(57)【要約】      （修正有）【課題】  増幅器の入力にバンドパスフィルタを使用することなく、広い出力電力範囲で低雑音の信号を出力する増幅器を提供する。【解決手段】  入力端子１０１はトランジスタ１１１のベース端子に接続されており、トランジスタ１１１のコレクタ端子は出力端子１０２に接続される。さらにコンデンサ１３１とダイオード１３３を直列に接続した回路が入力端子１０１と出力端子１０２との間に接続される。コンデンサ１３１とダイオード１３３の間には、抵抗１３２を介してダイオード１３３に電圧を印加するための電源端子１０３が接続される。トランジスタ１１１のコレクタには電源電圧を与えるための電源端子１０４が接続され、さらにトランジスタ１１１のコレクタとベースの間には、トランジスタ１１１のベースにバイアス電圧を与えるための抵抗１２２が接続される。トランジスタ１１１のベースが抵抗１２１を介して接地されている。【選択図】図１
2006203784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランジスタと、
前記トランジスタに対して並列に接続されたダイオードと、
前記トランジスタの入力と前記ダイオードとの間に接続するコンデンサとを備える、増幅器。
【請求項２】
さらに、
前記トランジスタの入力に接続された第一の電源端子と、
前記トランジスタの出力に接続された第二の電源端子と、
前記トランジスタの入力と出力との間に並列に接続された第一の抵抗と、
前記トランジスタの入力に一方が接続され、他方が接地される第二の抵抗とを備える、請求項１に記載の増幅器。
【請求項３】
前記ダイオードのアノードはバイポーラトランジスタのベースとコレクタとを接続して形成し、前記ダイオードのカソードはバイポーラトランジスタのエミッタであることを特徴とする、請求項１および請求項２に記載の増幅器。
【請求項４】
前記トランジスタの出力に縦続接続した終段増幅器を備える、多段の増幅器。
【請求項５】
請求項４に記載の多段の増幅器が大電力を出力する場合には第二の電源端子に前記ダイオードがオフする電圧を印加し、前記多段の増幅器が小電力を出力する場合には第二の電源端子に前記ダイオードがオンする電圧を印加することを特徴とする、制御方法。
【請求項６】
請求項１から４に記載の増幅器を備える、送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は増幅器及びそれを用いた通信機器に関し、より特定的には広い出力電力範囲に渡って低ノイズで信号を増幅する必要がある送信機の増幅器及びそれを用いた通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話では、弱い電波でも信号を受信して通話することが求められる。そのために無線回路では、電波をアンテナから送信するために信号を増幅する増幅器は、できる限り不要な雑音を出力しないことが重要である。
【０００３】
増幅器から出力される雑音のほとんどは、もともと入力信号に含まれる雑音が増幅される成分と増幅器そのものが発生する成分からなり、増幅器の開発には増幅器そのものが発生する雑音を小さくすることが要求される。
【０００４】
一般に携帯電話は基地局からの距離によってアンテナからの出力電力を変化するため、そのために増幅器の増幅率を変化する。増幅器は大きな増幅率を得るためにトランジスタを多段接続しており、一般にドライバー段のトランジスタの増幅率を変化する。
【０００５】
近年の高速無線通信の規格では、アンテナからの出力電力には非常に広い変化範囲が要求されるようになってきている。ドライバー段トランジスタのバイアスを変化するなどして増幅率を、大電力を出力する場合には高くする一方、非常に小さい電力を出力する場合には１より小さくして減衰器として機能させるなどする。増幅器は減衰器として使用する場合、ドライバー段トランジスタが直列抵抗と等価になる。抵抗は熱雑音を発生するので、増幅器の出力する雑音レベルが相対的に増大することになる。そこで、雑音の絶対レベルを抑制するために増幅器の入力にバンドパスフィルタを挿入する。バンドパスフィルタは所望の信号成分のみを通過し、雑音成分を除去する役割りがある。
【特許文献１】特開２００１−１８５９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
