(57)【要約】【課題】高周波信号を広い帯域で好適に増幅することを可能とする。【解決手段】電力増幅回路は、送信周波数帯域内の高周波信号を増幅対象とする電力増幅回路であって、高周波信号の電力を増幅して出力する増幅器と、バイアス回路と、増幅器の信号入力端とバイアス回路のバイアス電流出力端との間に接続され、送信周波数帯域内で減衰する周波数特性を有するインピーダンス回路と、を備える。インピーダンス回路は、信号入力端に接続される第１のインピーダンス回路と、第１のインピーダンス回路とバイアス電流出力端との間に接続される第２のインピーダンス回路と、を含む。【選択図】図１
2019118094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信周波数帯域内の高周波信号を増幅対象とする電力増幅回路であって、
高周波信号の電力を増幅して出力する増幅器と、
バイアス回路と、
前記増幅器の信号入力端と前記バイアス回路のバイアス電流出力端との間に接続され、前記送信周波数帯域内で減衰する周波数特性を有するインピーダンス回路と、
を備え、
前記インピーダンス回路は、
前記信号入力端に接続される第１のインピーダンス回路と、
前記第１のインピーダンス回路と前記バイアス電流出力端との間に接続される第２のインピーダンス回路と、
を含む、
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、
前記インピーダンス回路の前記送信周波数帯域内の減衰量は、１０ｄＢ以上である、
電力増幅回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電力増幅回路であって、
前記第１のインピーダンス回路及び前記第２のインピーダンス回路のいずれか一方は、
前記信号入力端と前記バイアス電流出力端との間に並列に設けられた誘導性素子と容量性素子とを含むＬＣ並列共振回路である、
電力増幅回路。
【請求項４】
請求項３に記載の電力増幅回路であって、
前記ＬＣ並列共振回路の共振周波数は、前記送信周波数帯域内に設定されている、
電力増幅回路。
【請求項５】
請求項３または４に記載の電力増幅回路であって、
前記第１のインピーダンス回路及び前記第２のインピーダンス回路の他方は、
前記信号入力端と前記バイアス電流出力端との間に並列に設けられた第１のＴ型回路と第２のＴ型回路とを含むノッチフィルタ回路であり、
前記第１のＴ型回路は、
前記信号入力端と前記バイアス電流出力端との間に直列に設けられた２つの抵抗性素子と、
前記２つの抵抗性素子の接続点と基準電位との間に接続された容量性素子と、
を含み、
前記第２のＴ型回路は、
前記２つの抵抗性素子からなる直列回路の両端間に直列接続された２つの容量性素子と、
前記２つの容量性素子の接続点と基準電位との間に接続された抵抗性素子と、
を含む、
電力増幅回路。
【請求項６】
請求項５に記載の電力増幅回路であって、
前記ノッチフィルタ回路の中心周波数は、前記送信周波数帯域内に設定されている、
電力増幅回路。
【請求項７】
請求項６に記載の電力増幅回路であって、
前記ＬＣ並列共振回路の共振周波数と前記ノッチフィルタ回路の中心周波数とが異なり、一方が前記送信周波数帯域内において当該送信周波数帯域の中心周波数よりも低い周波数に設定され、他方が前記送信周波数帯域内において当該送信周波数帯域の中心周波数よりも高い周波数に設定されている、
電力増幅回路。
【請求項８】
請求項７に記載の電力増幅回路であって、
前記ＬＣ並列共振回路の共振周波数と前記ノッチフィルタ回路の中心周波数とが前記送信周波数帯域の帯域幅の１／２以下の帯域幅を有する周波数帯域内に設定されている、
電力増幅回路。
【請求項９】
請求項３または４に記載の電力増幅回路であって、
前記第１のインピーダンス回路及び前記第２のインピーダンス回路の他方は、
前記信号入力端と基準電位との間、又は、前記バイアス電流出力端と基準電位との間に直列接続された誘導性素子と容量性素子とを含むＬＣ直列共振回路である、
電力増幅回路。
【請求項１０】
請求項９に記載の電力増幅回路であって、
前記ＬＣ並列共振回路の共振周波数と前記ＬＣ直列共振回路の共振周波数とが異なり、一方が前記送信周波数帯域内において当該送信周波数帯域の中心周波数よりも低い周波数に設定され、他方が前記送信周波数帯域内において当該送信周波数帯域の中心周波数よりも高い周波数に設定されている、
電力増幅回路。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電力増幅回路であって、
前記ＬＣ並列共振回路の共振周波数と前記ＬＣ直列共振回路の共振周波数とが前記送信周波数帯域の帯域幅の１／２以下の帯域幅を有する周波数帯域内に設定されている、
電力増幅回路。
【請求項１２】
請求項１または２に記載の電力増幅回路であって、
前記第１のインピーダンス回路及び前記第２のインピーダンス回路は、回路構成が異なる、
電力増幅回路。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の電力増幅回路であって、
前記増幅器、前記バイアス回路、前記第１のインピーダンス回路、及び前記第２のインピーダンス回路をそれぞれ複数備え、
複数の前記増幅器がそれぞれ少なくともカップリングキャパシタを介して多段接続されている、
電力増幅回路。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の電力増幅回路であって、
少なくとも前記増幅器、前記バイアス回路、前記第１のインピーダンス回路、及び前記第２のインピーダンス回路が同一の半導体チップ上に構成されている、
電力増幅回路。
【請求項１５】
送信周波数帯域内の高周波信号を増幅対象とする電力増幅回路であって、
高周波信号の電力を増幅して出力する増幅器と、
バイアス回路と、
前記増幅器の信号入力端と前記バイアス回路のバイアス電流出力端との間に接続され、前記送信周波数帯域内で減衰する周波数特性を有するインピーダンス回路と、
を備え、
前記インピーダンス回路は、
前記信号入力端と前記バイアス電流出力端との間に直列接続された第１の誘導性素子及び第２の誘導性素子と、
前記第１の誘導性素子と前記第２の誘導性素子とを含む直列回路の両端間に接続された第１の容量性素子と、
前記第１の誘導性素子と前記第２の誘導性素子との接続点と基準電位との間に接続された第２の容量性素子と、
を含み、
前記第１の誘導性素子、前記第２の誘導性素子、及び前記第１の容量性素子は、ＬＣ並列共振回路を構成し、
前記第１の誘導性素子、前記第２の誘導性素子、及び前記第２の容量性素子は、ＬＣローパスフィルタ回路を構成する、
電力増幅回路。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電力増幅回路であって、
前記ＬＣ並列共振回路の共振周波数は、前記送信周波数帯域内に設定され、
前記ＬＣローパスフィルタ回路の遮断周波数は、前記送信周波数帯域の低い側の周波数エッジよりも低い周波数帯域内に設定されている、
電力増幅回路。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の電力増幅回路であって、
前記増幅器、前記バイアス回路、及び前記インピーダンス回路をそれぞれ複数備え、
複数の前記増幅器がそれぞれ少なくともカップリングキャパシタを介して多段接続されている、
電力増幅回路。
【請求項１８】
請求項１５から１７のいずれか一項に記載の電力増幅回路であって、
少なくとも前記増幅器及び前記バイアス回路が同一の半導体チップ上に実装されている、
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】
