(57)【要約】【課題】ＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００、ＤＣＳ１８００、ＰＣＳ１９００、ＷＣＤＭＡ１９００の５つのＲＦ送信周波数を送信するＲＦ電力増幅器モジュールで、電力増幅器の個数を低減すること。ＧＳＭ規格のランプアップ・ダウンのため入力バイアス電圧の高速制御と広帯域ＷＣＤＭＡの送信出力の雑音低減とを両立すること。【解決手段】ＤＣＳ１８００、ＰＣＳ１９００、ＷＣＤＭＡ１９００の送信を、共通の第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２により送信する。高利得の入力増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢでＤＣＳ１８００、ＰＣＳ１９００で送信出力を３３ｄＢｍ高送信出力モードとし、バイアス回路の内部ボルテージフォロワを活性化する。ＷＣＤＭＡ１９００では低利得の１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢで送信出力を２８〜２９ｄＢｍ低送信出力モードとしボルテージフォロワを非活性化する。高・低送信出力モードの切り換えとボルテージフォロワの制御は、モード信号ＭＯＤＥで行う。【選択図】図１１
2008022419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００との第１ＲＦ送信入力信号を増幅する第１電力増幅器と、ＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００とＷＣＤＭＡ１９００との第２ＲＦ送信入力信号を増幅する第２電力増幅器とを具備しており、
前記第１電力増幅器は、少なくとも第１入力側増幅器と第１出力側増幅器とを含む第１多段増幅器で構成され、
前記第２電力増幅器は、少なくとも第２入力側増幅器と第２出力側増幅器とを含む第２多段増幅器で構成され、
前記第２電力増幅器が前記ＷＣＤＭＡ１９００の前記第２ＲＦ送信入力信号を増幅する際に、所定の信号のモード信号に応答して前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器の利得は低利得に設定され、
前記第２電力増幅器が前記ＤＣＳ１８００と前記ＰＣＳ１９００のいずれかの前記第２ＲＦ送信入力信号を増幅する際に、前記モード信号が前記所定の信号と異なる信号とされることに応答して、前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器の前記利得は前記低利得よりも高い高利得に設定されるＲＦ電力増幅装置。
【請求項２】
前記第１電力増幅器の前記第１多段増幅器には第１ボルテージフォロワを含む第１バイアス回路が接続され、前記第２電力増幅器の前記第２多段増幅器には第２ボルテージフォロワを含む第２バイアス回路が接続され、
前記第１電力増幅器による前記ＧＳＭ８５０もしくは前記ＧＳＭ９００のいずれかのＧＳＭ送信でのＴＤＭＡ方式のランプアップおよびランプダウンのため、利得制御信号のレベルに応答して前記第１バイアス回路は前記第１ボルテージフォロワを用いることにより前記第１電力増幅器の前記第１多段増幅器の増幅素子の入力電極に供給されるバイアス電圧のレベルを制御するものであり、
前記第２電力増幅器による前記ＷＣＤＭＡ１９００の送信に際して、前記所定の信号の前記モード信号に応答して前記第２バイアス回路の前記第２ボルテージフォロワは非活性状態に制御され、利得制御信号のレベルに応答して前記第２バイアス回路は前記第２電力増幅器の前記第２多段増幅器の増幅素子の入力電極に供給されるバイアス電圧のレベルを制御するものであり、
前記第２電力増幅器による前記ＤＣＳ１８００もしくは前記ＰＣＳ１９００のいずれかのＧＳＭ送信でのＴＤＭＡ方式のランプアップおよびランプダウンのため、前記異なる信号の前記モード信号に応答して前記第２バイアス回路の前記第２ボルテージフォロワは活性状態に制御され、利得制御信号のレベルに応答して前記第２バイアス回路は前記活性状態に制御された前記第２ボルテージフォロワを用いることにより前記第２電力増幅器の前記第２多段増幅器の前記増幅素子の前記入力電極に供給されるバイアス電圧のレベルを制御するものである請求項１に記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項３】
前記第１電力増幅器は、前記第１多段増幅器の前記第１入力側増幅器のための第１入力側バイアス回路と、第１入力側ボルテージフォロワとを更に含み、前記第１入力側バイアス回路は、ＧＳＭ通信でのＴＤＭＡ方式でのランプアップおよびランプダウンのための利得制御信号のレベルに応答して変化する第１入力側バイアス電圧を発生して、前記第１入力側バイアス回路から発生された前記第１入力側バイアス電圧は、前記第１入力側ボルテージフォロワを介して、前記第１電力増幅器の前記第１多段増幅器の前記第１入力側増幅器の第１入力側増幅素子の入力電極に供給され、
前記第２電力増幅器は、前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器のための第２入力側バイアス回路と、第２入力側ボルテージフォロワとを更に含み、前記第２入力側バイアス回路は、ＧＳＭ通信でのＴＤＭＡ方式でのランプアップおよびランプダウンのための利得制御信号のレベルに応答して変化する第２入力側バイアス電圧を発生して、前記第２入力側バイアス回路から発生された前記第２入力側バイアス電圧は、前記第２入力側ボルテージフォロワを介して、前記第２電力増幅器の前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器の第２入力側増幅素子の入力電極に供給され、
前記第２電力増幅器が前記ＷＣＤＭＡ１９００の前記第２ＲＦ送信入力信号を増幅する際に、前記所定の信号の前記モード信号に応答して、前記第２電力増幅器の前記第２入力側ボルテージフォロワは非活性状態に制御され、当該非活性状態に制御された前記第２入力側ボルテージフォロワをバイパスして前記第２入力側バイアス回路から発生された前記第２入力側バイアス電圧が前記第２入力側増幅素子の入力電極に供給される請求項１に記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項４】
前記第１電力増幅器は、前記第１多段増幅器の前記第１出力側増幅器のための第１出力側バイアス回路と、第１出力側ボルテージフォロワとを更に含み、前記第１出力側バイアス回路は、ＧＳＭ通信でのＴＤＭＡ方式でのランプアップおよびランプダウンのための利得制御信号のレベルに応答して変化する第１出力側バイアス電圧を発生して、前記第１出力側バイアス回路から発生された前記第１出力側バイアス電圧は、前記第１出力側ボルテージフォロワを介して、前記第１電力増幅器の前記第１多段増幅器の前記第１出力側増幅器の第１出力側増幅素子の入力電極に供給され、
前記第２電力増幅器は、前記第２多段増幅器の前記第２出力側増幅器のための第２出力側バイアス回路と、第２出力側ボルテージフォロワとを更に含み、前記第２出力側バイアス回路は、ＧＳＭ通信でのＴＤＭＡ方式でのランプアップおよびランプダウンのための利得制御信号のレベルに応答して変化する第２出力側バイアス電圧を発生して、前記第２出力側バイアス回路から発生された前記第２出力側バイアス電圧は、前記第２出力側ボルテージフォロワを介して、前記第２電力増幅器の前記第２多段増幅器の前記第２出力側増幅器の第２出力側増幅素子の入力電極に供給され、
前記第２電力増幅器が前記ＷＣＤＭＡ１９００の前記第２ＲＦ送信入力信を増幅する際に、前記所定の信号の前記モード信号に応答して、前記第２電力増幅器の前記第２出力側ボルテージフォロワは非活性状態に制御され、当該非活性状態に制御された前記第２出力側ボルテージフォロワをバイパスして前記第２出力側バイアス回路から発生された前記第２出力側バイアス電圧が前記第２出力側増幅素子の入力電極に供給される請求項３に記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項５】
前記第２ＲＦ送信入力信号の周波数は前記第１ＲＦ送信入力信号の周波数の略２倍に設定され、前記第１電力増幅器は前記第１ＲＦ送信入力信号の２倍高調波を接地電位点にバイパスする高調波トラップ回路を含む請求項１から請求項４までのいずれかに記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項６】
前記第２電力増幅器の前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器は負帰還増幅器で構成され、前記モード信号が前記所定の信号の際の前記負帰還増幅器で構成された前記第２入力側増幅器の負帰還量が、前記モード信号が前記異なる信号の際の前記負帰還増幅器で構成された前記第２入力側増幅器の負帰還量よりも大きく設定される請求項１から請求項４までのいずれかに記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項７】
前記第２電力増幅器の前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器は前記第２入力側増幅素子の出力電極と入力電極との間に接続された負帰還可変抵抗とを含み、
前記モード信号が前記所定の信号の際に、前記負帰還可変抵抗の抵抗は低抵抗に制御され、前記モード信号が前記異なる信号の際に、前記負帰還可変抵抗の前記抵抗は前記低抵抗よりも高い高抵抗に制御される請求項６に記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項８】
前記第２電力増幅器の前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器は前記第２入力側増幅素子の出力電極と負荷素子との間に接続された制御増幅素子を更に含み、当該制御増幅素子の入力電極には利得制御電圧が印加され、
前記第２電力増幅器が前記ＤＣＳ１８００または前記ＰＣＳ１９００のいずれかの前記第２ＲＦ送信入力信号を増幅する際には前記利得制御電圧が高レベルに設定され、前記第２電力増幅器が前記ＷＣＤＭＡ１９００の前記第２ＲＦ送信入力信号を増幅する際には前記利得制御電圧が前記高レベルよりも低い低レベルに設定される請求項１から請求項４までのいずれかに記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項９】
