(57)【要約】      （修正有）【課題】バーストの有効期間内において、出力電力が一定の範囲内に収まる電力増幅器を提供する。【解決手段】電力増幅回路９は、第１及び第２トランジスタ２１、２２と、第１及び第２トランジスタの電気的バイアス状態を設定するバイアス回路１０と、を備える。第２トランジスタのコレクタ及びバイアス回路は、定電流が供給される第１ノードＮ１に接続される。バイアス回路は、第１ノードから供給される電流に応じた電流を、第２ノードＮ２に出力し、第１及び第２トランジスタのベースには、高周波信号が入力されるとともに、第２ノードからバイアス電流が供給され、第１トランジスタは、高周波信号を増幅して、コレクタから出力する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２トランジスタと、
前記第１及び第２トランジスタの電気的バイアス状態を設定するバイアス回路と、
を備え、
前記第２トランジスタのコレクタ及び前記バイアス回路は、定電流が供給される第１ノードに接続され、
前記バイアス回路は、前記第１ノードから供給される電流に応じた電流を、第２ノードに出力し、
前記第１及び第２トランジスタのベースには、高周波信号が入力されるとともに、前記第２ノードからバイアス電流が供給され、
前記第１トランジスタは、高周波信号を増幅して、コレクタから出力する、
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、
前記第１ノードには、定電流源から前記定電流が供給される、
電力増幅回路。
【請求項３】
請求項１に記載の電力増幅回路であって、
前記第１ノードには、定電圧源から抵抗を介して前記定電流が供給される、
電力増幅回路。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の電力増幅回路であって、
前記定電流は、前記第１トランジスタの出力電力に応じて、可変である、
電力増幅回路。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の電力増幅回路であって、
前記第２トランジスタのコレクタと前記第１ノードとの間に、前記第２トランジスタのコレクタに現れる高周波信号を抑制するローパスフィルタを更に備える、
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、
前記ローパスフィルタは、一端が前記第２トランジスタのコレクタに接続され、他端が前記第１ノードに接続された抵抗と、前記抵抗の前記他端と基準電位又は電源電位との間に接続されたキャパシタと、を含む、
電力増幅回路。
【請求項７】
請求項５に記載の電力増幅回路であって、
前記ローパスフィルタは、前記第２トランジスタのコレクタと前記第１ノードとの間を接続する配線と、前記配線と基準電位又は電源電位との間に接続されたキャパシタと、を含む、
電力増幅回路。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の電力増幅回路であって、
前記第１及び第２トランジスタの各々は、複数の単位トランジスタを電気的に並列接続したマルチフィンガートランジスタであり、
前記複数の単位トランジスタは、第１領域内にマトリクス状に形成され、
前記第２トランジスタを構成する１つの単位トランジスタは、前記第１領域の隅に形成され、
前記第２トランジスタを構成する他の１つの単位トランジスタは、前記第１領域の中央を含む中央領域内に形成されている、
電力増幅回路。
【請求項９】
請求項８に記載の電力増幅回路であって、
前記第１領域は、出力電力にかかわらず動作する単位トランジスタが形成された第２領域と、出力電力に応じて動作し又は動作しない単位トランジスタが形成された第３領域に分割されており、
前記第２トランジスタを構成する前記１つの単位トランジスタは、前記第２領域の隅に形成され、
前記第２トランジスタを構成する前記他の１つの単位トランジスタは、第２領域内且つ前記中央領域内に形成されている、
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、
前記第２トランジスタを構成する前記他の１つの単位トランジスタは、前記第１領域の中央に隣接して形成されている、
電力増幅回路。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の電力増幅回路であって、
前記第１トランジスタの出力電力が第１電力である第１モードでは、前記第１領域内の全部の単位トランジスタが動作するとともに、前記定電流が第１電流であり、
前記第１トランジスタの出力電力が前記第１電力より小さい第２電力である第２モードでは、前記第１領域内の全部の単位トランジスタが動作するとともに、前記定電流が前記第１電流より小さい第２電流であり、
前記第１トランジスタの出力電力が前記第２電力より小さい第３電力である第３モードでは、前記第２領域内の全部の単位トランジスタが動作し且つ前記第３領域内の全部の単位トランジスタが動作しないとともに、前記定電流が前記第２電流より小さい第３電流である、
電力増幅回路。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の電力増幅回路と、
前記電力増幅回路よりも前段で高周波信号を増幅する前段トランジスタと、
前記前段トランジスタの電気的バイアス状態を設定する前段バイアス回路と、
を備え、
前記前段バイアス回路は、前記第１ノードに接続され、
前記前段バイアス回路は、前記第１ノードから供給される電流に応じたバイアス電流を、前記前段トランジスタのベースに出力し、
前記前段トランジスタのベースには、高周波信号が入力されるとともに、前記前段バイアス回路からバイアス電流が供給され、
前記前段トランジスタは、高周波信号を増幅して、コレクタから後段に向けて出力する、
電力増幅器。
【請求項１３】
第１及び第２トランジスタと、
前記第１及び第２トランジスタの電気的バイアス状態を設定するバイアス回路と、
前記第１トランジスタよりも前段で高周波信号を増幅する前段トランジスタと、
前記前段トランジスタの電気的バイアス状態を設定する前段バイアス回路と、
を備え、
前記第２トランジスタのコレクタ及び前記前段バイアス回路は、定電流が供給される第１ノードに接続され、
前記前段バイアス回路は、前記第１ノードから供給される電流に応じたバイアス電流を、前記前段トランジスタのベースに出力し、
前記前段トランジスタのベースには、高周波信号が入力されるとともに、前記前段バイアス回路からバイアス電流が供給され、
前記前段トランジスタは、高周波信号を増幅して、コレクタから後段に向けて出力し、
前記バイアス回路は、一定の電流を第２ノードに出力し、
前記第１及び第２トランジスタのベースには、前段で増幅された高周波信号が入力されるとともに、前記第２ノードからバイアス電流が供給され、
前記第１トランジスタは、前段で増幅された高周波信号を更に増幅して、コレクタから出力する、
電力増幅器。
【請求項１４】
第１及び第２トランジスタと、
前記第１及び第２トランジスタの電気的バイアス状態を設定するバイアス回路と、
を備え、
前記第２トランジスタのドレイン及び前記バイアス回路は、定電流が供給される第１ノードに接続され、
前記バイアス回路は、前記第１ノードから供給される電流に応じた電流を、第２ノードに出力し、
前記第１及び第２トランジスタのゲートには、高周波信号が入力されるとともに、前記第２ノードからバイアス電流が供給され、
前記第１トランジスタは、高周波信号を増幅して、ドレインから出力する、
電力増幅回路。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電力増幅回路であって、
前記第１ノードには、定電流源から前記定電流が供給される、
電力増幅回路。
【請求項１６】
請求項１４に記載の電力増幅回路であって、
前記第１ノードには、定電圧源から抵抗を介して前記定電流が供給される、
電力増幅回路。
【請求項１７】
請求項１４から１６のいずれか１項に記載の電力増幅回路であって、
前記定電流は、前記第１トランジスタの出力電力に応じて、可変である、
電力増幅回路。
【請求項１８】
請求項１４から１７のいずれか１項に記載の電力増幅回路であって、
前記第２トランジスタのドレインと前記第１ノードとの間に、前記第２トランジスタのドレインに現れる高周波信号を抑制するローパスフィルタを更に備える、
電力増幅回路。
【請求項１９】
請求項１８に記載の電力増幅回路であって、
前記ローパスフィルタは、一端が前記第２トランジスタのドレインに接続され、他端が前記第１ノードに接続された抵抗と、前記抵抗の前記他端と基準電位又は電源電位との間に接続されたキャパシタと、を含む、
電力増幅回路。
【請求項２０】
請求項１９に記載の電力増幅回路であって、
前記ローパスフィルタは、前記第２トランジスタのドレインと前記第１ノードとの間を接続する配線と、前記配線と基準電位又は電源電位との間に接続されたキャパシタと、を含む、
電力増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力増幅回路及び電力増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話装置、スマートフォン等で例示される移動体通信装置において、無線周波数（ＲＦ：radio  frequency）信号の増幅に、電力増幅器が用いられている。
【０００３】
下記の特許文献１には、負荷変動や変調波モードの違いにも追従して正確な電力レベルを検出できる検波回路が、記載されている。
【０００４】
下記の特許文献２には、高出力、高効率および広ダイナミックレンジを有する低歪みな高周波信号を出力する高周波電力増幅器が、記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−４１２３３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３８６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
第２世代の通信規格であるＧＳＭ（登録商標）（global  system  for  mobile  communications）では、ＰＶＴ（Power  versus  Time）が規定されている。ＰＶＴでは、バーストの有効期間内において、出力電力が一定の範囲内に収まることが要求される。
【０００７】