近年、携帯電話やスマートフォン等の移動体通信端末装置における無線通信方式では、ＨＳＵＰＡ（High  Speed  Uplink  Packet  Access）やＬＴＥ（Long  Term  Evolution）等の変調方式が採用されている。第４世代移動通信システムでは、搬送波のマルチバンド化が進み、複数の周波数バンドへの対応が求められている。また、データ通信の高速化や通信の安定化を実現するために、ＣＡ（Carrier  Aggregation）による広帯域化が図られている。さらに、第５世代移動通信システムへの移行に伴い、移動体通信端末装置のフロントエンド部の回路構成が複雑化する傾向にある。
【０００３】
無線周波数（ＲＦ：Radio  Frequency）帯域の高周波信号の電力を増幅する電力増幅回路の増幅素子としては、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ：Heterojunction  Bipolar  Transistor）又は電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ：Field  Effect  Transistor）等で構成される増幅用トランジスタが用いられる。バイポーラトランジスタを増幅用トランジスタとして用いた場合、増幅用トランジスタは、エミッタが基準電位（例えば接地電位）に接続され、コレクタにチョークインダクタを介して電源電圧が供給され、ベースにカップリングキャパシタを介して高周波信号が入力される。
【０００４】
また、増幅用トランジスタのベースには、バイアス回路が接続される。バイアス回路に設けられるバイアス用トランジスタは、増幅用トランジスタと同様にヘテロ接合バイポーラトランジスタや電界効果型トランジスタ等で構成される。このバイアス用トランジスタは、増幅用トランジスタのベースにバイアス電流を供給するエミッタフォロワ回路として動作する。
【０００５】
移動体通信端末装置のフロントエンド部の複雑化に伴い、前段の電力増幅回路においてもマルチバンド化や広帯域化への対応が求められている。このような移動体通信端末装置では、移動体通信端末装置において対応する通信方式に応じた１または複数のバンドを含む所定の帯域幅を有する送信周波数帯域ごとに電力増幅回路を設けた電力増幅モジュールが用いられる。電力増幅回路を構成する増幅用トランジスタには、それぞれバイアス回路が設けられることが一般的である。下記の特許文献１には、バイアス回路や、バイアス回路を発生源とする雑音を遮断するフィルタを複数の増幅回路間で切り替える構成とすることで、回路構成の増加を抑制しつつバイアス回路を発生源とする雑音を抑制することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２３６４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
移動体通信端末装置に用いられる電力増幅回路には、マルチバンド化や広帯域化への対応に併せて、送信周波数帯域内の高周波信号の電力を効率よく増幅することが要求される。この要求を満たすためには、高周波信号の伝送経路を低損失に保つ必要があるが、高周波信号の伝送経路からバイアス電流の供給経路に高周波信号が漏れることで、増幅器に入力される高周波信号が減るため、増幅器を効率よく増幅することができない。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高周波信号を広い帯域で効率よく増幅することを可能とするため、バイアス回路に高周波信号が漏れることを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面の電力増幅回路は、送信周波数帯域内の高周波信号を増幅対象とする電力増幅回路であって、高周波信号の電力を増幅して出力する増幅器と、バイアス回路と、前記増幅器の信号入力端と前記バイアス回路のバイアス電流出力端との間に接続され、前記送信周波数帯域内で減衰する周波数特性を有するインピーダンス回路と、を備え、前記インピーダンス回路は、前記信号入力端に接続される第１のインピーダンス回路と、前記第１のインピーダンス回路と前記バイアス電流出力端との間に接続される第２のインピーダンス回路と、を含む。
【００１０】
この構成では、第１のインピーダンス回路と第２のインピーダンス回路との双方によって、増幅器の信号入力端とバイアス回路のバイアス電流出力端との間の経路、すなわちバイアス電流の供給経路の送信周波数帯域に対するインピーダンスを高くすることができる。従って、電力増幅回路は、バイアス電流の供給経路における送信周波数帯域の減衰量を大きくすることができる。また、バイアス電流の供給経路のインピーダンスを広帯域に亘り高くすることができる。これにより、電力増幅回路は、高周波信号を広い帯域で効率よく増幅することが可能となる。
【００１１】
本発明の他の側面の電力増幅回路は、送信周波数帯域内の高周波信号を増幅対象とする電力増幅回路であって、前記高周波信号の電力を増幅して出力する増幅器と、バイアス回路と、前記増幅器の信号入力端と前記バイアス回路のバイアス電流出力端との間に接続され、前記送信周波数帯域内で減衰する周波数特性を有するインピーダンス回路と、を備え、前記インピーダンス回路は、前記信号入力端と前記バイアス電流出力端との間に直列接続された第１の誘導性素子及び第２の誘導性素子と、前記第１の誘導性素子と前記第２の誘導性素子とを含む直列回路の両端間に接続された第１の容量性素子と、前記第１の誘導性素子と前記第２の誘導性素子との接続点と基準電位との間に接続された第２の容量性素子と、を含み、前記第１の誘導性素子、前記第２の誘導性素子、及び前記第１の容量性素子は、ＬＣ並列共振回路を構成し、前記第１の誘導性素子、前記第２の誘導性素子、及び前記第２の容量性素子は、ＬＣローパスフィルタ回路を構成する。
【００１２】
この構成では、ＬＣ並列共振回路及びＬＣローパスフィルタ回路によってバイアス電流の供給経路の送信周波数帯域に対するインピーダンスを高くすることができる。また、ＬＣローパスフィルタ回路によって送信周波数帯域以上の周波数の減衰量を大きくすることができる。これにより、電力増幅回路は、高周波信号を広い帯域で効率よく増幅することが可能となる。また、少ない素子数でバイアス回路を構成することができ、バイアス回路の回路規模を小さくすることができる。従って、電力増幅回路の小型化または低コスト化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１に係る電力増幅回路の一構成例を示す図である。
【図２】実施形態１に係る電力増幅回路のインピーダンス回路の構成を示す図である。
【図３】比較例に係る電力増幅回路のインピーダンス回路の構成を示す図である。
【図４】実施形態１に係るインピーダンス回路の通過特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図５】実施形態１に係るインピーダンス回路の負荷特性のシミュレーション結果の一例を示すスミスチャートである。
【図６】実施形態２に係る電力増幅回路のインピーダンス回路の構成を示す図である。
【図７】実施形態２に係るインピーダンス回路の通過特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図８】実施形態２に係るインピーダンス回路の負荷特性のシミュレーション結果の一例を示すスミスチャートである。
【図９】実施形態３に係る電力増幅回路のインピーダンス回路の構成を示す図である。
【図１０】実施形態３に係るインピーダンス回路の通過特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１１】実施形態３に係るインピーダンス回路の負荷特性のシミュレーション結果の一例を示すスミスチャートである。
