(57)【要約】  無線周波数装置（２００）は、電圧定在波比効果を最小にする保護回路（２２６）に動作可能に結合された無線周波数（ＲＦ）電力増幅器（ＰＡ）（２２４）を備える。当該保護回路（２２６）は、ＲＦＰＡ（２２４）に供給される電力に対してインデックシングされた電流リミタを備える。このようにして、保護回路は、直接フィードバックをバイアス制御を介して最終ＲＦＰＡ段に与えるため電流及び電圧増大の両方の検出を組み合わせる。
2008537414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧定在波比効果を最小にする保護回路（２２６）に動作可能に結合された無線（ＲＦ）電力増幅器（ＰＡ）（２２４）を備える無線周波数装置（２００）であって、
前記保護回路（２２６）が、前記ＲＦ ＰＡ（２２４）の入力ポートとコレクタ・ポートとの間に動作可能に結合され、
前記保護回路（２２６）が、前記電力増幅器のＤＣ電流を感知する電流感知機能部と、前記ＲＦ ＰＡ（２２４）に供給される電力に対してインデックシング（ｉｎｄｅｘ）された電流リミタであって前記の感知された電流に応答して前記電力増幅器のＤＣ電流を制限する電流リミタとを備えることを特徴とする無線周波数装置（２００）。
【請求項２】
前記電流リミタが、モノリシックに集積された電流リミタである請求項１記載の無線周波数装置（２００）。
【請求項３】
前記無線周波数装置（２００）が、無線通信ユニットであり、
前記ＲＦ ＰＡに供給される電力が、バッテリからである
請求項１又は２記載の無線周波数装置（２００）。
【請求項４】
比較器機能部が、前記電流感知機能部に動作可能に結合され、且つスレッショルド電圧値を、前記の感知された電力増幅器のＤＣ電流に結合された検出された電圧と比較するよう構成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の無線周波数装置（２００）。
【請求項５】
前記保護回路（２２６）に動作可能に結合された電力増幅器バイアス回路（３３５）を備え、それにより、前記電力増幅器のＤＣ電流が前記スレッショルド電圧に等しいか又はそれを超えたとき、前記保護回路（２２６）が、前記電力増幅器バイアス回路（３３５）を介して前記ＲＦ電力増幅器（２２４）に供給される電力をバイアスすることを解除する（ｄｅ−ｂｉａｓｅ）ことにより前記電力増幅器のＤＣ電流が増大することを防止することを更に特徴とする請求項４記載の無線周波数装置（２００）。
【請求項６】
前記保護回路（２２６）及び前記ＲＦ ＰＡ（２２４）が、類似のタイプの能動型装置を実質的に用いることを更に特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の無線周波数装置（２００）。
【請求項７】
前記の感知された電力増幅器のＤＣ電流は、前記保護回路（２２６）が電流及び供給電圧増大の両方を感知し且つ当該感知に応答して前記ＲＦＰＡ（２２４）に印加されるバイアス・レベルを制御するように、前記ＲＦ ＰＡ（２２４）に供給される電圧と関連することを更に特徴とする請求項５又は６記載の無線周波数装置（２００）。
【請求項８】
前記無線周波数装置（２００）が、無線周波数（ＲＦ）電力増幅器（ＰＡ）モジュール（３００）である請求項１から７のいずれか一項に記載の無線周波数装置（２００）。
【請求項９】
前記電流感知機能部が、第１のトランジスタ（３３５）を備え、
前記第１のトランジスタ（３３５）が、前記ＲＦ電力増幅器のＤＣ電流を受け取るよう動作可能に結合されたコレクタ・ポートと、前記ＲＦＰＡ（２２４）のベース・ポートに動作可能に結合されたベース・ポートとを有する
請求項１から８のいずれか一項に記載の無線周波数装置（２００）。
【請求項１０】
