させるインピーダンスを推定することが可能となる。例えば、損失を−０．４ｄＢ以下に設定するには、インピーダンスＲｐを約５３０Ω以上にすればよい。
【０１０２】
なお、ある対になる送信フィルタを、スイッチを介さずに接続する際の注意点がある。それは、１つの送信用フィルタに、共通に通過させられる場合を除き、送信帯域が離れたバンドと組み合わせることである。たとえば、図８に示される、ＢＡＮＤ６６と７０の場合、送信帯域が１７１０ＭＨｚにて隣接している。送信帯域が隣接するため。不使用の周波数帯でインピーダンスを高くすることが困難となる。
【０１０３】
第５実施形態について説明する。第５実施形態では、第４実施形態との相違点を中心に説明する。第５実施形態では、図１１に示されるように、電力増幅回路１０Ｃを備える電力増幅モジュール２０Ａについて説明する。
【０１０４】
電力増幅モジュール２０Ａは、図１１に示されるように、電力増幅回路１０Ｃ、デュプレクサ５０７、５０８、５０９、５１０、５１１、５１２、５１３、５１４、アンテナスイッチ６１Ａ、を備え、アンテナ６２に接続される。
【０１０５】
第５実施形態では、電力増幅回路１０Ｃは、電力増幅回路１０に、増幅器１２５をさらに備える。増幅器１２５は、増幅器１２２、１２３、１２４と同様に構成される。
【０１０６】
増幅器１２２、１２３、１２４、１２５の入力端子は、増幅器１２１と並列接続されている。増幅器１２２の出力端子は、送信フィルタ５０７１、５０８１、５０９１の各入力端子に接続されている。増幅器１２３の出力端子は、送信フィルタ５１０１、５１１１、５１２１の各入力端子に接続されている。増幅器１２４の出力端子は、送信フィルタ５１３１、５１４１の各入力端子に接続されている。増幅器１２５の出力端子は、送信フィルタ５１５１の入力端子に接続されている。
【０１０７】
送信フィルタ５０７１、５０８１、５０９１、５１０１、５１１１、５１２１、５１３１、５１４１、５１５１は、バンドパスフィルタである。送信フィルタ５０７１は、ＬＴＥ通信のＢＡＮＤ８の送信周波数帯域を有する信号を通過させる。
【０１０８】
送信フィルタ５０８１、５０９１、５１０１、５１１１、５１２１、５１３１、５１４１、５１５１は、それぞれ、ＢＡＮＤ１７、ＢＡＮＤ１４、ＢＡＮＤ２０、ＢＡＮＤ１２、ＢＡＮＤ１３、ＢＡＮＤ２６、ＢＡＮＤ７１、ＢＡＮＤ２８の送信周波数帯域を有する信号を通過させる。
【０１０９】
送信フィルタ５０７１、５０８１、５０９１の各入力端子は、スイッチを通じずに接続されている。送信フィルタ５１０１、５１１１、５１２１の各入力端子は、スイッチを通じずに接続されている。送信フィルタ５１３１、５１４１の各入力端子は、スイッチを通じずに接続されている。
【０１１０】
各送信フィルタの出力端子は、アンテナスイッチ６１Ａに接続されている。
【０１１１】
受信フィルタ５０７２、５０８２、５０９２、５１０２、５１１２、５１２２、５１３２、５１４２、５１５２は、バンドパスフィルタである。各受信フィルタは、アンテナスイッチ６１と接続されている。
【０１１２】
受信フィルタ５０７２、５０８２、５０９２、５１０２、５１１２、５１２２、５１３２、５１４２、５１５２は、それぞれ、ＢＡＮＤ８、ＢＡＮＤ１７、ＢＡＮＤ１４、ＢＡＮＤ２０、ＢＡＮＤ１２、ＢＡＮＤ１３、ＢＡＮＤ２６、ＢＡＮＤ７１、ＢＡＮＤ２８の受信周波数帯域を有する信号を通過させる。
【０１１３】
各受信フィルタ５０７２から５１５２は、それぞれ、受信した周波数信号を受信回路（ＲＸ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）へと出力する。
【０１１４】
