(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御電圧に伴って変化する第１ゲイン制御電流を生成する第１ゲイン制御電流生成回路と、
前記第１ゲイン制御電流に応じた第１バイアス電流を生成する第１バイアス電流生成回路と、
前記制御電圧に伴って変化するゲイン制御電圧を生成するゲイン制御電圧生成回路と、
エミッタ接地され、入力信号及び前記第１バイアス電流がベースに供給される、第１トランジスタと、
前記第１トランジスタとカスコード接続され、前記ゲイン制御電圧がベースに供給され、前記入力信号を増幅した第１出力信号をコレクタから出力する、第２トランジスタと、
を備え、
前記第１ゲイン制御電流生成回路は、前記制御電圧が第１レベルの場合の前記第１ゲイン制御電流の増加率が、前記制御電圧が前記第１レベルより高い第２レベルの場合の前記第１ゲイン制御電流の増加率より小さくなるように、前記第１ゲイン制御電流を生成する、
電力増幅モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の電力増幅モジュールであって、
前記ゲイン制御電圧生成回路は、前記制御電圧に伴って前記ゲイン制御電圧が線形に変化するように、前記ゲイン制御電圧を生成する、
電力増幅モジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力増幅モジュールであって、
前記第１ゲイン制御電流生成回路は、前記制御電圧に伴って前記第１ゲイン制御電流が二次曲線的に変化するように、前記第１ゲイン制御電流を生成する、
電力増幅モジュール。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の電力増幅モジュールであって、
前記第２トランジスタの前記コレクタと、前記第１トランジスタの前記ベースとの間に設けられた負帰還回路をさらに備える、
電力増幅モジュール。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の電力増幅モジュールであって、
前記第２トランジスタの前記ベースに接続されたローパスフィルタをさらに備える、
電力増幅モジュール。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の電力増幅モジュールであって、
前記制御電圧に伴って変化する第２ゲイン制御電流を生成する第２ゲイン制御電流生成回路と、
前記第２ゲイン制御電流に応じた第２バイアス電流を生成する第２バイアス電流生成回路と、
エミッタ接地され、前記第１出力信号及び前記第２バイアス電流がベースに供給され、前記第１出力信号を増幅した第２出力信号をコレクタから出力する、第３トランジスタと、
をさらに備える電力増幅モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の電力増幅モジュールであって、
前記第３トランジスタとカスコード接続され、前記ゲイン制御電圧がベースに供給され、前記第２出力信号をコレクタから出力する、第４トランジスタをさらに備える、
電力増幅モジュール。
【請求項８】
請求項６または７に記載の電力増幅モジュールであって、
前記制御電圧に伴って変化する第３ゲイン制御電流を生成する第３ゲイン制御電流生成回路と、
前記第３ゲイン制御電流に応じた第３バイアス電流を生成する第３バイアス電流生成回路と、
エミッタ接地され、前記第２出力信号及び前記第３バイアス電流がベースに供給され、前記第２出力信号を増幅した第３出力信号をコレクタから出力する、第５トランジスタと、
をさらに備える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、電力増幅モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）（登録商標）やＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  ＧＳＭ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）等の無線通信方式においては、通信端末から連続的にデータを送出するバースト動作時に、通信規格で定められた波形特性に従って、送信信号（バースト信号）の電力を変化させることが求められる。