【図１２】実施形態４に係る電力増幅回路の一構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、実施形態に係る電力増幅回路を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。実施形態２以降では、実施形態１と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
【００１５】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る電力増幅回路の一構成例を示す図である。電力増幅回路１は、携帯電話やスマートフォンで例示される移動体通信端末装置において、音声、データ等の各種信号を基地局へ送信するために利用可能である。
【００１６】
電力増幅回路１は、移動体通信端末装置が対応する通信方式に応じて、１あるいは複数のバンド（マルチバンド）を含む所定の帯域幅を有する送信周波数帯域内の高周波信号を増幅対象としている。通信方式としては、例えば、第３世代移動通信システム（３Ｇ）や、第４世代移動通信システム（４Ｇ）が例示される。電力増幅回路１が増幅対象とする送信周波数帯域としては、例えば、３Ｇ／４Ｇの２ＧＨｚ帯（ＨＢ）、具体的には、バンド「１」（Ｂ１：送信周波数帯域１９２０〜１９８０ＭＨｚ）、バンド「２」（Ｂ２：送信周波数帯域１８５０〜１９１０ＭＨｚ）、バンド「３」（Ｂ３：送信周波数帯域１７１０〜１７８５ＭＨｚ）、及びバンド「４」（Ｂ４：送信周波数帯域１７１０〜１７５５ＭＨｚ）、さらに、ＴＤＤ通信方式において用いられるバンド「３４」（Ｂ３４：送信周波数帯域２０１０〜２０２５ＭＨｚ）及びバンド「３９」（Ｂ３９：送信周波数帯域１８８０〜１９２０ＭＨｚ）が例示される。なお、上述した送信周波数帯域は一例であり、電力増幅回路１が増幅対象とする送信周波数帯域はこれらに限定されない。
【００１７】
電力増幅回路１は、前段の回路から、送信周波数帯域内の高周波信号である入力信号ＲＦＩＮが入力され、入力された入力信号ＲＦＩＮを増幅する。そして、電力増幅回路１は、増幅後の高周波信号である出力信号ＲＦＯＵＴを後段の回路に出力する。前段の回路は、変調信号の電力を調整する送信電力制御回路が使用されているが、これに限定されない。後段の回路は、出力信号ＲＦＯＵＴに対するフィルタリング等を行ってアンテナに送信するフロントエンド回路が使用されているが、これに限定されない。
【００１８】
図１に示すように、電力増幅回路１は、増幅器２と、バイアス回路３と、インピーダンス回路４と、カップリングキャパシタＣ１，Ｃ２と、チョークインダクタＬ１と、を含む。
【００１９】
増幅器２は、カップリングキャパシタＣ１を介して前段の回路から入力される入力信号ＲＦＩＮを増幅し、カップリングキャパシタＣ２を介して、増幅後の出力信号ＲＦＯＵＴを後段の回路に出力する。カップリングキャパシタＣ１は、前段の回路と増幅器２との間で直流成分を遮断する。カップリングキャパシタＣ２は、増幅器２と後段の回路との間で直流成分を遮断する。
【００２０】
増幅器２は、増幅用トランジスタＴｒ１を含む。増幅用トランジスタＴｒ１としては、例えば、ヘテロ接合バイポーラトランジスタが使用されているが、これに限定されない。
【００２１】
増幅用トランジスタＴｒ１のエミッタは、基準電位に接続されている。増幅用トランジスタＴｒ１のベースは、カップリングキャパシタＣ１の一端に接続されている。カップリングキャパシタＣ１の他端には、前段の回路から入力信号ＲＦＩＮが入力される。増幅用トランジスタＴｒ１のコレクタは、カップリングキャパシタＣ２の一端に接続されている。カップリングキャパシタＣ２の他端から、後段の回路に出力信号ＲＦＯＵＴが出力される。また、増幅用トランジスタＴｒ１のコレクタには、チョークインダクタＬ１を介して電源電位ＶＣＣが印加され、直流電力が供給される。基準電位は、ここでは接地電位とするが、これに限定されない。
【００２２】
チョークインダクタＬ１は、送信周波数帯域に対して十分に高いインピーダンスを有している。
【００２３】
バイアス回路３は、電流源３１と、ダイオードＤ３１，Ｄ３２と、バイアス電流供給用トランジスタＴｒ２と、を含む。バイアス電流供給用トランジスタＴｒ２としては、増幅用トランジスタＴｒ１と同様に、例えば、ヘテロ接合バイポーラトランジスタを使用することができるが、これに限定されない。
【００２４】
ダイオードＤ３２のカソードは、基準電位に接続されている。ダイオードＤ３１のカソードは、ダイオードＤ３２のアノードに接続されている。電流源３１は、バイアス制御電位ＶｃｏｎｔとダイオードＤ３１のアノードとの間に接続されている。ダイオードＤ３１のアノードと電流源３１との接続点は、バイアス電流供給用トランジスタＴｒ２のベースに接続されている。従って、ダイオードＤ３１，Ｄ３２での電圧降下に相当する電圧が、バイアス電流供給用トランジスタＴｒ２のベースに印加される。なお、ダイオードＤ３１，Ｄ３２は、トランジスタのコレクタとベースを接続するダイオード接続で構成されていても良い。
【００２５】
バイアス電流供給用トランジスタＴｒ２のコレクタは、バイアス電源電位ＶＢＡＴに接続されている。バイアス電流供給用トランジスタＴｒ２のエミッタは、インピーダンス回路４の一端に接続されている。
【００２６】
バイアス電流供給用トランジスタＴｒ２のベースには、電流源３１からバイアス制御電流Ｉｃｏｎｔが供給される。
【００２７】
バイアス電流供給用トランジスタＴｒ２は、エミッタフォロワ回路として動作する。増幅用トランジスタＴｒ１のベースには、インピーダンス回路４を介して、バイアス電流供給用トランジスタＴｒ２のエミッタからバイアス制御電流Ｉｃｏｎｔに応じた直流のバイアス電流Ｉｂｉａｓが供給される。なお、ここで呼ぶインピーダンス回路とは、集中定数素子で構成される抵抗、インダクタ、キャパシタからなる素子が構成されており、少なくとも２つ以上の素子が接続されている回路を指す。
【００２８】
インピーダンス回路４は、カップリングキャパシタＣ１と増幅用トランジスタＴｒ１のベースとの間の高周波信号の伝送経路上のノードＡと、バイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路上のノードＢとの間に設けられている。具体的に、インピーダンス回路４は、増幅用トランジスタＴｒ１の信号入力端であるベースと、バイアス回路３のバイアス電流出力端であるバイアス電流供給用トランジスタＴｒ２のエミッタとの間に接続されている。
【００２９】
図２は、実施形態１に係る電力増幅回路のインピーダンス回路の構成を示す図である。
【００３０】
図１及び図２に示すように、実施形態１において、インピーダンス回路４は、第１のインピーダンス回路４１と、第２のインピーダンス回路４２と、を含む。
【００３１】
第１のインピーダンス回路４１は、増幅用トランジスタＴｒ１の信号入力端であるベースに接続されている。また、第１のインピーダンス回路４１は、送信周波数帯域内で減衰量が極大となる周波数特性を有する。
【００３２】
第２のインピーダンス回路４２は、第１のインピーダンス回路４１とバイアス回路３のバイアス電流出力端であるバイアス電流供給用トランジスタＴｒ２のエミッタとの間に接続されている。また、第２のインピーダンス回路４２は、送信周波数帯域内で減衰量が極大となる周波数特性を有する。
【００３３】
以下、実施形態１に係る第１のインピーダンス回路４１及び第２のインピーダンス回路４２について、詳細に説明する。
【００３４】
第１のインピーダンス回路４１は、誘導性素子であるインダクタＬ１１と、容量性素子であるキャパシタＣ１１と、を含む。
【００３５】