各周波数帯域に対応する送信フィルタと受信フィルタによって、各周波数帯域に対応するデュプレクサが構成される。ＢＡＮＤ８については、送信フィルタ５０７１と受信フィルタ５０７２により、デュプレクサ５０７が構成される。
【０１１５】
同様に、ＢＡＮＤ１７、ＢＡＮＤ１４、ＢＡＮＤ２０、ＢＡＮＤ１２、ＢＡＮＤ１３、ＢＡＮＤ２６、ＢＡＮＤ７１、ＢＡＮＤ２８について、それぞれ、デュプレクサ５０８、５０９、５１０、５１１、５１２、５１３、５１４、５１５が構成される。
【０１１６】
各デュプレクサの、アンテナ６２側の入力端子と出力端子とは共通化されている。
【０１１７】
デュプレクサ５０７、５０８、５０９を、デュプレクサブロック７３とする。
【０１１８】
受信フィルタ５１６３がアンテナスイッチ６１Ａに接続されている。受信フィルタ５１６３はバンドパスフィルタである。受信フィルタ５１６３は、受信専用の周波数帯域であるＢＡＮＤ２９の周波数信号を通過させる。
【０１１９】
図１２、図１３、図１４を参照しつつ、デュプレクサブロック７３について説明する。図１２では、デュプレクサ５０７、５０８、５０９によって構成されるデュプレクサブロック７３が、電力増幅回路１０と、アンテナスイッチ６１Ａに接続されている。電力増幅回路１０とアンテナスイッチ６１は簡略化して図示されている。
【０１２０】
インピーダンスＺｄ１は、アンテナスイッチ６１Ａからみた、送信フィルタ５０７１の出力端子の出力インピーダンスである。インピーダンスＺｄ２は、アンテナスイッチ６１Ａからみた受信フィルタ５０７２の入力端子の入力インピーダンスである。
【０１２１】
インピーダンスＺｅ１は、電力増幅回路１０からみた、送信フィルタ５０７１の入力端子の入力インピーダンスである。インピーダンスＺｅ２は、電力増幅回路１０からみた、送信フィルタ５０８１の入力端子の入力インピーダンスである。インピーダンスＺｅ３は、電力増幅回路１０からみた、送信フィルタ５０９１の入力端子の入力インピーダンスである。
【０１２２】
インピーダンスＺｆ１は、アンテナスイッチ６１Ａからみた、送信フィルタ５０８１の出力端子の出力インピーダンスである。インピーダンスＺｆ２は、アンテナスイッチ６１Ａからみた、受信フィルタ５０８２の入力端子の入力インピーダンスである。
【０１２３】
インピーダンスＺｇ１は、アンテナスイッチ６１Ａからみた、送信フィルタ５０９１の出力端子の出力インピーダンスである。インピーダンスＺｇ２は、アンテナスイッチ６１Ａからみた、受信フィルタ５０９２の入力端子の入力インピーダンスである。
【０１２４】
図１３（Ａ）、１３（Ｂ）は、周波数とインピーダンスの関係を示すグラフである。横軸は信号の周波数[ＧＨｚ]、縦軸はインピーダンス[Ω]である。
【０１２５】
図１４は、１ＧＨｚ帯のＬＴＥバンド構成を示す表である。各項目の対応関係は第４実施形態と同様である。
【０１２６】
図１３（Ａ）には、インピーダンスＺｄ１、Ｚｄ２、Ｚｆ１、Ｚｆ２、Ｚｇ１、Ｚｇ２が示されている。図１３（Ｂ）には、インピーダンスＺｅ１、Ｚｅ２、Ｚｅ３が示されている。
【０１２７】
インピーダンスＺｄ１、Ｚｆ１、Ｚｇ１は、それぞれ、ＢＡＮＤ８、ＢＡＮＤ１７、ＢＡＮＤ１４の送信周波数帯域において、５０Ωになる。
【０１２８】
インピーダンスＺｅ１、Ｚｅ２、Ｚｅ３は、それぞれ、ＢＡＮＤ８、ＢＡＮＤ１７、ＢＡＮＤ１４の送信周波数帯域において、５０Ωになる。
【０１２９】
インピーダンスＺｄ２、Ｚｆ２、Ｚｇ２は、それぞれ、ＢＡＮＤ８、ＢＡＮＤ１７、ＢＡＮＤ１４の受信周波数帯域において、５０Ωになる。
【０１３０】
インピーダンスＺｄ１は、ＢＡＮＤ８の受信周波数帯域において、インピーダンスＺｄ２より高い値となる。インピーダンスＺｄ２は、ＢＡＮＤ８の送信周波数帯域において、インピーダンスＺｄ１より高い値となる。