前記第１電力増幅器と前記第２電力増幅器の前記第１入力側増幅素子と前記第２入力側増幅素子と前記第１出力側増幅素子と前記第２出力側増幅素子とは、電界効果トランジスタである請求項１から請求項８までのいずれかに記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項１０】
前記電界効果トランジスタはＬＤＭＯＳである請求項９に記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項１１】
前記第１電力増幅器と前記第２電力増幅器の前記第１入力側増幅素子と前記第２入力側増幅素子と前記第１出力側増幅素子と前記第２出力側増幅素子とは、バイポーラトランジスタである請求項１から請求項８までのいずれかに記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項１２】
前記バイポーラトランジスタはヘテロ接合型である請求項１１に記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項１３】
前記第１電力増幅器と、前記第２電力増幅器と、前記第１電力増幅器と前記第２電力増幅器の送信出力レベルを検出するパワー検出器とは、ＲＦパワーモジュールのパッケージに搭載されている請求項１から請求項８までのいずれかに記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項１４】
略０．８ＧＨｚから１．０ＧＨｚの第１周波数帯域を持ちＴＤＭＡ方式の第１ＲＦ送信入力信号を増幅する第１電力増幅器と、略１．７ＧＨｚから２．０ＧＨｚの第２周波数帯域を持つＴＤＭＡ方式の第２ＲＦ送信入力信号と略１．７ＧＨｚから２．０ＧＨｚの第３周波数帯域を持つＷＣＤＭＡ方式の第３ＲＦ送信入力信号とを増幅する第２電力増幅器とを具備しており、
前記第１電力増幅器は、少なくとも第１入力側増幅器と第１出力側増幅器とを含む第１多段増幅器で構成され、
前記第２電力増幅器は、少なくとも第２入力側増幅器と第２出力側増幅器とを含む第２多段増幅器で構成され、
前記第２電力増幅器には前記ＷＣＤＭＡ方式の前記第３ＲＦ送信入力信号を増幅する際に所定の信号のモード信号が供給されることにより、前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器の利得は低利得に設定され、
前記第２電力増幅器には前記ＴＤＭＡ方式の前記第２ＲＦ送信入力信号を増幅する際に前記モード信号が前記所定の信号と異なる信号とされることにより、前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器の前記利得は前記低利得よりも高い高利得に設定されるＲＦ電力増幅装置。
【請求項１５】
前記第１電力増幅器の前記第１多段増幅器には第１ボルテージフォロワを含む第１バイアス回路が接続され、前記第２電力増幅器の前記第２多段増幅器には第２ボルテージフォロワを含む第２バイアス回路が接続され、
前記第１電力増幅器による前記第１ＲＦ送信入力信号の増幅による送信でのＴＤＭＡ方式のランプアップおよびランプダウンのため、利得制御信号のレベルに応答して前記第１バイアス回路は前記第１ボルテージフォロワを用いることにより前記第１電力増幅器の前記第１多段増幅器の増幅素子の入力電極に供給されるバイアス電圧のレベルを制御するものであり、
前記第２電力増幅器による前記ＷＣＤＭＡ方式の前記第３ＲＦ送信入力信号の増幅による送信に際して、前記所定の信号の前記モード信号に応答して前記第２バイアス回路の前記第２ボルテージフォロワは非活性状態に制御され、利得制御信号のレベルに応答して前記第２バイアス回路は前記第２電力増幅器の前記第２多段増幅器の増幅素子の入力電極に供給されるバイアス電圧のレベルを制御するものであり、
前記第２電力増幅器による前記ＴＤＭＡ方式の前記第２ＲＦ送信入力信号の増幅による送信のランプアップおよびランプダウンのため、前記異なる信号の前記モード信号に応答して前記第２バイアス回路の前記第２ボルテージフォロワは活性状態に制御され、利得制御信号のレベルに応答して前記第２バイアス回路は前記活性状態に制御された前記第２ボルテージフォロワを用いることにより前記第２電力増幅器の前記第２多段増幅器の前記増幅素子の前記入力電極に供給されるバイアス電圧のレベルを制御するものである請求項１４に記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項１６】
前記第１電力増幅器は、前記第１多段増幅器の前記第１入力側増幅器のための第１入力側バイアス回路と、第１入力側ボルテージフォロワとを更に含み、前記第１入力側バイアス回路は、ＧＳＭ通信でのＴＤＭＡ方式でのランプアップおよびランプダウンのための利得制御信号のレベルに応答して変化する第１入力側バイアス電圧を発生して、前記第１入力側バイアス回路から発生された前記第１入力側バイアス電圧は、前記第１入力側ボルテージフォロワを介して、前記第１電力増幅器の前記第１多段増幅器の前記第１入力側増幅器の第１入力側増幅素子の入力電極に供給され、
前記第２電力増幅器は、前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器のための第２入力側バイアス回路と、第２入力側ボルテージフォロワとを更に含み、前記第２入力側バイアス回路は、ＧＳＭ通信でのＴＤＭＡ方式でのランプアップおよびランプダウンのための利得制御信号のレベルに応答して変化する第２入力側バイアス電圧を発生して、前記第２入力側バイアス回路から発生された前記第２入力側バイアス電圧は、前記第２入力側ボルテージフォロワを介して、前記第２電力増幅器の前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器の第２入力側増幅素子の入力電極に供給され、
前記第２電力増幅器が前記ＷＣＤＭＡ方式の前記第３ＲＦ送信入力信号を増幅する際に、前記所定の信号の前記モード信号に応答して、前記第２電力増幅器の前記第２入力側ボルテージフォロワは非活性状態に制御され、当該非活性状態に制御された前記第２入力側ボルテージフォロワをバイパスして前記第２入力側バイアス回路から発生された前記第２入力側バイアス電圧が前記第２入力側増幅素子の入力電極に供給される請求項１４に記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項１７】
前記第１電力増幅器は、前記第１多段増幅器の前記第１出力側増幅器のための第１出力側バイアス回路と、第１出力側ボルテージフォロワとを更に含み、前記第１出力側バイアス回路は、ＧＳＭ通信でのＴＤＭＡ方式でのランプアップおよびランプダウンのための利得制御信号のレベルに応答して変化する第１出力側バイアス電圧を発生して、前記第１出力側バイアス回路から発生された前記第１出力側バイアス電圧は、前記第１出力側ボルテージフォロワを介して、前記第１電力増幅器の前記第１多段増幅器の前記第１出力側増幅器の第１出力側増幅素子の入力電極に供給され、
前記第２電力増幅器は、前記第２多段増幅器の前記第２出力側増幅器のための第２出力側バイアス回路と、第２出力側ボルテージフォロワとを更に含み、前記第２出力側バイアス回路は、ＧＳＭ通信でのＴＤＭＡ方式でのランプアップおよびランプダウンのための利得制御信号のレベルに応答して変化する第２出力側バイアス電圧を発生して、前記第２出力側バイアス回路から発生された前記第２出力側バイアス電圧は、前記第２出力側ボルテージフォロワを介して、前記第２電力増幅器の前記第２多段増幅器の前記第２出力側増幅器の第２出力側増幅素子の入力電極に供給され、
前記第２電力増幅器が前記ＷＣＤＭＡ方式の前記第３ＲＦ送信入力信号を増幅する際に、前記所定の信号の前記モード信号に応答して、前記第２電力増幅器の前記第２出力側ボルテージフォロワは非活性状態に制御され、当該非活性状態に制御された前記第２出力側ボルテージフォロワをバイパスして前記第２出力側バイアス回路から発生された前記第２出力側バイアス電圧が前記第２出力側増幅素子の入力電極に供給される請求項１６に記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項１８】
前記第２ＲＦ送信入力信号と前記第３ＲＦ送信入力信号の周波数は前記第１ＲＦ送信入力信号の周波数の略２倍に設定され、前記第１電力増幅器は前記第１ＲＦ送信入力信号の２倍高調波を接地電位点にバイパスする高調波トラップ回路を含む請求項１４から請求項１７までのいずれかに記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項１９】
前記第２電力増幅器の前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器は負帰還増幅器で構成され、前記モード信号が前記所定の信号の際の前記負帰還増幅器で構成された前記第２入力側増幅器の負帰還量が、前記モード信号が前記異なる信号の際の前記負帰還増幅器で構成された前記第２入力側増幅器の負帰還量よりも大きく設定される請求項１４から請求項１７までのいずれかに記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項２０】
前記第２電力増幅器の前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器は前記第２入力側増幅素子の出力電極と入力電極との間に接続された負帰還可変抵抗とを含み、
前記モード信号が前記所定の信号の際に、前記負帰還可変抵抗の抵抗は低抵抗に制御され、前記モード信号が前記異なる信号の際に、前記負帰還可変抵抗の前記抵抗は前記低抵抗よりも高い高抵抗に制御される請求項１９に記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項２１】
前記第２電力増幅器の前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器は前記第２入力側増幅素子の出力電極と負荷素子との間に接続された制御増幅素子を更に含み、当該制御増幅素子の入力電極には利得制御電圧が印加され、
前記第２電力増幅器が前記ＴＤＭＡ方式の前記第２ＲＦ送信入力信号を増幅する際には前記利得制御電圧が高レベルに設定され、前記第２電力増幅器が前記ＷＣＤＭＡ方式の前記第３ＲＦ送信入力信号を増幅する際には前記利得制御電圧が前記高レベルよりも低い低レベルに設定される請求項１４から請求項１７までのいずれかに記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項２２】
