(57)【要約】【課題】多段構成の電力増幅器における故障トランジスタの特定を、視認により容易にかつ速やかにおこなえる電力増幅器を提供する。【解決手段】高周波入力信号を増幅する電力増幅器であって、入力した高周波信号を増幅するトランジスタ１０を含む増幅段１と、トランジスタ１０とゲート電圧端子３０との間に接続され、トランジスタ１０が故障すると高周波ライン２の抵抗値の変化により点灯する発光ダイオード１４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波入力信号を増幅する電力増幅器であって、
入力した高周波信号を増幅するトランジスタを含む増幅段と、
前記トランジスタとゲート電圧端子との間に接続され、前記トランジスタが故障すると高周波ラインの抵抗値の変化により点灯する発光ダイオードと、
を備えたことを特徴とする電力増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯端末機用の電力増幅器に関し、特に多段構成の高周波電力増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、携帯電話に代表される移動体通信システムで使用される携帯端末機用の電力増幅器としては、たとえば特許文献１〜３に開示されている技術がある。
特許文献１には、最終増幅段トランジスタの出力端子における交流電圧振幅を検出して、電力増幅器の入力信号振幅を抑制する信号を出力し、負荷インピーダンス変動によって生じる不整合を防止することができる高周波電力増幅器が開示されている。
また、特許文献２には、負荷変動時におけるアンテナ端等からの反射による定在波から増幅デバイスを破壊保護する機能を備えて、破壊耐量を向上することにより、負荷変動時のデバイス破壊を防止することができる電力増幅器モジュールが開示されている。
さらに、特許文献３には、歪み補償信号を正確かつ高速に生成する歪み補償回路を備えて、高周波帯の入力信号を電力増幅する電力増幅器が開示されている。
上記携帯端末機用の高周波電力増幅器には、大きな負荷変動に対して高破壊耐量が求められる。現在、高周波電力増幅器の増幅デバイスには、ＬＤＭＯＳ（Laterally Diffused MOS：横方向拡散ＭＯＳ）トランジスタが多く用いられている。ＬＤＭＯＳトランジスタは、ドレインとゲート間の電界強度を緩和する構造にした横型ＭＯＳトランジスタである。チップ上でドレイン近傍の不純物を横方向に拡散する構造を採用している。耐圧を高くできるのが特徴であるため、たとえば携帯電話機のパワーアンプ回路でよく利用されている。そしてＬＤＭＯＳトランジスタの耐性向上等のための基礎実験や評価も盛んに行なわれている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１９５０８号公報
【特許文献２】特開２００２−７６７９１号公報
【特許文献３】国際公開第０４／０４５０６７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように基礎実験や評価の際には、大きな負荷変動等により故障してしまったＬＤＭＯＳトランジスタ等のデバイスの特定と原因究明を効率的に行なう必要がある。しかしながら、上記従来技術では、電力増幅器に使用されているデバイスが故障したときに、どのデバイスが故障したのかをすぐに確認することは難しく、故障デバイスを特定することは面倒であった。すなわち、故障の原因がＬＤＭＯＳ自身であるのか、あるいは周辺回路素子の破損であるのかが分かり難かった。また、ＬＤＭＯＳトランジスタが複数段ある多段構成の電力増幅器の場合、どのトランジスタが故障しているのかが分かり難いため、故障したデバイスの特定と切り離しが難しく、故障の原因究明には非常に手間がかかっていた。
【０００５】
本発明は上記課題に着目してなされたものであり、多段構成の電力増幅器において、故障したトランジスタの特定を、視認により容易に、かつ速やかに行なえる電力増幅器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電力増幅器は、高周波入力信号を増幅する電力増幅器であって、入力した高周波信号を増幅するトランジスタを含む増幅段と、前記トランジスタとゲート電圧端子との間に接続され、前記トランジスタが故障すると高周波ラインの抵抗値の変化により点灯する発光ダイオードと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電力増幅器では、多段構成の電力増幅器における一部のトランジスタが故障した場合、故障したトランジスタの特定を、容易にかつ速やかに行なうことが可能になる。したがって、電力増幅器の故障の原因究明および修理を、容易にかつ速やかに実行でき、結果として検査、評価、修理における効率向上およびコスト削減を実現できる。また、従来の電力増幅器に、発光ダイオード回路を追加しただけの簡単な構成で上記機能を実現できるので、経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明による電力増幅器の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は、本発明の一実施例による電力増幅器を構成する増幅段を示す回路図である。
図１では、多段構成の高周波電力増幅回路を構成する複数の増幅段における一つの増幅段を詳細に示している。増幅段１は、高周波信号が入力する高周波ライン２を介してＲＦ（Radio Frequency：高周波）入力端子３とＲＦ出力端子４に接続されている。
【００１０】
増幅段１は電力増幅用のトランジスタ１０を備えている。トランジスタ１０としては、破壊耐量の大きいＬＤＭＯＳトランジスタが使用されている。高周波ライン２上におけるトランジスタ１０の入力側にコンデンサ１１が配置され、トランジスタ１０の出力側にはコンデンサ１２が配置される。コンデンサ１１、１２は、高周波ライン２のＲＦ入力端子３およびＲＦ出力端子４に直流が流れないようにするＤＣカットの役割を果たす。