【０１３１】
インピーダンスＺｆ１は、ＢＡＮＤ１７の受信周波数帯域において、インピーダンスＺｆ２より高い値となる。インピーダンスＺｆ２は、ＢＡＮＤ１７の送信周波数帯域において、インピーダンスＺｆ１より高い値となる。
【０１３２】
インピーダンスＺｇ１は、ＢＡＮＤ１４の受信周波数帯域において、インピーダンスＺｇ２より高い値となる。インピーダンスＺｇ２は、ＢＡＮＤ１４の送信周波数帯域において、インピーダンスＺｇ１より高い値となる。
【０１３３】
インピーダンスＺｅ１及びＺｅ２は、ＢＡＮＤ１４の送信周波数帯域において、インピーダンスＺｅ３より高い値となる。インピーダンスＺｅ１及びＺｅ３は、ＢＡＮＤ１７の送信周波数帯域において、インピーダンスＺｅ２より高い値となる。インピーダンスＺｅ２及びＺｅ３は、ＢＡＮＤ８の送信周波数帯域において、インピーダンスＺｅ１より高い値となる。
【０１３４】
各インピーダンスの値は、各周波数帯域において上記のようになっていればよく、各周波数帯域外については、インピーダンスの取りうる値は適切に変化させ得る。
【０１３５】
デュプレクサブロック７３の動作について説明する。デュプレクサブロック７３にアンテナスイッチ６１ＡからＲＦ信号ＲＦｒ３、ＲＦｒ４、又はＲＦｒ５が入力されると考える。ＲＦ信号ＲＦｒ３、ＲＦｒ４、又はＲＦｒ５はそれぞれ、ＢＡＮＤ８、ＢＡＮＤ１７、ＢＡＮＤ１４の受信周波数帯域の周波数を有する。
【０１３６】
受信した信号がＲＦ信号ＲＦｒ３の場合には、アンテナスイッチ６１Ａは、デュプレクサ５０７にＲＦ信号ＲＦｒ３を供給する。ＲＦ信号ＲＦｒ３の周波数帯域におけるインピーダンスは、インピーダンスＺｄ２が５０Ωであり、インピーダンスＺｄ１がインピーダンスＺｄ２よりも高い値である。よって、ＲＦ信号ＲＦｒ３は、インピーダンスが整合している受信フィルタ５０７２へと主に供給される。
【０１３７】
ＲＦ信号ＲＦｒ４がＢＡＮＤ１７の周波数帯域である場合には、ＢＡＮＤ８の場合と同様に、ＲＦ信号ＲＦｒ４はインピーダンスが整合している受信フィルタ５０８２へと供給される。
【０１３８】
ＲＦ信号ＲＦｒ５がＢＡＮＤ１４の周波数帯域である場合には、ＢＡＮＤ８の場合と同様に、ＲＦ信号ＲＦｒ５はインピーダンスが整合している受信フィルタ５０９２へと供給される。
【０１３９】
デュプレクサブロック７３に電力増幅回路１０Ｃから増幅信号ＲＦｔ２が入力されると考える。増幅信号ＲＦｔ２の周波数帯域がＢＡＮＤ８である場合、増幅信号ＲＦｔ２はＢＡＮＤ８の送信周波数帯域の周波数を有する。
【０１４０】
電力増幅回路１０Ｃは、送信フィルタ５０７１、５０８１、及び５０９１に増幅信号ＲＦｔ２を供給しようとする。増幅信号ＲＦｔ２の周波数帯域におけるインピーダンスは、インピーダンスＺｅ１が５０Ωであり、インピーダンスＺｅ２及びＺｅ３がインピーダンスＺｅ１よりも高い値である。よって増幅信号ＲＦｔ２はインピーダンスが整合している送信フィルタ５０７１に主に供給される。また、インピーダンスＺｄ１のインピーダンスは５０Ωであり、インピーダンスＺｄ２のインピーダンスはインピーダンスＺｄ１よりも高い。よって、送信フィルタ５０７１を通過した増幅信号ＲＦｔ２が、受信フィルタ５０７２にもれこむことが抑制される。増幅信号ＲＦｔ２は、送信フィルタ５０７１からアンテナスイッチ６１Ａへと供給される。
【０１４１】
ＢＡＮＤ８の場合と同様に、増幅信号ＲＦｔ２がＢＡＮＤ１７の周波数帯域である場合には送信フィルタ５０８１に、ＢＡＮＤ１４の周波数帯域である場合には送信フィルタ５０９１に主に供給される。供給された増幅信号ＲＦｔ２は、アンテナスイッチ６１Ａへと供給される。