前記電流感知機能部が更に、前記第１のトランジスタ（３３５）のエミッタ・ポートに動作可能に結合されて、前記ＲＦ電力増幅器のＤＣ電流を感知する感知抵抗（３６５）を備えることを更に特徴とする請求項９記載の無線周波数装置（２００）。
【請求項１１】
前記電流感知機能部が更に、前記感知抵抗（３６５）に対して並列接続に配置されたキャパシタを備えることを更に特徴とする請求項９又は１０記載の無線周波数装置（２００）。
【請求項１２】
前記電流感知機能部が更に、前記第１のトランジスタ（３５５）のエミッタ・ポートに動作可能に結合された第２のトランジスタであって前記の感知された電流に応答してＲＦ電力増幅器のＤＣ電流を制限するよう構成された前記第２のトランジスタを備えることを更に特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の無線周波数装置（２００）。
【請求項１３】
保護回路（２２６）に動作可能に結合された無線周波数（ＲＦ）電力増幅器（ＰＡ）モジュール（２２４）に供給される電流を制限する方法（６００）であって、
前記ＲＦ ＰＡ（２２４）の入力ポートとコレクタ・ポートとの間に結合された保護回路（２２６）の中の前記ＲＦＰＡに印加される電力増幅器直流（ＤＣ）電流を感知するステップと、
前記保護回路により、スレッショルド電圧値を、前記の感知された電力増幅器ＤＣ電流に結合された検出された電圧と比較するステップと、
前記保護回路（２２６）により、前記の感知されたＲＦ ＰＡ直流電流が前記スレッショルド値に等しいか又はそれを超えた場合、前記ＲＦＰＡに印加される直流電流を制限するステップと
を備えることを特徴とする、ＲＦ ＰＡモジュール（２２４）に供給される電流を制限する方法（６００）。
【請求項１４】
前記制限するステップが、前記ＲＦ電力増幅器のトランジスタ（２２４）のベース・ポートに供給される電流をバイアスすることを解除するステップを備える請求項１３記載のＲＦＰＡモジュール（２２４）に供給される電流を制限する方法（６００）。
【請求項１５】
直流電流を感知する前記ステップが、前記保護回路のトポグラフィーの結果として、前記ＲＦ ＰＡのトランジスタに供給される電圧を感知するステップを備える請求項１３又は１４に記載のＲＦ ＰＡモジュール（２２４）に供給される電流を制限する方法（６００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の好適な実施形態は、電力増幅器（ＰＡ）に関する。本発明は、無線通信装置の無線周波数電力増幅器のための適応保護回路であって、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）に起因した高電流効果を阻止するよう構成された適応保護回路に適用可能であるが、それに限定されるものではない。
【背景技術】
【０００２】
無線周波数（ＲＦ）電力増幅器（ＰＡ）の分野では、ＰＡは、典型的には、５０オーム負荷インピーダンスに「整合（マッチング）」されて、ＲＦ入力信号から、増幅されたＲＦ出力信号への効率的な電力転送を保証するよう設計されている。これは、低い電力ＲＦ入力信号を増幅して、例えば、アンテナ・スイッチ及び／又はアンテナへ送られる最大量の増幅された信号を得ることを可能にする。このようにして、最大電力転送が、達成され、そして最小電力が、反射されてＰＡ出力へ戻る。電力が反射して戻ることは、典型的には、例えば、アンテナ・スイッチ又はアンテナ負荷が５０オーム負荷を呈しないような「負荷不整合（ミスマッチ）」のためである。これは、アンテナがその放射特性及びそれに対応してそのインピーダンス値に悪影響を及ぼす物体の近くに配置されるためである。
【０００３】
