(57)【要約】【課題】ゲインディスパージョンの特性を改善することのできる電力増幅回路を提案する。【解決手段】電力増幅回路１０は、トランジスタＱ２と、バイアス電流源６０と、調整回路７０とを備える。トランジスタＱ２は、可変電源電圧Ｖｃｃ２の供給を受けて、ＲＦ信号を増幅する。バイアス電流源６０は、第１の電流経路Ｌ１を通じてトランジスタＱ２のベースにバイアス電流を供給する。調整回路７０は、可変電源電圧Ｖｃｃ２が低い程、バイアス電流源６０から第２の電流経路Ｌ２を通じて整合回路８０の入力端子８０Ａに流れる電流を増大させ、バイアス電流源６０から第２の電流経路Ｌ２を通じて入力端子８０Ａに流れる電流が増大する程、バイアス電流源６０から第１の電流経路Ｌ１を通じてトランジスタＱ２のベースに流れるバイアス電流を減少させる。【選択図】図１
2018195954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子及び出力端子を有する整合回路と、
前記出力端子に接続するベースと、第１の電圧以上第２の電圧以下の可変電源電圧の供給を受けるコレクタとを有するトランジスタであって、前記入力端子から前記整合回路及び前記出力端子を通じて前記ベースに入力されるＲＦ信号を増幅する、トランジスタと、
第１の電流経路を通じて前記トランジスタのベースにバイアス電流を供給するバイアス電流源と、
前記トランジスタのベースに供給される前記バイアス電流を前記可変電源電圧に応じて調整する調整回路と、を備え、
前記第１の電圧より高く前記第２の電圧より低い電圧を第３の電圧とし、
前記可変電源電圧が前記第１の電圧以上前記第３の電圧以下のときに、前記調整回路は、前記可変電源電圧が低い程、前記バイアス電流源から第２の電流経路を通じて前記入力端子に流れる電流を増大させ、前記バイアス電流源から前記第２の電流経路を通じて前記入力端子に流れる電流が増大する程、前記バイアス電流源から前記第１の電流経路を通じて前記トランジスタのベースに流れるバイアス電流を減少させる、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、
前記調整回路は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタと、第１の抵抗素子と、第２の抵抗素子と、第３の抵抗素子とを備え、
前記ヘテロ接合バイポーラトランジスタのエミッタは、前記第１の抵抗素子を通じて前記第１の電流経路に接続しており、
前記ヘテロ接合バイポーラトランジスタのベースは、前記第２の抵抗素子を通じて前記バイアス電流源に接続しており、
前記ヘテロ接合バイポーラトランジスタのコレクタは、前記第３の抵抗素子を通じて前記入力端子に接続しており、
前記第２の電流経路は、前記バイアス電流源から前記第２の抵抗素子、前記ヘテロ接合バイポーラトランジスタのベース・コレクタ間、及び前記第３の抵抗素子を通じて前記入力端子に電流が流れる経路である、電力増幅回路。
【請求項３】
請求項２に記載の電力増幅回路であって、
前記バイアス電流源は、第１のダイオードと、第２のダイオードと、エミッタフォロワトランジスタとを備え、
前記第１のダイオードのアノードは、電源端子に接続しており、
前記第１のダイオードのカソードは、前記第２のダイオードのアノードに接続しており、
前記第２のダイオードのカソードは、グランドに接続しており、
前記エミッタフォロワトランジスタのベースは、前記第１のダイオードのアノードに接続するとともに、前記第２の電流経路を通じて前記第２の抵抗素子に接続しており、
前記エミッタフォロワトランジスタのエミッタは、前記第１の電流経路を通じて前記トランジスタのベースに接続している、電力増幅回路。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の電力増幅回路であって、