【０１４２】
デュプレクサブロック７３は、ＢＡＮＤ８、ＢＡＮＤ１７、ＢＡＮＤ１４について、周波数帯域別にインピーダンスが異なる送信フィルタ５０７１、５０８１、５０９１を有している。送信フィルタ間のインピーダンスを異ならせることで、複数の周波数帯域を含む増幅信号が出力された場合に、各周波数帯域に適したフィルタを通過させることができる。
【０１４３】
第５実施形態に係る電力増幅モジュール２０Ａは、電力増幅モジュール２０と同様に、増幅信号を切り替えるスイッチを必要としないため、スイッチによる損失を低減することができる。
【０１４４】
また、ＢＡＮＤ８、ＢＡＮＤ１７の送信周波数帯域と受信周波数帯域との周波数間隔は、図１４に示される表から、送信周波数帯域の最大値と受信周波数帯域の最小値との差として、それぞれ、１０ＭＨｚ、１８ＭＨｚ、となる。また、ＢＡＮＤ１４の送信周波数帯域と受信周波数帯域との周波数間隔は、送信周波数帯域の最小値と受信周波数帯域の最大値との差として、２０ＭＨｚとなる。ＢＡＮＤ３の送信周波数帯域と受信周波数帯域との周波数間隔は、同様にして、２０ＭＨｚとなる。
【０１４５】
ＢＡＮＤ８の送信周波数帯域と、ＢＡＮＤ１７の送信周波数帯域との周波数間隔は、ＢＡＮＤ８の送信周波数帯域の最小値とＢＡＮＤ１７の送信周波数帯域の最大値の差として、１６４ＭＨｚとなる。ＢＡＮＤ１４の送信周波数帯域と、ＢＡＮＤ１７の送信周波数帯域との周波数間隔は、ＢＡＮＤ１４の送信周波数帯域の最小値とＢＡＮＤ１７の送信周波数帯域の最大値の差として、７２ＭＨｚとなる。
【０１４６】
電力増幅モジュール２０と同様に、電力増幅回路１０Aからデュプレクサブロック７３へ向かうインピーダンスは、デュプレクサ５０７、５０８、５０９のアンテナ６２側における共通入出力端子のインピーダンスよりも、容易に高くすることができる。
【０１４７】
よって、電力増幅回路１０からデュプレクサ５０７への信号供給により生じる損失は、デュプレクサ５０７が持つ共通入出力端子のインピーダンスに起因した損失よりも小さくすることが可能である。
【０１４８】
また、第４実施形態と同様に、デュプレクサブロック７３の個数を調整することによって、電力増幅モジュール２０Ａが対応する周波数帯域数を増減させることができる。
【０１４９】
第５実施形態の電力増幅回路１０Ｃについては、電力増幅回路１０Ａ又は電力増幅回路１０Ｂの出力の個数を追加した電力増幅回路で置き換えることが可能である。また、複数の出力から選択的に出力可能な、多出力電力増幅回路であれば、本実施例に適用可能である。
【０１５０】
以上、実施形態について説明してきた。ここで、第４実施形態に係る第１参考例及び第５実施形態に係る第２参考例と第３参考例について説明する。
【０１５１】
図１５には、第１参考例に係る電力増幅モジュール２０Ｃが示されている。電力増幅モジュール２０Ｃでは、電力増幅モジュール２０の電力増幅回路１０が単一出力を有する電力増幅回路１０Ｄに置き換えられる。電力増幅回路１０Ｄは増幅器１２１と増幅器１２２を有する。
【０１５２】
単一出力とすることで、電力増幅回路１０Ｄと、各送信フィルタとの間にスイッチ６４を設ける必要が生じる。しかし、デュプレクサブロック７１によって、２つの周波数入力を周波数帯域別に分けることができるため、スイッチ６４の出力の個数を低減することができる。
【０１５３】
具体的には、各送信フィルタを別個の出力に接続する場合、スイッチの出力は６つ必要であるのに対して、第１参考例の場合、スイッチ６４の出力の個数は４つに低減される。スイッチの回路を単純化することが可能となり、スイッチにおける損失を軽減することができる。
【０１５４】
