(57)【要約】【課題】比較的周波数帯域が近い高周波信号入力を１つにまとめて入力される複数の電力増幅器が並列接続されたマルチモード、又はマルチバンド高周波電力増幅器において、低出力時においても良好な高周波特性を実現させる。【解決手段】複数の電力増幅器１０１、１０２が並列接続されたマルチモード、マルチバンド電力増幅器において、それ等の電力増幅器１０１、１０２のコレクタＶｃｃ１、Ｖｃｃ２と電圧レギュレータ１３と電源Ｖｂａｔとの間にスイッチ２が接続されている。前記スイッチ２は、例えば電力増幅器１０１の動作時には、その電力増幅器１０１のコレクタに電圧レギュレータ１３で調整された電圧を供給し、オフしている電力増幅器１０２のコレクタには電源Ｖｂａｔの電圧を供給する。この構成では、Ｖｃｃ制御時にも、オフ中の電力増幅器１０２のコレクタ電圧が低下しないので、電力増幅器の通過アイソレーションの悪化を軽減できる。【選択図】図１
2011061448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの周波数帯域又は少なくとも２つのモードの高周波信号を電力増幅する高周波電力増幅器において、
バイポーラトランジスタにより構成される複数の電力増幅器が並列接続され、
前記複数の電力増幅器のうち少なくとも１つの電力増幅器はオフしており、
前記オフしている電力増幅器のコレクタ電圧は、オンしている電力増幅器よりも高い電圧が供給されている
ことを特徴とする高周波電力増幅器。
【請求項２】
前記請求項１記載の高周波電力増幅器において、
第１の周波数帯域に対応した第１の電力増幅器と、
第２の周波数帯域に対応した第２の電力増幅器と、
電源の電圧を調整する電圧レギュレータとを備え、
前記第１及び第２の電力増幅器の入力同士は接続されており、
更に、前記第１及び第２の電力増幅器のコレクタと前記電圧レギュレータと前記電源との間に接続されたスイッチを備え、
前記スイッチは、前記第１の電力増幅器の動作時には、前記第１の電力増幅器のコレクタを前記電圧レギュレータに接続し、前記第２の電力増幅器のコレクタを前記電源に接続し、一方、前記第２の電力増幅器の動作時には、前記第２の電力増幅器のコレクタを前記電圧レギュレータに接続し、前記第１の電力増幅器のコレクタを前記電源に接続する
ことを特徴とする高周波電力増幅器。
【請求項３】
前記請求項１記載の高周波電力増幅器において、
低出力に最適化された第１の電力増幅器と、
高出力に最適化された第２の電力増幅器と、
電源の電圧を調整する電圧レギュレータとを備え、
前記第１及び第２の電力増幅器の入力同士及び出力同士は接続されており、
更に、前記第１及び第２の電力増幅器のコレクタと前記電圧レギュレータと前記電源との間に接続されたスイッチを備え、
前記スイッチは、前記第１の電力増幅器の動作時には、前記第１の電力増幅器のコレクタを前記電圧レギュレータに接続し、前記第２の電力増幅器のコレクタを前記電源に接続し、一方、前記第２の電力増幅器の動作時には、前記第２の電力増幅器のコレクタを前記電圧レギュレータに接続し、前記第１の電力増幅器のコレクタを前記電源に接続する
ことを特徴とする高周波電力増幅器。
【請求項４】
前記請求項１、２及び３の何れか１項に記載の高周波電力増幅器において、
前記バイポーラトランジスタは、ヘテロバイポーラトランジスタにより構成される
ことを特徴とする高周波電力増幅器。
【請求項５】
前記請求項１、２、及び３の何れか１項に記載の高周波電力増幅器において、
前記バイポーラトランジスタは電界効果トランジスタに置換され、コレクタはドレインに置換される
ことを特徴とする高周波電力増幅器。
【請求項６】
前記請求項１〜５記載の高周波電力増幅器において、
前記複数の電力増幅器の前段に、各々、他の電力増幅器が接続されている
ことを特徴とする高周波電力増幅器。
【請求項７】
前記請求項１〜６記載の高周波電力増幅器において、