【００１１】
トランジスタ１０とコンデンサ１１の間の高周波ライン２上にはコイル１３の一端が接続されている。コイル１３の他端には発光ダイオード（以下ＬＥＤと略す）１４が接続されている。ＬＥＤ１４は、互いに直列に接続されたＬＥＤ素子１５と抵抗１６からなる。抵抗１６の一端で、ＬＥＤ素子１５側と反対側にはコンデンサ１７が接続されている。コンデンサ１７は、並列に接続された３つのコンデンサ素子からなる。コンデンサ１７の他端（ＬＥＤ１４側と反対側）はゲート電圧端子３０に接続されている。
【００１２】
トランジスタ１０とコンデンサ１２の間の高周波ライン２上にはコイル１８の一端が接続されている。コイル１８の他端にはコンデンサ１９が接続されている。コンデンサ１９は、並列に接続された３つのコンデンサ素子からなる。コンデンサ１９の他端（コイル１８側と反対側）はドレイン電圧端子４０に接続されている。
【００１３】
コイル１３、１８は、トランジスタ１０の高周波ライン２に対して、それぞれ電圧端子３０、４０の電源ラインのインピーダンスを高くするために配置している。
コンデンサ１７、１９は、それぞれ電圧端子３０、４０に高周波が流れないようにする高周波カットの役割を果たす。
【００１４】
ＬＥＤ１４は、トランジスタ１０が故障した場合に、点灯する機能を有する。すなわち、トランジスタ１０が故障すると、トランジスタ１０がショートし、ＲＦ入力端子３とＲＦ出力端子４間の高周波ライン２上の抵抗値が正常時に比べて減少するので、ゲート電圧端子３０からＬＥＤ１４に電流が流れて、ＬＥＤ素子１５が点灯する。ＬＥＤ素子１５の点灯を視認することによって、トランジスタ１０の故障が確認できる。すなわち、ＬＥＤの点灯または消灯の現象を確認（視認）することによって、トランジスタ素子の現状状態を容易に把握できるようになる。
【００１５】
図２は、図１の増幅段をＮ段分接続した電力増幅回路を示す回路図である（Ｎは２以上の整数）。
図２に示すように、多段構成の電力増幅回路１００は、初段増幅段１−１から最終増幅段１−ＮまでＮ個の増幅段を直列に接続して構成されている。Ｎ個の増幅段１−１〜１−Ｎはすべて同じ構成を有している。それぞれの増幅段内には概略的にトランジスタとＬＥＤ素子のみを図示してあり、その他の素子の図示は省略している。Ｎ個の増幅段は高周波ライン２を介して順に接続されている。初段増幅段１−１はＲＦ入力端子３に、最終増幅段１−ＮはＲＦ出力端子４にそれぞれ直接接続されている。なお、接続する増幅段の数は限定されない。
【００１６】
以上のように構成された電力増幅回路１００において、たとえば過入力、発振、加熱などの何らかの障害によって、デバイス素子自身が故障し、電力増幅器がアラーム信号を発した場合、早急に原因を突き止めて修復する必要がある。本実施例においては、Ｎ個の増幅段におけるいずれかのトランジスタが故障すると、故障したトランジスタが含まれる増幅段のＬＥＤ素子がトランジスタショートにより点灯する。また、正常な増幅段のＬＥＤ素子は点灯することはない。したがって、故障した増幅段を一目で確認、特定することができる。よって、その原因究明、修復を速やかに実行することが可能になる。
【００１７】
次にトランジスタの故障検出動作を説明する。図３は、本発明の一実施例による故障検出動作を示すフローチャートである。
【００１８】
まず移動体通信システムまたはデバイス実験機等の装置の電源を投入し（Ｓ１）、電力増幅回路を動作させる（Ｓ２）。そして、回路に設けられたＬＥＤが点灯していないことを確認する（Ｓ３）。すべてのＬＥＤが点灯していなければ、全トランジスタが正常動作していることを確認できる（Ｓ４）。
【００１９】
もし点灯しているＬＥＤがあれば、その増幅段のトランジスタが異常（故障）であることがわかる（Ｓ５）。その場合、一旦電源を遮断し（Ｓ６）、異常の原因を究明し、異常トランジスタを修理または交換する（Ｓ７）。その後、再度電源を投入し、電力増幅回路を動作させて、ＬＥＤが点灯しているかを確認して、修理または交換したトランジスタが正常動作しているかどうかを確認する。ＬＥＤが点灯していなければ、トランジスタが正常動作しているので、故障検出動作を終了する。
【００２０】
なお、本発明による機能は、無通電時におけるＲＦ入出力端子の抵抗値の変化を基準として判断しているため、無通電時においても実用化は可能である。
以上のように、本発明による電力増幅器は、故障トランジスタの特定を視認により、容易にかつ速やかに行なうことが可能になる。したがって、その原因究明、修復を速やかに実行でき、検査、評価、修理過程における効率向上およびコスト削減を実現できる。
【００２１】
以上、本発明による電力増幅器を好適な実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態によって限定的に解釈されるものではない。すなわち、本発明はその趣旨、主要な特徴から逸脱しない範囲において、種々の変更および様々な形態での実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例による電力増幅器を構成する増幅段を示す回路図である。
【図２】図１の増幅段をＮ段接続した電力増幅回路を示す回路図である。
【図３】本発明の一実施例による故障検出動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２３】
１…増幅段、２…高周波ライン、３…ＲＦ入力端子、４…ＲＦ出力端子、１０…トランジスタ、１１、１２…コンデンサ、１３…コイル、１４…発光ダイオード（ＬＥＤ）、１５…ＬＥＤ素子、１６…抵抗、１７…コンデンサ、１８…コイル、１９…コンデンサ、３０…ゲート電圧端子、４０…ドレイン電圧端子、１００…電力増幅回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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