第５実施形態に係る第２参考例について説明する。図１６には、第２参考例に係る電力増幅モジュール２０Ｄが示されている。電力増幅モジュール２０Ｄでは、電力増幅モジュール２０Ｂの電力増幅回路１０Ａが、単一出力を有する電力増幅回路１０Ｄに置き換えられる。この場合、第１参考例と同様にして、スイッチの出力の個数が、９つからスイッチ６４Ａのように４つまで低減できる。よって、第１参考例と同様に、スイッチにおける損失を低減することができる。
【０１５５】
第５実施形態に係る第３参考例について説明する。図１７には、第３参考例に係る電力増幅モジュールが示されている。電力増幅モジュール２０Eでは、電力増幅モジュール２０Ｂにおいて、電力増幅回路１０Ａが単一出力を有する電力増幅回路１０Ｄ及び１０Ｅに置き換えられる。
【０１５６】
電力増幅回路１０Ｅは増幅器１２１Ａと増幅器１２２Ａを有する。電力増幅回路１０Ｅは電力増幅回路１０Ｄと同様に電力を増幅する。
【０１５７】
この場合、第１参考例と同様にして、スイッチの出力の個数が、９つから４つに低減することができる。さらに、スイッチ６４Ｃ、６４Ｄのように４つの出力を２つのスイッチに割り当てることで、個々のスイッチの出力を２つまで低減することが可能である。よって、第２参考例と同様に、スイッチにおける損失を低減することができる。
【０１５８】
以上、本発明の例示的な実施形態について説明した。第１実施形態に係る電力増幅回路１０は、トランジスタ１１１と、バイアス電流又は電圧を供給するバイアス回路２１１と、キャパシタ２２１と、インダクタ２３１と、インダクタ２３５と、トランジスタ１１２と、バイアス電流又は電圧を供給するバイアス回路２１２と、インダクタ２３２と、トランジスタ１１３と、バイアス電流又は電圧を供給するバイアス回路２１３と、インダクタ２３３と、を備える。
【０１５９】
トランジスタ１１１のコレクタに、インダクタ２３１を通じて電源電圧Ｖｃｃ２が供給され、トランジスタ１１１のエミッタは、接地され、トランジスタ１１１のベースに、ＲＦ信号ＲＦｉｎが供給される。
【０１６０】
トランジスタ１１２のコレクタに、インダクタ２３２を通じて電源電圧Ｖｃｃ３が供給され、トランジスタ１１３のコレクタに、インダクタ２３３を通じて電源電圧Ｖｃｃ３が供給される。
【０１６１】
トランジスタ１１２のエミッタ及びトランジスタ１１３のエミッタに、キャパシタ２２１を通じて、トランジスタ１１１のコレクタからの増幅信号ＲＦ１が供給される。トランジスタ１１２のエミッタ及びトランジスタ１１３のエミッタは、インダクタ２３５を通じて接地される。
【０１６２】
トランジスタ１１２のベースにバイアス電流又は電圧が供給されると、トランジスタ１１２のコレクタから、ＲＦ信号を増幅した増幅信号ＲＦｏｕｔ１が出力される。トランジスタ１１３のベースにバイアス電流又は電圧が供給されると、トランジスタ１１３のコレクタから、ＲＦ信号を増幅した増幅信号ＲＦｏｕｔ２が出力される。
【０１６３】
この電力増幅回路１０は、トランジスタ１１２、１１３、１１４のオン状態とオフ状態を切り替えることにより、ＲＦ信号ＲＦｉｎが増幅されたＲＦ信号が出力される経路を選択することができる。経路選択により、増幅されたＲＦ信号を、異なる経路から出力することが可能となる。電力増幅回路１０では、出力経路を切り替えるスイッチを用いないため、スイッチによる損失が発生しない。したがって、消費電力の低減をはかることが可能な、電力増幅回路１０を得ることができる。
【０１６４】