前記電圧レギュレータと前記電源との間に、ＤＣＤＣコンバータが接続されている
ことを特徴とする高周波電力増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波信号の電力増幅に用いられる高周波電力増幅器に関わり、特に、異なる複数の周波数帯域や異なる複数の無線通信方式に対応したマルチバンドやマルチモードの高周波増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、デジタル方式の携帯電話端末では、グローバルな使用が可能となるように、マルチバンドの周波数帯域（例えば、２ＧＨｚを中心とした帯域と９００ＭＨｚを中心とした帯域）や、マルチモードのシステム（例えば、ＧＳＭ：Global System for Mobile Communications／ＤＣＳ：Digital Communication System／ＵＭＴＳ：Universal Mobile Transmission Standard）に対応した端末の普及が急速に進んでいる。携帯電話端末において、高出力の電力増幅を行う送信電力増幅器は、通常２〜３個の高周波増幅用の半導体トランジスタを多段接続した構成が用いられている。マルチバンドやマルチモードに対応するため、様々な電力増幅器やそれを用いた無線通信装置の検討が進んでいる。
【０００３】
マルチバンド・マルチモードに対応した携帯電話用電力増幅器としては、高周波特性を確保するために、例えば特許文献１に示されるように、電力増幅器を含む複数の高周波送信回路を並列接続させた構成が用いられる。また、マルチバンド・マルチモード移動体通信端末の課題として挙げられるのが、小型化と低コスト化であり、それに対応するために近年では、ＲＦＩＣから高周波電力増幅器への高周波信号入力を比較的周波数帯域が近い（例えば２ＧＨｚ帯域と１．８ＧＨｚ帯域や、８５０ＭＨｚ帯域と９００ＭＨｚ帯域など）場合に、１つに束ねて入力する取り組みがなされている。
【０００４】
このようなマルチバンドの従来の高周波電力増幅器の構成例を図５に示す。
【０００５】
同図において、１０１は第１の電力増幅器、１０２は第２の電力増幅器、１３は電圧レギュレータである。この従来の高周波電力増幅器では、アクセス方式がＣＤＭＡ（符号分割多元接続）であるＵＭＴＳ方式を想定しており、第１の電力増幅器１０１はＢａｎｄ１（１９２０〜１９８０ＭＨｚ）、第２の電力増幅器１０２はＢａｎｄ９（１７４９．９ＭＨｚ〜１７８４．９ＭＨｚ）である。前記の通り、比較的周波数が近いバンドを１つに束ねて入力している所に特徴がある。
【０００６】
以下、図５に基づいて従来の高周波電力増幅器の詳細な構成及び動作を説明する。携帯電話がＢａｎｄ１（１９２０〜１９８０ＭＨｚ）を送信周波数として選択している場合には、第１の電力増幅器１０１がオンされる。例えばバイポーラトランジスタを用いた構成で電力増幅器が構成されている場合には、ベースに電流が印加されることによりオンされる。この時、第２の電力増幅器１０２はオフされる。例えばバイポーラトランジスタを用いた構成で電力増幅器が構成されている場合には、ベース電流が０にされることにより、オフになる。前記とは反対に、携帯電話がＢａｎｄ９（１７４９．９ＭＨｚ〜１７８４．９ＭＨｚ）を選択した場合には、第１の電力増幅器１０１がオフされ、第２の電力増幅器１０２はオンされる。
【０００７】
この時、入力信号の一部がオフ側の電力増幅器に入ってしまい、電力損失が生じたり、高周波歪が悪化するという問題が生じるのを避けるために、電界効果トランジスタ２１、２２を制御電圧Ｖｂａｎｄで切り替えてオフ側の経路に入力電力が回り込まないように対策する。ＮＯＴ回路１２を用いることにより、制御電圧Ｖｂａｎｄを電界効果トランジスタのオフ電圧以下にすると、電界効果トランジスタ２１はオフ、ＮＯＴ回路１２で反転されて電界効果トランジスタ２２はオンとなり、その正負を逆にすると、電界効果トランジスタ２２はオンし、電界効果トランジスタ２１はオフする。抵抗１９、２０は高周波信号が制御電圧Ｖｂａｎｄに回り込まないようにするために、数十ｋΩの抵抗である。