前記ヘテロ接合バイポーラトランジスタのベース・コレクタ間に接続する第１の容量素子を更に備える、電力増幅回路。
【請求項５】
請求項２から４のうち何れか１項に記載の電力増幅回路であって、
前記第３の抵抗素子に並列に接続する第２の容量素子を更に備える、電力増幅回路。
【請求項６】
請求項２から４のうち何れか１項に記載の電力増幅回路であって、
前記第３の抵抗素子の一端は、前記入力端子に接続しており、
前記第３の抵抗素子の他端は、前記ヘテロ接合バイポーラトランジスタのコレクタに接続しており、
前記第１の抵抗素子の一端は、前記第１の電流経路に接続しており、
前記第１の抵抗素子の他端は、前記ヘテロ接合バイポーラトランジスタのエミッタに接続しており、
前記電力増幅回路は、前記第３の抵抗素子の一端と前記第１の抵抗素子の他端との間に接続する第３の容量素子を更に備える、電力増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力増幅回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの移動通信端末においては、基地局へ送信するＲＦ（Radio Frequency）信号を増幅する電力増幅回路が用いられている。電力増幅回路は、ＲＦ信号を増幅するトランジスタと、トランジスタのバイアスポイントを制御するバイアス回路とを備えている。この種のバイアス回路として、例えば、特許文献１に記載されているように、トランジスタにバイアス信号を供給するエミッタフォロワトランジスタと、このエミッタフォロワトランジスタのコレクタに供給される定電圧を生成するための定電圧生成回路とを備えたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１７１１７０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に記載のバイアス回路を用いると、ゲインディスパージョンの特性が顧客の要求する特性を満たさないことがある。ゲインディスパージョンとは、トランジスタに供給される電源電圧の変化に対する利得の差を意味し、包絡線追跡電源回路の性能を引き出すには、ゲインディスパージョンの特性の改善が望まれる。
【０００５】
そこで、本発明は、ゲインディスパージョンの特性を改善することのできる電力増幅回路を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するため、本発明に関わる電力増幅回路は、（i）入力端子及び出力端子を有する整合回路と、（ii）出力端子に接続するベースと、第１の電圧以上第２の電圧以下の可変電源電圧の供給を受けるコレクタとを有するトランジスタであって、入力端子から整合回路及び出力端子を通じてベースに入力されるＲＦ信号を増幅する、トランジスタと、（iii）第１の電流経路を通じてトランジスタのベースにバイアス電流を供給するバイアス電流源と、（iv）トランジスタのベースに供給されるバイアス電流を可変電源電圧に応じて調整する調整回路と、を備える。第１の電圧より高く第２の電圧より低い電圧を第３の電圧とする。可変電源電圧が第１の電圧以上第３の電圧以下のときに、調整回路は、可変電源電圧が低い程、バイアス電流源から第２の電流経路を通じて入力端子に流れる電流を増大させ、バイアス電流源から第２の電流経路を通じて入力端子に流れる電流が増大する程、バイアス電流源から第１の電流経路を通じてトランジスタのベースに流れるバイアス電流を減少させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に関わる電力増幅回路によれば、ゲインディスパージョンの特性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１に関わる電力増幅回路の回路図である。