しかしながら、電力増幅を行うトランジスタは、動作時間の経過に伴って、温度が上昇する。トランジスタは、温度が上昇すると、電流増幅率β（＝ｈＦＥ）が低下する。トランジスタの電流増幅率βが低下すると、バーストの有効期間内において、出力電力が一定の範囲内に収まらなくなる可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、出力特性を好適にすることを可能と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、第１及び第２トランジスタと、第１及び第２トランジスタの電気的バイアス状態を設定するバイアス回路と、を備える。第２トランジスタのコレクタ及びバイアス回路は、定電流が供給される第１ノードに接続され、バイアス回路は、第１ノードから供給される電流に応じた電流を、第２ノードに出力し、第１及び第２トランジスタのベースには、高周波信号が入力されるとともに、第２ノードからバイアス電流が供給され、第１トランジスタは、高周波信号を増幅して、コレクタから出力する。
【００１０】
本発明の一側面の電力増幅器は、上記の電力増幅回路と、電力増幅回路よりも前段で高周波信号を増幅する前段トランジスタと、前段トランジスタの電気的バイアス状態を設定する前段バイアス回路と、を備える。前段バイアス回路は、第１ノードに接続され、前段バイアス回路は、第１ノードから供給される電流に応じたバイアス電流を、前段トランジスタのベースに出力し、前段トランジスタのベースには、高周波信号が入力されるとともに、前段バイアス回路からバイアス電流が供給され、前段トランジスタは、高周波信号を増幅して、コレクタから後段に出力する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、出力特性を好適にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態の電力増幅器の構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態の電力増幅回路の回路構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態の比較例の電力増幅回路の回路構成を示す図である。
【図４】第１の実施の形態の比較例の電力増幅回路の波形を示す図である。
【図５】第１の実施の形態の電力増幅回路の波形を示す図である。
【図６】第２の実施の形態の電力増幅回路の回路構成を示す図である。
【図７】第２の実施の形態の電力増幅回路の変形例の回路構成を示す図である。
【図８】第３の実施の形態の電力増幅回路の回路構成を示す図である。
【図９】第４の実施の形態の電力増幅器の回路レイアウトの概要を示す図である。
【図１０】第４の実施の形態の電力増幅回路の波形を示す図である。
【図１１】第４の実施の形態の比較例の電力増幅回路の波形を示す図である。
【図１２】第４の実施の形態の電力増幅回路の波形を示す図である。
【図１３】第４の実施の形態の比較例の電力増幅回路の回路構成を示す図である。
【図１４】第５の実施の形態の電力増幅器の回路構成を示す図である。
【図１５】第６の実施の形態の電力増幅器の回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の電力増幅器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。各実施の形態は例示であり、異なる実施の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。第２の実施の形態以降では第１の実施の形態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の形態毎には逐次言及しない。
【００１４】
＜第１の実施の形態＞
（構成）
図１は、第１の実施の形態の電力増幅器の構成を示す図である。電力増幅器１は、携帯電話装置で例示される移動体通信装置において、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。
【００１５】
電力増幅器１は、前段の回路から入力される、無線周波数の高周波入力信号ＲＦｉｎを増幅する。そして、電力増幅器１は、増幅後の高周波出力信号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例示されるが、これに限定されない。後段の回路は、高周波出力信号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例示されるが、これに限定されない。高周波入力信号ＲＦｉｎ及び高周波出力信号ＲＦｏｕｔの周波数は、数百ＭＨｚ（メガヘルツ）から数十ＧＨｚ（ギガヘルツ）程度が例示されるが、これに限定されない。
【００１６】
電力増幅器１は、初段の第１電力増幅回路３と、前段の回路と第１電力増幅回路３との間のインピーダンス整合を行う第１整合回路２と、を含む。第１電力増幅回路３は、第１整合回路２を通過後の高周波入力信号ＲＦｉｎを増幅し、増幅後の高周波信号ＲＦ１を出力する。第１電力増幅回路３は、ドライバ段電力増幅回路と称しても良い。電力増幅器１は、第１電力増幅回路３の電気的バイアス状態を設定する第１バイアス回路４を含む。
【００１７】
電力増幅器１は、中間段の第２電力増幅回路６と、第１電力増幅回路３と第２電力増幅回路６との間のインピーダンス整合を行う第２整合回路５と、を含む。第２電力増幅回路６は、第２整合回路５を通過後の高周波信号ＲＦ１を増幅し、増幅後の高周波信号ＲＦ２を出力する。電力増幅器１は、第２電力増幅回路６の電気的バイアス状態を設定する第２バイアス回路７を含む。
【００１８】
電力増幅器１は、最終段の第３電力増幅回路９と、第２電力増幅回路６と第３電力増幅回路９との間のインピーダンス整合を行う第３整合回路８と、を含む。第３電力増幅回路９は、第３整合回路８を通過後の高周波信号ＲＦ２を増幅し、増幅後の高周波出力信号ＲＦｏｕｔを出力する。第３電力増幅回路９は、パワー段電力増幅回路と称しても良い。電力増幅器１は、第３電力増幅回路９の電気的バイアス状態を設定する第３バイアス回路１０を含む。第３電力増幅回路９から出力される高周波出力信号ＲＦｏｕｔは、第４整合回路１１を通過後に、後段の回路に入力される。
【００１９】
第１整合回路２から第４整合回路１１までの各々は、キャパシタやインダクタや抵抗を用いて構成可能である。
【００２０】
第１電力増幅回路３、第２電力増幅回路６及び第３電力増幅回路９は、３段の電力増幅回路を構成する。なお、電力増幅回路の段数は３段に限定されず、１段又は２段であっても良いし、４段以上であっても良い。
【００２１】
図２は、第１の実施の形態の電力増幅回路の回路構成を示す図である。
【００２２】
第３電力増幅回路９は、トランジスタ２１及び２２を含む。トランジスタ２１及び２２の各々は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（Heterojunction  Bipolar  Transistor：ＨＢＴ）が例示されるが、これに限定されない。例えば、電界効果トランジスタ（Field  Effect  Transistor：ＦＥＴ）であってもよい。
【００２３】
トランジスタ２１が、本開示の「第１トランジスタ」に対応し、トランジスタ２２が、本開示の「第２トランジスタ」に対応する。
【００２４】
トランジスタ２１及び２２の各々は、複数の単位トランジスタ（フィンガーとも言う）を電気的に並列接続した、マルチフィンガートランジスタであっても良い。トランジスタ２１のフィンガー数と、トランジスタ２２のフィンガー数との比は、６６：１が例示されるが、これに限定されない。なお、単位トランジスタとは、トランジスタが構成される最小限の構成と言う。
【００２５】
トランジスタ２１を構成する単位トランジスタのサイズと、トランジスタ２２を構成する単位トランジスタのサイズと、は同じであっても良いし、異なっていても良い。
【００２６】
トランジスタ２１とトランジスタ２２とは、熱結合していることが好ましい。つまり、トランジスタ２２の温度は、トランジスタ２１の温度が反映され、トランジスタ２１の温度と略同じであることが好ましい。一例として、トランジスタ２１及び２２を構成する複数の単位トランジスタを、マトリクス状に配列する。複数の単位トランジスタをマトリクス状に配列すると、中央部の温度が最も高くなり、隅部の温度が最も低くなる。従って、トランジスタ２２を構成する１個の単位トランジスタをマトリクスの中央部に配置すると、トランジスタ２１を構成する単位トランジスタの高い温度がトランジスタ２２を構成する単位トランジスタの温度に反映されて、好ましい。加えて、トランジスタ２２を構成するもう１個の単位トランジスタを、マトリクスの隅部に配置すると、トランジスタ２１を構成する単位トランジスタの低い温度がトランジスタ２２を構成する単位トランジスタの温度に反映されて、更に好ましい。トランジスタ２１及び２２を構成する複数の単位トランジスタの配置については、後の実施の形態で詳しく説明する。
【００２７】
トランジスタ２１のエミッタは、基準電位に接続されている。基準電位は、接地電位が例示されるが、これに限定されない。
【００２８】
第３電力増幅回路９は、抵抗２３及びキャパシタ２５を含む。トランジスタ２１のベースには、抵抗２３を介して、第３バイアス回路１０からバイアス電流及びバイアス電圧が供給される。トランジスタ２１のベースには、キャパシタ２５を介して、第３整合回路８を通過後の高周波信号ＲＦ２が入力される。
【００２９】
第３電力増幅回路９は、チョークインダクタ２７を含む。トランジスタ２１のコレクタは、チョークインダクタ２７を介して、電源電位Ｖｃｃに接続されている。チョークインダクタ２７は、電源電位Ｖｃｃの直流電力を、トランジスタ２１のコレクタに供給する。トランジスタ２１のコレクタには、チョークインダクタ２７を介して、電源電位Ｖｃｃからコレクタ電流Ｉｃｃが流れる。
【００３０】
チョークインダクタ２７は、高周波信号ＲＦ２及び高周波出力信号ＲＦｏｕｔの周波数帯域に対して、十分に高いインピーダンスを有するものとする。つまり、チョークインダクタ２７のインピーダンスは、高周波信号ＲＦ２及び高周波出力信号ＲＦｏｕｔの周波数帯域を考慮するに際して、無視できるものとする。また、チョークインダクタ２７は、高周波信号ＲＦ２及び高周波出力信号ＲＦｏｕｔの電源回路への結合を抑制する。
【００３１】
トランジスタ２１は、高周波出力信号ＲＦｏｕｔを、コレクタから出力する。
【００３２】
トランジスタ２２のエミッタは、基準電位に接続されている。第３電力増幅回路９は、抵抗２４及びキャパシタ２６を含む。トランジスタ２２のベースには、抵抗２４を介して、第３バイアス回路１０からバイアス電流及びバイアス電圧が供給される。トランジスタ２２のベースには、キャパシタ２６を介して、第３整合回路８を通過後の高周波信号ＲＦ２が入力される。
【００３３】
なお、第１の実施の形態では、トランジスタ２１及び２２の各々をエミッタ接地回路としたが、これに限定されない。トランジスタ２１及び２２の各々は、エミッタフォロワ回路であっても良い。
【００３４】
第３電力増幅回路９は、抵抗２８及びキャパシタ２９を含む。トランジスタ２２のコレクタは、抵抗２８の一端が接続されている。抵抗２８の他端は、キャパシタ２９を介して、基準電位に接続されている。つまり、抵抗２８及びキャパシタ２９は、ローパスフィルタ３０を構成する。抵抗２８の他端は、第１ノードＮ１に接続されている。トランジスタ２２のコレクタには、抵抗２８を介して、コレクタ電流Ｉｒｅｐが第１ノードＮ１から流れる。