【０００８】
ここで、一般的な電圧レギュレータ１３の回路を説明する。電圧レギュレータは、負荷インピーダンス、入力電圧変動、温度、時間に拘わらず、安定した電源電圧を提供するために使用する。本従来例で示している低ドロップアウト・レギュレータ（ＬＤＯ）は、電源電圧と負荷電圧のごく僅かな差でレギュレーションを維持できるという点に特色がある。リニアタイプの電圧レギュレータは、基準電圧回路４と、出力電圧（本例では、Ｖｃｃ１とＶｃｃ２）をスケーリングしてリファレンスと比較しフィードバックするエラーアンプ３と、直列パス・トランジスタ５とで構成される。直列パス・トランジスタ５の電圧降下はエラーアンプ３で制御し、出力を必要な値に保つ。例えば、負荷電流が減少して出力が徐々に上昇する場合は、誤差電圧が増加し、エラーアンプ３の出力が上昇し、パス・トランジスタ５の両端の電圧が増加し、出力が元の値に戻る。図５では、エラーアンプ３とパス・トランジスタ（ＭＯＳトランジスタ）５とにより、電圧によって制御する電流源を構成している。出力電圧は、分圧器（２個の抵抗９、１１）でスケールダウンし、基準電圧回路４の出力電圧と比較する。エラーアンプ３の出力が、パス・トランジスタ（ＭＯＳトランジスタ）５を制御する。
【０００９】
電力増幅器は携帯電話端末において大きな電力消費を占めるため、その高効率化がバッテリーの小型化、軽量化に有効であり、高効率動作の実現が強く求められている。ＵＭＴＳ方式では、電力増幅モジュールの出力電力は常に最大ではなく、基地局までの距離、セル内で利用する端末の数等によってセル内での容量を最適化するように制御されている。このため、実際の携帯電話の動作では最大出力で使用されることはまれであり、それよりも２０〜４０ｄＢ低いところの使用頻度が高くなっており、この出力電力範囲で高効率動作を行うことが消費電力、電池容量の低減に有効である。この低出力時での高効率化のためには、低出力時に電源電圧、バイポーラトランジスタを用いた電力増幅器ではコレクタ電圧Ｖｃｃを低減することにより消費電力を削減している。この技術は、一般的にＶｃｃ制御と言われている。
【００１０】
この従来の高周波電力増幅器においても、電源（電池）の電圧Ｖｂａｔから制御信号Ｖｃｔｒｌに基づいて電圧レギュレータ１３でコレクタ電圧を低減させて、低出力時の高効率化を行っている。
【００１１】
このＶｃｃ制御を用いた電力増幅器においても、最大出力時に歪が最も大きくなるため、この時に歪の規格を満足し、高効率となるように入出力の負荷インピーダンス、バイアスの設計を行うので、低出力電力時の動作は負荷インピーダンス、バイアス点共に最適化されず、更に高効率動作を実現することが困難である。このように１種類の増幅器で最大／中／低出力電力で高効率を実現することは困難であるため、図６に示す第２の従来の高周波電力増幅器では、最大出力時に高効率、低歪となる２段増幅器１０４、１０１と、低・中電力出力時に高効率、低歪となる２段増幅器１０５、１０２との２種類の電力増幅器を内蔵し、それらを出力電力に応じてＯＮ／ＯＦＦして切り替える構成にしている。このような構成の高周波電力増幅器は例えば非特許文献１に記載されている。この第２の従来の高周波電力増幅器では、例えばバイポーラトランジスタを用いた電力増幅器の場合、ベース電流をＯＮ／ＯＦＦして、出力電力に応じて２つの電力増幅器を切り替えることにより、最大出力電力と、中出力電力の高効率、低歪を実現することが可能になった。
【００１２】
