(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数帯域の第１の無線周波数信号が入力される第１の信号入力端子と、
第２の周波数帯域の第２の無線周波数信号が入力される第２の信号入力端子と、
第１〜第３の電力増幅器と、
バイアス制御回路と、
を備え、
前記第１の信号入力端子と前記第１の電力増幅器の入力端子とが電気的に接続され、
前記第２の信号入力端子と前記第２の電力増幅器の入力端子とが電気的に接続され、
前記第１及び第２の電力増幅器の出力端子と前記第３の電力増幅器の入力端子とが電気的に接続され、
前記バイアス制御回路は、前記第１及び第２の周波数帯域のうちの選択された周波数帯域に応じて、前記第１及び第２の電力増幅器の一方にバイアス電流を供給するための制御をする、
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、
前記第１及び第２の電力増幅器の出力端子と前記第３の電力増幅器の入力端子との接続点と、前記第１の電力増幅器の出力端子との間に設けられた第１のインダクタと、
前記接続点と、前記第２の電力増幅器の出力端子との間に設けられた第２のインダクタと、
を備える電力増幅モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の電力増幅モジュールであって、
前記第１の周波数帯域は、前記第２の周波数帯域より高い周波数帯域であり、
前記第２のインダクタのインダクタンスは、前記第１のインダクタのインダクタンスより大きい、
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１及び第２の電力増幅器の出力端子と前記第３の電力増幅器の入力端子との間に電気的に接続されるシャント接続端子と、
一端が前記シャント接続端子と電気的に接続され、他端が接地される第３のインダクタとをさらに備え、
前記第１及び第２の信号入力端子は、半導体集積回路の第１の辺に形成され、
前記シャント接続端子は、前記半導体集積回路の前記第１の辺に隣接する第２の辺に形成され、
前記第１及び第２の信号入力端子に接続される配線の向きと、前記シャント接続端子に接続される配線の向きとが直交する、
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、
第３の周波数帯域の第３の無線周波数信号が入力される第３の信号入力端子と、
第４の周波数帯域の第４の無線周波数信号が入力される第４の信号入力端子と、
第４〜第６の電力増幅器と、
をさらに備え、
前記第３の信号入力端子と前記第４の電力増幅器の入力端子とが電気的に接続され、
前記第４の信号入力端子と前記第５の電力増幅器の入力端子とが電気的に接続され、
前記第４及び第５の電力増幅器の出力端子と前記第６の電力増幅器の入力端子とが電気的に接続され、
前記バイアス制御回路は、第１〜第４の周波数帯域のうちの選択された周波数帯域に応じて、前記第１〜第４の電力増幅器のいずれかにバイアス電流を供給するように構成され、
前記第１〜第３の電力増幅器と、前記第４〜第６の電力増幅器とは、略線対称に配置されてなる、
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を含み、アンテナを介して無線周波数信号を送信する送信モジュールと、
前記アンテナを介して無線周波数信号を受信する受信モジュールと、
を備える一体型送受信モジュール。
【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】
近年、複数の周波数帯域（バンド）に対応した移動体通信機が用いられている。このようなマルチバンド対応の移動体通信機においては、基地局へ送信する信号の電力を増幅するための電力増幅モジュール（パワーアンプモジュール）も、マルチバンドへの対応が求められる。例えば、特許文献１には、複数のバンドの無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）信号に対応した複数の入力端子を備える電力増幅モジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６６３５４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に開示されている電力増幅モジュールでは、複数のバンドの中から選択された１つのバンドのＲＦ信号を電力増幅器に入力するために、複数の入力端子のうちの１つを電力増幅器に選択的に接続するためのスイッチが用いられている。