負荷不整合問題は、特に、高電力状態と、高バッテリ電圧が電力増幅器に印加されるときとの両方の場合の下で引き起こされることが分かった。この点に関して、ＤＣ電流が正常（５０オーム負荷）状態の下で動作するときより多く増大することを観測することができる。ＤＣ電流の増大は、負荷不整合状態の下では、それが電力消費を増大させ、且つ電力増幅器のトランジスタ・デバイスを過負荷状態にすることによりそのトランジスタ・デバイスに損傷を与え、又はそれを故障させることになるので、（特に手で携帯可能である環境では）非常に望ましくない。
【０００４】
既知の機構は、前述した問題を解決しない。例えば、電圧リミタは、ＰＡを高電流を招く不整合状態から守らない。更に、既存の電流リミタは、ＰＡを不整合下でのバッテリ電圧変動から効率的に守らない。既知の解法は、ＰＡがガリウム砒素（ＧａＡｓ）上に配置されている場合、電力増幅器モジュールに対して外部にある回路を用いて上記の機能を実現する。これは、ＰＡダイ上に余分な入力／出力（Ｉ／Ｏ）リードをもたらして望ましくない。代替として、例えば、ＰＡがシリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）上に製作されるモノリシック集積回路（ＩＣ）を用いる場合、ほぼ２０％の追加のダイ・サイズが必要となる。
【０００５】
不整合問題に適応するため、保護回路が、多くの場合用いられる。標準電流リミタ保護回路が、図１に示されている。図１において、無線周波数入力信号（ＲＦＩＮ）１０５が、電力増幅器１１０のベース・ポートに入力される。電力トランジスタ１１０は、バッテリ電圧１１５からＲＦチョーク・インダクタ１２０を介して供給されて、ＲＦの増幅された出力電圧１２５を与える。
【０００６】
ＲＦ電力トランジスタ１１０のエミタ・ポートは、接地への感知抵抗１３０を含む。ＲＦ電力トランジスタ１１０のエミタ・ポートはまた、保護回路１４０に動作可能に結合される。保護回路１４０は、感知抵抗１３０の両端間に生成された検出された電圧を受け取る乗算器回路１４５と、この乗算器回路１４５からの出力を基準電圧１５５と比較する比較器回路１５０とを備え、その比較器回路１５０は、選定された制限電流を設定する。比較器回路１５０の出力は、トランジスタ（Ｑ１）に入力され、そのトランジスタ（Ｑ１）は、乗算器１４５から来る電圧が基準電圧より大きいときバイアス回路１３５を「接地」へ切り替え、それにより電力増幅器１１０のバイアス電流を低減する。
【０００７】
従って、図示のように、保護回路の使用が、検出された電圧を基準電圧１５５（それは、追加の外部回路により設定される。）に対して生成／比較するため要求される余分の回路／部品（典型的には２つの演算増幅器）に関して、電力増幅器回路のサイズ及び複雑さに大きく加わる。
【０００８】
しかしながら、保護回路の効力は、演算増幅器オフセット電圧ε１（これは検出された電圧Ｖｄｅｔに匹敵する。）に起因して、また感知抵抗１３０のばらつき（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）に関係したＶｄｅｔの変動に起因して損なわれる。低い値の抵抗は、高い値の抵抗よりプロセス変動に対して敏感であることに注目すべきである。その上、電力トランジスタ１１０のコレクタ効率は、感知抵抗１３０により低下する。更に、保護回路の複雑さは、典型的には、高ループ利得に起因した望ましくないループ安定性問題を招く場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、極端なＶＳＷＲ状態の下での高電流を防止する、無線通信ユニット及びＲＦ ＰＡモジュールのような改善されたＲＦ装置及びその装置のための動作方法であって、従来技術の構成にかかわる前述の問題を実質的に軽減する改善されたＲＦ装置及びその装置のための動作方法に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の局面に従って、添付特許請求の範囲で定義されるような、高電流をＶＳＷＲ及び高いバッテリ電圧の下で防止する無線周波数装置、ＰＡモジュール、及びその動作方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の例示的実施形態が、ここで、添付図面を参照して、例示としてのみ説明されるであろう。