さて、本第２の従来例の図６では、入力ＩＮから見てオフしている電力増幅器が見えないようにするため、つまり、入力信号の一部がオフ側に入ってしまい、電力損失が生じたり、高周波歪が悪化するという問題が生じるのを避けるために、電界効果トランジスタ２１、２２を制御電圧Ｖｂａｎｄで切り替えてオフ側の経路に入力電力が回り込まないようにしている。具体的には、ＮＯＴ回路１２を用いることにより、制御電圧Ｖｂａｎｄを電界効果トランジスタのオフ電圧以下にすると電界効果トランジスタ２１はオフ、ＮＯＴ回路１２で反転されて電界効果トランジスタ２２はオンとなり、その正負を逆にすると、電界効果トランジスタ２２はオンし、電界効果トランジスタ２１はオフする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−３５０２２５号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】「Ｗ−ＣＤＭＡ用小型切替式電力増幅モジュール」・三菱電機技報・ｐ．３５−３８・Ｖｏｌ．８１・Ｎｏ．２・２００７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
第１の従来例を示す図５では、第１の電力増幅器１０１と第２の電力増幅器１０２とのコレクタ電圧は同じ電圧が供給されている。この構成においてＶｃｃ制御を行った場合には、一方のオンしている電力増幅器だけでなく、他方のオフしている電力増幅器に対しても同じコレクタ電圧（Ｖｃｃ１＝Ｖｃｃ２）が印加される。
【００１６】
図７（ａ）に電力増幅器１０１、１０２の一般的な回路構成を示す。同図に示す通り、バイポーラトランジスタ３１の前後に高周波のインピーダンス整合を取るための整合回路２７、２８が接続され、高周波信号が電源に回り込まないようにインダクタ２９、３０を介してベース電圧Ｖｂ、コレクタ電圧Ｖｃが供給される。図７（ｂ）にバイポーラトランジスタのオフ時の等価回路においてベース電圧（Ｖｂ）が０の時のコレクタ電圧（Ｖｃ）に対するベースーコレクタ間の容量Ｃｂｃを示す。低出力時にＶｃｃ制御を行いコレクタ電圧を下げると、ベースーコレクタ間の容量Ｃｂｃが増加することが判る。つまり、オフしている電力増幅器の入出力間のオフ容量が増大し、通過アイソレーションが悪化するという問題が生じる。
【００１７】
また、第２の従来例である図６においても、コレクタ電圧は同じ電圧が供給されているため、第１の従来例と同様に、低出力時にオフ側の電力増幅器のコレクタ電圧が低下して、通過アイソレーションが悪化することが判る。通過アイソレーションが悪化すると、オンしている電力増幅器に対して並列に容量が接続されるのと同様の効果があるため、電力増幅率が低下する。また、オンしている電力増幅器の入出力インピーダンスが変化してしまい、歪や電力効率の最適点からずれてしまう等の問題が生じる。更に、第２の従来例では、オンしている電力増幅器からの出力信号がこの容量を通じて入力側に戻ることにより発振が起こるという問題が生じる。
【００１８】
これらの課題に対して、従来の構成では、電界効果トランジスタを用いたスイッチを用いることにより課題を解決していたが、通過損失が生じたり、歪の劣化をさせないために大きなチップサイズになってしまうという問題があった。
【００１９】
本発明の目的は、前記課題を解決する特性の優れた高周波電力増幅器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記課題を解決するために、本発明では、複数の電力増幅器が並列接続されたマルチモード、マルチバンド電力増幅器において、オフしている電力増幅器のコレクタ電圧を低下させないようにする。
【００２１】