スイッチには電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）を用いることが一般的である。そのため、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ：Heterojunction Bipolar Transistor）等のバイポーラトランジスタを用いて電力増幅器を構成する場合、電力増幅モジュールの製造プロセスが複雑になり、コスト増加を招くこととなる。
【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、マルチバンド対応の電力増幅モジュールの製造コストを低減させ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モジュールは、第１の周波数帯域の第１の無線周波数信号が入力される第１の信号入力端子と、第２の周波数帯域の第２の無線周波数信号が入力される第２の信号入力端子と、第１〜第３の電力増幅器と、バイアス制御回路と、を備え、第１の信号入力端子と第１の電力増幅器の入力端子とが電気的に接続され、第２の信号入力端子と第２の電力増幅器の入力端子とが電気的に接続され、第１及び第２の電力増幅器の出力端子と第３の電力増幅器の入力端子とが電気的に接続され、バイアス制御回路は、第１及び第２の周波数帯域のうちの選択された周波数帯域に応じて、第１及び第２の電力増幅器の一方にバイアス電流を供給するための制御をする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、マルチバンド対応の電力増幅モジュールの製造コストを低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態である通信ユニット１００の構成例を示す図である。
【図２】電力増幅モジュール１８０の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】電力増幅モジュール１８０の一部の構成例を示す図である。
【図４Ａ】バイアス制御電圧ＶＣ２がハイレベルの場合における、ドライブ段の電力増幅器２３０及び２３１と、パワー段の電力増幅器３２２との接続点（図３に示すＡ点）から見た、電力増幅器２３１側のインピーダンスの一例を示すシミュレーション結果である。
【図４Ｂ】バイアス制御電圧ＶＣ２がローレベルの場合における、ドライブ段の電力増幅器２３０及び２３１と、パワー段の電力増幅器３２２との接続点（図３に示すＡ点）から見た、電力増幅器２３１側のインピーダンスの一例を示すシミュレーション結果である。
【図５】ＨＢＴチップ２００のレイアウトの一例を示す図である。
【図６Ａ】ＲＦ信号の入力端子部のボンディングワイヤとボンディングワイヤを用いたインダクタがシャント接続される端子とをＨＢＴチップ２００の同一の辺に形成した場合における、相互のワイヤのカップリング効果を考慮した電力増幅モジュール１８０における安定係数Ｋの一例を示すシミュレーション結果である。
【図６Ｂ】ＲＦ信号の入力端子部のボンディングワイヤとボンディングワイヤを用いたインダクタがシャント接続される端子とを図５に示したように形成した場合における、相互のワイヤのカップリング効果を考慮した電力増幅モジュール１８０における安定係数Ｋの一例を示すシミュレーション結果である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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通信ユニットの構成例を示す図である。通信ユニット１００は、携帯電話等の移動体通信機において、基地局との間でＲＦ信号を送受信するためのユニットである。図１に示すように、通信ユニット１００は、ベースバンド部１１０、ＲＦ部１２０、一体型送受信モジュール１３０、及びアンテナ１４０を含む。
【００１０】