【０００３】
具体例について説明する。図１０は、バースト動作用に定められた波形特性の一例を示す図である。図１０に示すように、送信信号の信号レベルが、上限（ＬUL）及び下限（ＬDL）の間に収まるように、送信信号のレベルを制御する必要がある。送信信号のレベルを制御する方法としては、電力増幅モジュールのゲインを一定にして入力電力を制御する方法と、入力電力を一定にして電力増幅モジュールのゲインを制御する方法の２種類がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−９５３３３号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／０１８０１６９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、特許文献１には、バースト動作用に定められた波形特性に合わせて電力増幅モジュールのゲインを制御するための構成として、電力増幅モジュールのバイアスを制御する構成が開示されている。具体的には、ランプ電圧ＶRAMPによって、電力増幅モジュールのゲインを制御する構成が開示されている。
【０００６】
しかしながら、ランプ電圧によって電力増幅モジュールのゲインを制御する構成では、ランプ電圧ＶRAMPの変化量に対する出力信号ＲＦOUTの変化量（ΔＲＦOUT／ΔＶRAMP）（以下、「スロープ」ともいう。）が大きくなってしまう可能性がある。このように、スロープが大きくなると、電力増幅モジュールのゲインをランプアップ期間（図１０：ＴUP）に増加させる際に、ゲインの立ち上がりが急峻となり、波形特性に従って出力信号の電力を変化させることが難しくなる。
【０００７】
そこで、ランプ電圧によって電力増幅モジュールのゲインを制御する構成に代えて、特許文献２に開示されているように、ＬＤＯ（Ｌｏｗ  Ｄｒｏｐ  Ｏｕｔｐｕｔ）レギュレータを用いてゲインを制御する構成が考えられる。しかしながら、ＬＤＯレギュレータを用いてゲインを制御する構成を採用すると、ランプ電圧によってゲインを制御する構成と比較して、一般的に、チップサイズが大きくなってしまう。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、比較的サイズの小さい、ゲインの立ち上がり特性を調整可能な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】
【０００９】
本発明の一側面に係る電力増幅モジュールは、制御電圧に伴って変化する第１ゲイン制御電流を生成する第１ゲイン制御電流生成回路と、第１ゲイン制御電流に応じた第１バイアス電流を生成する第１バイアス電流生成回路と、制御電圧に伴って変化するゲイン制御電圧を生成するゲイン制御電圧生成回路と、エミッタ接地され、入力信号及び第１バイアス電流がベースに供給される、第１トランジスタと、第１トランジスタとカスコード接続され、ゲイン制御電圧がベースに供給され、入力信号を増幅した第１出力信号をコレクタから出力する、第２トランジスタと、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、比較的サイズの小さい、ゲインの立ち上がり特性を調整可能な電力増幅モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態である電力増幅モジュールを含む送信ユニットの構成例を示す図である。
【図２】電力増幅モジュールの構成の一例を示す図である。
【図３】バイアス制御回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】電力増幅器の構成の一例を示す図である。
【図５Ａ】制御電圧とゲイン制御電流との関係の一例を示す図である。
【図５Ｂ】制御電圧とゲイン制御電圧との関係の一例を示す図である。
【図６】電力増幅器の構成の他の一例を示す図である。
【図７】電力増幅器の構成の他の一例を示す図である。
【図８】電力増幅器の構成の他の一例を示す図である。
【図９】電力増幅モジュールにおける、出力信号とスロープとの関係の一例を示すシミュレーション結果である。