具体的に、請求項１記載の発明の高周波電力増幅器は、少なくとも２つの周波数帯域又は少なくとも２つのモードの高周波信号を電力増幅する高周波電力増幅器において、バイポーラトランジスタにより構成される複数の電力増幅器が並列接続され、前記複数の電力増幅器のうち少なくとも１つの電力増幅器はオフしており、前記オフしている電力増幅器のコレクタ電圧は、オンしている電力増幅器よりも高い電圧が供給されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の高周波電力増幅器において、第１の周波数帯域に対応した第１の電力増幅器と、第２の周波数帯域に対応した第２の電力増幅器と、電源の電圧を調整する電圧レギュレータとを備え、前記第１及び第２の電力増幅器の入力同士は接続されており、更に、前記第１及び第２の電力増幅器のコレクタと前記電圧レギュレータと前記電源との間に接続されたスイッチを備え、前記スイッチは、前記第１の電力増幅器の動作時には、前記第１の電力増幅器のコレクタを前記電圧レギュレータに接続し、前記第２の電力増幅器のコレクタを前記電源に接続し、一方、前記第２の電力増幅器の動作時には、前記第２の電力増幅器のコレクタを前記電圧レギュレータに接続し、前記第１の電力増幅器のコレクタを前記電源に接続することを特徴とする。
【００２３】
請求項３記載の発明は、前記請求項１記載の高周波電力増幅器において、低出力に最適化された第１の電力増幅器と、高出力に最適化された第２の電力増幅器と、電源の電圧を調整する電圧レギュレータとを備え、前記第１及び第２の電力増幅器の入力同士及び出力同士は接続されており、更に、前記第１及び第２の電力増幅器のコレクタと前記電圧レギュレータと前記電源との間に接続されたスイッチを備え、前記スイッチは、前記第１の電力増幅器の動作時には、前記第１の電力増幅器のコレクタを前記電圧レギュレータに接続し、前記第２の電力増幅器のコレクタを前記電源に接続し、一方、前記第２の電力増幅器の動作時には、前記第２の電力増幅器のコレクタを前記電圧レギュレータに接続し、前記第１の電力増幅器のコレクタを前記電源に接続することを特徴とする。
【００２４】
請求項４記載の発明は、前記請求項１、２及び３の何れか１項に記載の高周波電力増幅器において、前記バイポーラトランジスタは、ヘテロバイポーラトランジスタにより構成されることを特徴とする。
【００２５】
請求項５記載の発明は、前記請求項１、２、及び３の何れか１項に記載の高周波電力増幅器において、前記バイポーラトランジスタは電界効果トランジスタに置換され、コレクタはドレインに置換されることを特徴とする。
【００２６】
請求項６記載の発明は、前記請求項１〜５記載の高周波電力増幅器において、前記複数の電力増幅器の前段に、各々、他の電力増幅器が接続されていることを特徴とする。
【００２７】
請求項７記載の発明は、前記請求項１〜６記載の高周波電力増幅器において、前記電圧レギュレータと前記電源との間に、ＤＣＤＣコンバータが接続されていることを特徴とする。
【００２８】
以上により、請求項１〜７記載の発明では、Ｖｃｃ制御時にもオフしている電力増幅器のコレクタ電圧が低下することがないので、電力増幅器の通過アイソレーションの悪化を軽減することができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、請求項１〜７記載の発明の高周波電力増幅器によれば、複数の電力増幅器が並列接続されたマルチバンド・マルチモードに対応した携帯電話端末装置において、低出力時の通過容量を低減することができるので、電力増幅率やオンしている電力増幅器の入出力インピーダンスの変化による歪や電力効率の悪化を防ぐことができ、更には、オンしている電力増幅器からの出力信号のオフ側の電力増幅器からの回り込みを抑えることができるので、寄生発振を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態１に係る高周波電力増幅器の回路構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る高周波電力増幅器の回路構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態３に係る高周波電力増幅器の回路構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態４に係る高周波電力増幅器の回路構成を示す図である。