ベースバンド部１１０は、ＨＳＵＰＡ（High Speed Uplink Packet Access）やＬＴＥ（Long Term Evolution）等の変調方式に基づいて、ベースバンド信号に対するデジタル信号処理を行う。基地局に信号を送信する場合、ベースバンド部１１０は、入力信号を変調方式に基づいて変調し、変調信号をＲＦ部１２０に出力する。基地局から信号を受信する場合、ベースバンド部１１０は、ＲＦ部１２０から受信する変調信号を、変調方式に基づいて復調する。
【００１１】
ＲＦ部１２０は、ベースバンド信号とＲＦ信号との変換を行う。基地局に信号を送信する場合、ＲＦ部１２０は、ベースバンド部１１０から受信するベースバンド信号を、無線送信を行うためのＲＦ信号に変換し、一体型送受信モジュール１３０に出力する。基地局から信号を受信する場合、ＲＦ部１２０は、一体型送受信モジュール１３０から受信するＲＦ信号をベースバンド信号に変換し、ベースバンド部１１０に出力する。ＲＦ信号は、例えば、数百ＭＨｚから数ＧＨｚ程度である。ベースバンド部１１０は、複数の周波数帯域（バンド）のＲＦ信号を出力可能である。ＲＦ部１２０において選択されるＲＦ信号の周波数帯域は、例えば、ベースバンド部１１０からの制御信号によって制御される。
【００１２】
一体型送受信モジュール１３０は、アンテナ１４０を介してＲＦ信号を送受信するための信号処理を行う。図１に示すように、一体型送受信モジュール１３０は、送信モジュール１５０、受信モジュール１６０、及びアンテナスイッチ１７０を含む。
【００１３】
送信モジュール１５０は、ＲＦ信号を基地局に送信するための信号処理を行う。図１に示すように、送信モジュール１５０は、電力増幅モジュール１８０を含む。送信モジュール１５０は、ＲＦ信号の周波数帯域に応じたフィルタリング処理を行ったり、電力増幅モジュール１８０を用いてＲＦ信号の増幅処理を行ったりする。
【００１４】
受信モジュール１６０は、基地局から受信したＲＦ信号に対して、ＲＦ信号の周波数帯域に応じたフィルタリング処理を行ったり、低雑音増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）を用いてノイズ除去処理を行ったりする。
【００１５】
アンテナスイッチ１７０は、送信モジュール１５０及び受信モジュール１６０との間で、送受信するＲＦ信号の周波数帯域に応じて信号経路の切り替えを行う。
【００１６】
図２は、電力増幅モジュール１８０の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、電力増幅モジュール１８０は、ＨＢＴチップ２００、整合回路（ＭＮ：Matching Network）２０１，２０２、バイアス制御回路２１０、及びスイッチ２２０を含む。電力増幅モジュール１８０は、複数の周波数帯域に対応している。図２に示す例では、電力増幅モジュール１８０は、Ｂ１（１９２０〜１９８０ＭＨｚ）、Ｂ２（１８５０〜１９１０ＭＨｚ）、Ｂ３（１７１０〜１７８５ＭＨｚ）、Ｂ４（１７１０〜１７５５ＭＨｚ）、Ｂ２６（８１４〜８４９ＭＨｚ）、Ｂ２０（８３２〜８６２ＭＨｚ）、Ｂ５（８２４〜８４９ＭＨｚ）、及びＢ８（８８０〜９１５ＭＨｚ）の８つの周波数帯域に対応している。なお、本実施形態では、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、及びＢ４の４つの周波数帯域をハイバンド、Ｂ２６，Ｂ２０、Ｂ５、及びＢ８の４つの周波数帯域をローバンドという。
【００１７】
ＨＢＴチップ２００は、複数の周波数帯域のＲＦ信号の増幅を行うための集積回路であり、ＨＢＴを用いて構成される。なお、本実施形態では、ＲＦ信号の増幅を行うための増幅素子としてＨＢＴを用いた構成を説明するが、ＲＦ信号の増幅を行うためにＨＢＴ以外のトランジスタを用いてもよい。図１に示すように、ＨＢＴチップ２００は、電力増幅器（ＰＡ：Power Amplifier）２３０〜２３５、バイアス回路２４０〜２４５、整合回路２５０〜２５５、及びインダクタＩＬ１〜ＩＬ４を含む。
【００１８】
電力増幅器２３０〜２３５は、ＲＦ信号の増幅を行うための増幅回路である。電力増幅器２３０〜２３２はハイバンドの増幅用、電力増幅器２３３〜２３５はローバンドの増幅用に設けられている。
【００１９】