前記第１電力増幅器と前記第２電力増幅器の前記第１入力側増幅素子と前記第２入力側増幅素子と前記第１出力側増幅素子と前記第２出力側増幅素子とは、電界効果トランジスタである請求項１４から請求項２１までのいずれかに記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項２３】
前記電界効果トランジスタはＬＤＭＯＳである請求項２２に記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項２４】
前記第１電力増幅器と前記第２電力増幅器の前記第１入力側増幅素子と前記第２入力側増幅素子と前記第１出力側増幅素子と前記第２出力側増幅素子とは、バイポーラトランジスタである請求項１４から請求項２１までのいずれかに記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項２５】
前記バイポーラトランジスタはヘテロ接合型である請求項２４に記載のＲＦ電力増幅装置。
【請求項２６】
前記第１電力増幅器と、前記第２電力増幅器と、前記第１電力増幅器と前記第２電力増幅器の送信出力レベルを検出するパワー検出器とは、ＲＦパワーモジュールのパッケージに搭載されている請求項１４から請求項２１までのいずれかに記載のＲＦ電力増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局との通信を行う携帯電話端末のような通信端末機器中に搭載されるＲＦ送信用のＲＦ電力増幅装置に関し、特にＷＣＤＭＡ方式の１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚの周波数（以下、本願発明ではＷＣＤＭＡ１９００と称する）の送信信号と、ＰＣＳ方式の１８５０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚの周波数の送信信号と、ＤＣＳ方式の１７１０ＭＨｚ〜１７８５ＭＨｚの周波数の送信信号とを１つのＲＦ電力増幅器によって生成するのに有益な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
世界中のどんな場所でも無線通信すると言う携帯電話端末等の通信端末機器の能力であるユビキタス・カバレージは、今日現実のものではなく、現在開発が進められている。
【０００３】
下記非特許文献１によれば、これらのモバイルシステムは、ＧＳＭ(Global System for Mobile Communication)、ＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）、ＥＤＧＥ（Enhanced Data for GSM Evolution; Enhanced Data for GPRS）、ＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）のセルラーと、例えばＩＥＥＥ  ８０３．１１−ｂ、−ａ、−ｇ等のネットワーク、例えばブルートゥース、ジグビー等のパーソナルエリアネットワーク等とを含んでいる。これらのシステムの特性は、一定包落線と包落線変化との信号、時分割とコード分割とのマルチプレックス、高（数ワット）から低（マイクロワット）への送信出力電力の広範囲な組み合わせに及んでいる。その結果、マルチモード応用でのＲＦ電力増幅器への要望が、大きくなっている。
【０００４】
一方、下記非特許文献２には、ＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００、ＤＣＳ１８００、ＰＣＳ１９００の周波数帯域を含むクワッドバンドを送信するＲＦ電力増幅器モジュールが記載されている。尚、ＤＣＳはDigital Cellular Systemの略称、ＰＣＳはPersonal Communication Systemの略称である。このＲＦ電力増幅器モジュールは、ＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００との第１周波数帯域を持つ第１ＲＦ送信入力信号を増幅する第１電力増幅器と、ＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００との第２周波数帯域を持つ第２ＲＦ送信入力信号を増幅する第２電力増幅器とを含んでいる。
【０００５】
ＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００、ＤＣＳ１８００、ＰＣＳ１９００の通信では、複数のタイムスロットのそれぞれのタイムスロットを、アイドル状態と、基地局からの受信動作と、基地局への送信動作とのいずれかに時分割で設定可能であるＴＤＭＡ方式が採用されている。尚、ＴＤＭＡは、Time-Division Multiple Accessの略称である。このＴＤＭＡ方式のひとつとして、位相変調のみを使用するＧＳＭ方式が知られている。このＧＳＭ方式と比較して、通信データ転送レートを改善する方式も知られている。この改善方式として、位相変調とともに振幅変調を使用するＥＤＧＥ方式も最近注目されている。
【０００６】
一方、ＥＤＧＥ方式と同様に位相変調とともに振幅変調を使用することにより通信データ転送レートを改善したＷＣＤＭＡ方式も、近年注目を受けている。このＷＣＤＭＡ方式ではＴＤＭＡ方式ではなく、基地局からの受信動作に２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚの周波数を使用する一方、基地局への送信動作に１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚの周波数を使用する周波数分割のＣＤＭＡ方式が採用されている。尚、ＣＤＭＡは、Code Division Multiple Accessの略称である。
【０００７】
下記非特許文献３には、ＷＣＤＭＡ方式のＲＦ電力増幅器のパワー制御では広い制御レンジと高いリニアリティーとが必要とされるので、ＲＦ電力増幅器の入力に可変アッテネータによる可変利得増幅器を接続することが記載されている。
【０００８】
一方、下記特許文献１には、ＲＦ電力増幅器をＧＳＭ（非線型動作）の最大出力３６ｄＢｍとＥＤＧＥ（線型動作）の最大出力２９ｄＢｍとに対応させるためにデュアルゲート電界効果トランジスタのドレイン寄りの第１ゲートに利得制御電圧を印加してソース寄りの第２ゲートに利得制御電圧をモード切替スイッチにより制御される分圧回路で分圧したバイアス電圧とＲＦ入力信号とを印加することが記載されている。非線型動作のＧＳＭのモードではモード切替スイッチはオンに制御されて、分圧バイアス電圧による浅いバイアス電圧が第２ゲートに印加される。線型動作のＥＤＧＥのモードではモード切替スイッチはオフに制御されて、分圧されない利得制御電圧による深いバイアス電圧が第２ゲートに印加される。尚、下記の特許文献に対応する米国特許は、第６，４４３，６３９号  明細書である。
【０００９】
さらに、下記の非特許文献４には、ＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム）に基づくＲＦ−ＭＥＭＳ・スイッチが紹介され、このスイッチは優れた高周波特性を示すとともにＶＬＳＩと類似の技術で設計され製造されると報告されている。
【００１０】
【非特許文献１】Ｅａｒｌ  ＭｃＣｕｎｅ，  “Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，  Ｍｕｌｔｉ−Ｍｏｄｅ，  Ｍｕｌｔｉ−Ｂａｎｄ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ”，  ＩＥＥＥ  ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  ｍａｇａｚｉｎｅ，  Ｍａｒｃｈ  ２００５，  ＰＰ．４４〜５５．
【非特許文献２】Ｓｈｕｙｕｎ  Ｚｈａｎｇ  ｅｔ  ａｌ，“Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｐｏｗｅｒ−Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ  ｆｏｒ  Ｑｕａｄ−Ｂａｎｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｈａｎｄｓｅｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，  ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＴＨＥＯＲＹ  ＡＮＤ  ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ，  ＶＯＬ．５２，  Ｎｏ．１１，  ＮＯＶＥＭＢＥＲ  ２００３，  ＰＰ．２２０３−２２１０．
【非特許文献３】Ｇａｒｙ  Ｈａｕ  ｅｔ  ａｌ、“Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，  Ｗｉｄｅ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｇａｉｎ  ａｎｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  ＭＭＩＣｓ  ｆｏｒ  Ｗｉｄｅ−Ｂａｎｄ  ＣＤＭＡ  Ｈａｎｄｓｅｔｓ”，  ＩＥＥＥ  ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＡＮＤ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ  ＬＥＴＴＥＲＳ，  ＶＯＬ．１１，  Ｎｏ．１，  ＪＡＮＵＡＲＹ  ２００１，  ＰＰ．１３−１５
【非特許文献４】Ｅｌｌｉｏｔ  Ｒ．  Ｂｒｏｗｎ，  ”ＲＦ−ＭＥＭＳ  Ｓｗｉｔｃｈｅｓ  ｆｏｒ  Ｒｅｃｏｎｆｉｇｇｕｒａｂｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ“，  ＩＥＥＥ    Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ＯＮ  ＭＩＣＲＯＷＡＶＥ  ＴＨＥＯＲＹ  ＡＮＤ  ＴＥＣＨＩＱＵＥＳ，  ＶＯＬ．４６，  ＮＯ．１１，ＮＯＶＥＭＢＥＲ  １９９８，ＰＰ．１８６８−１８８０，
【特許文献１】特開２００１−１６８６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明者等は、本発明に先立ってＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００、ＤＣＳ１８００、ＰＣＳ１９００、ＷＣＤＭＡ１９００の５つの周波数帯域を送信するＲＦ電力増幅器モジュールの開発に従事した。