【図５】従来の第１の高周波電力増幅器の回路構成を示す図である。
【図６】従来の第２の高周波電力増幅器の回路構成を示す図である。
【図７】（ａ）は電力増幅器の回路を示す図、同図（ｂ）はバイポーラトランジスタのオフ時の等価回路においてベース電圧Ｖｂが０の時のコレクタ電圧Ｖｃに対するベースーコレクタ間の容量Ｃｂｃを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る高周波電力増幅器の回路構成を示す図である。
【００３２】
同図において、高周波電力増幅器は、第１の電力増幅器１０１、第２の電力増幅器１０２、直流電源Ｖｂａｔ、電圧レギュレータ１３、前記電圧レギュレータ１３に含まれる基準電圧回路４の制御電圧Ｖｃｔｒｌ、本発明に特徴的なスイッチ２、入力端子ＩＮ、２つの出力端子ＯＵＴ＿１、ＯＵＴ＿２を備える。前記電圧レギュレータ１３の内部構成は図５に示した従来例と同一であるので、その説明は省略する。
【００３３】
本実施形態では、周波数帯域の数が少なくとも２つ以上であれば良く、説明の簡便性を考慮して、以下の説明においては、欧州・アジアを中心に広く用いられているＢａｎｄ１（１９２０〜１９８０ＭＨｚ）、Ｂａｎｄ９（１７４９．９ＭＨｚ〜１７８４．９ＭＨｚ）のＵＭＴＳ方式の２バンドへの対応を例とする。
【００３４】
以下、図１に基づいて本実施形態の高周波電力増幅器の詳細な構成及び動作を説明する。携帯電話がＢａｎｄ１（１９２０〜１９８０ＭＨｚ）を送信周波数として選択している場合には、第１の電力増幅器１０１がオンされる。例えばバイポーラトランジスタを用いた構成でこの第１の電力増幅器１０１が構成されている場合には、ベースに電流が印加されることにより、オンされる。この時、第２の電力増幅器１０２はオフされる。例えばバイポーラトランジスタを用いた構成でこの電力増幅器１０２が構成されている場合には、ベース電流が０にされることによりオフになる。反対に、携帯電話がＢａｎｄ９（１７４９．９ＭＨｚ〜１７８４．９ＭＨｚ）を選択した場合には、第１の電力増幅器１０１がオフされ、第２の電力増幅器１０２はオンされる。
【００３５】
図１において、第１の電力増幅器１０１と第２の電力増幅器１０２との両コレクタ電圧は、スイッチ２を用いて、各々別の電圧が供給される。例えば、第１の電力増幅器１０１がオンの状態で低出力時には、制御電圧ＶｂａｎｄをＭＯＳトランジスタのオフ電圧以下にすると、ＮＯＴ回路１２の前にゲートが接続されているＭＯＳトランジスタ１４、１６はオフし、出力に接続されているＭＯＳトランジスタ１５、１７はオンして、電圧レギュレータ１３で減圧した電圧は第１の電力増幅器１０１のコレクタＶｃｃ１に供給され、Ｖｃｃ制御を行う。この時、オフしている第２の電力増幅器１０２のコレクタ電圧はＶｃｃ制御せずに電源電圧Ｖｂａｔが供給される。このようにすることにより、図７に示した通りバイポーラトランジスタがオフ、即ち、ベース電圧（Ｖｂ）が０の時のコレクタ電圧（Ｖｃ）に対するベースーコレクタ間の容量Ｃｂｃは低いまま固定することができる。これは、換言すると、オフしている第２の電力増幅器の入出力間のオフ容量を低い値に固定することができるので、通過アイソレーションが悪化を防ぐことができることを意味する。ここで、電圧レギュレータ１３の動作は従来例と同様である。
【００３６】
第２の電力増幅器１０２がオンの状態で低出力時には、制御電圧ＶｂａｎｄをＭＯＳトランジスタのオフ電圧以上にして、ＮＯＴ回路１２の前にゲートが接続されているＭＯＳトランジスタ１４、１６はオンし、出力に接続されているＭＯＳトランジスタ１５、１７はオフして、電圧レギュレータ１３で減圧した電圧は第２の電力増幅器のコレクタＶｃｃ２に供給され、Ｖｃｃ制御を行う。この時、オフしている第１の電力増幅器１０１のコレクタ電圧はＶｃｃ制御せずに電源電圧Ｖｂａｔが供給される。このようにすることにより、図７に示した通りバイポーラトランジスタがオフ、即ち、ベース電圧（Ｖｂ）が０の時のコレクタ電圧（Ｖｃ）に対するベースーコレクタ間の容量Ｃｂｃは低いまま固定することができる。これは、換言すると、オフしている第１の電力増幅器の入出力間のオフ容量を低い値に固定することができるので、通過アイソレーションが悪化を防ぐことができることを意味する。