【００１２】
本発明の好適な実施形態は、移動電話器のような無線通信ユニットにおける無線周波数（ＲＦ）電力増幅器（ＰＡ）モジュールの実施形態に関して説明されるであろう。しかしながら、本明細書で説明される本発明の概念がいずれのタイプのＲＦ増幅器ユニットにおいて具現化さる得ることが当業者には認められるであろう。要約すると、本発明の発明概念は、例えば、とりわけバッテリ電圧に対してインデックシング（ｉｎｄｅｘ）されて、バッテリ電圧範囲にわたり極端なＶＳＷＲ状態下で電力増幅器（ＰＡ）の耐久性（ｒｕｇｇｅｄｎｅｓｓ）を改善するコスト及びサイズに関して効率的な電流リミタを有するモノリシックに集積されたＰＡモジュールを提案する。
【００１３】
移動装置の文脈において、既知の従来技術では、電流スレッショルド又は電流制限は、或る基準電圧がバッテリについて用いられているので、固定である。しかしながら、バッテリ電圧は、変動する。従って、そして以降で説明される本発明の概念により対処されるように、バッテリ電圧が降下するにつれて変わる電流スレッショルド又は電流制限を有することは重要である。本明細書では、この関係は、「インデックシング（ｉｎｄｅｘｉｎｇ）」と呼ばれ、例えば、電流スレッショルドがバッテリ電圧に関して変わる。
【００１４】
ここで図２を参照すると、本発明の好適な実施形態の発明概念をサポートすることができる無線通信ユニット２００のブロック図が、示されている。理解し易いように、無線通信ユニット２００は、２つの別個の部分、即ち、受信器チェーン２１０（これは完全であるので簡単に説明されるであろう。）と送信器チェーン２２０とに分けて示されている。
【００１５】
無線通信ユニット２００は、好ましくはアンテナ・スイッチ２０４に結合されたアンテナを含み、当該アンテナ・スイッチ２０４は、無線通信ユニット２００における無線周波数（ＲＦ）信号の信号制御、並びに受信器チェーン２１０と送信器チェーン２２０との分離を与える。アンテナ・スイッチ２０４は、当業者には既知であるように、周波数デュープレックス（複式）通信ユニット用のデュープレックス・フィルタと置き換えられることができるであろうことは明らかである。
【００１６】
完全性のため、無線通信ユニット２００の受信器チェーン２１０は、簡単に説明されるであろう。受信器チェーン２１０は、受信器フロント−エンド回路２０６（これは受信、フィルタリング、及び中間又はベースバンド周波数変換を実際上与える。）を含む。受信器フロント−エンド回路２０６は、信号処理機能部（これは一般的に少なくとも１つのデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）により実現される。）２０８に直列に結合される。制御器２１４は、受信器フロント−エンド回路２０６に動作可能に結合され、それにより受信器が受信ビット誤り率（ＢＥＲ）又はフレーム誤り率（ＦＥＲ）、又は受信された信号強度の指示（ＲＳＳＩ）２１２機能部を介して回復された情報から類似のリンク品質測定データを計算することができる。ＲＳＳＩ２１２機能部は、受信器フロント−エンド回路２０６に動作可能に結合される。メモリ装置２１６は、線形の安定な出力を保証するため、復号／符号化機能及び類似のもののような幅広アレイのデータ、並びに振幅及び位相設定を格納することが好ましい。タイマ２１８は、制御器２１４に動作可能に結合されて、動作のタイミング、即ち、時間に依存した信号の送信又は受信を制御する。
【００１７】