インダクタＬ１１及びキャパシタＣ１１は、バイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路上に並列接続され、ＬＣ並列共振回路を構成する。本実施形態において、第１のインピーダンス回路４１を構成するＬＣ並列共振回路の共振周波数は、送信周波数帯域内に設定される。これにより、第１のインピーダンス回路４１の周波数特性は、送信周波数帯域内で減衰量が極大となる。
【００３６】
第２のインピーダンス回路４２は、抵抗性素子である３つの抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３と、容量性素子である３つのキャパシタＣ２１，Ｃ２２，Ｃ２３と、を含む。
【００３７】
２つの抵抗Ｒ２１，Ｒ２２は、バイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路上に直列接続されている。
【００３８】
２つのキャパシタＣ２１，Ｃ２２は、直列接続されている。キャパシタＣ２１，Ｃ２２からなる直列回路は、２つの抵抗Ｒ２１，Ｒ２２からなる直列回路の両端間に接続されている。
【００３９】
キャパシタＣ２３は、２つの抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の接続点と基準電位との間に接続されている。
【００４０】
抵抗Ｒ２３は、２つのキャパシタＣ２１，Ｃ２２の接続点と基準電位との間に接続されている。
【００４１】
２つの抵抗Ｒ２１，Ｒ２２及びキャパシタＣ２３は、第１のＴ型回路４２１を構成する。また、２つのキャパシタＣ２１，Ｃ２２及び抵抗Ｒ２３は、第２のＴ型回路４２２を構成する。
【００４２】
上記構成において、第１のＴ型回路４２１及び第２のＴ型回路４２２は、ノッチフィルタ回路を構成する。本実施形態において、第２のインピーダンス回路４２を構成するノッチフィルタ回路の中心周波数は、送信周波数帯域内に設定される。これにより、第２のインピーダンス回路４２の周波数特性は、送信周波数帯域内で減衰量が極大となる。
【００４３】
本実施形態では、第１のインピーダンス回路４１がＬＣ並列共振回路であり、第２のインピーダンス回路４２がノッチフィルタ回路である例を示したが、第１のインピーダンス回路４１がノッチフィルタ回路であり、第２のインピーダンス回路４２がＬＣ並列共振回路であっても良い。
【００４４】
上述した実施形態１に係る電力増幅回路１は、図１に示すように、少なくとも増幅器２、バイアス回路３、及びインピーダンス回路４（第１のインピーダンス回路４１、第２のインピーダンス回路４２）を同一の半導体チップ１００上に実装することで、電力増幅回路１の小型化または低コスト化が可能である。
【００４５】
図３は、比較例に係る電力増幅回路のインピーダンス回路の構成を示す図である。
【００４６】
図３に示す比較例は、バイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路上に並列接続された誘導性素子であるインダクタＬと容量性素子であるキャパシタＣとを含むＬＣ並列共振回路である。このＬＣ並列共振回路は、図２に示す実施形態１に係る構成の第１のインピーダンス回路４１（ＬＣ並列共振回路）に相当する。すなわち、図３に示す比較例に係る構成は、図２に示す実施形態１に係る構成に対し、第２のインピーダンス回路４２（ノッチフィルタ回路）に相当する構成を有していない点で相違している。
【００４７】
図４は、実施形態１に係るインピーダンス回路の通過特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。図５は、実施形態１に係るインピーダンス回路の負荷特性のシミュレーション結果の一例を示すスミスチャートである。
【００４８】
図４に示す例において、横軸は周波数を示し、縦軸はゲインを示している。図４に示す実線は、図２に示す実施形態１に係る構成において、ノードＡからノードＢへの通過特性を示している。図４に示す破線は、図３に示す比較例に係る構成において、ノードＡからノードＢへの通過特性を示している。
【００４９】
図５に示す実線は、図２に示す実施形態１に係るインピーダンス回路４の負荷特性を、１００．０［ＭＨｚ］以上６．０００［ＧＨｚ］以下の範囲でプロットしたものである。図５に示す破線は、図３に示す比較例に係る構成の負荷特性を、１００．０［ＭＨｚ］以上６．０００［ＧＨｚ］以下の範囲でプロットしたものである。
【００５０】
図４及び図５では、１．７１０［ＧＨｚ］以上２．０２５［ＧＨｚ］以下の帯域幅ａの周波数帯域を電力増幅回路１が増幅対象とする送信周波数帯域とした例を示している。なお、電力増幅回路１が増幅対象とする送信周波数帯域はこれに限るものではなく、移動体通信端末が対応する通信方式に応じて、１または複数のバンドを含むように適切に設定すれば良い。
【００５１】
また、図４及び図５に示す例では、第１のインピーダンス回路４１を構成するＬＣ並列共振回路の共振周波数、第２のインピーダンス回路４２を構成するノッチフィルタ回路の中心周波数、及び、図３に示す比較例に係る構成におけるＬＣ並列共振回路の共振周波数を、送信周波数帯域内において一致させたシミュレーション結果を示している。
【００５２】
図４に示すように、図３に示す比較例に係る構成では、１．７１０［ＧＨｚ］におけるゲインは−４．７６１［ｄＢ］であり、２．０２５［ＧＨｚ］におけるゲインは−３．９２２［ｄＢ］である。一方、図２に示す実施形態１に係るインピーダンス回路４の構成では、１．７１０［ＧＨｚ］におけるゲインは−１７．１２３［ｄＢ］であり、２．０２５［ＧＨｚ］におけるゲインは−１８．４１８［ｄＢ］である。すなわち、図２に示す実施形態１に係るインピーダンス回路４の構成では、バイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路における送信周波数帯域の減衰量を、図３に示す比較例に係る構成よりも大きくすることができる。
【００５３】
このように、実施形態１では、１．７１０[ＧＨｚ]以上２．０２５[ＧＨｚ]以下の帯域内のゲインが−１０[ｄＢ]以下となり、比較例よりも高い減衰特性が得られていることが分かる。その結果、増幅用トランジスタＴｒ１のベースに入力される入力信号ＲＦＩＮがバイアス回路３に漏洩する信号レベルを電力比で１／１０以下とすることができる。よって、第１のインピーダンス回路４１と第２のインピーダンス回路４２とを含むインピーダンス回路４（合成回路）による送信周波数帯域内の減衰量は、１０[ｄＢ]以上であることが好適である。
【００５４】
また、図５に示すように、図２に示す実施形態１に係るインピーダンス回路４の構成では、１．７１０［ＧＨｚ］、２．０２５［ＧＨｚ］の双方において、図３に示す比較例に係る構成よりもバイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路におけるインピーダンスが高くなる。
【００５５】
また、図５に示すように、図２に示す実施形態１に係るインピーダンス回路４の構成では、１．７１０［ＧＨｚ］よりも低い周波数、２．０２５［ＧＨｚ］よりも高い周波数においても、図３に示す比較例に係る構成よりもバイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路におけるインピーダンスを高くすることができる。
【００５６】
本実施形態では、上述したように、バイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路上に、ＬＣ並列共振回路を含む第１のインピーダンス回路４１と、ノッチフィルタ回路を含む第２のインピーダンス回路４２とを設ける。これにより、高周波信号の伝送経路から見たバイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路を、広帯域に亘りハイインピーダンス化することができる。従って、電力増幅回路１は、高周波信号を広い帯域で効率よく増幅することができる。