【００３７】
本実施形態１では、ＵＭＴＳ方式のＢａｎｄ１（１９２０〜１９８０ＭＨｚ）、Ｂａｎｄ９（１７４９．９ＭＨｚ〜１７８４．９ＭＨｚ）への対応を例としていたが、別のＢａｎｄ、又は別の通信方式や通信モードで周波数が近いもの同士の入力端子を１つにまとめる構成においても同様であることはいうまでもない。
【００３８】
尚、電力増幅器１０１〜１０２は、本実施の形態ではバイポーラトランジスタを挙げたが、化合物半導体ヘテロ接合バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタを用いても同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【００３９】
（実施形態２）
図２は、本発明の実施形態２に係る高周波電力増幅器の回路構成を示す図である。
【００４０】
本実施の形態では、実施形態１を示す図１の高周波電力増幅器の前段にＵＭＴＳ方式のＢａｎｄ１（１９２０〜１９８０ＭＨｚ）、Ｂａｎｄ９（１７４９．９ＭＨｚ〜１７８４．９ＭＨｚ）の両方で動作する広帯域特性を有する電力増幅器１０３が接続されていることを特徴とする。この電力増幅器１０３のコレクタ電圧Ｖｃｃ３は、電源電圧Ｖｂａｔに接続されている。
【００４１】
本実施の形態では、広帯域特性の増幅器が一段追加された構成になっているが、２段以上の広帯域特性の増幅器が接続されていても同様であるのは言うまでもない。
【００４２】
（実施形態３）
図３は、本発明の実施形態３に係る高周波電力増幅器の回路構成を示す図である。
【００４３】
本実施の形態３では、電圧レギュレータ１３と電源Ｖｂａｔとの間にＤＣＤＣコンバータ１８を接続したことを特徴としている。本実施形態３では、ＤＣＤＣコンバータ５を用いることにより、電源電圧から電圧を昇圧することができる。これにより、オフ時の電力増幅器のコレクタ電圧を電源電圧Ｖｂａｔよりも大きくすることができる。つまり、図７におけるベース電圧が０の時のコレクタ電圧に対するベースーコレクタ間の容量Ｃｂｃが電源電圧Ｖｂａｔよりも小さくすることができるので、オフしている電力増幅器の入出力間のオフ容量を減らすことができる。
【００４４】
（実施形態４）
図４は、本発明の実施形態４に係る高周波電力増幅器の回路構成を示す図である。
【００４５】
本実施形態４は、最大出力時に高効率、低歪となる２段電力増幅器１０４、１０１と、低・中電力出力時に高効率、低歪となる２段電力増幅器１０５，１０２との２種類の電力増幅器を内蔵し、それらを出力電力に応じてＯＮ／ＯＦＦして切り替える構成になっている。本実施形態４の高周波電力増幅器では、例えばバイポーラトランジスタを用いた電力増幅器の場合、ベース電流をＯＮ／ＯＦＦすることにより、出力電力に応じて２つの電力増幅器を切り替えることにより、最大出力電力と中出力電力の高効率、低歪を実現する。
【００４６】
図４において、第１の電力増幅器１０１、１０４と第２の電力増幅器１０２、１０５のコレクタ電圧は、スイッチ２を用いて、各々別の電圧が供給される。例えば、第１の電力増幅器１０１、１０４がオフの状態には、制御電圧ＶｂａｎｄをＭＯＳトランジスタのオン電圧以上にして、ＮＯＴ回路１２の前にゲートが接続されているＭＯＳトランジスタ１４、１６はオンし、出力に接続されているＭＯＳトランジスタ１５、１７はオフして、電圧レギュレータ１３で減圧した電圧は第２の電力増幅器１０２、１０５のコレクタＶｃｃ２及びＶｃｃ５に供給され、Ｖｃｃ制御を行う。この時、オフしている第１の電力増幅器１０１、１０４のコレクタ電圧はＶｃｃ制御せずに、電源電圧Ｖｂａｔが供給される。このようにすることにより、図７に示した通り、バイポーラトランジスタがオフ、即ち、ベース電圧（Ｖｂ）が０の時のコレクタ電圧（Ｖｃ）に対するベースーコレクタ間の容量Ｃｂｃは低いまま固定することができる。これは、換言すると、オフしている電力増幅器の入出力間のオフ容量を低い値に固定することができるので、通過アイソレーションが悪化を防ぐことができることを意味する。