バンドパスフィルタを増幅器の入力に挿入することによって、無線回路のサイズは大きくなり、またコスト増大の要因となる。本発明の目的は、増幅器の入力にバンドパスフィルタを使用することなく、広い出力電力範囲で低雑音の信号を出力することが可能となる増幅器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
トランジスタと、
トランジスタに対して並列に接続されたダイオードと、
トランジスタの入力とダイオードとの間に接続するコンデンサとを備える、増幅器である。
【０００８】
上述した課題を解決するために、第２の本発明は、
さらに、
トランジスタの入力に接続された第一の電源端子と、
トランジスタの出力に接続された第二の電源端子と、
トランジスタの入力と出力との間に並列に接続された第一の抵抗と、
トランジスタの入力に一方が接続され、他方が接地される第二の抵抗とを備える、第１の本発明に記載のドライバー段増幅器である。
【０００９】
上述した課題を解決するために、第３の本発明は、
ダイオードのアノードはバイポーラトランジスタのベースとコレクタとを接続して形成し、ダイオードのカソードはバイポーラトランジスタのエミッタであることを特徴とする、第１の本発明または第２の本発明に記載の増幅器である。
【００１０】
上述した課題を解決するために、第４の本発明は、
さらに、
前記トランジスタの出力に縦続接続した終段増幅器を備える、第１の本発明に記載の多段の増幅器である。
【００１１】
上述した課題を解決するために、第５の本発明は、
第４の本発明に記載の多段の増幅器が大電力を出力する場合には第二の電源端子にダイオードがオフする電圧を印加し、多段の増幅器が小電力を出力する場合には第二の電源端子にダイオードがオフする電圧を印加することを特徴とする、制御方法である。
【００１２】
上述した課題を解決するために、第６の本発明は、
第１から第４の本発明に記載の増幅器を搭載する、送信機である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の増幅器では、トランジスタで信号を減衰することなく、低い出力電力を得ることが可能であるため、ノイズが増大することはない。また、構成が簡易であり、また１箇所の電源電圧を変化するだけで低い出力電力を得ることが可能であるため制御が簡易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施の形態）
図１および図２に本発明の一実施形態に係る増幅器１００の構成を示し説明する。入力端子１０１はトランジスタ１１１のベース端子に接続されており、トランジスタ１１１のコレクタ端子は出力端子１０２に接続されている。さらにコンデンサ１３１とダイオード１３３とを直列に接続した回路が入力端子１０１と出力端子１０２との間に接続されている。コンデンサ１３１とダイオード１３３の間には、抵抗１３２を介してダイオード１３３に電圧を印加するための第一の電源端子１０３が接続されている。トランジスタ１１１のコレクタには電源電圧を与えるための第二の電源端子１０４が接続され、さらにトランジスタ１１１のコレクタとベースの間に、トランジスタ１１１のベースにバイアス電圧を与えるための抵抗１２２が接続されている。またトランジスタ１１１のベースへのバイアス電圧を調節するため、トランジスタ１１１のベースが抵抗１２１を介して接地されている。
なお、ダイオード１３３のアノードは、バイポーラトランジスタのベースとコレクタとを接続して形成される。また、ダイオード１３３のカソードはバイポーラトランジスタのエミッタである。
【００１５】
増幅器１００の役割を図２を用いて説明する。図２に示す多段増幅器２００はドライバー段増幅器２０１と終段増幅器２０２が縦続接続された多段増幅器であり、ドライバー段増幅器２０１は、図１に示す増幅器１００である。
【００１６】