【００５７】
（実施形態２）
図６は、実施形態２に係る電力増幅回路のインピーダンス回路の構成を示す図である。なお、実施形態１と同じ構成要素には、同じ参照符号を付して、説明を省略する。
【００５８】
実施形態２に係るインピーダンス回路４ａは、実施形態１に係るインピーダンス回路４に対し、第２のインピーダンス回路４２ａの構成が異なる。
【００５９】
図６に示すように、実施形態２において、インピーダンス回路４ａは、第１のインピーダンス回路４１と、第２のインピーダンス回路４２ａと、を含む。
【００６０】
第２のインピーダンス回路４２ａは、第１のインピーダンス回路４１とバイアス回路３のバイアス電流出力端であるバイアス電流供給用トランジスタＴｒ２のエミッタとの間に接続されている。また、第２のインピーダンス回路４２ａは、送信周波数帯域内で減衰量が極大となる周波数特性を有する。
【００６１】
以下、実施形態２に係る第２のインピーダンス回路４２ａについて、詳細に説明する。
【００６２】
第２のインピーダンス回路４２ａは、誘導性素子であるインダクタＬ３１と、容量性素子であるキャパシタＣ３１と、を含む。
【００６３】
インダクタＬ３１及びキャパシタＣ３１は、バイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路と基準電位との間に直列接続され、ＬＣ直列共振回路を構成する。図６に示す例において、ＬＣ直列共振回路は、バイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路上のノードＢ、すなわちバイアス回路３のバイアス電流出力端と基準電位との間に直列接続されている。なお、ＬＣ直列共振回路は、高周波信号の伝送経路上のノードＡ、すなわち増幅用トランジスタＴｒ１の信号入力端と基準電位との間に直列接続される態様であっても良い。
【００６４】
本実施形態では、第１のインピーダンス回路４１がＬＣ並列共振回路であり、第２のインピーダンス回路４２ａがＬＣ直列共振回路である例を示したが、第１のインピーダンス回路４１がＬＣ直列共振回路であり、第２のインピーダンス回路４２ａがＬＣ並列共振回路であっても良い。
【００６５】
図７は、実施形態２に係るインピーダンス回路の通過特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。図８は、実施形態２に係るインピーダンス回路の負荷特性のシミュレーション結果の一例を示すスミスチャートである。
【００６６】
図７に示す例において、横軸は周波数を示し、縦軸はゲインを示している。図７に示す実線は、図６に示す実施形態２に係る構成において、ノードＡからノードＢへの通過特性を示している。図７に示す破線は、図３に示す比較例に係る構成において、ノードＡからノードＢへの通過特性を示している。
【００６７】
図８に示す実線は、図６に示す実施形態２に係るインピーダンス回路４ａの負荷特性を、１．０００［ＧＨｚ］以上３．０００［ＧＨｚ］以下の範囲でプロットしたものである。図８に示す破線は、図３に示す比較例に係る構成の負荷特性を、１．０００［ＧＨｚ］以上３．０００［ＧＨｚ］以下の範囲でプロットしたものである。
【００６８】
図７及び図８では、実施形態１と同様に、１．７１０［ＧＨｚ］以上２．０２５［ＧＨｚ］以下の帯域幅ａの周波数帯域を電力増幅回路１が増幅対象とする送信周波数帯域とした例を示している。
【００６９】
また、図７及び図８に示す例では、第１のインピーダンス回路４１を構成するＬＣ並列共振回路の共振周波数と、第２のインピーダンス回路４２ａを構成するＬＣ直列共振回路の共振周波数とを、送信周波数帯域内においてそれぞれ異ならせたシミュレーション結果を示している。
【００７０】
具体的に、図７及び図８に示す例では、ＬＣ並列共振回路及びＬＣ直列共振回路の一方の共振周波数は、送信周波数帯域の中心周波数ｆ０より低い周波数に設定したシミュレーション結果を示している。また、ＬＣ並列共振回路及びＬＣ直列共振回路の他方の共振周波数は、送信周波数帯域の中心周波数ｆ０より高い周波数に設定したシミュレーション結果を示している。
【００７１】
なお、ＬＣ並列共振回路は、ＬＣ直列共振回路よりも回路上のレイアウトの自由度が低い。また、ＬＣ並列共振回路を構成するインダクタＬ１１は、バイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路上に設けられるため、インダクタＬ１１の抵抗成分によってバイアス電流Ｉｂｉａｓが減衰する。このため、ＬＣ並列共振回路の共振周波数をＬＣ直列共振回路の共振周波数よりも高くすることが好適である。具体的には、ＬＣ直列共振回路の共振周波数を送信周波数帯域の中心周波数ｆ０より低い周波数に設定しＬＣ並列共振回路の共振周波数を送信周波数帯域の中心周波数ｆ０より高い周波数に設定する。これにより、回路上のレイアウトの自由度を高くすることができる。また、ＬＣ並列共振回路の共振周波数を高く設定することで、インダクタＬ１１の素子値を小さく設定できる。従って、インダクタＬ１１の抵抗成分が小さくなるので、バイアス電流Ｉｂｉａｓの直流抵抗損失を抑制することができる。これに限らず、ＬＣ並列共振回路の共振周波数を送信周波数帯域の中心周波数ｆ０より低い周波数に設定しＬＣ直列共振回路の共振周波数を送信周波数帯域の中心周波数ｆ０より高い周波数に設定する態様であっても良い。
【００７２】
また、ＬＣ並列共振回路の共振周波数とＬＣ直列共振回路の共振周波数との差が大きいと、２つの共振周波数の間の帯域において減衰量が小さくなる可能性がある。図７及び図８に示す例では、送信周波数帯域の帯域幅ａの１／２以下の帯域幅ｂを有する周波数帯域内に２つの共振周波数を設定している。これにより、送信周波数帯域の中心周波数ｆ０付近で減衰量が小さくなることを抑制することができる。
【００７３】
図７に示すように、図６に示す実施形態２に係るインピーダンス回路４ａの構成では、１．７１０［ＧＨｚ］におけるゲインは−３６．１２４［ｄＢ］であり、２．０２５［ＧＨｚ］におけるゲインは−３２．１０７［ｄＢ］である。すなわち、図６に示す実施形態２に係るインピーダンス回路４ａの構成では、バイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路における送信周波数帯域の減衰量を、実施形態１に係るインピーダンス回路４の構成よりも大きくすることができる。
【００７４】
このように、実施形態２では、実施形態１と同様に、１．７１０[ＧＨｚ]以上２．０２５[ＧＨｚ]以下の帯域内のゲインが−１０[ｄＢ]以下となり、比較例よりも高い減衰特性が得られていることが分かる。その結果、増幅用トランジスタＴｒ１のベースに入力される入力信号ＲＦＩＮがバイアス回路３に漏洩する信号レベルを電力比で１／１０以下とすることができる。よって、第１のインピーダンス回路４１と第２のインピーダンス回路４２ａとを含むインピーダンス回路４ａ（合成回路）による送信周波数帯域内の減衰量は、１０[ｄＢ]以上であることが好適である。
【００７５】
また、図７及び図８に示すように、図６に示す実施形態２に係るインピーダンス回路４ａの構成では、実施形態１に係るインピーダンス回路４の構成よりも広い周波数帯域でバイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路におけるインピーダンスを高くすることができる。
【００７６】