【図１０】バースト動作用に定められた波形特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態である電力増幅モジュールを含む送信ユニットの構成例を示す図である。送信ユニット１００は、例えば、携帯電話等の移動体通信機において、音声やデータなどの各種信号を基地局へ送信するために用いられる。なお、移動体通信機は基地局から信号を受信するための受信ユニットも備えるが、ここでは説明を省略する。
【００１３】
図１に示すように、送信ユニット１００は、ベースバンド処理部１０１、変調部１０２、電力増幅モジュール１０３、フロントエンド部１０４、及びアンテナ１０５を含んで構成される。
【００１４】
ベースバンド処理部１０１は、入力信号に対するベースバンド処理を実行する。また、ベースバンド処理部１０１は、バースト動作用に定められた波形特性に合わせて電力増幅モジュール１０３のゲインを制御するための制御信号ＲＡＭＰを出力する。
【００１５】
変調部１０２は、ＧＳＭ（登録商標）やＥＤＧＥ等の変調方式に基づいてベースバンド信号を変調し、無線送信を行うための無線周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を生成する。ＲＦ信号は、例えば、数百ＭＨｚから数ＧＨｚ程度である。
【００１６】
電力増幅モジュール１０３は、ＲＦ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、出力信号ＲＦOUTを出力する。なお、電力増幅モジュール１０３のゲインは、例えば、通信規格で定められたバースト動作用の波形特性に従うように、ベースバンド処理部１０１から供給される制御信号ＲＡＭＰに基づいて制御される。
【００１７】
フロントエンド部１０４は、出力信号に対するフィルタリングや、基地局から受信する受信信号とのスイッチングなどを行う。フロントエンド部１０４から出力される信号は、アンテナ１０５を介して基地局に送信される。
【００１８】
図２は、電力増幅モジュール１０３の構成の一例を示す図である。図２に示すように、電力増幅モジュール１０３は、電力増幅器２００、フィルタ２０１、オペアンプ２０２、方向性結合器２０３、検波器２０４、差動増幅器２０５、誤差増幅器２０６、バイアス制御回路２０７、及び抵抗２０８〜２１０を含んで構成される。
【００１９】
電力増幅器２００には、ゲインを制御するためのゲイン制御電圧ＶB及びゲイン制御電流ＩB1〜ＩB3が供給される。電力増幅器２００は、ゲイン制御電圧ＶB及びゲイン制御電流ＩB1〜ＩB3に応じたゲインで、入力されるＲＦ信号（ＲＦIN）の電力を増幅し、出力信号ＲＦOUTを出力する。電力増幅器２００の詳細については後述する。
【００２０】
フィルタ２０１は、電力増幅器２００のゲインを制御するための制御信号ＲＡＭＰ（離散時間アナログ信号）を平滑化した制御電圧ＶRAMPを出力する。制御信号ＲＡＭＰは、例えば、通信規格で定められたバースト動作用の波形特性に出力信号ＲＦOUTが従うように制御される。
【００２１】
オペアンプ２０２及び抵抗２０８，２０９は、非反転増幅回路を構成している。即ち、オペアンプ２０２の出力端子からは、制御電圧ＶRAMPに応じて変化するゲイン制御電圧ＶBが出力される。
【００２２】
方向性結合器２０３は、電力増幅器２００から出力される出力信号ＲＦOUTの一部を取り出し、負荷である抵抗２１０に出力する。
【００２３】
検波器２０４は、方向性結合器２０３によって取り出された信号を検波し、差動増幅回路２０５の非反転入力端子に入力する。検波器２０４から出力される電圧は、出力信号ＲＦOUTに応じたレベルとなる。
【００２４】
差動増幅器２０５は、非反転入力端子に入力される電圧と、反転入力端子に入力されるオフセット電圧ＶOFFとの差を増幅し、検出電圧ＶDETを出力する。非反転入力端子に入力される電圧は、出力信号ＲＦOUTに応じたレベルであるから、検出電圧ＶDETも出力信号ＲＦOUTのレベルに応じたものとなる。
【００２５】
誤差増幅器２０６は、非反転入力端子に入力される制御電圧ＶRAMPと、反転入力端子に入力される検出電圧ＶDETとの差（誤差）を増幅した電圧ＶAPCを出力する。
【００２６】