また、第２実施形態に係る電力増幅回路１０Ａは、トランジスタ１１２のベースを接地に接続可能なスイッチ４１１と、トランジスタ１１３のベースを接地に接続可能なスイッチ４１２と、を更に備える。トランジスタ１１２のベースにバイアス電流又は電圧が供給される際に、スイッチ４１１をオフ、スイッチ４１２をオンに制御することが可能である。トランジスタ１１３のベースにバイアス電流又は電圧が供給される際に、スイッチ４１１をオン、スイッチ４１２をオフに制御することが可能である。
【０１６５】
電力増幅回路１０Ａは、トランジスタ１１２のベースにバイアス電流又は電圧が供給される際に、スイッチ４１１をオフ、スイッチ４１２をオンに制御する。スイッチ４１２がオンになることによって、トランジスタ１１３のベースは接地に接続する。トランジスタ１１３のベースを接地に接続することで、トランジスタ１１３のベース・エミッタ間電圧は小さくなる。トランジスタ１１３のベースにバイアス電流又は電圧が供給される際には、スイッチ４１２をオフ、スイッチ４１１をオンに制御する。同様に、トランジスタ１１２のベース・エミッタ間電圧は小さくなる。
【０１６６】
電力増幅回路１０Ａは、作動しないトランジスタのベース・エミッタ間電圧を小さくすることによって、トランジスタが意図しない増幅動作を行うことを抑制できる。したがって、電力増幅回路１０Ａは、トランジスタ１１２、１１３間のアイソレーションを向上させることができる。
【０１６７】
また、第３実施形態に係る電力増幅回路１０Ｂは、トランジスタ１１２のベースとトランジスタ１１２のエミッタを接続可能なスイッチ４１４と、トランジスタ１１３のベースとトランジスタ１１３のエミッタを接続可能なスイッチ４１４と、を更に備える。トランジスタ１１２のベースにバイアス電流又は電圧が供給される際に、スイッチ４１４をオフ、スイッチ４１５をオンに制御することが可能である。トランジスタ１１４のベースにバイアス電流又は電圧が供給される際に、スイッチ４１５をオン、スイッチ４１４をオフに制御することが可能である。
【０１６８】
電力増幅回路１０Ｂは、作動しないトランジスタのベースとエミッタを接続する。この接続によって、トランジスタのベース・エミッタ間電圧は小さくなる。作動しないトランジスタのベース・エミッタ間電圧を小さくすることで、トランジスタが意図しない増幅動作を行うことを抑制できる。したがって、電力増幅回路１０Ｂは、トランジスタ１１２、１１３間のアイソレーションを向上させることができる。
【０１６９】
また、第４実施形態に係る電力増幅モジュール２０は、電力増幅回路１０と、送信フィルタ５０１１と、送信フィルタ５０２１と、を備え、送信フィルタ５０１１の入力端子と、送信フィルタ５０２１の入力端子とは、スイッチを通じずに接続されている。ＢＡＮＤ１の送信周波数帯域又はＢＡＮＤ３の送信周波数帯域を持つ増幅信号ＲＦｔ１が、送信フィルタ５０１１の入力端子と、送信フィルタ５０２１の入力端子とに入力される。ＢＡＮＤ１の送信周波数帯域では、送信フィルタ５０２１の入力端子の入力インピーダンスＺｂ２が、送信フィルタ５０１１の入力端子の入力インピーダンスＺｂ１より高い。ＢＡＮＤ３の送信周波数帯域では、送信フィルタ５０１１の入力端子の入力インピーダンスＺｂ１が、送信フィルタ５０２１の入力端子の入力インピーダンスＺｂ２より高い。
【０１７０】
増幅信号ＲＦｔ１の周波数帯域がＢＡＮＤ１である場合、インピーダンスＺｂ２が、インピーダンスＺｂ１より高い。このインピーダンスの差異により、増幅信号ＲＦｔ１は送信フィルタ５０２１ではなく、送信フィルタ５０１１に主に流れ込もうとする。
【０１７１】
増幅信号ＲＦｔ１の周波数帯域がＢＡＮＤ３である場合、インピーダンスＺｂ１が、インピーダンスＺｂ２より高い。このインピーダンスの差異により、増幅信号ＲＦｔ１は送信フィルタ５０１１ではなく、送信フィルタ５０２１に主に流れ込もうとする。
【０１７２】