【００１２】
この本発明に先立って開発されたＲＦ電力増幅器モジュールでは、最大出力３５ｄＢｍを出力するＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００とのために第１ＲＦ電力増幅器が使用され、最大出力３３ｄＢｍを出力するＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００とのために第２ＲＦ電力増幅器が使用され、最大出力２８〜２９ｄＢｍを出力するＷＣＤＭＡ１９００のために第３ＲＦ電力増幅器が使用された。ＧＳＭ８５０の送信周波数は８２４ＭＨｚ〜８４９ＭＨｚであり、ＧＳＭ９００の送信周波数は８８０ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚであり、０．８ＧＨｚ〜１．０ＧＨｚの周波数帯域を第１ＲＦ電力増幅器がカバーする。また、ＤＣＳ１８００の送信周波数は１７１０ＭＨｚ〜１７８５ＭＨｚであり、ＰＣＳ１９００の送信周波数は１８５０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚであり、ＷＣＤＭＡ１９００の送信周波数は１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚであり、これら３つの方式の１．７ＧＨｚ〜２．０ＧＨｚの周波数帯域を第２ＲＦ電力増幅器によって簡単にカバーできると思われるかも知れない。しかし、ＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００とのためにはＲＦ電力増幅器は最大出力３３ｄＢｍを出力する必要があり、ＷＣＤＭＡ１９００のためにはＲＦ電力増幅器は最大出力２８〜２９ｄＢｍを出力する必要がある。このＤＣＳ１８００、ＰＣＳ１９００とＷＣＤＭＡ１９００との最大出力の相違によって、最大出力３３ｄＢｍを出力するＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００とのために第２ＲＦ電力増幅器が使用され、最大出力２８〜２９ｄＢｍを出力するＷＣＤＭＡ１９００のために第３ＲＦ電力増幅器が使用された。
【００１３】
図１は、本発明に先立って開発された５つの周波数帯域をカバーするＲＦ電力増幅器モジュールを搭載した携帯電話端末のシステム構成を示す図である。
【００１４】
同図に示すように、携帯電話のマイクＭＩＣの音声信号はベースバンドＬＳＩ（ＢＢ＿ＬＳＩ）のようなベースバンド信号処理ユニット（ＢＢ＿ＳＰＵ）により処理されて送信用ベースバンド信号が、ＲＦ集積回路ＲＦ＿ＩＣの送信信号処理ユニット（Ｔｘ＿ＳＰＵ）に供給される。ＲＦ集積回路ＲＦ＿ＩＣは、ＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００とＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００とにおいて時分割のＴＤＭＡ方式による受信スロットと送信スロットで受信動作と送信動作とを行い、ＷＣＤＭＡ１９００では周波数分割のＣＤＭＡ方式による１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚの送信周波数による常時送信動作と２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚの受信周波数による常時受信動作との並列動作を行う。
【００１５】
携帯電話の受信動作は、次のように行われる。
【００１６】
すなわち、ＲＦ集積回路ＲＦ＿ＩＣの受信信号処理ユニット（Ｒｘ＿ＳＰＵ）には、スイッチＳＷ１と第１表面弾性波フィルタＳＡＷ１とを介して携帯電話のアンテナＡＮＴで受信されたＧＳＭ８５０の受信周波数８６９ＭＨｚ〜８９４ＭＨｚのＲＦ受信信号とＧＳＭ９００の受信周波数９２５ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚのＲＦ受信信号と、スイッチＳＷ２と第２表面弾性波フィルタＳＡＷ２とを介して携帯電話のアンテナＡＮＴで受信されたＤＣＳ１８００の受信周波数１８０５ＭＨｚ〜１８８０ＭＨｚのＲＦ受信信号とＰＣＳ１９００の受信周波数１９３０ＭＨｚ〜１９９０ＭＨｚのＲＦ受信信号と、分波器ＳＰＬを介して携帯電話のアンテナＡＮＴで受信されたＷＣＤＭＡ１９００の受信周波数２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚのＲＦ受信信号とが供給される。受信信号処理ユニット（Ｒｘ＿ＳＰＵ）は、受信したＲＦ受信信号を受信ベース信号に周波数ダウンコンバージョンして、ベースバンドＬＳＩ（ＢＢ＿ＬＳＩ）のようなベースバンド信号処理ユニット（ＢＢ＿ＳＰＵ）へ供給する。ベースバンド信号処理ユニット（ＢＢ＿ＳＰＵ）の信号処理により生成された音声信号は図示しない音声増幅器を介して携帯電話のスピーカーＳＰに供給される。
【００１７】
携帯電話の送信動作は、次のように行われる。
【００１８】
すなわち、ベースバンド信号処理ユニット（ＢＢ＿ＳＰＵ）により処理された送信用ベースバンド信号をＲＦ集積回路ＲＦ＿ＩＣの送信信号処理ユニット（Ｔｘ＿ＳＰＵ）は、送信用ベースバンド信号をＧＳＭ８５０の送信周波数８２４ＭＨｚ〜８４９ＭＨｚへ、もしくはＧＳＭ９００の送信周波数８８０ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚへ、もしくはＤＣＳ１８００の送信周波数１７１０ＭＨｚ〜１７８５ＭＨｚへ、もしくはＰＣＳ１９００の送信周波数１８５０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚへ、もしくＷＣＤＭＡ１９００の送信周波数１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚのいずれにも周波数アップコンバートを行う。周波数アップコンバートされたＲＦ送信信号は、最大出力３５ｄＢｍを出力するＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００とのための第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１、最大出力３３ｄＢｍを出力するＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００とのための第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２、最大出力２８〜２９ｄＢｍを出力するＷＣＤＭＡ１９００のための第３ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ３のいずれかで増幅されてアンテナスイッチのスイッチＳＷ１、ＳＷ２もしくは分波器ＳＰＬを介して携帯電話のアンテナＡＮＴに供給される。
【００１９】
尚、最大出力３５ｄＢｍを出力するＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００とのための第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１と最大出力３３ｄＢｍを出力するＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００とのための第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２とは、クワッドバンドをカバーするＲＦ電力増幅器モジュールＲＦ＿ＰＡＭ１として構成される一方、最大出力２８〜２９ｄＢｍを出力するＷＣＤＭＡ１９００のための第３ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ３はＷＣＤＭＡをカバーするＲＦ電力増幅器モジュールＲＦ＿ＰＡＭ２として構成されている。
【００２０】
しかしながら、本発明に先立って開発された５つの周波数帯域をカバーするＲＦ電力増幅器モジュールでは、３個の電力増幅器が使用されていたので、部品コストが高いとともに携帯電話端末内部のマザーボードの占有面積が大きいと言う問題が明らかとされた。
【００２１】
従って、本発明の目的とするところは、ＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００とＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００とＷＣＤＭＡ１９００との少なくとも５つのＲＦ送信周波数を送信するＲＦ電力増幅器モジュールにおいて、使用する電力増幅器の個数を低減するとともに携帯電話端末内部のマザーボードの占有面積を軽減することにある。
【００２２】
一方、ＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００とＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００では、ＴＤＭＡ方式において送信スロットから受信スロットもしくはアイドル状態のスロットに移行する際に送信電力をＧＳＭマスクと呼ばれるプロファイルでランプダウンする一方、受信スロットもしくはアイドル状態のスロットから送信スロットに移行する際に送信電力をＧＳＭマスクと呼ばれるプロファイルでランプアップする必要がある。図８はＧＳＭ規格で定められた送信電力のランプダウンを示す図であり、図９はＧＳＭ規格で定められた送信電力のランプアップを示す図である。図８では送信電力のランプダウン特性Ｌ３は破線Ｌ１と破線Ｌ２との間に存在する必要があり、図９では送信電力のランプアップ特性Ｌ３は破線Ｌ１と破線Ｌ２との間に存在する必要がある。この送信電力のランプダウン特性と送信電力のランプアップ特性とがＧＳＭ規格を満足しないと、ＧＳＭで採用されているＧＭＳＫ（Gaussian minimum-shift keying）のＲＦ送信信号の周波数スペクトラムを満足することができない。規定のＲＦ送信信号の周波数スペクトラムを満足できないと、不所望な隣接妨害信号レベルを十分抑圧できなくなる。
【００２３】
図１０は、ＧＭＳＫの規格により規定された携帯電話端末機器のＲＦ送信信号の周波数スペクトラムを示し、太い実線ＰＳＤがＧＭＳＫの規格によって規定されたレベルである。中心周波数（ＲＦ送信周波数）の近傍±２００ＫＨｚでの減衰量は−３０ｄＢｍ以下とされ、中心周波数（ＲＦ送信周波数）の近傍±４００ＫＨｚでの減衰量は−６０ｄＢｍ以下とされている。細い実線は、この規格を満足する例を示している。