バイアス制御回路２０７は、電圧ＶAPCに基づいて、電力増幅器２００のゲインを制御するためのゲイン制御電流ＩB1〜ＩB3を出力する。図３は、バイアス制御回路２０７の構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、バイアス制御回路２０７は、ゲイン制御電流生成回路３００〜３０２（第１ゲイン制御電流生成回路〜第３ゲイン制御電流生成回路）を含む。ゲイン制御電流生成回路３００〜３０２は、それぞれ、電圧ＶAPCに基づいて、ゲイン制御電流ＩB1〜ＩB3を出力する。具体的には、図３に示すように、制御電流ＩB1〜ＩB3は、電圧ＶAPCに伴って（即ち、ＶRAMPに伴って）二次曲線的に変化する。このように生成される制御電流ＩB1〜ＩB3は、電力増幅器２００を構成する３段の増幅回路の各段のバイアス電流を制御するために用いられる。また、制御電流ＩB1〜ＩB3の電流量は、各段のトランジスタサイズ等に基づいて適宜設定される。なお、制御電流ＩB1〜ＩB3の変化特性は、二次曲線に限られず、線形など他の曲線であってもよい。
【００２７】
図２に示す構成において、オペアンプ２０２及び抵抗２０８，２０９により構成される非反転増幅回路（ゲイン制御電圧生成回路）は、制御電圧ＶRAMPに基づいて電力増幅器２００のゲインを制御するためのゲイン制御電圧ＶBを出力する、フィードフォワード回路を構成している。例えば、制御電圧ＶRAMPが上昇すると、ゲイン制御電圧ＶBが上昇し、電力増幅器２００のゲインが上昇する。
【００２８】
また、図２に示す構成において、方向性結合器２０３、抵抗２１０、検波器２０４、差動増幅器２０５、誤差増幅器２０６、及びバイアス制御回路２０７は、出力信号ＲＦOUTが制御電圧ＶRAMPに応じたレベルとなるように、電力増幅器２００のゲインを制御するためのゲイン制御電流ＩB1〜ＩB3を出力する、フィードバック回路を構成している。例えば、制御電圧ＶRAMPが上昇すると、電圧ＶAPCが上昇し、ゲイン制御電流ＩB1〜ＩB3が増加し、電力増幅器２００のゲインが上昇する。
【００２９】
図４は、電力増幅器２００の一例である電力増幅器２００Ａの構成を示す図である。図４に示すように、電力増幅器２００Ａは、ＨＢＴチップ４００Ａ、キャパシタ４０１〜４０４、インダクタ４０５〜４０７、及び整合回路４０８を含んでいる。
【００３０】
ＨＢＴチップ４００Ａは、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）を含む集積回路である。なお、本実施形態では、トランジスタがＨＢＴであることとするが、トランジスタはＨＢＴに限られない。ＨＢＴチップ４００Ａは、キャパシタ４０１を介して入力されるＲＦ信号（ＲＦIN）を増幅し、整合回路４０８を介して出力信号ＲＦOUTを出力する。図４に示すように、ＨＢＴチップ４００Ａは、ＮＰＮトランジスタ（以下、単に「トランジスタ」という。）４１０〜４２２、抵抗４３０〜４３５、及びキャパシタ４４０〜４４２を含む。
【００３１】
ＨＢＴチップ４００Ａは、３段の増幅回路を含んでいる。１段目の増幅回路はトランジスタ４１０，４１１を含み、２段目の増幅回路はトランジスタ４１２を含み、３段目の増幅回路はトランジスタ４１３を含む。なお、本実施形態では、３段の増幅回路によって電力増幅器が構成されている例を示すが、電力増幅器における増幅回路の段数はこれに限られない。
【００３２】
１段目の増幅回路は、カスコード接続されたトランジスタ４１０（第１トランジスタ）及びトランジスタ４１１（第２トランジスタ）により構成される。具体的には、トランジスタ４１０は、エミッタが抵抗４３１を介して接地され、トランジスタ４１１は、エミッタがトランジスタ４１０のコレクタに接続されている。なお、トランジスタ４１０，４１１は、例えば、同一サイズとすることができる。
【００３３】
トランジスタ４１０のベースには、ＲＦ信号（ＲＦIN）が、キャパシタ４０１及び抵抗４３０を介して入力される。また、トランジスタ４１０のベースには、ゲイン制御電流ＩB1に応じたバイアス電流が入力される。トランジスタ４１１のベースには、ゲイン制御電圧ＶBが入力される。また、トランジスタ４１１のコレクタには、インダクタ４０５を介して電源電圧ＶCCが供給される。
【００３４】