【図２】本発明の実施形態１に関わるＲＦ信号を増幅するトランジスタに供給される可変電源電圧と、そのトランジスタに供給されるバイアス電流を調整するヘテロ接合バイポーラトランジスタのベース・コレクタ間の電圧との関係を表すグラフである。
【図３】本発明の実施形態１に関わるＲＦ信号を増幅するトランジスタに供給される可変電源電圧と、そのトランジスタに供給されるバイアス電流との関係を表すグラフである。
【図４】本発明の実施形態１に関わるＲＦ信号を増幅するトランジスタに供給される可変電源電圧と、そのトランジスタのコレクタに流れる電流との関係を表すグラフである
【図５】本発明の実施形態１に関わるＲＦ信号を増幅するトランジスタに供給される可変電源電圧と、そのトランジスタに供給されるバイアス電流を調整する調整回路を流れる電流との関係を表すグラフである。
【図６】本発明の実施形態１に関わるＲＦ信号を増幅するトランジスタに供給される可変電源電圧と、そのトランジスタに供給されるバイアス電流を調整する調整回路を流れる電流との関係を表すグラフである。
【図７】本発明の実施形態１に関わるＲＦ信号を増幅するトランジスタに供給される可変電源電圧と、そのトランジスタに供給されるバイアス電流を調整する調整回路を流れる電流との関係を表すグラフである。
【図８】比較例に関わる電力増幅回路の回路図である。
【図９】本発明の実施形態１に関わる電力増幅回路の出力電力と利得との関係を表すグラフである。
【図１０】比較例に関わる電力増幅回路の出力電力と利得との関係を表すグラフである。
【図１１】本発明の実施形態２に関わる電力増幅回路の回路図である。
【図１２】本発明の実施形態２に関わるＲＦ信号を増幅するトランジスタのベースの電位と、そのトランジスタの前段にカスケード接続するトランジスタに供給される可変電源電圧との関係を表すグラフである。
【図１３】本発明の実施形態３に関わる電力増幅回路の回路図である。
【図１４】本発明の実施形態４に関わる電力増幅回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、各図を参照しながら本発明の各実施形態について説明する。ここで、同一符号の回路素子は、同一の回路素子を示すものとし、重複する説明を省略する。
図１は、本発明の実施形態１に関わる電力増幅回路１０の回路図である。電力増幅回路１０は、携帯電話などの移動通信端末において、入力信号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、これを増幅信号ＲＦｏｕｔとして出力する。入力信号ＲＦｉｎは、例えば、ＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）等により所定の通信方式に応じて変調されたＲＦ信号である。
【００１０】
電力増幅回路１０は、トランジスタＱ１，Ｑ２と、バイアス電流源５０，６０と、調整回路７０と、整合回路８０を備えている。トランジスタＱ１は、トランジスタＱ２の前段にカスケード接続している。トランジスタＱ１は、ドライバ段増幅器として機能し、トランジスタＱ２は、出力段増幅器として機能する。トランジスタＱ１は、エミッタ接地されており、そのベースには、容量素子Ｃ１を通じて入力信号ＲＦｉｎが供給され、そのコレクタからは増幅信号が出力される。トランジスタＱ１のコレクタには、可変電源電圧Ｖｃｃ１が供給される。トランジスタＱ２は、エミッタ接地されており、そのベースには、トランジスタＱ１からの増幅信号が入力され、そのコレクタからは更に増幅された増幅信号ＲＦｏｕｔが出力される。トランジスタＱ２のコレクタには、可変電源電圧Ｖｃｃ２が供給される。なお、可変電源電圧Ｖｃｃ１，Ｖｃｃ２は、例えば、包絡線追跡電源回路（図示せず）から供給される。また、トランジスタＱ１，Ｑ２は、例えば、ヘテロ接合バイポーラトランジスタである。