【００３５】
なお、キャパシタ２９は、基準電位に代えて、電源電位に接続されていても良い。
【００３６】
トランジスタ２２のベースには、キャパシタ２６を介して、高周波信号ＲＦ２の一部が入力される。従って、トランジスタ２２のコレクタには、高周波信号が現れる。しかしながら、トランジスタ２２のコレクタに現れる高周波信号は、ローパスフィルタ３０によって抑制される。従って、第１ノードＮ１からトランジスタ２２のコレクタに流れるコレクタ電流Ｉｒｅｐは、高周波成分を含まない。なお、ローパスフィルタ３０のカットオフ周波数は、高周波信号ＲＦ２よりも低いことが好ましい。これにより、ローパスフィルタ３０は、トランジスタ２２のコレクタに現れる高周波信号を好適に除去できる。
【００３７】
第３バイアス回路１０は、抵抗４１を含む。抵抗４１の一端には、定電流源５１から定電流が供給される。なお、抵抗４１の一端には、定電流源５１に代えて定電圧源が接続され、定電圧源から定電圧が供給されても良い。なお、定電流源５１、定電圧源５１は可変できる構成があってもよい。
【００３８】
抵抗４１の他端には、トランジスタ４２のコレクタ及びベースが接続されている。トランジスタ４２は、コレクタ及びベースが接続されているので、ダイオードと等価である。トランジスタのコレクタとベースを接続する構成を以後、ダイオード接続と呼ぶ。トランジスタ４２のエミッタには、トランジスタ４３のコレクタ及びベースが接続されている。トランジスタ４３は、ダイオード接続されている。トランジスタ４３のエミッタは、基準電位に接続されている。トランジスタ４２のコレクタ及びベースの電位は、トランジスタ４２のコレクタ−エミッタ経路及びトランジスタ４３のコレクタ−エミッタ経路の電圧降下分に相当する。つまり、ダイオード２個分の電圧降下に相当する。
【００３９】
第３バイアス回路１０は、キャパシタ４４を含む。キャパシタ４４は、トランジスタ４２のコレクタ及びベースと、基準電位との間に接続されている。キャパシタ４４は、トランジスタ４２のコレクタ及びベースの電位を安定させる。
【００４０】
第３バイアス回路１０は、抵抗４５を含む。抵抗４５の一端は、トランジスタ４２のコレクタ及びベースに接続されている。
【００４１】
第３バイアス回路１０は、トランジスタ４６を含む。トランジスタ４６のベースは、抵抗４５の他端に接続されている。トランジスタ４６のベースには、抵抗４１及び４５を介して、ベース電流が供給される。トランジスタ４６のベース電位は、トランジスタ４２のコレクタ及びベースの電位から、抵抗４５の電圧降下分を引いた電位になる。なお、トランジスタ４６はバイポーラトランジスタを電界効果トランジスタに置き換えても良い。
【００４２】
トランジスタ４６のコレクタは、第１ノードＮ１に接続されている。第１ノードＮ１には、定電流Ｉｂａｔが定電流源５２から供給される。従って、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂと、トランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐと、の和は、定電流Ｉｂａｔである。つまり、Ｉｂａｔ＝Ｉｂｂ＋Ｉｒｅｐである。
【００４３】
トランジスタ４６のエミッタは、第２ノードＮ２に接続されている。また、トランジスタ２１のベースは、抵抗２３を介して第２ノードＮ２に接続されている。同様に、トランジスタ２２のベースは、抵抗２４を介して第２ノードＮ２に接続されている。従って、トランジスタ４６は、エミッタ出力のエミッタフォロワ回路として動作する。従って、第２ノードＮ２の電圧は、一定に保たれる。
【００４４】
また、トランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１と、トランジスタ２２のベース電流Ｉｂ２と、の和は、トランジスタ４６のエミッタ電流に等しい。トランジスタ４６のエミッタ電流は、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂと、トランジスタ４６のベース電流と、の和である。トランジスタ４６のベース電流は、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂに比べて、非常に小さい。従って、トランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１と、トランジスタ２２のベース電流Ｉｂ２と、の和は、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂと略等しい。つまり、Ｉｂｂ≒Ｉｂ１＋Ｉｂ２である。
【００４５】
トランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１と、トランジスタ２２のベース電流Ｉｂ２と、の比は、抵抗２３の抵抗値とトランジスタ２１のベース−エミッタ間の抵抗値との和と、抵抗２４の抵抗値とトランジスタ２２のベース−エミッタ間の抵抗値との和と、の比で定まる。例えば、抵抗２３の抵抗値とトランジスタ２１のベース−エミッタ間の抵抗値との和と、抵抗２４の抵抗値とトランジスタ２２のベース−エミッタ間の抵抗値との和と、の比が１：２である場合には、トランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１と、トランジスタ２２のベース電流Ｉｂ２と、の比は、２：１になる。
【００４６】
なお、第１ノードＮ１に供給される定電流Ｉｂａｔが、可変であっても良い。一例として、第３電力増幅回路９が第１電力の高周波出力信号ＲＦｏｕｔを出力する第１モード（以下、高出力モードと称する場合がある）の場合には、定電流源５２は、一定の第１電流を第１ノードＮ１に出力しても良い。また、第３電力増幅回路９が第１電力よりも低い第２電力の高周波出力信号ＲＦｏｕｔを出力する第２モード（以下、中出力モードと称する場合がある）の場合には、定電流源５２は、第１電流値より小さい一定の第２電流を第１ノードＮ１に出力しても良い。また、第３電力増幅回路９が第２電力よりも低い第３電力の高周波出力信号ＲＦｏｕｔを出力する第３モード（以下、低出力モードと称する場合がある）の場合には、定電流源５２は、第２電流値より小さい一定の第３電流を第１ノードＮ１に出力しても良い。
【００４７】
これにより、中出力モードの場合には、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂ及びトランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐが、高出力モードの場合よりも小さくなる。従って、中出力モードの場合には、トランジスタ２１及び２２のバイアス電流が、高出力モードの場合よりも小さくなる。これにより、中出力モードの場合には、トランジスタ２１の出力電力が、高出力モードの場合よりも小さくなる。
【００４８】
また、低出力モードの場合には、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂ及びトランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐが、中出力モードの場合よりも小さくなる。従って、低出力モードの場合には、トランジスタ２１及び２２のバイアス電流が、中出力モードの場合よりも小さくなる。これにより、低出力モードの場合には、トランジスタ２１の出力電力が、中出力モードの場合よりも小さくなる。
【００４９】
つまり、第３電力増幅回路９の出力電力は、第１ノードＮ１に供給される定電流Ｉｂａｔによって調整可能である。
【００５０】
また、第１の実施の形態では、本開示を第３電力増幅回路９に適用した場合について説明したが、これに限定されない。即ち、トランジスタ２２、抵抗２４、キャパシタ２６及びローパスフィルタ３０が第３電力増幅回路９内に含まれることとしたが、本開示はこれに限定されない。トランジスタ２２、抵抗２４、キャパシタ２６及びローパスフィルタ３０は、第１電力増幅回路３内又は第２電力増幅回路６内に含まれても良い。但し、最終段の第３電力増幅回路９の出力電力が、第１電力増幅回路３の出力電力及び第２電力増幅回路６の出力電力よりも大きい。従って、最終段の第３電力増幅回路９が、第１電力増幅回路３及び第２電力増幅回路６よりも高温になる。つまり、第３電力増幅回路９の電流増幅率βの低下が、第１電力増幅回路３及び第２電力増幅回路６の電流増幅率βの低下よりも、大きい。従って、トランジスタ２２、抵抗２４、キャパシタ２６及びローパスフィルタ３０が第３電力増幅回路９内に含まれることが、好ましい。
【００５１】
（比較例）
図３は、第１の実施の形態の比較例の電力増幅回路の回路構成を示す図である。電力増幅回路１０９は、第３電力増幅回路９（図２参照）と比較して、トランジスタ２２、抵抗２４、キャパシタ２６及びローパスフィルタ３０を備えていない。従って、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂは、定電流Ｉｂａｔに等しい。つまり、Ｉｂａｔ＝Ｉｂｂである。従って、トランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１は、略一定である。つまり、Ｉｂａｔ＝Ｉｂｂ≒Ｉｂ１である。
【００５２】
図４は、第１の実施の形態の比較例の電力増幅回路の波形を示す図である。図４は、電力増幅回路１０９のＰＶＴ測定時の、トランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔ、定電流Ｉｂａｔ及びトランジスタ２１のコレクタ電流ＩＣＣの波形を示す図である。
【００５３】
タイミングｔ１において、電力増幅回路１０９が起動されると、図４（Ｂ）の波形１１０で示すように、定電流Ｉｂａｔが立ち上がる。また、図４（Ｃ）の波形１１１で示すように、トランジスタ２１のコレクタ電流ＩＣＣも立ち上がる。また、図４（Ａ）の波形１１２で示すように、トランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔも立ち上がる。
【００５４】
タイミングｔ２において、電力増幅回路１０９の起動が完了し、図４（Ｂ）の波形１１０で示すように、定電流Ｉｂａｔが一定になる。
【００５５】
トランジスタ２１のコレクタ電流ＩＣＣ及び出力電力Ｐｏｕｔが立ち上がることで、トランジスタ２１の温度が徐々に上昇する。トランジスタ２１の温度が徐々に上昇するので、トランジスタ２１の電流増幅率βは、徐々に低下する。
【００５６】
トランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃは、トランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１とトランジスタ２１の電流増幅率βとの積で表される。
【００５７】