送信チェーン２２０については、これは、実際のところ、変調及びアップコンバータ回路２２２に動作可能に結合された信号プロセッサ２２８、及び電力増幅器モジュール２２４を含む。信号プロセッサ２２８及び変調及びアップコンバータ回路２２２は、制御器２１４に動作的に応答する。電力増幅器モジュール２２４は、本発明の好適な実施形態に従って適合された保護回路２２６に動作可能に結合される。
【００１８】
本発明の好適な実施形態に従って適合された電力増幅器モジュール及び保護回路が更に、図３に示されている。ここで、図３を参照すると、無線周波数入力信号（ＲＦＩＮ）３０５が、電力増幅器トランジスタ２２４のベース・ポートに入力される。電力増幅器トランジスタ２２４は、バッテリ電圧３１５によりＲＦチョーク・インダクタ３２０を介して供給されて、ＲＦの増幅された出力電圧３２５を与える。とりわけ、電力増幅器トランジスタ２２４のエミタ・ポートが、接地されている。
【００１９】
詳細には、電力増幅器トランジスタ２２４の出力３２５は、保護回路２２６に動作可能に結合される。保護回路２２６は、ＰＡダイ上に一体化され、そして第１のトランジスタ３５５を備え、その第１のトランジスタ３５５のコレクタ・ポートは、出力３２５に動作可能に結合され、そして第１のトランジスタ３５５のベース・ポート３５０は、電力増幅トランジスタ２２４のベース・ポートに動作可能に結合される。保護回路２２６の第１のトランジスタ３５５のエミタ・ポートは、接地に結合された並列の抵抗３６５−キャパシタ３７０（Ｒ−Ｃ）回路、及び第２のトランジスタ３６０のベース・ポートに動作可能に結合される。第２のトランジスタ３６０のコレクタ３８０は、バイアス回路３３５に結合され、そのバイアス回路３３５は、ＲＦ電力トランジスタ２２４のベース・ポートに動作可能に結合される。
【００２０】
極端なＶＳＷＲ状態及び高いバッテリ電圧の下では、電力トランジスタ２２４のコレクタ電流は、５０オーム負荷の下で予想されるであろう大きさより増大するであろう。基本トランジスタ３５５を流れる電流は、電力トランジスタ２２４の電流に比例して増大する。感知抵抗３６５の両端間に生成される検出電圧もまた、前述の電流と共に増大する。並列キャパシタ３７０の機能が、検出電圧Ｖｄｅｔをロー・パス・フィルタリングするよう構成されている。次いで、この検出ＤＣ電圧は、第２の基本トランジスタ３６０のベースに入力される。検出ＤＣ電圧Ｖｄｅｔが第２の基本トランジスタ３６０のターンオン電圧Ｖｂｅｏｎを超えるとき、第２の基本トランジスタ３６０は、バイアス回路３３５を接地へ切り替え、従って、電力トランジスタ２２４のバイアス電流を低減する。
【００２１】
多段電力増幅器の最も共通のケースにおいては、バッテリ電圧が増大するとき、電力トランジスタ２２４のベース上（、並びに第１の基本トランジスタ３５５のベース上）のＲＦ入力信号ＲＦＩＮ３０５は、増大し、従って、より高い電流が感知抵抗３６５を流れる。従って、これは、より高い検出電圧Ｖｄｅｔを招く。次いで、第１の基本トランジスタ３５５のより低いコレクタ電流のために、従って電力トランジスタ２２４のより低い電流のために、第２の基本トランジスタ３６０のターンオン電圧に達する。
【００２２】
このようにして、本発明の概念は、バッテリ電圧３１５にインデックシングされるモノリシックに集積された電流リミタ保護回路２２６であって、ＰＡの耐久性を改善する電流リミタ保護回路２２６を提案する。バッテリ電圧３１５に依存する電力増幅器ＤＣ電流は、このように感知され、高い値の感知抵抗３６５の両端間の電圧Ｖｄｅｔに変換され、そして（第２の基本トランジスタ３６０のターンオン電圧により設定された）スレッショルド電圧値と比較される。このようにして、スレッショルド電圧値が、感知された電力増幅器ＤＣ電流に結合された検出電圧と比較される。検出電圧がこのスレッショルド電圧値を超えたとき、電力増幅器をバイアスすることを解除（ｄｅ−ｂｉａｓ）することにより、ＤＣ電流が望ましくないレベルへ増大することを阻止する。