【００１１】
トランジスタＱ１，Ｑ２の間には、両者間のインピーダンスを整合させる整合回路８０が接続されている。整合回路８０は、入力端子８０Ａ、出力端子８０Ｂ、信号線８０Ｃ、容量素子Ｃ８１，Ｃ８２、及びインダクタ素子Ｌ８０を備えている。入力端子８０Ａは、トランジスタＱ１のコレクタに接続し、出力端子８０Ｂは、トランジスタＱ２のベースに接続している。信号線８０Ｃは、入力端子８０Ａと出力端子８０Ｂとを接続している。容量素子Ｃ８１，Ｃ８２は、信号線８０Ｃに沿って入力端子８０Ａと出力端子８０Ｂとの間に接続されている。インダクタ素子Ｌ８０は、信号線８０Ｃとグランドとの間にシャント接続されている。トランジスタＱ１からの増幅信号（ＲＦ信号）は、入力端子８０Ａから整合回路８０及び出力端子８０Ｂを通じてトランジスタＱ２のベースに入力される。
【００１２】
バイアス電流源５０は、トランジスタＱ１のバイアスポイントを制御するバイアス電流を、抵抗素子Ｒ１を通じて、トランジスタＱ１のベースに供給する。バイアス電流源５０は、エミッタフォロワトランジスタＱ５０と、ダイオードＤ５１，Ｄ５２を備えている。エミッタフォロワトランジスタＱ５０のベースは、ダイオードＤ５１のアノードに接続するとともに、容量素子Ｃ５０を通じてグランドに接続している。また、エミッタフォロワトランジスタＱ５０のエミッタは、抵抗素子Ｒ１を通じてトランジスタＱ１のベースに接続している。ダイオードＤ５１のアノードは、抵抗素子Ｒ５０を通じて、電源端子５１に接続している。電源端子５１は、一定の電圧又は電流を供給する。ダイオードＤ５２のアノードは、ダイオードＤ５１のカソードに接続している。ダイオードＤ５２のカソードは、グランドに接続している。なお、ダイオードＤ５１，Ｄ５２は、例えば、ダイオード接続されたバイポーラトランジスタである。ダイオード接続とは、バイポーラトランジスタのベースとコレクタとを接続することを意味し、ダイオード接続されたバイポーラトランジスタは、ダイオードと等価な２極素子として振る舞う。ダイオード接続されたバイポーラトランジスタの二つの端子のうち、順方向バイアス時に電位の高い方を「アノード」と呼び、電位の低い方を「カソード」と呼ぶ。但し、ダイオードＤ５１，Ｄ５２は、ダイオード接続されたバイポーラトランジスタに限られるものではなく、例えば、ＰＮ接合ダイオードでもよい。
【００１３】
バイアス電流源６０は、トランジスタＱ２のバイアスポイントを制御するバイアス電流を、抵抗素子Ｒ２を通じて、トランジスタＱ２のベースに供給する。バイアス電流源６０は、エミッタフォロワトランジスタＱ６０と、ダイオードＤ６１，Ｄ６２とを備えている。エミッタフォロワトランジスタＱ６０のベースは、ダイオードＤ６１のアノードに接続するとともに、容量素子Ｃ６０を通じてグランドに接続している。また、エミッタフォロワトランジスタＱ６０のエミッタは、抵抗素子Ｒ２を通じてトランジスタＱ２のベースに接続している。ダイオードＤ６１のアノードは、抵抗素子Ｒ６０を通じて、電源端子６１に接続している。電源端子６１は、一定の電圧又は電流を供給する。ダイオードＤ６２のアノードは、ダイオードＤ６１のカソードに接続している。ダイオードＤ６２のカソードは、グランドに接続している。なお、ダイオードＤ６１，Ｄ６２は、例えば、ダイオード接続されたバイポーラトランジスタでもよく、或いは、ＰＮ接合ダイオードでもよい。
【００１４】