従って、トランジスタ２１の電流増幅率βが徐々に低下すると、図４（Ｃ）の波形１１１で示すように、トランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃは、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの間において、徐々に低下する。トランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃが徐々に低下するので、図４（Ａ）の波形１１２で示すように、トランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔも、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの間において、徐々に低下する。そのため、図４（Ａ）の期間１１３において、波形１１２で示すトランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔが、ＰＶＴで定められた出力電力の下限１１４を下回ってしまう。つまり、電力増幅回路１０９は、ＰＶＴの規定を満たせなくなってしまう。
【００５８】
なお、トランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔが徐々に低下することを見込んで、定電流Ｉｂａｔを予め大きく設定しておくことが考えられる。しかしながら、定電流Ｉｂａｔを予め大きく設定しておくこととすると、タイミングｔ２において、波形１１２で示すトランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔが、ＰＶＴで定められた出力電力の上限１１５を上回ってしまう。つまり、電力増幅回路１０９は、ＰＶＴの規定を満たせなくなってしまう。
【００５９】
つまり、比較例の電力増幅回路１０９は、定電流Ｉｂａｔの設定にかかわらず、ＰＶＴの規定を満たせない。
【００６０】
（第１の実施の形態の動作）
図２及び図５を参照して、第１の実施の形態の第３電力増幅回路９の動作を説明する。
【００６１】
図５は、第１の実施の形態の電力増幅回路の波形を示す図である。図５は、高出力モードでの第３電力増幅回路９のＰＶＴ測定時の、トランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔ、定電流Ｉｂａｔ、トランジスタ２２の温度Ｔ、トランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐ、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂ及びトランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃの波形を示す図である。
【００６２】
タイミングｔ１１において、第３電力増幅回路９が起動されると、図５（Ｂ）の波形１１０で示すように、定電流Ｉｂａｔが立ち上がる。また、図５（Ｆ）の波形１２１で示すように、トランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃも立ち上がる。また、図５（Ａ）の波形１２２で示すように、トランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔも立ち上がる。
【００６３】
タイミングｔ１２において、第３電力増幅回路９の起動が完了し、図５（Ｂ）の波形１１０で示すように、定電流Ｉｂａｔが一定になる。
【００６４】
トランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃ及び出力電力Ｐｏｕｔが立ち上がることで、トランジスタ２１の温度が徐々に上昇する。トランジスタ２１の温度が徐々に上昇するので、トランジスタ２１の電流増幅率βは、徐々に低下する。
【００６５】
第３電力増幅回路９では、トランジスタ２１とトランジスタ２２とは、熱結合している。つまり、図５（Ｃ）の波形１２３で示すトランジスタ２２の温度Ｔは、トランジスタ２１の温度と略同じである。従って、トランジスタ２１の電流増幅率βが低下するのと同じように、トランジスタ２２の電流増幅率βも低下する。
【００６６】
トランジスタ２２の電流増幅率βが徐々に低下すると、図５（Ｄ）の波形１２４で示すように、トランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐが徐々に減少する。Ｉｂａｔ＝Ｉｂｂ＋Ｉｒｅｐであるので、図５（Ｅ）の波形１２５で示すように、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂは、タイミングｔ１２以降においても、トランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐの減少分だけ、増加する。トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂが増加すると、トランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１が増加する。
【００６７】
トランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃと、トランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１と、トランジスタ２１の電流増幅率βと、の間には、Ｉｃｃ＝β・Ｉｂ１の関係がある。トランジスタ２１の電流増幅率βの低下は、トランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃを減少させる方向に作用する。一方、トランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１の増加は、トランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃを増加させる方向に作用する。従って、トランジスタ２１の電流増幅率βの低下によるトランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃの減少と、トランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１の増加によるトランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃの増加と、は打ち消し合う。
【００６８】
従って、図５（Ｆ）の波形１２１で示すように、トランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃは、タイミングｔ１２からタイミングｔ１３までの間において、変動が抑制され、略一定になる。これにより、図５（Ａ）の波形１２２で示すように、トランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔは、タイミングｔ１２からタイミングｔ１３までの間において、変動が抑制され、略一定になる。
【００６９】
従って、波形１２２で示す第３電力増幅回路９の出力電力Ｐｏｕｔは、タイミングｔ１２からタイミングｔ１３までの間において、ＰＶＴで定められた出力電力の下限１１４と上限１１５との間に収まる。つまり、第３電力増幅回路９は、ＰＶＴの規定を満たすことができる。これにより、第３電力増幅回路９は、出力特性を好適にすることができる。
【００７０】
＜第２の実施の形態＞
図６は、第２の実施の形態の電力増幅回路の回路構成を示す図である。第１の実施の形態と同様の構成要素については、同一の参照番号を付して、説明を省略する。
【００７１】
図２に示した第１の実施の形態の第３電力増幅回路９では、第１ノードＮ１には、定電流源５２が接続されている。そして、第１ノードＮ１には、定電流源５２から定電流Ｉｂａｔが供給される。
【００７２】
一方、図６に示す第２の実施の形態の第３電力増幅回路９では、第１ノードＮ１には、抵抗５４を介して、定電圧源５３が接続されている。そして、第１ノードＮ１には、抵抗５４を流れる定電流Ｉｂａｔが定電圧源５３から供給される。なお、本発明では、定電圧源５３は可変電圧を出力してもよい。
【００７３】
第１ノードＮ１に定電流Ｉｂａｔが供給されるので、第２の実施の形態の第３電力増幅回路９の動作は、第１の実施の形態の第３電力増幅回路９の動作と同様である。
【００７４】
従って、トランジスタ２１のコレクタ電流ＩＣＣは、変動が抑制され、略一定になる。これにより、トランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔは、変動が抑制され、略一定になる。
【００７５】
従って、第３電力増幅回路９の出力電力Ｐｏｕｔは、ＰＶＴで定められた出力電力の下限１１４と上限１１５との間に収まる。つまり、第３電力増幅回路９は、ＰＶＴの規定を満たすことができる。これにより、第３電力増幅回路９は、出力特性を好適にすることができる。
【００７６】
また、第３電力増幅回路９が搭載される移動体通信装置によっては、定電流源よりも定電圧源を用いることが要請される場合がある。第２の実施の形態の第３電力増幅回路９では、定電流源５２に代えて、定電圧源５３を用いている。従って、第２の実施の形態の第３電力増幅回路９は、そのような要請に応えることができる。
【００７７】
また、先に第１の実施の形態で説明したように、第３バイアス回路１０の抵抗４１の一端には、定電流源５１に代えて定電圧源が接続され、定電圧源から定電圧が供給されても良い。従って、第２の実施の形態の第３電力増幅回路９は、定電流源５１に代えて定電圧源を用いることで、定電流源よりも定電圧源を用いるという要請に、更に応えることができる。
【００７８】
なお、第１の実施の形態と同様に、第１ノードＮ１に供給される定電流Ｉｂａｔが、可変であっても良い。一例として、第３電力増幅回路９が第１電力の高周波出力信号ＲＦｏｕｔを出力する第１モード（高出力モード）の場合には、定電圧源５３は、一定の第１電圧を抵抗５４の一端に出力しても良い。これにより、抵抗５４に流れる定電流Ｉｂａｔは、第１電流になる。また、第３電力増幅回路９が第１電力よりも低い第２電力の高周波出力信号ＲＦｏｕｔを出力する第２モード（中出力モード）の場合には、定電圧源５３は、第１電圧より小さい一定の第２電圧を抵抗５４の一端に出力しても良い。これにより、抵抗５４に流れる定電流Ｉｂａｔは、第１電流よりも小さい第２電流になる。また、第３電力増幅回路９が第２電力よりも低い第３電力の高周波出力信号ＲＦｏｕｔを出力する第３モード（低出力モード）の場合には、定電圧源５３は、第２電圧より小さい一定の第３電圧を抵抗５４の一端に出力しても良い。これにより、抵抗５４に流れる定電流Ｉｂａｔは、第２電流よりも小さい第３電流になる。
【００７９】
（変形例）
図７は、第２の実施の形態の電力増幅回路の変形例の回路構成を示す図である。図７に示す変形例の第３電力増幅回路９を図６に示す第２の実施の形態の第３電力増幅回路９と比較すると、定電圧源５３に代えて、定電流源５２を用いている。定電流源５２は、可変電流を出力しても良い。