したがって、増幅信号が流れ込む先のバンドパスフィルタを、スイッチを用いずに、周波数帯域によって切り替えることができる。増幅信号を周波数帯域別に切り替えることができるため、スイッチによる損失を低減することができる。
【０１７３】
また、第４実施形態に係る電力増幅モジュール２０は、ＢＡＮＤ１の受信周波数帯域用の受信フィルタ５０１２と、ＢＡＮＤ３の受信周波数帯域用の受信フィルタ５０２２と、を更に備え、送信フィルタ５０１１及び受信フィルタ５０１２はデュプレクサ５０１を構成し、送信フィルタ５０２１及び受信フィルタ５０２２はデュプレクサ５０２を構成する。
【０１７４】
送信フィルタ５０１１と受信フィルタ５０１２を備えるデュプレクサ５０１はＢＡＮＤ１の信号に対するフィルタとなる。同様にデュプレクサ５０２はＢＡＮＤ３の信号に対するフィルタとなる。デュプレクサを備えることで、各周波数帯域を利用した信号の送信と受信が可能となる。したがって、スイッチによる増幅信号の損失を軽減しつつ、信号の送受信が可能な電力増幅モジュールを提供することができる。
【０１７５】
また、第４実施形態に係る電力増幅モジュール２０は、ＢＡＮＤ１の送信周波数帯域とＢＡＮＤ１の受信周波数帯域との周波数間隔、又は、ＢＡＮＤ３の送信周波数帯域とＢＡＮＤ３の受信周波数帯域との周波数間隔より、ＢＡＮＤ１の送信周波数帯域とＢＡＮＤ３の送信周波数帯域との周波数間隔が大きい。
【０１７６】
周波数間隔が広くなるほど、使用しない周波数帯域のインピーダンスを高くすることが、より容易に可能となる。インピーダンスを高くすることによって、インピーダンスの差異を大きくすることができる。インピーダンスの差異が大きくなると、同じ周波数帯域の送信フィルタと受信フィルタ間に生じる電力のもれこみが抑制される。したがって、電力増幅回路１０からデュプレクサ５０１への信号供給により生じる損失を、デュプレクサ５０１が持つ共通入出力端子のインピーダンスに起因した損失よりも小さくすることが可能である。したがって、より損失を低減可能な電力増幅モジュールを提供することができる。
【０１７７】
なお、以上説明した各実施形態は、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。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、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、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く、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１７８】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ  電力増幅回路
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ  電力増幅モジュール
１１１、１１２、１１３、１１４  トランジスタ
２２１、２２２  キャパシタ
２３１、２３２、２３３、２３４、２３５  インダクタ
４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６  スイッチ
５０１１、５０２１  送信フィルタ
５０１２、５０２２  受信フィルタ
５０１、５０２  デュプレクサ
【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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