より具体的には、電力増幅器２３０（第１の電力増幅器）は、端子ＩＮ１（第１の信号入力端子）から入力されるＢ１又はＢ２の周波数帯域のＲＦ信号（第１の無線周波数信号）を増幅する初段（ドライブ段）の電力増幅器である。また、電力増幅器２３１（第２の電力増幅器）は、端子ＩＮ２（第２の信号入力端子）から入力されるＢ３又はＢ４の周波数帯域のＲＦ信号（第２の無線周波数信号）を増幅する初段（ドライブ段）の電力増幅器である。そして、電力増幅器２３２（第３の電力増幅器）は、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、又はＢ４の周波数帯域のＲＦ信号を増幅する二段目（パワー段）の電力増幅器である。
【００２０】
同様に、電力増幅器２３３（第４の電力増幅器）は、端子ＩＮ３（第３の信号入力端子）から入力されるＢ２６又はＢ２０の周波数帯域のＲＦ信号（第３の無線周波数信号）を増幅する初段（ドライブ段）の電力増幅器である。また、電力増幅器２３４（第５の電力増幅器）は、端子ＩＮ４（第４の信号入力端子）から入力されるＢ５又はＢ８の周波数帯域のＲＦ信号（第４の無線周波数信号）を増幅する初段（ドライブ段）の電力増幅器である。そして、電力増幅器２３５（第６の電力増幅器）は、Ｂ２６、Ｂ２０、Ｂ５、又はＢ８の周波数帯域のＲＦ信号を増幅する二段目（パワー段）の電力増幅器である。
【００２１】
バイアス回路２４０〜２４５は、それぞれ、バイアス制御回路２１０から供給されるバイアス制御電圧ＶＣ１〜ＶＣ６に基づいて、電力増幅器２３０〜２３５に対してバイアス電流を供給する。例えば、バイアス回路２４０は、バイアス制御電圧ＶＣ１がハイレベルの場合、バイアス電流を電力増幅器２３０に供給し、バイアス制御電圧ＶＣ１がローレベルの場合、バイアス電流を生成しない。バイアス回路２４１〜２４５についても同様に動作する。
【００２２】
なお、本実施形態において、バイアス制御電圧ＶＣ１〜ＶＣ６は、送信対象として選択された周波数帯域に応じて制御される。具体的には、例えば、選択された周波数帯域がＢ１である場合、バイアス制御電圧ＶＣ１及びＶＣ３はハイレベルに制御される一方、バイアス制御電圧ＶＣ２はローレベルに制御される。この場合、バイアス回路２４１からバイアス電流が供給されないため、電力増幅器２３１はオフとなる。これにより、電力増幅器２３１の出力はハイインピーダンスとなり、電力増幅器２３０からのＲＦ信号は電力増幅器２３２に入力される。また例えば、選択された周波数帯域がＢ３である場合、バイアス制御電圧ＶＣ２及びＶＣ３はハイレベルに制御される一方、バイアス制御電圧ＶＣ１はローレベルに制御される。この場合、バイアス回路２４０からバイアス電流が供給されないため、電力増幅器２３０はオフとなる。これにより、電力増幅器２３０の出力はハイインピーダンスとなり、電力増幅器２３１からのＲＦ信号は電力増幅器２３２に入力される。ローバンド側においても同様である。このように、ＨＢＴチップ２００においては、電力増幅器に入力する信号をスイッチで切り替えることなく、複数の周波数帯域に対応することができる。
【００２３】
整合回路２５０〜２５５は、それぞれ、前後の回路間のインピーダンスを整合させるための回路であり、キャパシタやインダクタを用いて構成される。
【００２４】
インダクタＩＬ１〜ＩＬ４は、出力端子が電気的に接続されている電力増幅器間のアイソレーションを向上させ、かつ整合を取りやすくするために設けられている。具体的には、インダクタＩＬ１（第１のインダクタ）及びインダクタＩＬ２（第２のインダクタ）は、電力増幅器２３０及び２３１の間のアイソレーションを向上させ、かつ各々のドライブ段からパワー段へのインピーダンス整合を取りやすくするために設けられている。また、インダクタＩＬ３及びＩＬ４は、同様に電力増幅器２３３及び２３４の間のアイソレーションを向上させ、かつ各々のドライブ段からパワー段へのインピーダンス整合を取りやすくするために設けられている。なお、インダクタＩＬ１のインダクタンスよりもインダクタＩＬ２のインダクタンスを大きくすることができる。これは、電力増幅器２３０側から出力されるＲＦ信号（Ｂ１またはＢ２）の方が、電力増幅器２３１から出力されるＲＦ信号（Ｂ３またはＢ４）よりも高周波であり、対象となるインピーダンス整合の周波数が高い分、必要とされるインダクタンス成分が小さいためである。インダクタＩＬ３及びＩＬ４についても同様である。
【００２５】