調整回路７０は、トランジスタＱ２のベースに供給されるバイアス電流を可変電源電圧Ｖｃｃ２に応じて調整する。調整回路７０は、トランジスタＱ７０と、抵抗素子Ｒ７１，Ｒ７２，Ｒ７３とを備えている。トランジスタＱ７０のエミッタは、抵抗素子Ｒ７１，Ｒ２を通じてトランジスタＱ２のベースに接続するとともに、エミッタフォロワトランジスタＱ６０のエミッタにも接続している。トランジスタＱ７０のベースは、抵抗素子Ｒ７２を通じてエミッタフォロワトランジスタＱ６０のベースに接続している。トランジスタＱ７０のコレクタは、抵抗素子Ｒ７３を通じて整合回路８０の入力端子８０Ａに接続している。トランジスタＱ７０は、そのエミッタとベースとがヘテロ接合を形成するヘテロ接合バイポーラトランジスタであり、エミッタのバンドギャップは、ベースのバンドギャップより大きい。
【００１５】
ここで、抵抗素子Ｒ７１，Ｒ７２，Ｒ７３のそれぞれを流れる電流をＩｓｕｂ，Ｉｓｕｂ＿ｂ，Ｉｓｕｂ＿ｃとする。また、エミッタフォロワトランジスタＱ６０のエミッタから出力される電流をＩｅｆ＿ｐｗｒとし、トランジスタＱ２のベースに供給されるバイアス電流をＩｂｉａｓとし、トランジスタＱ２のコレクタに流れる電流をＩｃｃ２とする。トランジスタＱ７０のベース・コレクタ間の電圧をＶｃｅとする。Ｉｂｉａｓ＝Ｉｅｆ＿ｐｗｒ＋Ｉｓｕｂであるから、電流Ｉｅｆ＿ｐｗｒ及び電流Ｉｓｕｂは、それぞれ、トランジスタＱ２のバイアスポイントの調整に部分的に寄与している。このため、本明細書では、電流Ｉｅｆ＿ｐｗｒ及び電流Ｉｓｕｂのそれぞれを「バイアス電流」と呼ぶことがある。なお、Ｉｓｕｂ＝Ｉｓｕｂ＿ｂ＋Ｉｓｕｂ＿ｃである。
【００１６】
次に、図２から図７を参照しながら、電力増幅回路１０の動作について説明する。図２の符号２００は、トランジスタＱ７０の電圧Ｖｃｅと可変電源電圧Ｖｃｃ２との関係を表すグラフを示している。図２の横軸は可変電源電圧Ｖｃｃ２を示し、図２の縦軸は電圧Ｖｃｅを示す。図３の符号３０１は、電流Ｉｅｆ＿ｐｗｒと可変電源電圧Ｖｃｃ２との関係を表すグラフを示している。図３の横軸は可変電源電圧Ｖｃｃ２を示し、図３の縦軸は電流Ｉｅｆ＿ｐｗｒを示している。図４の符号４０１は、電流Ｉｃｃ２と可変電源電圧Ｖｃｃ２との関係を表すグラフを示している。図４の横軸は可変電源電圧Ｖｃｃ２を示し、図４の縦軸は電流Ｉｃｃ２を示す。図５の符号５００は、電流Ｉｓｕｂ＿ｃと可変電源電圧Ｖｃｃ２との関係を表すグラフを示す。図５の横軸は可変電源電圧Ｖｃｃ２を示し、図５の縦軸は電流Ｉｓｕｂ＿ｃを示す。図６の符号６００は、電流Ｉｓｕｂ＿ｂと可変電源電圧Ｖｃｃ２との関係を表すグラフを示している。図６の横軸は可変電源電圧Ｖｃｃ２を示し、図６の縦軸は電流Ｉｓｕｂ＿ｂを示す。図７の符号７００は、電流Ｉｓｕｂと可変電源電圧Ｖｃｃ２との関係を表すグラフを示している。図７の横軸は可変電源電圧Ｖｃｃ２を示し、図７の縦軸は電流Ｉｓｕｂを示す。なお、図２から図７に示すグラフでは、可変電源電圧Ｖｃｃ２の範囲を、０Ｖ以上４．５Ｖ以下として、シミュレーションした結果を示している。トランジスタＱ２のコレクタに実際に供給される可変電源電圧Ｖｃｃ２の範囲は、必ずしもこのシミュレーション範囲に限られるものではない。本明細書では、可変電源電圧Ｖｃｃ２の下限電圧を「第１の電圧」と呼び、可変電源電圧Ｖｃｃ２の上限電圧を「第２の電圧」と呼ぶ。第１の電圧は、例えば、１．０Ｖであり、第２の電圧は、例えば、４．５Ｖである。
【００１７】
トランジスタＱ７０は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタであるため、ベース・コレクタ間のＰＮ接合のオン電圧（約１．１Ｖ）と、ベース・エミッタ間のＰＮ接合のオン電圧（約１．３Ｖ）とは異なる。このため、可変電源電圧Ｖｃｃ２が、第１の電圧より高く、且つ第２の電圧より低い、ある電圧（例えば、約１．５Ｖ）を境に、トランジスタＱ７０は、異なる挙動を示す。本明細書では、この電圧を「第３の電圧」と呼ぶ。可変電源電圧Ｖｃｃ２が第３の電圧より高く第２の電圧より低い範囲では、トランジスタＱ７０は、エミッタフォロワ回路として動作する。一方、可変電源電圧Ｖｃｃ２が第１の電圧以上第３の電圧以下の範囲では、トランジスタＱ７０は、二つのＰＮ接合ダイオードとして動作する。