トランジスタ４１０，４１１により構成される１段目の増幅回路は、トランジスタ４１０のベースに入力される入力信号を増幅し、増幅された信号をトランジスタ４１１のコレクタから出力する。
【００３５】
２段目の増幅回路は、トランジスタ４１２（第３トランジスタ）により構成される。トランジスタ４１２において、エミッタは接地され、コレクタにはインダクタ４０６を介して電源電圧ＶCCが供給される。トランジスタ４１２のベースには、１段目の増幅回路の出力が入力信号として入力される。また、トランジスタ４１２のベースには、ゲイン制御電流ＩB2に応じたバイアス電流が入力される。
【００３６】
トランジスタ４１２により構成される２段目の増幅回路は、トランジスタ４１２のベースに入力される入力信号を増幅し、増幅された信号をトランジスタ４１２のコレクタから出力する。なお、トランジスタ４１２のベース−コレクタ間には、増幅動作を安定させるための負帰還回路として、直列に接続された抵抗４３５及びキャパシタ４４１が設けられている。
【００３７】
３段目の増幅回路は、トランジスタ４１３（第５トランジスタ）により構成される。トランジスタ４１３において、エミッタは接地され、コレクタにはインダクタ４０７を介して電源電圧ＶCCが供給される。トランジスタ４１３のベースには、２段目の増幅回路の出力が入力信号として入力される。また、トランジスタ４１３のベースには、ゲイン制御電流ＩB3に応じたバイアス電流が入力される。
【００３８】
トランジスタ４１３により構成される３段目の増幅回路は、トランジスタ４１３のベースに入力される入力信号を増幅し、増幅された信号をトランジスタ４１３のコレクタから出力する。
【００３９】
ダイオード接続されたトランジスタ４１４は、ダイオード接続されたトランジスタ４１５と直列に接続されている。トランジスタ４２０のベースは、トランジスタ４１４のコレクタと接続されている。また、トランジスタ４２０のベースには、ゲイン制御電流ＩB1が入力される。そして、トランジスタ４２０のエミッタは、抵抗４３２を介してトランジスタ４１０のベースに接続されている。トランジスタ４１４，４１５，４２０、及び抵抗４３２は、ゲイン制御電流ＩB1に応じたバイアス電流をトランジスタ４１０のベースに供給するバイアス電流生成回路を構成している。
【００４０】
同様に、トランジスタ４１６，４１７，４２１、及び抵抗４３３は、ゲイン制御電流ＩB2に応じたバイアス電流をトランジスタ４１２のベースに供給するバイアス電流生成回路を構成している。また、トランジスタ４１８，４１９，４２２、及び抵抗４３４は、ゲイン制御電流ＩB3に応じたバイアス電流をトランジスタ４１３のベースに供給するバイアス電流生成回路を構成している。
【００４１】
上述したように、１段目の増幅回路は、カスコード接続されたトランジスタ４１０，４１１により構成されている。そして、トランジスタ４１０のベースには、ゲイン制御電流ＩB1に応じたバイアス電流が入力され、トランジスタ４１１のベースには、ゲイン制御電圧ＶBが入力されている。従って、１段目の増幅回路のゲインは、ゲイン制御電流ＩB1及びゲイン制御電圧ＶBの両方によって制御されることとなる。
【００４２】
図５Ａは、制御電圧ＶRAMPとゲイン制御電流ＩB1との関係の一例を示す図である。図５Ａに示すように、ゲイン制御電流ＩB1は、制御電圧ＶRAMPに伴って二次曲線的に変化する。図５Ｂは、制御電圧ＶRAMPとゲイン制御電圧ＶBとの関係の一例を示す図である。図５Ｂに示すように、ゲイン制御電圧ＶBは、制御電圧ＶRAMPに伴って線形的に変化する。
【００４３】
図５Ａに示すように、制御電圧ＶRAMPの上昇に伴ってゲイン制御電流ＩB1が増加するため、制御電圧ＶRAMPの上昇に伴って１段目の増幅回路のゲインは上昇する。また、図５Ｂに示すように、制御電圧ＶRAMPの上昇に伴ってゲイン制御電圧ＶBが上昇するため、制御電圧ＶRAMPの上昇に伴って１段目の増幅回路のゲインは上昇する。
【００４４】