バイアス制御回路２１０は、周波数帯域を選択するための制御信号ＣＴＲＬに基づいて、バイアス制御電圧ＶＣ１〜ＶＣ６のレベルを制御する。バイアス制御回路２１０は、例えば、ＦＥＴを用いて構成される。具体的には、例えば、Ｂ１またはＢ２が選択された場合、バイアス制御回路２１０は、バイアス制御電圧ＶＣ１及びＶＣ３をハイレベルとし、他のバイアス制御電圧をローレベルとする。また例えば、Ｂ３またはＢ４が選択された場合、バイアス制御回路２１０は、バイアス制御電圧ＶＣ２及びＶＣ３をハイレベルとし、他のバイアス制御電圧をローレベルとする。また例えば、Ｂ２６またはＢ２０が選択された場合、バイアス制御回路２１０は、バイアス制御電圧ＶＣ４及びＶＣ６をハイレベルとし、他のバイアス制御電圧をローレベルとする。また例えば、Ｂ５またはＢ８が選択された場合、バイアス制御回路２１０は、バイアス制御電圧ＶＣ５及びＶＣ６をハイレベルとし、他のバイアス制御電圧をローレベルとする。
【００２６】
スイッチ２２０は、周波数帯域を選択するための制御信号ＣＴＲＬに基づいて、電力増幅器２３２または電力増幅器２３５から出力されるＲＦ信号を、選択された周波数帯域の出力端子に出力する。なお、図２に示す構成では、周波数帯域ごとに出力端子が１つずつ設けられているが、１つの出力端子をいくつかの周波数帯域で共有してもよい。
【００２７】
図３は、電力増幅モジュール１８０の一部の構成例を示す図である。具体的には、図３には、ハイバンド側の回路である、電力増幅器２３０〜２３２、バイアス回路２４０〜２４２、及び整合回路２５２の構成例が示されている。図３には示されていないが、ローバンド側の回路も同様に構成することができる。
【００２８】
電力増幅器２３０は、トランジスタＴ１及び抵抗Ｒ１を含む。トランジスタＴ１は、コレクタに、インダクタＰＬ１を介して電源電圧ＶCCが印加され、ベースに、抵抗Ｒ１を介して、周波数帯域Ｂ１またはＢ２のＲＦ信号が入力され、エミッタが接地される。トランジスタＴ１は、エミッタに入力されるＲＦ信号を増幅し、コレクタから出力する。トランジスタＴ１からの増幅信号は、インダクタＩＬ１及び整合回路２５２を介してパワー段の電力増幅器２３２に出力される。
【００２９】
電力増幅器２３１は、トランジスタＴ２及び抵抗Ｒ２を含む。トランジスタＴ２は、コレクタに、インダクタＰＬ２を介して電源電圧ＶCCが印加され、ベースに、抵抗Ｒ２を介して、周波数帯域Ｂ３またはＢ４のＲＦ信号が入力され、エミッタが接地される。トランジスタＴ２は、エミッタに入力されるＲＦ信号を増幅し、コレクタから出力する。トランジスタＴ２からの増幅信号は、インダクタＩＬ２及び整合回路２５２を介してパワー段の電力増幅器２３２に出力される。
【００３０】
電力増幅器２３２は、トランジスタＴ３及び抵抗Ｒ３を含む。トランジスタＴ３は、コレクタに、インダクタＰＬ３を介して電源電圧ＶCCが印加され、ベースに、抵抗Ｒ３を介して、ドライブ段の電力増幅器２３０または２３１からのＲＦ信号が入力され、エミッタが接地される。トランジスタＴ３は、エミッタに入力されるＲＦ信号を増幅し、コレクタから出力する。トランジスタＴ３からの増幅信号は、整合回路２０１を介して出力される。
【００３１】
バイアス回路２４０は、トランジスタＴ４及び抵抗Ｒ４，Ｒ５を含む。トランジスタＴ４は、コレクタに電源電圧ＶCCが印加され、ベースにバイアス制御電圧ＶＣ１が抵抗Ｒ４を介して印加され、エミッタが抵抗Ｒ５を介して電力増幅器２３０の入力に接続される。例えば、バイアス制御電圧ＶＣ１がハイレベルの場合、トランジスタＴ４がオンとなり、バイアス電流が電力増幅器２３０に供給される。一方、バイアス制御電圧ＶＣ１がローレベルの場合、トランジスタＴ４がオフとなり、バイアス電流は電力増幅器２３０に供給されない。
【００３２】
バイアス回路２４１は、トランジスタＴ５及び抵抗Ｒ６，Ｒ７を含む。トランジスタＴ５は、コレクタに電源電圧ＶCCが印加され、ベースにバイアス制御電圧ＶＣ２が抵抗Ｒ６を介して印加され、エミッタが抵抗Ｒ７を介して電力増幅器２３１の入力に接続される。例えば、バイアス制御電圧ＶＣ２がハイレベルの場合、トランジスタＴ５がオンとなり、バイアス電流が電力増幅器２３１に供給される。一方、バイアス制御電圧ＶＣ２がローレベルの場合、トランジスタＴ５がオフとなり、バイアス電流は電力増幅器２３１に供給されない。
【００３３】