本実施形態では、上述したように、バイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路上に、ＬＣ並列共振回路を含む第１のインピーダンス回路４１と、ＬＣ直列共振回路を含む第２のインピーダンス回路４２ａとを設ける。これにより、高周波信号の伝送経路から見たバイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路を、実施形態１よりも広帯域に亘りハイインピーダンス化することができる。従って、電力増幅回路１は、高周波信号を実施形態１よりも広い帯域で効率よく増幅することができる。
【００７７】
また、図６に示す実施形態２に係るインピーダンス回路４ａの構成では、実施形態１に係るインピーダンス回路４の構成よりも少ない素子数で実現することができる。これにより、実施形態１よりも電力増幅回路１の小型化または低コスト化が可能である。また、同一の半導体チップ１００（図１参照）上に増幅器２及びバイアス回路３を実装する際、実施形態１よりも半導体チップ１００の小型化または低コスト化が可能である。
【００７８】
（実施形態３）
図９は、実施形態３に係る電力増幅回路のインピーダンス回路の構成を示す図である。なお、実施形態１と同じ構成要素には、同じ参照符号を付して、説明を省略する。
【００７９】
実施形態３に係るインピーダンス回路４ｂは、実施形態１に係るインピーダンス回路４とは構成が異なる。
【００８０】
本実施形態において、インピーダンス回路４ｂは、増幅用トランジスタＴｒ１の信号入力端であるベースと、バイアス回路３のバイアス電流出力端であるバイアス電流供給用トランジスタＴｒ２のエミッタと、の間に接続されている。
【００８１】
以下、実施形態３に係るインピーダンス回路４ｂについて、詳細に説明する。
【００８２】
具体的に、実施形態３に係るインピーダンス回路４ｂは、図９に示すように、第１の誘導性素子であるインダクタＬ４１と、第２の誘導性素子であるインダクタＬ４２と、第１の容量性素子であるキャパシタＣ４１と、第２の容量性素子であるキャパシタＣ４２と、を含む。
【００８３】
インダクタＬ４１，Ｌ４２は、増幅用トランジスタＴｒ１の信号入力端であるベースとバイアス回路３のバイアス電流出力端であるバイアス電流供給用トランジスタＴｒ２のエミッタとの間に直列接続されている。
【００８４】
キャパシタＣ４１は、インダクタＬ４１，Ｌ４２を含む直列回路の両端間に接続されている。
【００８５】
キャパシタＣ４２は、インダクタＬ４１，Ｌ４２の接続点と基準電位との間に接続されている。
【００８６】
上記構成において、インダクタＬ４１，Ｌ４２及びキャパシタＣ４１は、ＬＣ並列共振回路を構成する。また、インダクタＬ４１，Ｌ４２及びキャパシタＣ４２は、ＬＣローパスフィルタ回路を構成する。
【００８７】
図１０は、実施形態３に係るインピーダンス回路の通過特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１１は、実施形態３に係るインピーダンス回路の負荷特性のシミュレーション結果の一例を示すスミスチャートである。
【００８８】
図１０に示す例において、横軸は周波数を示し、縦軸はゲインを示している。図１０に示す実線は、図９に示す実施形態３に係る構成において、ノードＡからノードＢへの通過特性を示している。図１０に示す破線は、図３に示す比較例に係る構成において、ノードＡからノードＢへの通過特性を示している。
【００８９】
図１１に示す実線は、図９に示す実施形態３に係るインピーダンス回路４ｂの負荷特性を、１．０００［ＧＨｚ］以上３．０００［ＧＨｚ］以下の範囲でプロットしたものである。図１１に示す破線は、図３に示す比較例に係る構成の負荷特性を、１．０００［ＧＨｚ］以上３．０００［ＧＨｚ］以下の範囲でプロットしたものである。
【００９０】
図１０及び図１１では、実施形態１と同様に、１．７１０［ＧＨｚ］以上２．０２５［ＧＨｚ］以下の帯域幅ａの周波数帯域を電力増幅回路１が増幅対象とする送信周波数帯域とした例を示している。
【００９１】
また、図１０及び図１１に示す例では、ＬＣ並列共振回路の共振周波数と、図３に示す比較例に係る構成におけるＬＣ並列共振回路の共振周波数とを、送信周波数帯域内において一致させ、ＬＣローパスフィルタ回路の遮断周波数を、送信周波数帯域の低い側の周波数エッジ（図１０に示す例では、１．７１０［ＧＨｚ］）よりも低い周波数帯域内に設定したシミュレーション結果を示している。
【００９２】
図１０に示すように、図９に示す実施形態３に係るインピーダンス回路４ｂの構成では、１．７１０［ＧＨｚ］におけるゲインは−６．７６５［ｄＢ］であり、２．０２５［ＧＨｚ］におけるゲインは−９．２５０［ｄＢ］である。すなわち、図９に示す実施形態３に係るインピーダンス回路４ｂの構成においても、バイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路おける送信周波数帯域の減衰量を、図３に示す比較例に係る構成よりも大きくすることができる。
【００９３】
また、実施形態３では、ＬＣローパスフィルタ回路の減衰特性によって、ＬＣ並列共振回路の共振周波数よりも高域側の減衰量を大きくすることができる。これにより、送信周波数帯域幅を高域側に拡大することができる。
【００９４】
また、図１１に示すように、図９に示す実施形態３に係るインピーダンス回路４ｂの構成においても、１．７１０［ＧＨｚ］、２．０２５［ＧＨｚ］の双方において、図３に示す比較例に係る構成よりもバイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路におけるインピーダンスが高くなる。
【００９５】
また、図１１に示すように、図９に示す実施形態３に係るインピーダンス回路４ｂの構成では、特に２．０２５［ＧＨｚ］よりも高い周波数において、図３に示す比較例に係る構成よりもバイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路におけるインピーダンスを高くすることができる。
【００９６】
本実施形態では、上述したように、ＬＣ並列共振回路の構成とＬＣローパスフィルタ回路の構成とを含むインピーダンス回路４ｂの構成をバイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路上に設ける。これにより、高周波信号の伝送経路から見たバイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路を、広帯域に亘りハイインピーダンス化することができる。従って、電力増幅回路１は、高周波信号を広い帯域で効率よく増幅することができる。
【００９７】
また、図９に示す実施形態３に係るインピーダンス回路４ｂの構成では、実施形態２に係るインピーダンス回路４ａの構成と同様に、実施形態１に係るインピーダンス回路４の構成よりも少ない素子数で実現することができる。これにより、実施形態２と同様に、実施形態１よりも電力増幅回路１の小型化または低コスト化が可能である。また、同一の半導体チップ１００（図１参照）上に増幅器２及びバイアス回路３を実装する際、実施形態１よりも半導体チップ１００の小型化または低コスト化が可能である。
【００９８】
（実施形態４）
図１２は、実施形態４に係る電力増幅回路の一構成例を示す図である。なお、実施形態１と同じ構成要素には、同じ参照符号を付して、説明を省略する。
【００９９】
実施形態４に係る電力増幅回路１ａでは、実施形態１に係る電力増幅回路１に対し、増幅器２ａ，２ｂを二段構成としている点で相違している。
【０１００】
実施形態４に係る電力増幅回路１ａは、１段目の増幅器２ａと２段目の増幅器２ｂとの間に、少なくとも増幅器２ａと増幅器２ｂとの間で直流成分を遮断するカップリングキャパシタＣ３が設けられている。
【０１０１】
１段目の増幅器２ａの構成、または、２段目の増幅器２ｂの構成は、実施形態１から実施形態３の増幅器２の構成と同一の構成であっても良いし、増幅器２の構成とは異なる構成であっても良い。
【０１０２】