【００２４】
一方、上述のＴＤＭＡでのランプアップとランプダウンのためには、第２ＲＦ電力増幅器の多段増幅器の入力側増幅器と出力側増幅器との入力バイアス電圧を利得制御電圧の変化に高速に応答させるためバイアス回路と入力側増幅器の入力との間およびバイアス回路と出力側増幅器との入力との間に高駆動能力のボルテージフォロワーを接続する必要がある。一方、ＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００とＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００ではＲＦ電力増幅器の帯域幅は０．２ＭＨｚと狭帯域であるのに対して、ＷＣＤＭＡ１９００ではＲＦ電力増幅器の帯域幅は３．８４ＭＨｚと極めて広い帯域が必要である。しかし、上記の低送信出力モードの第２ＲＦ電力増幅器がＷＣＤＭＡ１９００のＲＦ送信信号を増幅する際に、ボルテージフォロワーの内部増幅器の出力雑音がＷＣＤＭＡ１９００の低送信出力モードの第２ＲＦ電力増幅器の３．８４ＭＨｚの広帯域特性によって増幅されてしまうと言う問題点も本発明者等の検討により明らかとされた。
【００２５】
従って、本発明の他の目的とするところは、ＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００とＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００の高送信出力モードとＷＣＤＭＡ１９００の低送信出力モードとの切り換えを第２ＲＦ電力増幅器の多段増幅器の入力側増幅器の利得切り換えで実行するに際して、ＧＳＭ規格で定められたランプアップとランプダウンとのため入力バイアス電圧の高速制御と広帯域ＷＣＤＭＡ１９００の送信出力の雑音低減とを両立することにある。
【００２６】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴とは、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【００２８】
上記目的を達成するための本発明の基本的技術思想によれば、使用する電力増幅器の個数を低減するために、ＤＣＳ１８００の送信周波数１７１０ＭＨｚ〜１７８５ＭＨｚと、ＰＣＳ１９００の送信周波数１８５０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚと、ＷＣＤＭＡ１９００の送信周波数１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚとを共通の第２ＲＦ電力増幅器によって送信する。ＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００では第２ＲＦ電力増幅器の送信出力を３３ｄＢｍの高送信出力モードとする一方、ＷＣＤＭＡ１９００では第２ＲＦ電力増幅器の送信出力を２８〜２９ｄＢｍの低送信出力モードとする。本発明の基本的技術思想では、この高送信出力モードと低送信出力モードとの切り換えを、第２ＲＦ電力増幅器の多段増幅器の入力側増幅器の利得切り換えで実行する。もし、高送信出力モードと低送信出力モードとの切り換えを第２ＲＦ電力増幅器の多段増幅器の出力側増幅器の利得切り換えで実行するならば、多段増幅器の出力側増幅器の入力ダイナミックレンジに対して多段増幅器の入力側増幅器の出力が過大となって、ＷＣＤＭＡ方式の送信で重要なリニアリティーが劣化する危険がある。このＷＣＤＭＡ方式の送信でのリニアリティー特性から、本発明の基本的技術思想による第２ＲＦ電力増幅器の多段増幅器の入力側増幅器の利得切り換えは有益である。
【００２９】
更に、本発明のひとつの形態によるＲＦ電力増幅装置（ＲＦ＿ＰＡＭ１）は、ＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００との第１ＲＦ送信入力信号（Ｐｉｎ＿ＬＢ）を増幅する第１電力増幅器（ＨＰＡ１）と、ＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００とＷＣＤＭＡ１９００との第２ＲＦ送信入力信号（Ｐｉｎ＿ＨＢ）を増幅する第２電力増幅器（ＨＰＡ２）とを具備する。
【００３０】
前記第１電力増幅器（ＨＰＡ１）は、少なくとも第１入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＬＢ）と第１出力側増幅器（２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢ）とを含む第１多段増幅器で構成される。
【００３１】
前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）は、少なくとも第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）と第２出力側増幅器（２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）とを含む第２多段増幅器で構成される。
【００３２】
前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）が前記ＷＣＤＭＡ１９００の前記第２ＲＦ送信入力信号（Ｐｉｎ＿ＨＢ）を増幅する際に、所定の信号（ハイレベル）のモード信号（ＭＯＤＥ）に応答して前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）の利得は低利得に設定される。
【００３３】
前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）には前記ＤＣＳ１８００と前記ＰＣＳ１９００のいずれかの前記第２ＲＦ送信入力信号（Ｐｉｎ＿ＨＢ）を増幅する際に、前記モード信号（ＭＯＤＥ）が前記所定の信号と異なる信号（ローレベル）とされることに応答して、前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）の前記利得は前記低利得よりも高い高利得に設定される（図１、図２参照）。
【００３４】
本発明の前記ひとつの形態による手段によれば、下記の動作により当初の目的を達成することができる。
【００３５】
ＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００とのための高い最大出力３３ｄＢｍは前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）の高利得により実現することができ（図６の特性Ｌ１、Ｌ３参照）、ＷＣＤＭＡ１９００のためには低い最大出力２８〜２９ｄＢｍは前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）の低利得により実現することができる（図７の特性Ｌ２、Ｌ４参照）。
【００３６】
本発明のひとつの好適な形態によるＲＦ電力増幅装置（ＲＦ＿ＰＡＭ１）では、前記第１電力増幅器（ＨＰＡ１）の前記第１多段増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＬＢ、２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢ）には第１ボルテージフォロワ（ＶＦ１１、ＶＦ１２）を含む第１バイアス回路（１ｓｔ＿ＢＣ＿ＬＢ、２ｎｄ＿ＢＣ＿ＬＢ）が接続され、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の前記第２多段増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ、２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）には第２ボルテージフォロワ（ＶＦ２１、ＶＦ２２）を含む第２バイアス回路（１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢ、２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢ）が接続される。
【００３７】
前記第１電力増幅器（ＨＰＡ１）による前記ＧＳＭ８５０もしくは前記ＧＳＭ９００のいずれかのＧＳＭ送信でのＴＤＭＡ方式のランプアップおよびランプダウンのため、利得制御信号（Ｖｒａｍｐ）のレベルに応答して前記第１バイアス回路（１ｓｔ＿ＢＣ＿ＬＢ、２ｎｄ＿ＢＣ＿ＬＢ）は前記第１ボルテージフォロワ（ＶＦ１１、ＶＦ１２）を用いることにより前記第１電力増幅器（ＨＰＡ１）の前記第１多段増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＬＢ、２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢ）の増幅素子（Ｑ１１、Ｑ１２）の入力電極に供給されるバイアス電圧のレベルを制御するものである。
【００３８】
前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）による前記ＷＣＤＭＡ１９００の送信に際して、前記所定の信号（ハイレベル）の前記モード信号（ＭＯＤＥ）に応答して前記第２バイアス回路（１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢ、２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢ）の前記第２ボルテージフォロワ（ＶＦ２１、ＶＦ２２）は非活性状態に制御され、利得制御信号（Ｖｒａｍｐ）のレベルに応答して前記第２バイアス回路（１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢ、２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢ）は前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の前記第２多段増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ、２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）の増幅素子（Ｑ２１、Ｑ２２）の入力電極に供給されるバイアス電圧のレベルを制御するものである。
【００３９】