説明の便宜上、バイアス電流源６０から抵抗素子Ｒ２を通じてトランジスタＱ２のベースに電流が流れる経路を「第１の電流経路」と呼ぶ。トランジスタＱ７０のエミッタは、抵抗素子Ｒ７１を通じて第１の電流経路Ｌ１に接続している。また、バイアス電流源６０から抵抗素子Ｒ７２、トランジスタＱ７０のベース・コレクタ間、及び抵抗素子Ｒ７３を通じて入力端子８０Ａに電流が流れる経路を「第２の電流経路」と呼ぶ。エミッタフォロワトランジスタＱ６０のベースは、抵抗素子Ｒ７２を通じて第２の電流経路Ｌ２に接続している。エミッタフォロワトランジスタＱ６０のエミッタは、第１の電流経路Ｌ１を通じてトランジスタＱ２のベースに接続している。また、入力端子８０Ａから抵抗素子Ｒ７３、トランジスタＱ７０のコレクタ・エミッタ間、抵抗素子Ｒ７１、及び抵抗素子Ｒ２を通じてトランジスタＱ２のベースに電流が流れる経路を「第３の電流経路」と呼ぶ。
【００１８】
トランジスタＱ７０がエミッタフォロワ回路として動作するときは、バイアス電流源６０から第１の電流経路Ｌ１を通じてトランジスタＱ２のベースに電流Ｉｅｆ＿ｐｗｒが流れるとともに、入力端子８０Ａから第３の電流経路を通じてトランジスタＱ２のベースに電流Ｉｓｕｂが流れる。このとき、電流Ｉｓｕｂ＿ｂは、無視できる程に少ないため（図６参照）、電流Ｉｓｕｂは、電流Ｉｓｕｂ＿ｃにほぼ等しくなる。
【００１９】
一方、トランジスタＱ７０が二つのＰＮ接合ダイオードとして動作するときは、バイアス電流源６０から第２の電流経路Ｌ２を通じて入力端子８０Ａに電流が流れる。これは、トランジスタＱ７０のベース・コレクタ間のＰＮ接合のオン電圧がベース・エミッタ間のオン電圧より低いため、トランジスタＱ７０のベース・コレクタ間に優勢的に電流が流れるためである。このとき、電流Ｉｓｕｂ＿ｃが流れる方向は、図１に示す方向とは逆向きである。調整回路７０は、可変電源電圧Ｖｃｃ２が低い程、バイアス電流源６０から第２の電流経路Ｌ２を通じて入力端子８０Ａに流れる電流Ｉｓｕｂ＿ｃを増大させる（図５参照）。調整回路７０は、バイアス電流源６０から第２の電流経路Ｌ２を通じて入力端子８０Ａに流れる電流Ｉｓｕｂ＿ｃが増大する程、バイアス電流源６０から第１の電流経路Ｌ１を通じてトランジスタＱ２のベースに流れるバイアス電流Ｉｅｆ＿ｐｗｒを減少させる（図３参照）。バイアス電流Ｉｅｆ＿ｐｗｒの減少により、トランジスタＱ２のコレクタに流れる電流Ｉｃｃ２も減少する（図４参照）。これにより、可変電源電圧Ｖｃｃ２が第１の電圧以上第３の電圧以下の範囲にあるときのトランジスタＱ２の利得を下げることができる。抵抗素子Ｒ７３の抵抗値を適切な値に選択することで、バイアス電流Ｉｅｆ＿ｐｗｒが下がり過ぎないように調整できる。例えば、可変電源電圧Ｖｃｃ２が最低になる第１の電圧のときのトランジスタＱ２の利得を、トランジスタＱ２の最高出力時に効率が最大になるときの利得よりも下げることができる。これにより、電力増幅回路１０のゲインディスパージョンを改善できる。
【００２０】
図８は、比較例に関わる電力増幅回路９０の回路図である。比較例に関わる電力増幅回路９０は、調整回路７０を備えていない点で、実施形態１に関わる電力増幅回路１０とは異なる。図３の符号３０２は、比較例に関わる電力増幅回路９０におけるバイアス電流Ｉｅｆ＿ｐｗｒのグラフを示している。同様に、図４の符号４０２は、比較例に関わる電力増幅回路９０における電流Ｉｃｃ２のグラフを示している。図３に示すシミュレーション結果から、調整回路７０の作用により、可変電源電圧Ｖｃｃ２が第１の電圧時付近では、電力増幅回路１０のＩｅｆ＿ｐｗｒが減少している。また、可変電源電圧Ｖｃｃ２が第２の電圧付近では、電力増幅回路１０のバイアス電流Ｉｅｆ＿ｐｗｒが電力増幅回路９０のバイアスＩｅｆ＿ｐｗｒの値に近づいている。従って、ゲインディスパージョンの特性を改善するのに必要十分な程度にバイアス電流Ｉｅｆ＿ｐｗｒを減少させることができることが分かる。