ここで多段増幅器２００には、平均電力−３０ｄＢｍから＋０ｄＢｍの変調信号が入力された際、平均電力として−２０ｄＢｍから＋３０ｄＢｍを出力することが要求されるとする。ここで、終段増幅器２０２の最大出力電力は＋３０ｄＢｍであって利得は１０ｄＢであり、ドライバー段増幅器２０１の最大出力電力は＋２０ｄＢｍであって利得は２０ｄＢであるとする。この場合、多段増幅器２００の最小出力電力は０ｄＢｍ（＝−３０ｄＢｍ＋２０ｄＢ＋１０ｄＢ）であり、最大出力電力は３０ｄＢｍ（＝０ｄＢｍ＋２０ｄＢ＋１０ｄＢ）である。つまり、多段増幅器２００は電力−２０ｄＢｍから０ｄＢｍを出力することができない。そこで、以下に説明するようにドライバー段増幅器２０１の動作状態を切り替えることにより、多段増幅器２００の出力電力として−２０ｄＢｍから＋３０ｄＢｍを出力することが可能となる手法を説明する。
【００１７】
まず、ドライバー段増幅器２０１が増幅動作する場合について、図１（ａ）の増幅器１００を用いて説明する。第一の電源端子１０３には電圧＋３．５Ｖが印加されており、第二の電源端子１０４には電圧＋３．５Ｖが印加されている。この場合、ドライバー段トランジスタ１１１は、コレクタに電圧＋３．５Ｖが印加され、ベースに抵抗１２２と１２１で分圧されたバイアス電圧が印加された際にはオン状態となり、このとき増幅率は２０ｄＢである。一方、ダイオード１３３のアノード・カソード間にはそれぞれ電圧＋３．５Ｖが印加されており、オフ状態となっている。この状態において、入力端子１０１に変調信号が入力した場合、ドライバー段トランジスタ１１１によって増幅され、出力端子１０２から変調信号が出力される。この状態を活性動作と称する。入力端子１０１に入力される変調信号が電力−３０ｄＢｍから０ｄＢｍまで変化する場合、この変調信号はドライバー段トランジスタ１１１によって増幅率２０ｄＢで増幅され、出力端子１０２からは電力−２０ｄＢｍから＋２０ｄＢｍの変調信号が出力される。
【００１８】
次に、ドライバー段増幅器２０１が増幅動作しない場合について、図１（ｂ）を用いて説明する。第一の電源端子１０３には＋３．５Ｖが印加されており、第二の電源端子１０４には０Ｖを印加されている。この場合、トランジスタ１１１のコレクタには０Ｖが印加され、ベースには抵抗１２２を介してバイアス電圧０Ｖが印加され、トランジスタ１１１は完全にオフ状態となる。一方、ダイオード１３３のアノード・カソード間には抵抗１３２を介して電圧＋３．５Ｖが印加されているため、オン状態となっている。この状態において、入力端子１０１に変調信号が入力した場合、コンデンサ１３１を介してダイオード１３３に変調信号が入力して損失なしで出力端子１０２からは変調信号が出力される。ここではこの状態を不活性動作と称する。入力端子１０１に入力される変調信号が電力−３０ｄＢｍから０ｄＢｍまで変化する場合、出力端子１０２からは入力電力とほぼ同じ−３０ｄＢｍから０ｄＢｍの変調信号が出力される。
【００１９】
以上のような増幅器１００の２つの状態動作を、ドライバー段増幅器２０１に適用することにより、多段増幅器２００は入力電力―３０ｄＢｍから０ｄＢｍで、出力電力として−２０ｄＢｍから＋３０ｄＢｍを出力する事が可能となる。ドライバー段増幅器２０１を不活性動作した状態で入力電力を―３０ｄＢｍから−１０ｄＢｍまで変化し、多段増幅器２００から電力―２０ｄＢｍから０ｄＢｍを出力し、ドライバー段増幅器２０１を活性動作した状態で入力電力を―３０ｄＢｍから０ｄＢｍまで変化し、多段増幅器２００からは電力０ｄＢｍから＋３０ｄＢｍを出力することが可能となる。
【００２０】
また、図１の増幅器１００及び図２の増幅器２００は、送信機のアンテナを介して送信される送信信号を増幅するために、送信機に搭載されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明にかかる増幅器によれば、広いダイナミックレンジと低雑音を容易に実現することが可能であり、無線通信機器の送信機などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の一実施形態による増幅器の構成図
【図２】２段増幅器の構成図
【符号の説明】
【００２３】
１００  増幅器
１０１  入力端子
１０２  出力端子
１０３  第一の電源端子
１０４  第二の電源端子
１１１  トランジスタ
１２１  抵抗
１２２  抵抗
１３１  コンデンサ
１３２  抵抗
１３３  ダイオード
２００  多段増幅器
【図１】
2006203784.tif 000003
【図２】
2006203784.tif 000004