前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）による前記ＤＣＳ１８００もしくは前記ＰＣＳ１９００のいずれかのＧＳＭ送信でのＴＤＭＡ方式のランプアップおよびランプダウンのため、前記異なる信号（ローレベル）の前記モード信号（ＭＯＤＥ）に応答して前記第２バイアス回路（１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢ、２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢ）の前記第２ボルテージフォロワ（ＶＦ２１、ＶＦ２２）は活性状態に制御され、利得制御信号（Ｖｒａｍｐ）のレベルに応答して前記第２バイアス回路（１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢ、２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢ）は前記活性状態に制御された前記第２ボルテージフォロワ（ＶＦ２１、ＶＦ２２）を用いることにより前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の前記第２多段増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ、２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）の前記増幅素子（Ｑ２１、Ｑ２２）の前記入力電極に供給されるバイアス電圧のレベルを制御するものである。
【００４０】
本発明の前記ひとつの形態による手段によれば、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）が前記ＷＣＤＭＡ１９００の前記第２ＲＦ送信入力信号（Ｐｉｎ＿ＨＢ）を増幅する際に、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の前記第２バイアス回路（１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢ、２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢ）の前記第２ボルテージフォロワ（ＶＦ２１、ＶＦ２２）は非活性状態に制御されるので、前記第２ボルテージフォロワ（ＶＦ２１、ＶＦ２２）の出力雑音が第２ＲＦ電力増幅器の広帯域特性によって増幅されることがなく、雑音特性を改善することができる（図３参照）。
【００４１】
本発明のひとつの好適な形態によるＲＦ電力増幅装置（ＲＦ＿ＰＡＭ１）では、前記第１電力増幅器（ＨＰＡ１）は、前記第１多段増幅器の前記第１入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＬＢ）のための第１入力側バイアス回路（１ｓｔ＿ＢＣ＿ＬＢ）と、第１入力側ボルテージフォロワ（ＶＦ１１）とを更に含む。前記第１入力側バイアス回路（１ｓｔ＿ＢＣ＿ＬＢ）は、ＧＳＭ通信でのＴＤＭＡ方式でのランプアップおよびランプダウンのための利得制御信号（Ｖａｐｃ）のレベルに応答して変化する第１入力側バイアス電圧を発生する。前記第１入力側バイアス回路（１ｓｔ＿ＢＣ＿ＬＢ）から発生された前記第１入力側バイアス電圧は、前記第１入力側ボルテージフォロワ（ＶＦ１１）を介して、前記第１電力増幅器（ＨＰＡ１）の前記第１多段増幅器の前記第１入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＬＢ）の第１入力側増幅素子（Ｑ１１）の入力電極に供給される。前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）は、前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）のための第２入力側バイアス回路（１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢ）と、第２入力側ボルテージフォロワ（ＶＦ２１）とを更に含む。前記第２入力側バイアス回路（１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢ）は、ＧＳＭ通信でのＴＤＭＡ方式でのランプアップおよびランプダウンのための利得制御信号（Ｖａｐｃ）のレベルに応答して変化する第２入力側バイアス電圧を発生する。前記第２入力側バイアス回路（１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢ）から発生された前記第２入力側バイアス電圧は、前記第２入力側ボルテージフォロワ（ＶＦ２１）を介して、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）の第２入力側増幅素子（Ｑ２１）の入力電極に供給される。前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）が前記ＷＣＤＭＡ１９００の前記第２ＲＦ送信入力信号（Ｐｉｎ＿ＨＢ）を増幅する際に、前記所定の信号（ハイレベル）の前記モード信号（ＭＯＤＥ）に応答して前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の前記第２入力側ボルテージフォロワ（ＶＦ２１）は非活性状態に制御され、当該非活性状態に制御された前記第２入力側ボルテージフォロワ（ＶＦ２１）をバイパスして前記第２入力側バイアス回路（１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢ）から発生された前記第２入力側バイアス電圧が前記第２入力側増幅素子（Ｑ２１）の入力電極に供給される（図３参照）。
【００４２】
本発明の前記ひとつの形態による手段によれば、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）が前記ＷＣＤＭＡ１９００の前記第２ＲＦ送信入力信号（Ｐｉｎ＿ＨＢ）を増幅する際に、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の前記第２入力側ボルテージフォロワ（ＶＦ２１）は非活性状態に制御されるので、前記第２入力側ボルテージフォロワ（ＶＦ２１）の出力雑音が第２ＲＦ電力増幅器の広帯域特性によって増幅されることがなく、雑音特性を改善することができる。
【００４３】
本発明のより好適な形態によるＲＦ電力増幅装置（ＲＦ＿ＰＡＭ１）では、前記第１電力増幅器（ＨＰＡ１）は、前記第１多段増幅器の前記第１出力側増幅器（２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢ）のための第１出力側バイアス回路（２ｎｄ＿ＢＣ＿ＬＢ）と、第１出力側ボルテージフォロワ（ＶＦ１２）とを更に含む。前記第１出力側バイアス回路（２ｎｄ＿ＢＣ＿ＬＢ）は、ＧＳＭ通信でのＴＤＭＡ方式でのランプアップおよびランプダウンのための利得制御信号（Ｖａｐｃ）のレベルに応答して変化する第１出力側バイアス電圧を発生する。前記第１出力側バイアス回路（２ｎｄ＿ＢＣ＿ＬＢ）から発生された前記第１出力側バイアス電圧は、前記第１出力側ボルテージフォロワ（ＶＦ１２）を介して、前記第１電力増幅器（ＨＰＡ１）の前記第１多段増幅器の前記第１出力側増幅器（２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢ）の第１出力側増幅素子（Ｑ１２）の入力電極に供給される。前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）は、前記第２多段増幅器の前記第２出力側増幅器（２ｎｄ＿Ｓｔｇ）のための第２出力側バイアス回路（２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢ）と、第２出力側ボルテージフォロワ（ＶＦ２２＿ＨＢ）とを更に含む。前記第２出力側バイアス回路（２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢ）は、ＧＳＭ通信でのＴＤＭＡ方式でのランプアップおよびランプダウンのための利得制御信号（Ｖａｐｃ）のレベルに応答して変化する第２出力側バイアス電圧を発生する。前記第２出力側バイアス回路（２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢ）から発生された前記第２出力側バイアス電圧は、前記第２出力側ボルテージフォロワ（ＶＦ２２）を介して、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の前記第２多段増幅器の前記第２出力側増幅器（２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）の第２出力側増幅素子（Ｑ２２）の入力電極に供給される。前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）が前記ＷＣＤＭＡ１９００の前記第２ＲＦ送信入力信号（Ｐｉｎ＿ＨＢ）を増幅する際に、前記所定の信号（ハイレベル）の前記モード信号（ＭＯＤＥ）に応答して前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の前記第２出力側ボルテージフォロワ（ＶＦ２２）は非活性状態に制御され、当該非活性状態に制御された前記第２出力側ボルテージフォロワ（ＶＦ２２）をバイパスして前記第２出力側バイアス回路（２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢ）から発生された前記第２出力側バイアス電圧が前記第２出力側増幅素子（Ｑ２２）の入力電極に供給される（図３参照）。
【００４４】
本発明の前記より好適な形態による手段によれば、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）が前記ＷＣＤＭＡ１９００の前記第２ＲＦ送信入力信号（Ｐｉｎ＿ＨＢ）を増幅する際に、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の前記第２出力側ボルテージフォロワ（ＶＦ２２）は非活性状態に制御されるので、前記第２出力側ボルテージフォロワ（ＶＦ２２）の出力雑音が第２ＲＦ電力増幅器の広帯域特性によって増幅されることがなく、雑音特性を改善することができる。
【００４５】
本発明のひとつの具体的な形態によるＲＦ電力増幅装置（ＲＦ＿ＰＡＭ１）では、前記第２ＲＦ送信入力信号（Ｐｉｎ＿ＨＢ）の周波数は前記第１ＲＦ送信入力信号（Ｐｉｎ＿ＬＢ）の周波数の略２倍に設定され、前記第１電力増幅器（ＨＰＡ１）は前記第１ＲＦ送信入力信号（Ｐｉｎ＿ＬＢ）の２倍高調波を接地電位点にバイパスする高調波トラップ回路（ＨＴＣ；Ｌ１０１、Ｃ１０１）を含む（図３参照）。