このように、増幅器２ａ，２ｂを二段構成とすることで、実施形態１から実施形態３の構成よりも高出力化が可能である。
【０１０３】
また、増幅器２ａをドライブ段、増幅器２ｂをパワー段として、それぞれ異なる利得配分とする、あるいは、増幅器２ａ，２ｂの何れか一方を可変利得とすると、汎用性が向上する。
【０１０４】
なお、増幅器を多段化する際の段数は、上述した二段に限らず、三段以上の多段構成とすることも可能である。この場合、複数の増幅器は、それぞれカップリングキャパシタＣ３を介して多段接続される。これにより、図１２に示す二段構成よりもさらに高出力化が可能である。
【０１０５】
また、実施形態４では、インピーダンス回路４を有する構成において、増幅器を多段化する例を示したが、インピーダンス回路４ａ，４ｂを有する構成において、増幅器を多段化することも可能である。
【０１０６】
なお、上記した実施形態では、前段の回路との間、後段の回路との間、及び増幅器間にカップリングキャパシタを設けた構成を示したが、前段の回路との間に入力整合回路を有する構成であっても良いし、後段の回路との間に出力整合回路を有する構成であっても良いし、及び増幅器間に段間整合回路を有する構成であっても良い。
【０１０７】
また、上記した実施形態２において、ＬＣ並列共振回路（第１のインピーダンス回路）の共振周波数とＬＣ直列共振回路（第２のインピーダンス回路）の共振周波数とを異ならせる例を示した。これと同様に、実施形態１におけるノッチフィルタ（第２のインピーダンス回路）の中心周波数を、ＬＣ並列共振回路（第１のインピーダンス回路）の共振周波数と異ならせた態様とすることも可能である。これにより、実施形態２と同様に、広い周波数帯域でバイアス電流Ｉｂｉａｓの供給経路におけるインピーダンスを高くすることができる。
【０１０８】
また、上記した実施形態２において、ＬＣ並列共振回路（第１のインピーダンス回路）の共振周波数とＬＣ直列共振回路（第２のインピーダンス回路）の共振周波数とが送信周波数帯域の帯域幅の１／２以下の帯域幅を有する周波数帯域内に２つの共振周波数を設定する例を示した。これと同様に、実施形態１におけるＬＣ並列共振回路（第１のインピーダンス回路）の共振周波数とノッチフィルタ（第２のインピーダンス回路）の中心周波数とが送信周波数帯域の帯域幅の１／２以下の帯域幅を有する周波数帯域内に２つの共振周波数を設定する態様とすることも可能である。これにより、実施形態２と同様に、送信周波数帯域の中心周波数ｆ０付近で減衰量が小さくなることを抑制することができる。
【０１０９】
なお、実施形態１及び実施形態２において説明したように、第１のインピーダンス回路と第２のインピーダンス回路とは、それぞれ回路構成が異なっていることが好適である。例えば、ＬＣ並列共振回路は、上述したように、回路上のレイアウトの自由度が低い。また、ＬＣ並列共振回路を構成するインダクタは、バイアス電流の供給経路上に設けられるため、バイアス電流の直流抵抗損失が大きい。インダクタの抵抗成分によってバイアス電流が減衰する。このため、第１のインピーダンス回路及び第２のインピーダンス回路を共にＬＣ並列共振回路とすることは、回路上のレイアウトの自由度や直流抵抗損失の増大の観点から好ましくない。
【０１１０】
また、上述した実施形態１，２では、第１のインピーダンス回路及び第２のインピーダンス回路として、ＬＣ並列共振回路、ノッチフィルタ回路、ＬＣ直列共振回路を例示したが、これに限らない。また、上述した実施形態３では、インピーダンス回路として、ＬＣ並列共振回路及びＬＣローパスフィルタ回路を含む構成を例示したが、これに限らない。第１のインピーダンス回路、第２のインピーダンス回路、インピーダンス回路は、上述した構成とは異なるフィルタ回路であっても良い。
【０１１１】
上記した実施形態は、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／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【０１１２】
また、本開示は、上述したように、あるいは、上述に代えて、以下の構成をとることができる。
【０１１３】
（１）本発明の一側面の電力増幅回路は、送信周波数帯域内の高周波信号を増幅対象とする電力増幅回路であって、高周波信号の電力を増幅して出力する増幅器と、バイアス回路と、前記増幅器の信号入力端と前記バイアス回路のバイアス電流出力端との間に接続され、前記送信周波数帯域内で減衰する周波数特性を有するインピーダンス回路と、を備え、前記インピーダンス回路は、前記信号入力端に接続される第１のインピーダンス回路と、前記第１のインピーダンス回路と前記バイアス電流出力端との間に接続される第２のインピーダンス回路と、を含む。
【０１１４】
この構成では、第１のインピーダンス回路と第２のインピーダンス回路との双方によって、増幅器の信号入力端とバイアス回路のバイアス電流出力端との間の経路、すなわちバイアス電流の供給経路の送信周波数帯域に対するインピーダンスを高くすることができる。従って、電力増幅回路は、バイアス電流の供給経路における送信周波数帯域の減衰量を大きくすることができる。また、バイアス電流の供給経路のインピーダンスを広帯域に亘り高くすることができる。これにより、電力増幅回路は、高周波信号を広い帯域で効率よく増幅することが可能となる。
【０１１５】
（２）上記（１）の電力増幅回路において、前記インピーダンス回路の前記送信周波数帯域内の減衰量は、１０ｄＢ以上であると良い。
【０１１６】
この構成では、インピーダンス回路による送信周波数帯域内の減衰量を１０ｄＢ以上とすることができる。
【０１１７】
（３）上記（１）または（２）の電力増幅回路において、前記第１のインピーダンス回路及び前記第２のインピーダンス回路のいずれか一方は、前記信号入力端と前記バイアス電流出力端との間に並列に設けられた誘導性素子と容量性素子とを含むＬＣ並列共振回路であると良い。
【０１１８】
この構成では、ＬＣ並列共振回路によってバイアス電流の供給経路の送信周波数帯域に対するインピーダンスを高くすることができる。
【０１１９】
（４）上記（３）の電力増幅回路において、前記ＬＣ並列共振回路の共振周波数は、前記送信周波数帯域内に設定されていると良い。
【０１２０】
この構成では、ＬＣ並列共振回路によってバイアス電流の供給経路における送信周波数帯域の減衰量を大きくすることができる。
【０１２１】
（５）上記（３）または（４）の電力増幅回路において、前記第１のインピーダンス回路及び前記第２のインピーダンス回路の他方は、前記信号入力端と前記バイアス電流出力端との間に並列に設けられた第１のＴ型回路と第２のＴ型回路とを含むノッチフィルタ回路であり、前記第１のＴ型回路は、前記信号入力端と前記バイアス電流出力端との間に直列に設けられた２つの抵抗性素子と、前記２つの抵抗性素子の接続点と基準電位との間に接続された容量性素子と、を含み、前記第２のＴ型回路は、前記２つの抵抗性素子からなる直列回路の両端間に直列接続された２つの容量性素子と、前記２つの容量性素子の接続点と基準電位との間に接続された抵抗性素子と、を含むと良い。
【０１２２】
この構成では、ノッチフィルタ回路によってバイアス電流の供給経路の送信周波数帯域に対するインピーダンスを高くすることができる。
【０１２３】
（６）上記（５）の電力増幅回路において、前記ノッチフィルタ回路の中心周波数は、前記送信周波数帯域内に設定されていると良い。
【０１２４】
この構成では、ノッチフィルタ回路によってバイアス電流の供給経路における送信周波数帯域の減衰量を大きくすることができる。
【０１２５】
（７）上記（６）の電力増幅回路において、前記ＬＣ並列共振回路の共振周波数と前記ノッチフィルタ回路の中心周波数とが異なり、一方が前記送信周波数帯域内において当該送信周波数帯域の中心周波数よりも低い周波数に設定され、他方が前記送信周波数帯域内において当該送信周波数帯域の中心周波数よりも高い周波数に設定されていると良い。