バイアス回路２４２は、トランジスタＴ６及び抵抗Ｒ８，Ｒ９を含む。トランジスタＴ６は、コレクタに電源電圧ＶCCが印加され、ベースにバイアス制御電圧ＶＣ３が抵抗Ｒ８を介して印加され、エミッタが抵抗Ｒ９を介して電力増幅器２３２の入力に接続される。例えば、バイアス制御電圧ＶＣ３がハイレベルの場合、トランジスタＴ６がオンとなり、バイアス電流が電力増幅器２３２に供給される。一方、バイアス制御電圧ＶＣ３がローレベルの場合、トランジスタＴ６がオフとなり、バイアス電流は電力増幅器２３２に供給されない。
【００３４】
整合回路２５２は、キャパシタＣ１，Ｃ２及びインダクタＳＬ１を含む。キャパシタＣ１，Ｃ２は、シリーズ接続されている。インダクタＳＬ１（第３のインダクタ）は、キャパシタＣ１，Ｃ２の間に、端子ＬＴ１（シャント接続端子）を介してシャント接続されている。
【００３５】
図４Ａ及び図４Ｂは、ドライブ段の電力増幅器２３０及び２３１と、パワー段の電力増幅器３２２との接続点（図３に示すＡ点）から見た、電力増幅器２３１側のインピーダンスの一例を示すシミュレーション結果である。図４Ａは、バイアス制御電圧ＶＣ２がハイレベルの場合、図４Ｂは、バイアス制御電圧ＶＣ２がローレベルの場合を示している。
【００３６】
バイアス制御電圧ＶＣ２がハイレベルの場合、バイアス回路２４１がオンとなり、バイアス電流が電力増幅器２３１に供給され、電力増幅器２３１がオンとなる。この場合、図４Ａに示すように、Ａ点から見た電力増幅器２３１側のインピーダンスは比較的小さくなっている。一方、バイアス制御電圧ＶＣ２がローレベルの場合、バイアス回路２４１がオフとなり、バイアス電流が電力増幅器２３１に供給されず、電力増幅器２３１がオフとなる。この場合、図４Ｂに示すように、Ａ点から見た電力増幅器２３１側のインピーダンスは比較的大きくなっている。
【００３７】
このように、周波数帯域Ｂ１またはＢ２が選択された場合には、バイアス制御電圧ＶＣ２をローレベルとすることによって、バイアス回路２４１及び電力増幅器２３１をオフとし、Ａ点から電力増幅器２３１側をハイインピーダンスとすることができる。これにより、スイッチを用いることなく、周波数帯域Ｂ１またはＢ２のＲＦ信号の信号経路を選択することができる。他の周波数帯域についても同様に、バイアス制御電圧ＶＣ１〜ＶＣ６の制御により、スイッチを用いることなく、ＲＦ信号の信号経路を選択することができる。
【００３８】
図５は、ＨＢＴチップ２００のレイアウトの一例を示す図である。なお、図５には、ここでの説明に関係する要素のみ示されている。即ち、図５には、ＨＢＴチップ２００に含まれる全ての要素が示されているわけではない。例えば、図５には、６つの端子ＩＮ１〜ＩＮ４，ＬＴ１，ＬＴ２が示されているが、ＨＢＴチップ２００には他の端子も存在する。
【００３９】
図５に示すように、破線Ｘ−Ｙの右側には、ハイバンド側の回路が配置されている。具体的には、破線Ｘ−Ｙの右側には、ハイバンド側の回路として、電力増幅器２３０及びバイアス回路２４０のＨＢＴ、電力増幅器２３１及びバイアス回路２４１のＨＢＴ、電力増幅器２３２及びバイアス回路２４２のＨＢＴ、及び整合回路２５０〜２５２が配置されている。また、破線Ｘ−Ｙの左側には、ローバンド側の回路として、電力増幅器２３３及びバイアス回路２４３のＨＢＴ、電力増幅器２３４及びバイアス回路２４４のＨＢＴ、電力増幅器２３５及びバイアス回路２４５のＨＢＴ、及び整合回路２５３〜２５５が配置されている。このように、ＨＢＴチップ２００においては、ハイバンド側の回路とローバンド側の回路とが、破線Ｘ−Ｙを基準として略線対称に配置されている。これにより、ＨＢＴチップ２００内に効率的に回路を配置することが可能となり、チップ面積を縮小させることが可能となる。
【００４０】
また、図５に示すように、ハイバンド側の回路において、ＲＦ信号の入力端子ＩＮ１，ＩＮ２は、図５における上側の辺に設けられており、整合回路２５２のインダクタＳＬ１を接続するための端子ＬＴ１は、図５における右側の辺に設けられている。このように、入力端子ＩＮ１，ＩＮ２と端子ＬＴ１とを同一または対向する辺ではなく、隣接する辺に形成することにより、入力端子ＩＮ１，ＩＮ２に接続される配線（ボンディングワイヤ）の向きと、端子ＬＴ１に接続される配線（ボンディングワイヤ）の向きとを直交させることができる。したがって、入力端子ＩＮ１，ＩＮ２に接続される配線と、端子ＬＴ１に接続される配線とのカップリングを抑制することができる。さらに、図５に示すように、入力端子ＩＮ１，ＩＮ２と端子ＬＴ１との距離を比較的大きくすることにより、配線間のカップリング抑制効果を高めることができる。ローバンド側の回路における、入力端子ＩＮ３，ＩＮ４及び端子ＬＴ２についても同様である。なお、端子ＬＴ２は、整合回路２５５においてシャント接続されるインダクタを接続するための端子である。