【００４６】
本発明のひとつの具体的な形態によるＲＦ電力増幅装置（ＲＦ＿ＰＡＭ１）では、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）は負帰還増幅器で構成され、前記モード信号（ＭＯＤＥ）が前記所定の信号（ハイレベル）の際の前記負帰還増幅器で構成された前記第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）の負帰還量が、前記モード信号（ＭＯＤＥ）が前記異なる信号（ローレベル）の際の前記負帰還増幅器で構成された前記第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）の負帰還量よりも大きく設定される。
【００４７】
本発明の前記ひとつの具体的な形態による手段によれば、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）が前記ＷＣＤＭＡ１９００の前記第２ＲＦ送信入力信号（Ｐｉｎ＿ＨＢ）を増幅する際に、前記負帰還増幅器で構成された前記第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）の前記負帰還量が大きく設定されるので、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の前記第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）を低利得とすることができる。また、この際に負帰還量が大きく設定されているので、ＷＣＤＭＡ方式のＲＦ送信に好適な高いリニアリティーの特性を得ることができる。
【００４８】
本発明の他のひとつの具体的な形態によるＲＦ電力増幅装置（ＲＦ＿ＰＡＭ１）では、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）は前記第２入力側増幅素子（Ｑ２１）の出力電極と入力電極との間に接続された負帰還可変抵抗（Ｒ２３、Ｒ２４、ＳＷ２０）とを含む。前記モード信号（ＭＯＤＥ）が前記所定の信号（ハイレベル）の際に、前記負帰還可変抵抗（Ｒ２３、Ｒ２４、ＳＷ２０）の抵抗は低抵抗に制御され、前記モード信号（ＭＯＤＥ）が前記異なる信号（ローレベル）の際に、前記負帰還可変抵抗（Ｒ２３、Ｒ２４、ＳＷ２０）の前記抵抗は前記低抵抗よりも高い高抵抗に制御される（図３参照）。
【００４９】
本発明の他のひとつの具体的な形態によるＲＦ電力増幅装置（ＲＦ＿ＰＡＭ１）では、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）は前記第２入力側増幅素子（Ｑ２１Ａ）の出力電極と負荷素子（Ｌ２１）との間に接続された制御増幅素子（Ｑ２１Ｂ）を更に含み、当該制御増幅素子（Ｑ２１Ｂ）の入力電極には利得制御電圧（ＶＨ、ＶＬ）が印加される。前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）が前記ＤＣＳ１８００または前記ＰＣＳ１９００のいずれかの前記第２ＲＦ送信入力信号（Ｐｉｎ＿ＨＢ）を増幅する際には前記利得制御電圧が高レベル（ＶＨ）に設定され、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）が前記ＷＣＤＭＡ１９００の前記第２ＲＦ送信入力信号（Ｐｉｎ＿ＨＢ）を増幅する際には前記利得制御電圧が前記高レベル（ＶＨ）よりも低い低レベル（ＶＬ）に設定される（図４参照）。
【００５０】
本発明の前記ひとつの具体的な形態による手段によれば、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）が前記ＷＣＤＭＡ１９００の前記第２ＲＦ送信入力信号（Ｐｉｎ＿ＨＢ）を増幅する際に、前記第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）の前記制御増幅素子（Ｑ２１Ｂ）の増幅率が低下されるので、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の前記第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）を低利得とすることができる。また、この際にソース接地もしくはエミッタ接地の前記第２入力側増幅素子（Ｑ２１Ａ）とカスケード接続の前記制御増幅素子（Ｑ２１Ｂ）はゲート接地もしくはベース接地の素子として動作するので、ＷＣＤＭＡ方式のＲＦ送信に好適な高い周波数特性を得ることができる。
【００５１】
本発明の他のひとつの具体的な形態によるＲＦ電力増幅装置（ＲＦ＿ＰＡＭ１）では、前記第１電力増幅器（ＨＰＡ１）と前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の前記第１入力側増幅素子（Ｑ１１）と前記第２入力側増幅素子（Ｑ２１）と前記第１出力側増幅素子（Ｑ１２）と前記第２出力側増幅素子（Ｑ２２）とは、電界効果トランジスタである。
【００５２】
本発明の更に具体的な形態によるＲＦ電力増幅装置では、前記電界効果トランジスタはＬＤＭＯＳである。
【００５３】
本発明の他のひとつの具体的な形態によるＲＦ電力増幅装置（ＲＦ＿ＰＡＭ１）では、前記第１電力増幅器（ＨＰＡ１）と前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の前記第１入力側増幅素子（Ｑ１１）と前記第２入力側増幅素子（Ｑ２１）と前記第１出力側増幅素子（Ｑ１２）と前記第２出力側増幅素子（Ｑ２２）とは、バイポーラトランジスタである。
【００５４】
本発明の更に具体的な形態によるＲＦ電力増幅装置では、前記バイポーラトランジスタはヘテロ接合型である。
【００５５】
本発明の最も更に具体的な形態によるＲＦ電力増幅装置（ＲＦ＿ＰＡＭ１）では、前記第１電力増幅器（ＨＰＡ１）と、前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）と、前記第１電力増幅器（ＨＰＡ１）と前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）の送信出力レベルを検出するパワー検出器（ＤＥＴ）とは、ＲＦパワーモジュールのパッケージに搭載されている（図１２参照）。
【００５６】
更に、本発明の他のひとつの形態によるＲＦ電力増幅装置（ＲＦ＿ＰＡＭ１）は、略０．８ＧＨｚから１．０ＧＨｚの第１周波数帯域を持ちＴＤＭＡ方式の第１ＲＦ送信入力信号を増幅する第１電力増幅器（ＨＰＡ１）と、略１．７ＧＨｚから２．０ＧＨｚの第２周波数帯域を持つＴＤＭＡ方式の第２ＲＦ送信入力信号と略１．７ＧＨｚから２．０ＧＨｚの第３周波数帯域を持つＷＣＤＭＡ方式の第３ＲＦ送信入力信号とを増幅する第２電力増幅器（ＨＰＡ２）とを具備する。
【００５７】
前記第１電力増幅器（ＨＰＡ１）は、少なくとも第１入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＬＢ）と第１出力側増幅器（２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢ）とを含む第１多段増幅器で構成される。
【００５８】
前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）は、少なくとも第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）と第２出力側増幅器（２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）とを含む第２多段増幅器で構成される。
【００５９】
前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）が前記ＷＣＤＭＡ方式の前記第３ＲＦ送信入力信号を増幅する際に、所定の信号（ハイレベル）のモード信号（ＭＯＤＥ）に応答して前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）の利得は低利得に設定される。
【００６０】
前記第２電力増幅器（ＨＰＡ２）には前記ＴＤＭＡ方式の前記第２ＲＦ送信入力信号を増幅する際に前記モード信号（ＭＯＤＥ）は前記所定の信号と異なる信号（ローレベル）とされることにより、前記第２多段増幅器の前記第２入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）の前記利得は前記低利得よりも高い高利得に設定される（図１、図２参照）。
【００６１】
本発明の前記他のひとつの形態による手段によれば、下記の動作によって当初の目的を達成することができる。
【００６２】
前記ＴＤＭＡ方式の前記第２ＲＦ送信入力信号のための高い最大出力３３ｄＢｍは前記多段増幅器の前記入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）の高利得により実現することができ（図６の特性Ｌ１、Ｌ３参照）、前記ＷＣＤＭＡ方式の前記第３ＲＦ送信入力信号のための低い最大出力２８〜２９ｄＢｍは前記多段増幅器の前記入力側増幅器（１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ）の低利得により実現することができる（図７の特性Ｌ２、Ｌ４参照）。
【発明の効果】
【００６３】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【００６４】
すなわち、本発明によれば、ＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００とＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００とＷＣＤＭＡ１９００との少なくとも５つのＲＦ送信周波数を送信するＲＦ電力増幅器モジュールにおいて、使用する電力増幅器の個数を低減するとともに携帯電話端末内部のマザーボードの占有面積を軽減することができる。
【００６５】
また、本発明によれば、ＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００とＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００の高送信出力モードとＷＣＤＭＡ１９００の低送信出力モードとの切り換えを第２ＲＦ電力増幅器の多段増幅器の入力側増幅器の利得切り換えで実行するに際して、ＧＳＭ規格で定められたランプアップとランプダウンとのため入力バイアス電圧の高速制御と、より広帯域のＷＣＤＭＡ方式の送信出力の雑音低減とを両立することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