【００８０】
また、図７に示す変形例の第３電力増幅回路９を図２に示した第１の実施の形態の第３電力増幅回路９と比較すると、図７に示す変形例の第３電力増幅回路９では、定電流源５２と第１ノードＮ１との間に、抵抗５４が設けられている。そして、第１ノードＮ１には、抵抗５４を介して、定電流源５２から定電流Ｉｂａｔが供給される。
【００８１】
このように、第２の実施の形態の第３電力増幅回路９は、回路構成を変更することなく、定電流源５２と定電圧源５３との内のどちらを用いることも可能である。従って、第２の実施の形態の第３電力増幅回路９は、移動体通信装置の設計の自由度を高めることができる。換言すると、第２の実施の形態の第３電力増幅回路９は、様々な移動体通信装置に搭載できる。また、第２の実施の形態の第３電力増幅回路９のメーカは、移動体通信装置毎に第３電力増幅回路９の回路構成を変更する必要がないので、設計、製造及び品質管理を容易に行うことができ、コストダウンを図ることができる。
【００８２】
なお、第１の実施の形態と同様に、第１ノードＮ１に供給される定電流Ｉｂａｔが、可変であっても良い。
【００８３】
＜第３の実施の形態＞
図８は、第３の実施の形態の電力増幅回路の回路構成を示す図である。第１の実施の形態と同様の構成要素については、同一の参照番号を付して、説明を省略する。
【００８４】
図２に示した第１の実施の形態の第３電力増幅回路９では、ローパスフィルタ３０は、抵抗２８とキャパシタ２９とで構成されている。
【００８５】
一方、第３の実施の形態の第３電力増幅回路９Ａは、抵抗２８を備えていない。しかし、トランジスタ２２のコレクタと第１ノードＮ１との間を電気的に接続する配線３１は、インダクタンス成分又は抵抗成分を有する。従って、配線３１と、キャパシタ２９と、は、ローパスフィルタ３０Ａを構成する。
【００８６】
第３電力増幅回路９Ａは、第３電力増幅回路９と比較して、抵抗２８を不要にできる。これにより、第３電力増幅回路９Ａは、部品点数を削減できる。従って、第３電力増幅回路９Ａは、回路を小型化でき、コストを抑制できる。
【００８７】
なお、第１の実施の形態と同様に、第１ノードＮ１に供給される定電流Ｉｂａｔが、可変であっても良い。
【００８８】
＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態の電力増幅器１の構成は、第１の実施の形態の電力増幅器１（図１参照）の構成と同様であるので、図示及び説明を省略する。
【００８９】
（回路レイアウト）
図９は、第４の実施の形態の電力増幅器の回路レイアウトの概要を示す図である。電力増幅器１は、１個の半導体チップ６１上に形成されている。図９では、第１整合回路２、第１電力増幅回路３、第１バイアス回路４、第２電力増幅回路６、第２バイアス回路７、第３電力増幅回路９及び第３バイアス回路１０を図示し、第２整合回路５、第３整合回路８及び第４整合回路１１は図示を省略している。
【００９０】
第１電力増幅回路３は、電気的に並列接続された複数の単位トランジスタ８１がマトリクス状に配列されて、形成されている。同様に、第２電力増幅回路６は、電気的に並列接続された複数の単位トランジスタ８１がマトリクス状に配列されて、形成されている。
【００９１】
第３電力増幅回路９は、矩形の第１領域７１を有する。点７２は、第１領域７１の中央である。点７２は、第１領域７１の２つの対角線の交点が例示される。
【００９２】
第１領域７１は、矩形の第２領域７３及び第３領域７４を有する。第１領域７１は、第２領域７３及び第３領域７４によって、Ｘ方向に２分割されている。第２領域７３と第３領域７４との境界は、Ｙ方向に延在する。
【００９３】
第２領域７３と第３領域７４とは、点７２を挟んで隣接している。つまり、第４の実施の形態では、第２領域７３の面積と第３領域７４の面積との比は、５０：５０とするが、本開示はこれに限定されない。第２領域７３の面積と第３領域７４の面積との比は、６０：４０から４０：６０までの範囲が好ましく、５５：４５から４５：５５までの範囲がより好ましく、５０：５０が更に好ましい。
【００９４】
第１領域７１内の左上隅且つ第２領域７３内の左上隅には、第１の単位トランジスタ８２ａが形成されている。第１の単位トランジスタ８２ａは、トランジスタ２２（図２参照）を構成する。第２領域７３の左上隅、即ち第１領域７１の隅は、第３電力増幅回路９内で最も低温になる場所である。
【００９５】
第１領域７１は、矩形の第４領域７５を有する。第４領域７５は、第２領域７３及び第３領域７４と重なっている。第４領域７５は、点７２を中央とする。つまり、第４領域７５と第１領域７１とは、中央が一致する。第４領域７５は、第１領域７１と相似であっても良いし、相似でなくても良い。第４領域７５の面積は、第１領域７１の面積の３０パーセントが例示されるが、本開示はこれに限定されない。第４領域７５の面積は、第１領域７１の面積の２０パーセントであっても良いし、第１領域７１の面積の１０パーセントであっても良いし、第１領域７１の面積の５パーセントであっても良い。第４の実施の形態では、第４領域７５と第１領域７１とは中央が一致することとしたが、これに限定されない。第４領域７５が、第１領域７１の中央を含んでいれば良い。
【００９６】
第４領域７５が、本開示の「中央領域」に対応する。
【００９７】
第１領域７１内且つ第４領域７５内には、第２の単位トランジスタ８２ｂが形成されている。第２の単位トランジスタ８２ｂは、トランジスタ２２（図２参照）を構成する。
【００９８】
第２の単位トランジスタ８２ｂは、第２領域７３と第３領域７４との境界に隣接していることが好ましい。第２の単位トランジスタ８２ｂが第２領域７３と第３領域７４との境界に隣接しているとは、第２の単位トランジスタ８２ｂと第２領域７３と第３領域７４との境界との間に、単位トランジスタ８１が形成されていないことを言う。
【００９９】
第２の単位トランジスタ８２ｂは、第２領域７３と第３領域７４との境界の延在方向の中央部に位置していることが好ましい。第２の単位トランジスタ８２ｂが第２領域７３と第３領域７４との境界の延在方向の中央部に位置しているとは、第２の単位トランジスタ８２ｂよりも境界の延在方向の一方側（Ｙ方向側）の単位トランジスタ８１の数と、第２の単位トランジスタ８２ｂよりも境界の延在方向の他方側（Ｙ方向と反対側）の単位トランジスタ８１の数と、の差が１５以下、好ましくは１０以下、より好ましくは５以下、更に好ましくは０であることを言う。
【０１００】
第４の実施の形態では、第２の単位トランジスタ８２ｂは、点７２に隣接して形成されていることとする。第２の単位トランジスタ８２ｂが点７２に隣接して形成されているとは、第２の単位トランジスタ８２ｂと点７２との間に、単位トランジスタ８１が形成されていないことを言う。しかしながら、本開示はこれに限定されない。第２の単位トランジスタ８２ｂと点７２との間に、単位トランジスタ８１が形成されていても良い。但し、点７２は、第３電力増幅回路９内で最も高温になる場所である。従って、第２の単位トランジスタ８２ｂは、点７２に隣接していることが好ましい。
【０１０１】
第２領域７３内の、第１の単位トランジスタ８２ａ及び第２の単位トランジスタ８２ｂが形成されている場所以外の場所には、複数の単位トランジスタ８１が、形成されている。複数の単位トランジスタ８１は、トランジスタ２１（図２参照）を構成する。
【０１０２】
第２領域７３内において、複数の単位トランジスタ８１並びに第１の単位トランジスタ８２ａ及び第２の単位トランジスタ８２ｂは、マトリクス状に形成されている。
【０１０３】
第３領域７４内には、電気的に並列接続された複数の単位トランジスタ８１がマトリクス状に配列されて、形成されている。複数の単位トランジスタ８１は、トランジスタ２１（図２参照）を構成する。
【０１０４】
先に説明した高出力モードでは、第１領域７１内の全部の単位トランジスタ８１が、電気的に並列接続されて、トランジスタ２１として動作する。また、第１領域７１内の第１の単位トランジスタ８２ａ及び第２の単位トランジスタ８２ｂが、電気的に並列接続されて、トランジスタ２２として動作する。
【０１０５】
また、中出力モードでは、高出力モードと同様に、第１領域７１内の全部の単位トランジスタ８１が、電気的に並列接続されて、トランジスタ２１として動作する。また、第１領域７１内の第１の単位トランジスタ８２ａ及び第２の単位トランジスタ８２ｂが、電気的に並列接続されて、トランジスタ２２として動作する。但し、先に説明したように、中出力モードでは、トランジスタ２１及び２２のバイアス電流は、高出力モード時よりも小さい。
【０１０６】
第１の単位トランジスタ８２ａが第２領域７３の左上隅に形成され、第２の単位トランジスタ８２ｂが第４領域７５内に形成されている。従って、高出力モード及び中出力モードでは、トランジスタ２１とトランジスタ２２とは、熱結合する。つまり、トランジスタ２２の温度は、トランジスタ２１の温度が反映され、トランジスタ２１の温度と略同じになる。
【０１０７】
低出力モードでは、第１領域７１内の全部の単位トランジスタ８１を動作させる必要がない。そこで、低出力モードでは、第３領域７４内の全部の単位トランジスタ８１が電気的に遮断される。そして、第２領域７３内の全部の単位トランジスタ８１が、電気的に並列接続されて、トランジスタ２１として動作する。また、第２領域７３内の第１の単位トランジスタ８２ａ及び第２の単位トランジスタ８２ｂが、電気的に並列接続されて、トランジスタ２２として動作する。更に、低出力モードでは、トランジスタ２１及び２２のバイアス電流は、中出力モード時よりも小さい。
【０１０８】
このように、第３電力増幅回路９は、低出力モードでは、電気的に並列接続される単位トランジスタ８１の数を少なくすることにより、無駄な消費電力を抑制できる。
【０１０９】
第１の単位トランジスタ８２ａが第２領域７３の左上隅に形成され、第２の単位トランジスタ８２ｂが第２領域７３の右辺に隣接して形成されている。従って、低出力モードでは、トランジスタ２２の温度は、トランジスタ２１の温度よりも低くなる。
【０１１０】
なお、トランジスタ２２は、３個以上の単位トランジスタで構成されても良い。この場合、３個目以降の単位トランジスタは、第２領域７３内の何処かに形成される。
【０１１１】
（高出力モードでの波形）
高出力モードでの第３電力増幅回路９のＰＶＴ測定時の、各部の波形は、図５で示した通りであるので、図示及び説明を省略する。
【０１１２】
（中出力モードでの波形）
図１０は、第４の実施の形態の電力増幅回路の波形を示す図である。図１０は、中出力モードでの第３電力増幅回路９のＰＶＴ測定時の、トランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔ、定電流Ｉｂａｔ、トランジスタ２２の温度Ｔ、トランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐ、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂ及びトランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃの波形を示す図である。