ここで、制御電圧ＶRAMPが低い領域においては、ゲイン制御電圧ＶBも低いため、トランジスタ４１０のコレクタ端に供給される電圧が低くなる。従って、１つのトランジスタ４１０で１段目の増幅回路を構成し、ゲイン制御電流ＩB1のみでゲインを制御する場合と比較して、制御電圧ＶRAMPが低い領域において、１段目の増幅回路のゲインを小さくすることができる。即ち、制御電圧ＶRAMPが低い領域において、スロープ（ΔＲＦOUT／ΔＶRAMP）を小さくし、電力増幅器２００Ａにおけるゲインの立ち上がりを緩やかにすることができる。これにより、例えば、ＧＳＭ（登録商標）やＥＤＧＥ等のバースト動作時に、通信規格で定められた波形特性に従って出力信号ＲＦOUTの電力を変化させる制御が容易となる。
【００４５】
図６は、電力増幅器２００の他の一例である電力増幅器２００Ｂの構成を示す図である。なお、図４に示した電力増幅器２００Ａと同一の要素については、同一の番号を付して説明を省略する。
【００４６】
電力増幅器２００Ｂは、電力増幅器２００Ａの構成に加えて、抵抗６００及びキャパシタ６０１を含んでいる。抵抗６００及びキャパシタ６０１は、直列接続され、トランジスタ４１０のベースとトランジスタ４１１のコレクタとの間に設けられている。抵抗６００及びキャパシタ６０１は、トランジスタ４１０，４１１により構成される１段目の増幅回路の増幅動作を安定させるための負帰還回路を構成している。
【００４７】
ここで、例えば、１段目の増幅回路を、２段目の増幅回路と同等の構成、即ち、１つのトランジスタのみとし、抵抗４３５及びキャパシタ４４１と同等の負帰還回路を設けた一般的な構成であるとする。このような一般的な構成（シングル構成）から、１段目の増幅回路を、カスコード接続されたトランジスタ４１０，４１１に置き換えた構成（カスコード構成）に変更した場合に、トランジスタ４１０のベース−コレクタ間ではなく、トランジスタ４１０のベースとトランジスタ４１１のコレクタとの間に抵抗６００及びキャパシタ６０１を設けることにより、１段目の増幅回路の出力のインピーダンス変化を抑制することができる。従って、上述した一般的な構成からの設計変更が容易となる。
【００４８】
図７は、電力増幅器２００の他の一例である電力増幅器２００Ｃの構成を示す図である。なお、図６に示した電力増幅器２００Ｂと同一の要素については、同一の番号を付して説明を省略する。
【００４９】
電力増幅器２００Ｃは、電力増幅器２００Ｂの構成に加えて、抵抗７００及びキャパシタ７０１を含んでいる。抵抗７００は、一端が、ゲイン制御電圧ＶBの入力端子に接続され、他端がトランジスタ４１１のベースに接続されている。キャパシタ７０１は、一端が抵抗７００とトランジスタ４１１のベースとの間に接続され、他端が接地されている。抵抗７００及びキャパシタ７０１は、ローパスフィルタを構成している。
【００５０】
このように、ゲイン制御電圧ＶBをローパスフィルタを介してトランジスタ４１１のベースに入力することにより、ゲイン制御電圧ＶBのノイズによる電力増幅器２００Ｃのゲインの変動を抑制することができる。
【００５１】
図８は、電力増幅器２００の他の一例である電力増幅器２００Ｄの構成を示す図である。なお、図６に示した電力増幅器２００Ｂと同一の要素については、同一の番号を付して説明を省略する。
【００５２】
電力増幅器２００Ｄは、電力増幅器２００Ｂの構成に加えて、トランジスタ８００（第４トランジスタ）を含んでいる。トランジスタ４１２，８００は、１段目の増幅回路と同様にカスコード接続され、ゲイン制御電圧ＶB及びゲイン制御電流ＩB2によってゲインが制御される構成となっている。これにより、１段目の増幅回路と同様に、制御電圧ＶRAMPが低い領域において、２段目の増幅回路のゲインを小さくすることができる。従って、制御電圧ＶRAMPが低い領域において、スロープ（ΔＲＦOUT／ΔＶRAMP）をさらに小さくし、電力増幅器２００Ｄにおけるゲインの立ち上がりをさらに緩やかにすることができる。
【００５３】
なお、電力増幅器４００Ｄにおいても、図７に示した電力増幅器４００Ｃと同様に、抵抗７００及びキャパシタ７０１により構成されるローパスフィルタを設けてもよい。
【００５４】
図９は、電力増幅モジュールにおける、出力信号ＲＦOUTとスロープ（ΔＲＦOUT／ΔＶRAMP）との関係の一例を示す実測結果である。図９において、実線は、図７に示す電力増幅器２００Ｃを含む電力増幅モジュール１０３における実測結果である。また、破線は、電力増幅器２００Ｃの１段目の増幅回路をトランジスタ４１０のみとした、一般的な構成（全段シングル）の電力増幅モジュールにおける実測結果である。