【００４１】
図６Ａ及び図６Ｂは、電力増幅モジュール１８０における安定係数Ｋの一例を示すシミュレーション結果である。図６Ａ及び図６Ｂにおいて、横軸は周波数（ＧＨｚ）、縦軸は安定係数である。図６Ａは、ＲＦ信号の入力端子部のボンディングワイヤと、ボンディングワイヤを用いたインダクタがシャント接続される端子とを、ＨＢＴチップ２００の同一の辺に形成した場合における、相互のワイヤのカップリング効果を考慮した電力増幅モジュール１８０における安定係数Ｋの一例を示すシミュレーション結果である。図６Ｂは、ＲＦ信号の入力端子部のボンディングワイヤと、ボンディングワイヤを用いたインダクタがシャント接続される端子とを、図５に示したように形成した場合における、相互のワイヤのカップリング効果を考慮した電力増幅モジュール１８０における安定係数Ｋの一例を示すシミュレーション結果である。
【００４２】
図６Ａに示すように、ＲＦ信号の入力端子とインダクタがシャント接続される端子とをＨＢＴチップ２００の同一の辺に形成した場合、１．５〜１．８ＧＨｚ付近において、安定係数が１未満となっている。このように安定係数が１未満になると、電力増幅モジュール１８０の動作が不安定となってしまう。一方、図６Ｂに示すように、ＲＦ信号の入力端子とインダクタがシャント接続される端子とを図５に示したように形成した場合、シミュレーションを行った全周波数帯域において、安定係数は１以上となっている。このシミュレーション結果からも、ＲＦ信号の入力端子とインダクタがシャント接続される端子とを図５に示したように形成することにより、カップリングが抑制され、電力増幅モジュール１８０の動作の安定性が向上することがわかる。
【００４３】
以上、本発明の一実施形態について説明した。本実施形態の電力増幅モジュール１８０によれば、ドライブ段のバイアス回路におけるバイアス電流の生成を制御することにより、ＦＥＴにより構成されるスイッチを用いることなく、ＲＦ信号の信号経路を選択することができる。したがって、マルチバンド対応の電力増幅モジュールの製造コストを低減させることが可能となる。また、ＦＥＴにより構成されるスイッチをＨＢＴチップとは別チップとする場合と比較して、チップ間接続が少なくなり、信号の伝送ロスを低減させることが可能となる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、ドライブ段の電力増幅器２３０，２３１，２３３，２３４の出力に、アイソレーション用のインダクタＩＬ１〜ＩＬ４を設けることにより、出力端子が電気的に接続されている電力増幅器間のアイソレーションを向上させることができる。なお、本実施形態では、アイソレーション用のインダクタＩＬ１〜ＩＬ４を設けた構成のみを示したが、これらのインダクタＩＬ１〜ＩＬ４を設けない構成を採用することも可能である。
【００４５】
また、本実施形態によれば、ＲＦ信号の入力端子とインダクタがシャント接続される端子とを、ＨＢＴチップ２００における隣接する辺に形成することにより、カップリングを抑制し、電力増幅モジュール１８０の動作の安定性を向上させることができる。
【００４６】
また、本実施形態によれば、ハイバンド側の回路とローバンド側の回路とを略線対称に配置することにより、チップ面積を縮小させることができる。
【００４７】
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】
【００４８】
１００  通信ユニット
１１０  ベースバンド部
１２０  ＲＦ部
１３０  一体型送受信モジュール
１４０  アンテナ
１５０  送信モジュール
１６０  受信モジュール
１７０  アンテナスイッチ
１８０  電力増幅モジュール
２００  ＨＢＴチップ
２０１，２０２，２５０〜２５５  整合回路
２１０  バイアス制御回路
２２０  スイッチ
２３０〜２３５  電力増幅器
２４０〜２４５  バイアス回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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