【００２３】
従って、感知された電流は、保護回路２２６に関するバッテリ電圧３１５にインデックシングされる。更に、そして好ましくは、保護回路２２６は、保護されるべきＲＦトランジスタ２２４と同じタイプのデバイスを用いる。これは、モノリシックＩＣに統合化することによりダイ間の余分の入力／出力ピンを取り除けることを容易にすることが有利である。
【００２４】
更に、保護回路２２６は、少ない部品点数であり、それにより保護されるＰＡシステムのサイズを低減することが促進されることが有利である。
【００２５】
一方では、改善された保護回路２２６は、図４に示されるように５０オーム負荷に対するＲＦ ＰＡ性能を低下させない。そのような状態の下では、保護回路２２６は、「オフ」であり、そしてその電流消費は、電力トランジスタ２２４のコレクタ電流と比較したとき無視し得る程小さい。他方、第１の基本トランジスタ３５５の低い電流は、高い値の抵抗３６５の使用を可能にし、それは、プロセス変動に対する敏感さが一層小さいことが有利である。
【００２６】
基本トランジスタ（これは感知抵抗を組み込んでいる。）は、電力トランジスタの小型版である。
【００２７】
これは、高い電流が図１の電力増幅器１１０を流れる従来技術の問題（そこでは、ＰＡ性能低下を最小にするため低い値の感知抵抗１３０のみを用いることができる。）を解決する。
【００２８】
ここで図４を参照すると、改善された保護回路２２６の有る場合と無い場合のＰＡ性能のグラフ４００による比較が、示されている。図示されるように、同じ入力ＲＦ電力レベル（ＲＦＩＮ）４１０に対して、同じ利得４０５、４２０及び同じＲＦ電力出力レベル４１５、４２５が、前述した本発明の概念を用いたＲＦ電力増幅器トランジスタ２２４、並びに本発明の概念を用いないで構成されているＲＦ電力増幅器トランジスタ２２４により達成されることができる。
【００２９】
ここで図５を参照すると、１０：１の電圧定在波比（ＶＳＷＲ）でのコレクタ電流５０５対位相５１０が、示されている。グラフ５００は、本発明の好適な実施形態を用いることと関連した電流制限を強調表示している。グラフ５００は、回路が前述の改善された保護回路２２６を有するよう構成されていないとき、コレクタ電流５１５がほぼ３．５Ａのピーク・コレクタ電流を１２０度の位相で有することを示す。
【００３０】
前述した本発明の概念の改善された保護回路２２６を用いるとき、保護回路２２６の電力トランジスタのコレクタ電流は、２．５Ａを超えない。この制限は、感知抵抗３６５の適切な値を設定することにより選択される。
【００３１】
ここで図６を参照すると、フロー・チャート６００は、本発明の好適な実施形態に従った電流制限保護プロセスの概要を示す。ＲＦ入力電力は、ＲＦＰＡに印加され、そしてＲＦ ＰＡがステップ６０５においてオンにされると、ＲＦ ＰＡにより引き出されたＤＣ電流は、ステップ６１０で感知される。この感知されたＤＣ電流は、感知されたＤＣ電圧に変換され、次いで、ステップ６１５において保護回路によりスレッショルド値と比較される。従って、スレッショルド電圧値は、感知された電力増幅器ＤＣ電流と結合された検出電圧と比較される。感知されたＤＣ電圧がステップ６２０においてスレッショルド値を超えない場合、コレクタ電流についての制限は、生じない。
【００３２】
しかしながら、感知されたＤＣ電圧がステップ６２０においてスレッショルド値を超えた場合、保護回路は、ステップ６２５に示されるように、ＰＡをバイアスすることを解除することによりＲＦＰＡにより引き出される電流を制限する。次いで、この感知プロセスは、ステップ６１０に続いて、更なる電流制限がＰＡのバイアスを更に解除することにより実行されることが必要であるかどうかを決定する。
【００３３】