【００２１】
図９の符号９０１，９０２，９０３，９０４は、可変電源電圧Ｖｃｃ２を、それぞれ、３．８Ｖ，２Ｖ，１．４Ｖ，１Ｖとしたときの実施形態１に関わる電力増幅回路１０の利得と出力電力との関係を示す。図９の横軸は出力電力を示し、図９の縦軸は利得を示す。一方、図１０の符号１００１，１００２，１００３，１００４は、可変電源電圧Ｖｃｃ２を、それぞれ、３．８Ｖ，２Ｖ，１．４Ｖ，１Ｖとしたときの比較例に関わる電力増幅回路９０の利得と出力電力との関係を示す。図１０の横軸は出力電力を示し、図１０の縦軸は利得を示す。図９に示すシミュレーション結果から、実施形態１に関わる電力増幅器１０の構成では、可変電源電圧Ｖｃｃ２の電圧に応じて、出力電力が５ｄＢｍ時の利得に差がみられている。一方、図１０に示す比較例の構成では、可変電圧Ｖｃｃ２の電圧に応じて、出力電力が５ｄＢｍ時の利得が図９に比べて利得の差が小さい。従って、実施形態１の構成では、可変電源電圧Ｖｃｃ２の変化に応じて利得が大きく変化させることができている。よって、ゲインディスパージョンの特性を改善することができている。
【００２２】
以上説明したように、実施形態１に関わる電力増幅回路１０によれば、可変電源電圧Ｖｃｃ２が第１の電圧以上第３の電圧以下の範囲にあるときに、トランジスタＱ７０が二つのＰＮ接合ダイオードとして動作することにより、トランジスタＱ２のベースに流れるバイアス電流Ｉｅｆ＿ｐｗｒを減少させることができる。これにより、電力増幅回路１０のゲインディスパージョンの特性を改善できる。特に、トランジスタＱ７０として用いられるヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいては、ベース・コレクタ間のＰＮ接合のオン電圧と、ベース・エミッタ間のＰＮ接合のオン電圧とは異なる。このような特性を利用することにより、トランジスタＱ７０が二つのＰＮ接合ダイオードとして動作するときに、バイアス電流源６０から第２の電流経路Ｌ２を通じて入力端子８０Ａに電流Ｉｓｕｂ＿ｃを流すことができる。そして、バイアス電流源６０から第２の電流経路Ｌ２を通じて入力端子８０Ａに流れる電流Ｉｓｕｂ＿ｃが増大する程、バイアス電流源６０から第１の電流経路Ｌ１を通じてトランジスタＱ２のベースに流れるバイアス電流Ｉｅｆ＿ｐｗｒを減少させることができる。また、バイアス電流源６０は、エミッタフォロワトランジスタＱ６０から構成されているため、安定したバイアス電流Ｉｅｆ＿ｐｗｒを供給できる。
【００２３】
なお、上述の説明では、トランジスタＱ７０として、ヘテロ接合バイポーラトランジスタを例示したが、トランジスタＱ７０として、電界効果トランジスタを用いても同様の作用効果を奏することができる。また、上述の説明では、バイアス電流源６０からトランジスタＱ２に供給されるバイアス電流を調整回路７０で調整する例を示したが、バイアス電流源５０からトランジスタＱ１に供給されるバイアス電流を調整回路７０で調整してもよい。
【００２４】
図１１は、本発明の実施形態２に関わる電力増幅回路２０の回路図である。実施形態２に関わる電力増幅回路２０の調整回路７０のトランジスタＱ７０は、そのベース・コレクタ間に接続する容量素子Ｃ７１を備えている点において、実施形態１に関わる電力増幅回路１０の調整回路７０のトランジスタＱ７０とは異なる。
【００２５】
図１２の符号１２０１は、実施形態２に関わる電力増幅回路２０のトランジスタＱ１のコレクタに供給される可変電源電圧Ｖｃｃ１の時間変化を表すグラフを示す。図１２の符号１２０２は、実施形態２に関わる電力増幅回路２０のトランジスタＱ２のベース電位の時間変化を表すグラフを示す。図１２の符号１２０３は、比較例に関わる電力増幅回路９０のトランジスタＱ２のベース電位の時間変化を表すグラフを示す。図１２のシミュレーション結果から、可変電源電圧Ｖｃｃ１が変調信号である場合に、トランジスタＱ７０のベース・コレクタ間に容量素子Ｃ７１を接続することにより、トランジスタＱ２のベース電位の位相遅れを抑制できることが分かる。