【００４７】
一方、第１の電力増幅器１０１、１０４がオンの状態には、制御電圧ＶｂａｎｄをＭＯＳトランジスタのオフ電圧以下にして、ＮＯＴ回路１２の前にゲートが接続されているＭＯＳトランジスタ１４、１６はオフし、出力に接続されているＭＯＳトランジスタ１５、１７はオンして、電圧レギュレータ１３で減圧した電圧は第１の電力増幅器１０１、１０４のコレクタＶｃｃ１及びＶｃｃ４に供給され、Ｖｃｃ制御を行う。この時、オフしている第２の電力増幅器１０２、１０５のコレクタ電圧はＶｃｃ制御せずに、電源電圧Ｖｂａｔが供給される。このようにすることにより、図７に示した通り、バイポーラトランジスタがオフ、即ち、ベース電圧（Ｖｂ）が０の時のコレクタ電圧（Ｖｃ）に対するベースーコレクタ間の容量Ｃｂｃは低いまま固定することができる。これは、換言すると、オフしている電力増幅器の入出力間のオフ容量を低い値に固定することができるので、通過アイソレーションが悪化を防ぐことができることを意味する。
【００４８】
尚、本実施形態では、１つのＢａｎｄを想定しているが、第１の従来例と同様に並列接続することにより、複数のＢａｎｄに対応することができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、バイポーラトランジスタを挙げたが、化合物半導体ヘテロ接合バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタを用いても同様の効果が得られるのはいうまでもない。
【００５０】
また、各々の電力増幅器の段数に制限はないのは言うまでもない。
【００５１】
更に、本発明は、前記第２〜第４の実施形態を組合せても良いのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上説明したように、本発明は、マルチバンド・マルチモードに対応した高周波電力増幅器において、電力増幅器の通過アイソレーションの悪化を軽減して、電力増幅率やオンしている電力増幅器の入出力インピーダンスの変化による歪や電力効率の悪化を防ぐことができるので、移動端末装置等に適用すると好適である。
【符号の説明】
【００５３】
１０１〜１０５              高周波電力増幅器
２                          スイッチ
３                          エラーアンプ
４                          基準電圧回路
５、１４〜１７              ＭＯＳトランジスタ
９，１１、１９，
２０，２３，２５          抵抗
１２                        ＮＯＴ回路
１３                        電圧レギュレータ
１８                        ＤＣＤＣコンバータ
２１、２２、２４，２６      電界効果トランジスタ
２７，２８                  整合回路
２９，３０                  インダクタ
３１                        バイポーラトランジスタ
【図１】
2011061448.tif 000003
【図２】
2011061448.tif 000004
【図３】
2011061448.tif 000005
【図４】
2011061448.tif 000006
【図５】
2011061448.tif 000007
【図６】
2011061448.tif 000008
【図７】
2011061448.tif 000009