当業者は、他の応用において、代替の機能／回路／デバイス及び／又は他の技術を用い得ることを認めるであろう。本発明の好適な実施形態がＶＳＷＲ効果に起因した高電流効果に対処する移動通信応用に関して説明されたが、本発明の概念は、出力電力を検出し、そして線形化技術のようないずれの他の目的のための感知された電流情報を用いるいずれの応用に対して等しく適用可能であることを想定している。更に、感知抵抗を組み込む他のＲ−Ｃトポグラフィーを用い得ることを想定している。
【００３４】
本発明の概念がＲＦ電力増幅器を用いるいずれの製品に、その製品の周波数又は関連の技術に拘わらず適用されることができることが本発明の意図内である。それはまた、本発明の概念がバイポーラ・トランジスタ又はヘテロ接合バイポーラ・トランジスタ（ＨＢＴ）のような技術に関係無く、いずれのＲＦ電力トランジスタと使用することに対して等しく適用可能であることが想定されている。
【００３５】
前述したように、高い電流がＲＦ ＰＡにより極端なＶＳＷＲ状態の下で引き出されることを防止する改善されたＲＦ装置、例えば、移動電話器のような無線通信ユニット、ＲＦＰＡモジュール、及びそのための動作方法は、次の利点のうちの少なくとも１つ又はそれより多くの利点を与えることを目指していることが理解されるであろう。
【００３６】
（ｉ）ＲＦ電力増幅器トランジスタに対するＶＳＷＲの効果を検出する必要がない。
【００３７】
（ｉｉ）本発明の概念は、電流及び供給電圧の両方の増大の検出を組み合わせる。主に高いコレクタ電流が電力トランジスタの恒久的故障を招くので、本発明の概念は、コレクタ電流を制限し、従ってこの電流を非破壊的動作値内に維持する。
【００３８】
（ｉｉｉ）本発明の概念は、ＤＣバイアス回路を介して最終のＲＦ電力増幅器段自体に直接フィードバックを与える。
【００３９】
（ｉｖ）本発明の概念は、改善された保護回路が少ない部品点数を有する点で実現が容易である。例えば、改善された保護回路は、僅か２つのトランジスタしか必要としないで、またいずれの演算増幅器の使用も必要としない。これは、より小さいダイ・サイズの実現を促進する。
【００４０】
（ｖ）本発明の概念は、供給（バッテリ）電圧に依存している。
【００４１】
（ｖｉ）本発明の概念は、保護回路に高い値の抵抗を用いるので、プロセス変動に対する感度が低い。
【００４２】
（ｖｉｉ）本発明の概念は、いずれのコレクタ電流制限値に対しても最適化されることができる。
【００４３】
（ｖｉｉｉ）本発明の概念は、追加のＩ／Ｏピンを必要としないで、ＧａＡｓ上に統合化されることができる。
【００４４】
特に、前述の発明の概念は、保護回路を有するいずれの電力増幅器モジュールに対して半導体製造業者により適用されることができることを想定している。更に、例えば、半導体製造業者が、ＲＦ電力増幅器モジュール、又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）及び／又はいずれの他のサブシステム構成要素のようなスタンドアロン装置の設計に本発明の概念を用いることを想定している。
【００４５】
本発明の特定で好適な実施形態が上記で説明されたが、当業者がそのような発明の概念の変形及び変更を容易に適用することができるであろうことが明らかである。
【００４６】
従って、特に、高い電流がＲＦ ＰＡにより極端なＶＳＷＲ状態の下で引き出されることを防止するための無線通信ユニットのような改善されたＲＦ装置、ＲＦＰＡモジュール、及びそのための動作方法が、説明され、それでは、従来技術の構成による前述の欠点が実質的に軽減された。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、標準保護回路設計を用いた既知の電流リミタの形態を示す。
【図２】図２は、本発明の好適な実施形態に従って適合された無線通信ユニットを示す。