【０１１３】
タイミングｔ２１において、第３電力増幅回路９が起動されると、図１０（Ｂ）の波形１３０で示すように、定電流Ｉｂａｔが立ち上がる。また、図１０（Ｆ）の波形１３１で示すように、トランジスタ２１のコレクタ電流ＩＣＣも立ち上がる。また、図１０（Ａ）の波形１３２で示すように、トランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔも立ち上がる。
【０１１４】
タイミングｔ２２において、第３電力増幅回路９の起動が完了し、図１０（Ｂ）の波形１３０で示すように、定電流Ｉｂａｔが一定になる。図１０（Ｂ）の波形１３０で示す中出力モードでの定電流Ｉｂａｔは、高出力モードでの定電流Ｉｂａｔ（図５（Ｂ）の波形１１０参照）よりも小さい。
【０１１５】
トランジスタ２１のコレクタ電流ＩＣＣ及び出力電力Ｐｏｕｔが立ち上がることで、トランジスタ２１の温度が徐々に上昇する。トランジスタ２１の温度が徐々に上昇するので、トランジスタ２１の電流増幅率βは、徐々に低下する。
【０１１６】
第３電力増幅回路９では、トランジスタ２１とトランジスタ２２とは、熱結合している。つまり、図１０（Ｃ）の波形１３３で示すトランジスタ２２の温度Ｔは、トランジスタ２１の温度と略同じである。従って、トランジスタ２１の電流増幅率βが低下するのと同様に、トランジスタ２２の電流増幅率βも低下する。
【０１１７】
トランジスタ２２の電流増幅率βが徐々に低下すると、図１０（Ｄ）の波形１３４で示すように、トランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐが徐々に低下する。Ｉｂａｔ＝Ｉｂｂ＋Ｉｒｅｐであるので、図１０（Ｅ）の波形１３５で示すように、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂは、タイミングｔ２２以降においても、トランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐの減少分だけ、徐々に増加する。トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂが徐々に増加すると、トランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１が、徐々に上昇する。
【０１１８】
トランジスタ２１の電流増幅率βの低下は、トランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃを減少させる方向に作用する。一方、トランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１の増加は、トランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃを増加させる方向に作用する。従って、トランジスタ２１の電流増幅率βの低下によるトランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃの減少と、トランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１の増加によるトランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃの増加と、は打ち消し合う。
【０１１９】
従って、図１０（Ｆ）の波形１３１で示すように、トランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃは、タイミングｔ２２からタイミングｔ２３までの間において、変動が抑制され、略一定になる。なお、比較例の電力増幅回路１０９（図３参照）では、図１０（Ｆ）の波形１４１で示すように、トランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃは、タイミングｔ２２で極大になり、タイミングｔ２２からタイミングｔ２３までの間において、徐々に減少する。
【０１２０】
これにより、図１０（Ａ）の波形１３２で示すように、トランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔは、タイミングｔ２２からタイミングｔ２３までの間において、変動が抑制され、略一定になる。なお、比較例の電力増幅回路１０９（図３参照）では、図１０（Ａ）の波形１４２で示すように、トランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔは、タイミングｔ２２で極大になり、タイミングｔ２２からタイミングｔ２３までの間において、徐々に減少する。
【０１２１】
従って、波形１３２で示す第３電力増幅回路９の出力電力Ｐｏｕｔは、タイミングｔ２２からタイミングｔ２３までの間において、波形１３６及び１３７で示す、ＰＶＴで定められた出力電力の下限と上限との間に収まる。つまり、第３電力増幅回路９は、ＰＶＴの規定を満たすことができる。これにより、第３電力増幅回路９は、出力特性を好適にすることができる。
【０１２２】
［中出力モードの比較例］
図１１は、第４の実施の形態の比較例の電力増幅回路の波形を示す図である。図１１は、中出力モードで、定電流Ｉｂａｔの電流値を高出力モードと同じ第１電流値とした場合の第３電力増幅回路９のＰＶＴ測定時の、トランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔ、定電流Ｉｂａｔ、トランジスタ２２の温度Ｔ、トランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐ、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂ及びトランジスタ２１のコレクタ電流ＩＣＣの波形を示す図である。
【０１２３】
図１１（Ｂ）の波形１１０で示す定電流Ｉｂａｔは、高出力モード時（図５（Ｂ）の波形１１０参照）と同じである。
【０１２４】
定電流Ｉｂａｔの電流値を高出力モードと同じ第１電流値であるので、図１１（Ｅ）の波形１３８で示すトランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂは、図１０（Ｅ）の波形１３５で示すトランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂよりも、大きい。トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂの絶対値が大きい場合、トランジスタ２１が飽和領域になるので、トランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃとトランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂとの比例関係が成り立たない。そのため、図１１（Ｆ）の波形１３９で示すように、トランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃは、波形１４１で示す比較例の電力増幅回路１０９（図３参照）と略同じになる。従って、図１１（Ａ）の波形１４０で示すように、第３電力増幅回路９の出力電力Ｐｏｕｔは、図１１（Ａ）の波形１４２で示す比較例の電力増幅回路１０９の出力電力Ｐｏｕｔと略同じになり、ＰＶＴ特性が改善しない。
【０１２５】
第４の実施の形態の第３電力増幅回路９では、中出力モード時に、定電流Ｉｂａｔを第１電流値より小さい第２電流値とすることにより、図１０（Ａ）の波形１３２で示すように、ＰＶＴ特性を改善できる。これにより、第３電力増幅回路９は、出力特性を好適にすることができる。
【０１２６】
（低出力モードでの波形）
図１２は、第４の実施の形態の電力増幅回路の波形を示す図である。図１２は、低出力モードでの第３電力増幅回路９のＰＶＴ測定時の、トランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔ、定電流Ｉｂａｔ、トランジスタ２２の温度Ｔ、トランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐ、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂ及びトランジスタ２１のコレクタ電流ＩＣＣの波形を示す図である。
【０１２７】
タイミングｔ３１において、第３電力増幅回路９が起動されると、図１２（Ｂ）の波形１５０で示すように、定電流Ｉｂａｔが立ち上がる。また、図１２（Ｆ）の波形１５１で示すように、トランジスタ２１のコレクタ電流ＩＣＣも立ち上がる。また、図１２（Ａ）の波形１５２で示すように、トランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔも立ち上がる。
【０１２８】
タイミングｔ３２において、第３電力増幅回路９の起動が完了し、図１２（Ｂ）の波形１５０で示すように、定電流Ｉｂａｔが一定になる。図１２（Ｂ）の波形１５０で示す低出力モードでの定電流Ｉｂａｔは、中出力モードでの定電流Ｉｂａｔ（図１０（Ｂ）の波形１３０参照）よりも小さい。
【０１２９】
トランジスタ２１のコレクタ電流ＩＣＣ及び出力電力Ｐｏｕｔが立ち上がることで、トランジスタ２１の温度が徐々に上昇する。トランジスタ２１の温度が徐々に上昇するので、トランジスタ２１の電流増幅率βは、徐々に低下する。
【０１３０】
トランジスタ２２を構成する２個の単位トランジスタ８２は、第２領域７３の左上隅及び右辺に形成されている。従って、図１２（Ｃ）の波形１５３で示す、トランジスタ２２を構成する２個の単位トランジスタ８２の温度は、低出力モードでトランジスタ２１を構成する、第２領域７３内の複数の単位トランジスタ８１の温度よりも遅れて上昇する。従って、トランジスタ２２の電流増幅率βは、トランジスタ２１の電流増幅率βよりも遅れて低下する。
【０１３１】
トランジスタ２２の電流増幅率βがトランジスタ２１の電流増幅率βよりも遅れて低下するので、図１２（Ｄ）の波形１５４で示すように、トランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐは徐々に上昇する。Ｉｂａｔ＝Ｉｂｂ＋Ｉｒｅｐであるので、図１２（Ｅ）の波形１５５で示すように、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂは、タイミングｔ３１とタイミングｔ３２との間で極大になり、その後徐々に減少する。トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂが徐々に減少すると、トランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１が、徐々に減少する。