【００２６】
図１３は、本発明の実施形態３に関わる電力増幅回路３０の回路図である。実施形態３に関わる電力増幅回路３０の調整回路７０は、抵抗素子Ｒ７３に並列に接続する容量素子Ｃ７２を備えている点で、実施形態２に関わる電力増幅回路２０の調整回路７０とは異なる。また、実施形態３に関わる電力増幅回路３０の調整回路７０は、抵抗素子Ｒ７３と入力端子８０Ａとの間に接続する抵抗素子Ｒ７４を備えている点においても、実施形態２に関わる電力増幅回路２０の調整回路７０とは異なる。このような回路構成によれば、トランジスタＱ１から出力されるＲＦ信号を第３の電流経路に導くことにより、電力増幅回路３０の振幅対位相特性（ＡＭ−ＰＭ特性）を改善できる。
【００２７】
図１４は、本発明の実施形態４に関わる電力増幅回路４０の回路図である。実施形態４に関わる電力増幅回路４０の調整回路７０は、容量素子Ｃ７２に替えて、容量素子Ｃ７３を備えている点で、実施形態３に関わる電力増幅回路３０の調整回路７０とは異なる。ここで、抵抗素子Ｒ７３の一端７３Ａは、抵抗素子Ｒ７４を通じて入力端子８０Ａに接続している。抵抗素子Ｒ７３の他端７３Ｂは、トランジスタＱ７０のコレクタに接続している。抵抗素子Ｒ７１の一端７１Ａは、第１の電流経路Ｌ１に接続している。抵抗素子Ｒ７１の他端７１Ｂは、トランジスタＱ７０のエミッタに接続している。容量素子Ｃ７３は、抵抗素子Ｒ７３の一端７３Ａと抵抗素子Ｒ７１の他端７１Ｂとの間に接続している。このような回路構成によれば、トランジスタＱ１から出力されるＲＦ信号を第３の電流経路に導くことにより、電力増幅回路４０の振幅対位相特性（ＡＭ−ＰＭ特性）を改善できる。
【００２８】
なお、本明細書では、抵抗素子Ｒ７１，Ｒ７２，Ｒ７３のそれぞれを区別する場合、抵抗素子Ｒ７１を「第１の抵抗素子」呼び、抵抗素子Ｒ７２を「第２の抵抗素子」と呼び、抵抗素子Ｒ７３を「第３抵抗素子」と呼ぶことがある。また、ダイオードＤ６１，Ｄ６２を区別する場合、ダイオードＤ６１を「第１のダイオード」と呼び、ダイオードＤ６２を「第２のダイオード」と呼ぶことがある。また、容量素子Ｃ７１，Ｃ７２，Ｃ７３を区別する場合、容量素子Ｃ７１を「第１の容量素子」と呼び、容量素子Ｃ７２を「第２の容量素子」と呼び、容量素子Ｃ７３を「第３の容量素子」と呼ぶことがある。
【００２９】
以上説明した実施形態は、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、変更又は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。即ち、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。実施形態が備える素子及びその配置などは、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。
【符号の説明】
【００３０】
１０，２０，３０，４０…電力増幅回路  ５０，６０…バイアス電流源  ７０…調整回路  ８０…整合回路  ８０Ａ…入力端子  ８０Ｂ…出力端子  Ｑ１，Ｑ２，Ｑ７０…トランジスタ  Ｑ５０，Ｑ６０…エミッタフォロワトランジスタ  Ｄ５１，Ｄ５２，Ｄ６１，Ｄ６２…ダイオード  Ｃ７１，Ｃ７２，Ｃ７３…容量素子  Ｒ７１，Ｒ７２，Ｒ７３…抵抗素子
【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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