【０１２６】
この構成では、バイアス電流の供給経路における送信周波数帯域の減衰量をより大きくすることができる。また、バイアス電流の供給経路のインピーダンスを広帯域に亘りハイインピーダンス化することができる。
【０１２７】
（８）上記（７）の電力増幅回路において、前記ＬＣ並列共振回路の共振周波数と前記ノッチフィルタ回路の中心周波数とが前記送信周波数帯域の帯域幅の１／２以下の帯域幅を有する周波数帯域内に設定されていると良い。
【０１２８】
この構成では、送信周波数帯域の中心周波数付近でバイアス電流の供給経路のインピーダンスが低くなることを抑制することができる。
【０１２９】
（９）上記（３）または（４）の電力増幅回路において、前記第１のインピーダンス回路及び前記第２のインピーダンス回路の他方は、前記信号入力端と基準電位との間、又は、前記バイアス電流出力端と基準電位との間に直列接続された誘導性素子と容量性素子とを含むＬＣ直列共振回路であると良い。
【０１３０】
この構成では、ＬＣ直列共振回路によってバイアス電流の供給経路の送信周波数帯域に対するインピーダンスを高くすることができる。また、少ない素子数で第２のインピーダンス回路を構成できるので、バイアス回路の回路規模を小さくすることができる。従って、電力増幅回路の小型化または低コスト化が可能である。
【０１３１】
（１０）上記（９）の電力増幅回路において、前記ＬＣ並列共振回路の共振周波数と前記ＬＣ直列共振回路の共振周波数とが異なり、一方が前記送信周波数帯域内において当該送信周波数帯域の中心周波数よりも低い周波数に設定され、他方が前記送信周波数帯域内において当該送信周波数帯域の中心周波数よりも高い周波数に設定されていると良い。
【０１３２】
この構成では、バイアス電流の供給経路における送信周波数帯域の減衰量をより大きくすることができる。また、バイアス電流の供給経路のインピーダンスを広帯域に亘りハイインピーダンス化することができる。
【０１３３】
（１１）上記（１０）の電力増幅回路において、前記ＬＣ並列共振回路の共振周波数と前記ＬＣ直列共振回路の共振周波数とが前記送信周波数帯域の帯域幅の１／２以下の帯域幅を有する周波数帯域内に設定されていると良い。
【０１３４】
この構成では、送信周波数帯域の中心周波数付近でバイアス電流の供給経路のインピーダンスが低くなることを抑制することができる。
【０１３５】
（１２）上記（１）または（２）の電力増幅回路において、前記第１のインピーダンス回路及び前記第２のインピーダンス回路は、回路構成が異なると良い。
【０１３６】
この構成では、第１のインピーダンス回路及び第２のインピーダンス回路が回路上に占める面積を小さくすることができる。
【０１３７】
（１３）上記（１）から（１２）のいずれかの電力増幅回路において、前記増幅器、前記バイアス回路、前記第１のインピーダンス回路、及び前記第２のインピーダンス回路をそれぞれ複数備え、複数の前記増幅器がそれぞれ少なくともカップリングキャパシタを介して多段接続されていると良い。
【０１３８】
この構成では、電力増幅回路の高出力化が可能である。
【０１３９】
（１４）上記（１）から（１３）のいずれかの電力増幅回路において、少なくとも前記増幅器、前記バイアス回路、前記第１のインピーダンス回路、及び前記第２のインピーダンス回路が同一の半導体チップ上に構成されていると良い。
【０１４０】
この構成では、電力増幅回路の小型化または低コスト化が可能である。
【０１４１】
（１５）本発明の一側面の電力増幅回路は、送信周波数帯域内の高周波信号を増幅対象とする電力増幅回路であって、前記高周波信号の電力を増幅して出力する増幅器と、バイアス回路と、前記増幅器の信号入力端と前記バイアス回路のバイアス電流出力端との間に接続され、前記送信周波数帯域内で減衰する周波数特性を有するインピーダンス回路と、を備え、前記インピーダンス回路は、前記信号入力端と前記バイアス電流出力端との間に直列接続された第１の誘導性素子及び第２の誘導性素子と、前記第１の誘導性素子と前記第２の誘導性素子とを含む直列回路の両端間に接続された第１の容量性素子と、前記第１の誘導性素子と前記第２の誘導性素子との接続点と基準電位との間に接続された第２の容量性素子と、を含み、前記第１の誘導性素子、前記第２の誘導性素子、及び前記第１の容量性素子は、ＬＣ並列共振回路を構成し、前記第１の誘導性素子、前記第２の誘導性素子、及び前記第２の容量性素子は、ＬＣローパスフィルタ回路を構成する。
【０１４２】
この構成では、ＬＣ並列共振回路及びＬＣローパスフィルタ回路によってバイアス電流の供給経路の送信周波数帯域に対するインピーダンスを高くすることができる。また、ＬＣローパスフィルタ回路によって送信周波数帯域以上の周波数の減衰量を大きくすることができる。これにより、電力増幅回路は、高周波信号を広い帯域で効率よく増幅することが可能となる。また、少ない素子数でバイアス回路を構成することができ、バイアス回路の回路規模を小さくすることができる。従って、電力増幅回路の小型化または低コスト化が可能である。
【０１４３】
（１６）上記（１５）の電力増幅回路において、前記ＬＣ並列共振回路の共振周波数は、前記送信周波数帯域内に設定され、前記ＬＣローパスフィルタ回路の遮断周波数は、前記送信周波数帯域の低い側の周波数エッジよりも低い周波数帯域内に設定されていると良い。
【０１４４】
この構成では、ＬＣ並列共振回路及びＬＣローパスフィルタ回路によってバイアス電流の供給経路における送信周波数帯域の減衰量をより大きくすることができる。
【０１４５】
（１７）上記（１５）または（１６）の電力増幅回路において、前記増幅器、前記バイアス回路、及び前記インピーダンス回路をそれぞれ複数備え、複数の前記増幅器がそれぞれ少なくともカップリングキャパシタを介して多段接続されていると良い。
【０１４６】
この構成では、電力増幅回路の高出力化が可能である。
【０１４７】
（１８）上記（１５）から（１７）のいずれかの電力増幅回路において、少なくとも前記増幅器及び前記バイアス回路が同一の半導体チップ上に実装されていると良い。
【０１４８】
この構成では、電力増幅回路の小型化または低コスト化が可能である。
【０１４９】
本開示により、高周波信号を広い帯域で効率よく増幅することが可能となる。
【符号の説明】
【０１５０】
１，１ａ  電力増幅回路
２，２ａ，２ｂ  増幅器
３  バイアス回路
４，４ａ，４ｂ  インピーダンス回路
３１  電流源
４１  第１のインピーダンス回路
４２，４２ａ  第２のインピーダンス回路
１００  半導体チップ
Ｃ，Ｃ１１，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ２３，Ｃ３１，Ｃ４１，Ｃ４２  キャパシタ（容量性素子）
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３  カップリングキャパシタ
Ｄ３１，Ｄ３２  ダイオード
Ｉｂｉａｓ  バイアス電流
Ｉｃｏｎｔ  バイアス制御電流
Ｌ，Ｌ１１，Ｌ３１，Ｌ４１，Ｌ４２  インダクタ（誘導性素子）
Ｌ１  チョークインダクタ
Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３  抵抗（抵抗性素子）
Ｔｒ１  増幅用トランジスタ
Ｔｒ２  バイアス電流供給用トランジスタ
ＶＢＡＴ  バイアス電源電位
ＶＣＣ  電源電位
Ｖｃｏｎｔ  バイアス制御電位
【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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