【０１３２】
図１２（Ｆ）の波形１５１で示すように、トランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃは、タイミングｔ３１とタイミングｔ３２との間で極大になり、その後タイミングｔ３３まで徐々に減少する。なお、比較例の電力増幅回路１０９（図３参照）では、図１２（Ｆ）の波形１６１で示すように、トランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃは、波形１５１よりも変化幅が小さい。
【０１３３】
これにより、図１２（Ａ）の波形１５２で示すように、トランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔは、タイミングｔ３１とタイミングｔ３２との間で極大になり、その後徐々に減少する。なお、比較例の電力増幅回路１０９（図３参照）では、図１２（Ａ）の波形１６２で示すように、トランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔは、波形１５２よりも変化幅が小さい。
【０１３４】
［低出力モードの比較例］
第３電力増幅回路９では、トランジスタ２２のベース電流は、第２ノードＮ２から供給される。つまり、トランジスタ２２のベース電流は、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂが増加すれば増加し、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂが減少すれば減少する。また、Ｉｂａｔ＝Ｉｂｂ＋Ｉｒｅｐであるので、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂは、トランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐが増加すれば減少し、トランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐが減少すれば増加する。つまり、トランジスタ２２のコレクタ−ベース間には、負帰還が掛かっている。
【０１３５】
図１３は、第４の実施の形態の比較例の電力増幅回路の回路構成を示す図である。電力増幅回路１６９は、第３電力増幅回路９（図２参照）と比較して、トランジスタ２２のベースには、バイアス回路１７０からベース電流Ｉｂ２が供給される。つまり、トランジスタ２２のコレクタ−ベース間には、帰還が掛かっていない。
【０１３６】
電力増幅回路１６９では、低出力モードにおいて、トランジスタ２２のベース電流Ｉｂ２が、トランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐの影響を受けない。従って、トランジスタ２２の温度Ｔが上昇し、トランジスタ２２の電流増幅率βが低下すると、トランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐは、電流増幅率βの低下と軌を一にして、減少する。Ｉｂａｔ＝Ｉｂｂ＋Ｉｒｅｐであるので、トランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂ、即ちトランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１の増加量は、トランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐの減少量と同じである。従って、電力増幅回路１６９のＰＶＴ特性は、図１２（Ａ）の波形１５２で示した第３電力増幅回路９のＰＶＴ特性よりも、悪くなる。
【０１３７】
一方、第３電力増幅回路９では、トランジスタ２２のコレクタ−ベース間に負帰還が掛かっていることにより、比較例の電力増幅回路１６９と比較して、ＰＶＴ特性の悪化を抑制できる。これにより、第３電力増幅回路９は、出力特性を好適にすることができる。
【０１３８】
＜第５の実施の形態＞
（回路構成）
図１４は、第５の実施の形態の電力増幅器の回路構成を示す図である。第５の実施の形態の電力増幅器１Ａを第１の実施の形態の電力増幅器１（図１参照）と比較すると、第１バイアス回路４が第１ノードＮ１に接続されている。
【０１３９】
第１電力増幅回路３は、トランジスタ２１、抵抗２３、キャパシタ２５及びチョークインダクタ２７を含む。第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１、抵抗２３、キャパシタ２５及びチョークインダクタ２７の接続は、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１、抵抗２３、キャパシタ２５及びチョークインダクタ２７の接続と同様であるので、説明を省略する。
【０１４０】
第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１が、本開示の「前段トランジスタ」に対応する。
【０１４１】
第１バイアス回路４は、抵抗４１及び４５、トランジスタ４２、４３及び４６、並びに、キャパシタ４４を含む。第１バイアス回路４の回路構成は、第３バイアス回路１０の回路構成と同様であるので、説明を省略する。
【０１４２】
第１バイアス回路４内のトランジスタ４６のコレクタは、第１ノードＮ１に接続されている。第１ノードＮ１には、定電流Ｉｂａｔが定電流源５２から供給される。従って、第１バイアス回路４内のトランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｄｄと、第３バイアス回路１０内のトランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂと、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐと、の和は、定電流Ｉｂａｔである。つまり、Ｉｂａｔ＝Ｉｄｄ＋Ｉｂｂ＋Ｉｒｅｐである。
【０１４３】
第１バイアス回路４が、本開示の「前段バイアス回路」に対応する。
【０１４４】
（動作）
第５の実施の形態の電力増幅器１Ａの動作を説明する。
【０１４５】
電力増幅器１Ａが起動されると、定電流Ｉｂａｔが立ち上がる。これにより、第１バイアス回路４内のトランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｄｄ、第３バイアス回路１０内のトランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂも立ち上がる。また、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔも立ち上がる。
【０１４６】
その後、電力増幅器１Ａの起動が完了し、定電流Ｉｂａｔが一定になる。
【０１４７】
第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１のコレクタ電流及び出力電力が立ち上がることで、第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１の温度が徐々に上昇する。第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１の温度が徐々に上昇するので、第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１の電流増幅率βは、徐々に低下する。
【０１４８】
第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃ及び出力電力Ｐｏｕｔが立ち上がることで、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の温度が徐々に上昇する。第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の温度が徐々に上昇するので、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の電流増幅率βは、徐々に低下する。
【０１４９】
第３電力増幅回路９では、トランジスタ２１とトランジスタ２２とは、熱結合している。従って、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の電流増幅率βが低下するのと同じように、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２２の電流増幅率βも低下する。
【０１５０】
第３電力増幅回路９内のトランジスタ２２の電流増幅率βが徐々に低下すると、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐが徐々に減少する。Ｉｂａｔ＝Ｉｄｄ＋Ｉｂｂ＋Ｉｒｅｐであるので、第１バイアス回路４内のトランジスタのコレクタ電流Ｉｄｄ及び第３バイアス回路１０内のトランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂは、トランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐの減少分だけ、増加する。
【０１５１】
第１バイアス回路４内のトランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｄｄが増加すると、第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１のベース電流Ｉｂ０が増加する。第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１のベース電流Ｉｂ０の増加は、第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１のコレクタ電流を増加させる方向、即ち第１電力増幅回路３の増幅率を上昇させる方向に作用する。つまり、高周波信号ＲＦ１の電力が大きくなる。
【０１５２】
第３バイアス回路１０内のトランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｂｂが増加すると、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１が増加する。第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１の増加は、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１のコレクタ電流を増加させる方向、即ち第３電力増幅回路９の増幅率を上昇させる方向に作用する。
【０１５３】