【００５５】
図９において破線で示すように、全段シングルの構成では、出力信号ＲＦOUTが低い領域におけるスロープが比較的大きくなっている。従って、全段シングルの構成では、例えば、電力増幅モジュールにおけるゲインをランプアップ期間に増加させる際に、ゲインの立ち上がりが急峻となり、通信規格で定められた波形特性に合わせて出力信号ＲＦOUTを制御することが難しくなる。
【００５６】
一方、図９において実線で示すように、図７に示した電力増幅器２００Ｃの構成、即ち、１段目の増幅回路をカスコード接続のトランジスタ４１０，４１１とした構成では、出力信号ＲＦOUTが低い領域におけるスロープが比較的小さくなっている。従って、１段目の増幅回路をカスコード接続とした構成では、例えば、電力増幅モジュールにおけるゲインをランプアップ期間に増加させる際に、ゲインの立ち上がりを緩やかにし、通信規格で定められた波形特性に合わせて出力信号ＲＦOUTを制御することが容易となる。
【００５７】
以上、本実施形態について説明した。上述したように、本実施形態によれば、１段目の増幅回路をカスコード構成とし、下段のトランジスタを制御電圧ＶRAMPに応じたゲイン制御電流ＩBで制御する一方、上段のトランジスタを制御電圧ＶRAMPに応じたゲイン制御電圧ＶBで制御することにより、ゲインの立ち上がり特性を調整することが可能となる。そして、電力増幅モジュールのサイズを、ＬＤＯレギュレータを用いる場合よりも比較的小さくすることが可能となる。
【００５８】
また、例えば図３に示したように、制御電圧ＶRAMPに伴ってゲイン制御電流ＩB1を二次曲線的に変化させることにより、ゲイン制御電流ＩB1を線形的に変化させる場合よりもゲインの立ち上がり特性を緩やかにすることができる。
【００５９】
なお、ゲイン制御電流ＩB1の変化特性は、二次曲線に限られず、制御電圧ＶRAMPに伴うゲイン制御電流ＩB1の増加率が段階的に大きくなるようにすることにより、同様の効果を得ることができる。具体的には、ゲイン制御電流生成回路３００は、制御電圧ＶRAMPが第１レベルの場合のゲイン制御電流ＩB1の増加率が、制御電圧ＶRAMPが第２レベル（＞第１レベル）の場合のゲイン制御電流ＩB1の増加率より小さくなるように、ゲイン制御電流ＩB1を生成してもよい。
【００６０】
また、例えば図６に示したように、１段目の増幅回路において、トランジスタ４１０のベースとトランジスタ４１１のコレクタとの間に負帰還回路を設けることにより、１段目の増幅回路をシングル構成からカスコード構成に変更した場合に、１段目の増幅回路の出力のインピーダンス変化を抑制することができる。
【００６１】
また、例えば図７に示したように、ゲイン制御電圧ＶBをローパスフィルタを介して供給することにより、ゲイン制御電圧ＶBのノイズによる電力増幅モジュールのゲインの変動を抑制することができる。
【００６２】
また、例えば図８に示したように、２段目の増幅回路についてもカスコード構成とすることにより、ゲインの立ち上がり特性をさらに調整しやすくすることができる。
【００６３】
なお、本実施形態は、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／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１００  送信ユニット
１０１  ベースバンド処理部
１０２  変調部
１０３  電力増幅モジュール
１０４  フロントエンド部
１０５  アンテナ
２００  電力増幅器
２０１  フィルタ
２０２  オペアンプ
２０３  方向性結合器
２０４  検波器
２０５  差動増幅器
２０６  誤差増幅器
２０７  バイアス制御回路
２０８〜２１０，４３０〜４３５，６００，７００  抵抗
３００〜３０２  ゲイン制御電流生成回路
４００Ａ〜４００Ｄ  ＨＢＴチップ
４０１〜４０４，４４０〜４４２，６０１，７０１  キャパシタ
４０５〜４０７  インダクタ
４０８  整合回路
４１０〜４２２，８００  ＮＰＮトランジスタ
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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