【図３】図３は、本発明の好適な実施形態に従って適合された保護回路の電流リミタの実施形態を示す。
【図４】図４は、本発明の好適な実施形態に従った保護回路が有る場合と無しの場合のＰＡ性能のグラフによる比較を示す。
【図５】図５は、本発明の好適な実施形態により与えられる利点を示す電圧定在波比（ＶＳＷＲ）＝１０：１でのコレクタ電流対位相をグラフで示す。
【図６】図６は、本発明の好適な実施形態に従った、保護回路によりＲＦ ＰＡに対して与えられる電流制限プロセスのフロー・チャートを示す。
【図２】
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【図１】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成20年3月31日(2008.3.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧定在波比効果を最小にする保護回路（２２６）に動作可能に結合された無線（ＲＦ）電力増幅器（ＰＡ）（２２４）を備える無線周波数装置（２００）であって、
前記保護回路（２２６）が、前記ＲＦ ＰＡ（２２４）の入力ポートとコレクタ・ポートとの間に動作可能に結合され、
前記保護回路（２２６）が、前記電力増幅器のＤＣ電流を感知する電流感知機能部と、前記ＲＦ ＰＡ（２２４）に供給される電力に対してインデックシング（ｉｎｄｅｘ）された電流リミタであって前記の感知された電流に応答して前記電力増幅器のＤＣ電流を制限する電流リミタとを備えることを特徴とする無線周波数装置（２００）。
【請求項２】
前記電流リミタが、モノリシックに集積された電流リミタである請求項１記載の無線周波数装置（２００）。
【請求項３】
前記無線周波数装置（２００）が、無線通信ユニットであり、
前記ＲＦ ＰＡに供給される電力が、バッテリからである
請求項１又は２記載の無線周波数装置（２００）。
【請求項４】
比較器機能部が、前記電流感知機能部に動作可能に結合され、且つスレッショルド電圧値を、前記の感知された電力増幅器のＤＣ電流に結合された検出された電圧と比較するよう構成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の無線周波数装置（２００）。
【請求項５】
前記保護回路（２２６）に動作可能に結合された電力増幅器バイアス回路（３３５）を備え、それにより、前記電力増幅器のＤＣ電流が前記スレッショルド電圧に等しいか又はそれを超えたとき、前記保護回路（２２６）が、前記電力増幅器バイアス回路（３３５）を介して前記ＲＦ電力増幅器（２２４）に供給される電力をバイアスすることを解除する（ｄｅ−ｂｉａｓｅ）ことにより前記電力増幅器のＤＣ電流が増大することを防止することを更に特徴とする請求項４記載の無線周波数装置（２００）。
【請求項６】
保護回路（２２６）に動作可能に結合された無線周波数（ＲＦ）電力増幅器（ＰＡ）モジュール（２２４）に供給される電流を制限する方法（６００）であって、
前記ＲＦ ＰＡ（２２４）の入力ポートとコレクタ・ポートとの間に結合された保護回路（２２６）の中の前記ＲＦＰＡに印加される電力増幅器直流（ＤＣ）電流を感知するステップと、
前記保護回路により、スレッショルド電圧値を、前記の感知された電力増幅器ＤＣ電流に結合された検出された電圧と比較するステップと、
前記保護回路（２２６）により、前記の感知されたＲＦ ＰＡ直流電流が前記スレッショルド値に等しいか又はそれを超えた場合、前記ＲＦＰＡに印加される直流電流を制限するステップと
を備えることを特徴とする、ＲＦ ＰＡモジュール（２２４）に供給される電流を制限する方法（６００）。
【国際調査報告】
2008537414.tif 000009
2008537414.tif 000010
2008537414.tif 000011