第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の電流増幅率βの低下は、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の増幅率を低下させる方向に作用する。一方、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１の増加は、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の増幅率を上昇させる方向に作用する。
【０１５４】
従って、第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１のベース電流Ｉｂ０の増加による第１電力増幅回路３の増幅率の上昇、及び、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１の増加による第３電力増幅回路９の増幅率の上昇と、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の電流増幅率βの低下による第３電力増幅回路９の増幅率の低下と、は打ち消し合う。
【０１５５】
従って、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔは、変動が抑制され、略一定になる。
【０１５６】
従って、電力増幅器１Ａの出力電力Ｐｏｕｔは、ＰＶＴで定められた出力電力の下限と上限との間に収まる。つまり、電力増幅器１Ａは、ＰＶＴの規定を満たすことができる。これにより、電力増幅器１Ａは、出力特性を好適にすることができる。
【０１５７】
なお、第５の実施の形態では、第１バイアス回路４を「前段バイアス回路」とし、第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１を「前段トランジスタ」としたが、本開示はこれに限定されない。第２バイアス回路７を「前段バイアス回路」とし、第２電力増幅回路６内のトランジスタを「前段トランジスタ」としても良い。つまり、第２バイアス回路７が第１ノードＮ１に接続されることとしても良い。この場合、第２電力増幅回路６の増幅率の上昇、及び、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１の増加による第３電力増幅回路９の増幅率の上昇と、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の電流増幅率βの低下による第３電力増幅回路９の増幅率の低下と、は打ち消し合う。
【０１５８】
また、第１の実施の形態と同様に、第１ノードＮ１に供給される定電流Ｉｂａｔが、可変であっても良い。
【０１５９】
＜第６の実施の形態＞
（回路構成）
図１５は、第６の実施の形態の電力増幅器の回路構成を示す図である。第６の実施の形態の電力増幅器１Ｂでは、第５の実施の形態の電力増幅器１Ａ（図１４参照）と比較して、第３バイアス回路１０が、第１ノードＮ１に接続されておらず、抵抗５４を介して定電圧源５３に接続されている。第３バイアス回路１０が定電圧源５３に接続されているので、トランジスタ２１のベース電流Ｉｂ１及びトランジスタ２２のベース電流Ｉｂ２は、一定である。
【０１６０】
なお、第３バイアス回路１０が、定電圧源５３に代えて、定電流源に接続されていても良い。
【０１６１】
第１電力増幅回路３の回路構成は、第５の実施の形態の第１電力増幅回路３の回路構成と同様であるので、説明を省略する。第１バイアス回路４の回路構成は、第５の実施の形態の第１バイアス回路４の回路構成と同様であるので、説明を省略する。
【０１６２】
第１バイアス回路４内のトランジスタ４６のコレクタは、第１ノードＮ１に接続されている。第１ノードＮ１には、定電流Ｉｂａｔが定電流源５２から供給される。従って、第１バイアス回路４内のトランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｄｄと、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐと、の和は、定電流Ｉｂａｔである。つまり、Ｉｂａｔ＝Ｉｄｄ＋Ｉｒｅｐである。
【０１６３】
（動作）
第６の実施の形態の電力増幅器１Ｂの動作を説明する。
【０１６４】
電力増幅器１Ｂが起動されると、定電流Ｉｂａｔが立ち上がる。これにより、第１バイアス回路４内のトランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｄｄが立ち上がる。また、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔも立ち上がる。
【０１６５】
その後、電力増幅器１Ａの起動が完了し、定電流Ｉｂａｔが一定になる。
【０１６６】
第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１のコレクタ電流及び出力電力が立ち上がることで、第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１の温度が徐々に上昇する。第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１の温度が徐々に上昇するので、第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１の電流増幅率βは、徐々に低下する。
【０１６７】
第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１のコレクタ電流Ｉｃｃ及び出力電力Ｐｏｕｔが立ち上がることで、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の温度が徐々に上昇する。第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の温度が徐々に上昇するので、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の電流増幅率βは、徐々に低下する。
【０１６８】
第３電力増幅回路９では、トランジスタ２１とトランジスタ２２とは、熱結合している。従って、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の電流増幅率βが低下するのと同じように、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２２の電流増幅率βも低下する。
【０１６９】
第３電力増幅回路９内のトランジスタ２２の電流増幅率βが徐々に低下すると、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐが徐々に減少する。Ｉｂａｔ＝Ｉｄｄ＋Ｉｒｅｐであるので、第１バイアス回路４内のトランジスタのコレクタ電流Ｉｄｄは、トランジスタ２２のコレクタ電流Ｉｒｅｐの減少分だけ、増加する。
【０１７０】
第１バイアス回路４内のトランジスタ４６のコレクタ電流Ｉｄｄが増加すると、第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１のベース電流Ｉｂ０が増加する。第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１のベース電流Ｉｂ０の増加は、第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１のコレクタ電流を増加させる方向、即ち第１電力増幅回路３の増幅率を上昇させる方向に作用する。つまり、高周波信号ＲＦ１の電力が大きくなる。
【０１７１】
第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の電流増幅率βの低下は、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の増幅率を低下させる方向に作用する。
【０１７２】
従って、第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１のベース電流Ｉｂ０の増加による第１電力増幅回路３の増幅率の上昇と、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の電流増幅率βの低下による第３電力増幅回路９の増幅率の低下と、は打ち消し合う。
【０１７３】
従って、第３電力増幅回路９内のトランジスタ２１の出力電力Ｐｏｕｔは、変動が抑制され、略一定になる。
【０１７４】
従って、電力増幅器１Ｂの出力電力Ｐｏｕｔは、ＰＶＴで定められた出力電力の下限と上限との間に収まる。つまり、電力増幅器１Ｂは、ＰＶＴの規定を満たすことができる。これにより、電力増幅器１Ｂは、出力特性を好適にすることができる。
【０１７５】
なお、第６の実施の形態では、第１バイアス回路４を「前段バイアス回路」とし、第１電力増幅回路３内のトランジスタ２１を「前段トランジスタ」としたが、本開示はこれに限定されない。第２バイアス回路７を「前段バイアス回路」とし、第２電力増幅回路６内のトランジスタを「前段トランジスタ」としても良い。つまり、第２バイアス回路７が第１ノードＮ１に接続されることとしても良い。
【０１７６】
また、第１の実施の形態と同様に、第１ノードＮ１に供給される定電流Ｉｂａｔが、可変であっても良い。
【０１７７】
なお、上記した実施の形態は、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。
【符号の説明】
【０１７８】
１、１Ａ、１Ｂ  電力増幅器
２  第１整合回路
３  第１電力増幅回路
４  第１バイアス回路
５  第２整合回路
６  第２電力増幅回路
７  第２バイアス回路
８  第３整合回路
９  第３電力増幅回路
１０  第３バイアス回路
１１  第４整合回路
２１、２２、４２、４３、４６  トランジスタ
２３、２４、２８、４１、４５  抵抗
２５、２６、２９、４４  キャパシタ
２７  チョークインダクタ
３０  ローパスフィルタ
５１、５２  定電流源
５３  定電圧源
８１、８２ａ、８２ｂ  単位トランジスタ
【図１】
2019154012.tif 000003
【図２】
2019154012.tif 000004
【図３】
2019154012.tif 000005
【図４】
2019154012.tif 000006
【図５】
2019154012.tif 000007
【図６】
2019154012.tif 000008
【図７】
2019154012.tif 000009
【図８】
2019154012.tif 000010
【図９】
2019154012.tif 000011
【図１０】
2019154012.tif 000012
【図１１】
2019154012.tif 000013
【図１２】
2019154012.tif 000014
【図１３】
2019154012.tif 000015
【図１４】
2019154012.tif 000016
【図１５】
2019154012.tif 000017