≪携帯電話の構成≫
図２は、本発明の１つの実施形態によるＲＦ電力増幅装置ＲＦ＿ＰＡＭ１を搭載した基地局との通信を行う携帯電話のシステム構成を示す図である。
【００６７】
図１に示した本発明に先立って開発された携帯電話のシステム構成と比較すると、図２に示した携帯電話のシステム構成では、最大出力３５ｄＢｍを出力するＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００とのための第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１と、最大出力３３ｄＢｍを出力するＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００と最大出力２８〜２９ｄＢｍを出力するＷＣＤＭＡ１９００とのための第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２との２個のＲＦ電力増幅器のみで構成された１個のＲＦパワーモジュールＲＦ＿ＰＡＭ１で５つのバンドをカバーすることが可能となる。従って、図１と比較すると、ＲＦ電力増幅器の数は３個から２個に削減され、ＲＦパワーモジュールは２個から１個に削減されて、部品コストと携帯電話端末内部のマザーボートの占有面積とが削減されることができる。
【００６８】
≪ＲＦパワーモジュールの構成≫
図３は、本発明の１つの実施形態によるＲＦ電力増幅装置を示す回路図である。
【００６９】
同図に示すように本発明の１つの実施形態によるＲＦ電力増幅装置は、１つのパッケージ中に組み込まれたＲＦパワーモジュールＲＦ＿ＰＡＭ１として構成されている。
【００７０】
携帯電話端末のような通信端末機器中に搭載されるＲＦ送受信アナログ信号処理集積回路（以下、ＲＦ  ＩＣと言う）からのＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００の略０．８ＧＨｚ〜１．０ＧＨｚの第１周波数帯域を持つ第１ＲＦ送信入力信号Ｐｉｎ＿ＬＢと、ＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００とＷＣＤＭＡ１９００との略１．７ＧＨｚ〜２．０ＧＨｚの第２周波数帯域を持つ第２ＲＦ送信入力信号Ｐｉｎ＿ＨＢとが、ＲＦパワーモジュールＲＦ＿ＰＡＭ１の第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１と第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２とにそれぞれ供給される。
【００７１】
ＧＳＭ８５０のバンドのＲＦ送信信号とＧＳＭ９００のバンドのＲＦ送信信号とは第１周波数帯域を持つ第１ＲＦ送信入力信号Ｐｉｎ＿ＬＢとして、第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１の入力に供給される。尚、ＧＳＭ８５０のバンドのＲＦ送信信号の周波数帯域は８２４ＭＨｚ〜８４９ＭＨｚで、ＧＳＭ９００のバンドのＲＦ送信信号の周波数帯域は８８０ＭＨｚ〜９１５ＭＨｚである。
【００７２】
ＤＣＳ１８００のバンドのＲＦ送信信号とＰＣＳ１９００のバンドのＲＦ送信信号とは第２周波数帯域を持つ第２ＲＦ送信入力信号Ｐｉｎ＿ＨＢとして、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の入力に供給される。また、ＷＣＤＭＡ１９００のバンドのＲＦ送信信号も第２ＲＦ送信入力信号Ｐｉｎ＿ＨＢとして、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の入力に供給されることもできる。尚、ＤＣＳ１８００のバンドのＲＦ送信信号の周波数帯域は１７１０ＭＨｚ〜１７８５ＭＨｚで、ＰＣＳ１９００のバンドのＲＦ送信信号の周波数帯域は１８５０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚで、ＷＣＤＭＡ１９００のバンドのＲＦ送信信号の周波数帯域は１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚである。
【００７３】
図３に示したＲＦ電力増幅装置ＲＦ＿ＰＡＭ１では、２つの第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１と第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の基本的な増幅器としての構成は略同一となっている。
【００７４】
第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１では、第１ＲＦ送信入力信号Ｐｉｎ＿ＬＢは結合容量Ｃ１１を介して多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿ＳｔｇのＲＦ増幅素子Ｑ１１で増幅され、入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＬＢのＲＦ増幅信号は高調波トラップ回路ＨＴＣと結合容量Ｃ１２とを介して多段増幅器の出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢのＲＦ増幅素子Ｑ１２で増幅されて、ＲＦ増幅素子Ｑ１２の出力より第１ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＬＢが得られる。入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＬＢのＲＦ増幅素子Ｑ１１の出力電極には負荷素子としてのインダクターＬ１１を介して、出力側増幅器２ｎｄ＿ＳｔｇＬＢのＲＦ増幅素子Ｑ１２の出力電極には負荷素子としてのインダクターＬ１２を介して動作電源電圧ＶＬＶＤＯ＿ＬＢがＡＰＣ動作電源電圧供給制御回路ＡＰＣ＿Ｐｗ＿Ｓｐｌ＿Ｃｎｔ＿ＬＢから供給される。入力側増幅器１ｓｔ＿ＳｔｇのＲＦ増幅素子Ｑ１１の入力電極には内部増幅器ＯＰ１１により構成された入力側ボルテージフォロワＶＦ１１を介して入力側バイアス回路１ｓｔ＿ＢＣ＿ＬＢで形成されたバイアス電圧が供給される。この入力側バイアス回路１ｓｔ＿ＢＣ＿ＬＢの入力バイアス電流Ｉ１１は、ＡＰＣバイアス制御回路ＡＰＣ＿Ｂｉａｓ＿Ｃｎｔ＿ＬＢの定電流素子Ｑ３１の出力電極から供給される。出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢのＲＦ増幅素子Ｑ１２の入力電極には内部増幅器ＯＰ１２により構成された出力側ボルテージフォロワＶＦ１２を介して出力側バイアス回路２ｎｄ＿ＢＣ＿ＬＢで形成されたバイアス電圧が供給される。この出力側バイアス回路２ｎｄ＿ＢＣの入力バイアス電流Ｉ１２は、ＡＰＣバイアス制御回路ＡＰＣ＿Ｂｉａｓ＿Ｃｎｔ＿ＬＢの定電流素子Ｑ３２の出力電極から供給される。尚、ボルテージフォロワＶＦ１１、ＶＦ１２は内部増幅器ＯＰ１１、ＯＰ１２により構成されているが、回路構成の簡単なソースフォロワやエミッタフォロワに置換することが可能である。
【００７５】
ＡＰＣバイアス制御回路ＡＰＣ＿Ｂｉａｓ＿Ｃｎｔ＿ＬＢでは、第１ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＬＢの一部がパワーカップラーＰＣＰＬ＿ＬＢとパワー検出器ＤＥＴ＿ＬＢとによって検出され、このパワー検出出力信号ＶＤＥＴ＿ＬＢが第１差動増幅器ＤＡ１の反転入力端子−に供給される一方、第１差動増幅器ＤＡ１の非反転入力端子＋にはランプ電圧Ｖｒａｍｐが供給される。ランプ電圧ＶｒａｍｐはベースバンドＬＳＩのようなベースバンド信号処理ユニットからＲＦ  ＩＣを介してＲＦ電力増幅器に供給されるものであり、基地局と携帯電話端末との距離に比例したり、ＥＤＧＥ方式でのＡＭ変調振幅に比例する送信電力指示信号である。第１差動増幅器ＤＡ１の出力端子のＡＰＣ（Automatic Power Control）制御電圧Ｖａｐｃは第２差動増幅器ＤＡ２の反転入力端子−に供給される一方、第２差動増幅器ＤＡ２の非反転入力端子＋にはオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔが供給される。オフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔは、オフセット電流Ｉｏｆｆｓｅｔが抵抗Ｒ３１に流れることにより発生される。パワー検出出力信号ＶＤＥＴ＿ＬＢがランプ電圧Ｖｒａｍｐよりも低レベルであると、ＡＰＣ制御電圧Ｖａｐｃが高レベルとなる。ＡＰＣ制御電圧Ｖａｐｃがオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔのレベルよりも高くなると、第２差動増幅器ＤＡ２の出力電圧は低レベルとなる。すると、Ｐ−ＭＯＳ  Ｑ３０のドレイン電圧と第２差動増幅器ＤＡ２の非反転入力端子＋の電圧とは、ＡＰＣ制御電圧Ｖａｐｃのレベルに追従して増加する。すると、Ｐ−ＭＯＳ  Ｑ３０と抵抗Ｒ３１とに流れる電流が増加する。また、Ｐ−ＭＯＳ  Ｑ３１のドレインからの電流Ｉ１１も、Ｐ−ＭＯＳ  Ｑ３２のドレインからの電流Ｉ１２も増加する。これらの電流Ｉ１１、電流Ｉ１２は、それぞれ入力側バイアス回路１ｓｔ＿ＢＣ＿ＬＢの電流源Ｉ１１、出力側バイアス回路２ｎｄ＿ＢＣの電流源Ｉ１２となっている。従って、パワー検出出力信号ＶＤＥＴ＿ＬＢがランプ電圧Ｖｒａｍｐよりも低レベルであると、入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＬＢのＲＦ増幅素子Ｑ１１の入力端子のバイアス電圧と出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢの次段ＲＦ増幅素子Ｑ１２の入力端子のバイアス電圧とが増加する。その結果、第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＬＢと出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢとの全てのＲＦ増幅利得が増加する。
【００７６】
また、ＡＰＣ電源供給制御回路ＡＰＣ＿Ｐｗ＿Ｓｐｌ＿Ｃｎｔ＿ＬＢでは、ＡＰＣバイアス制御回路ＡＰＣ＿Ｂｉａｓ＿Ｃｎｔ＿ＬＢの第１差動増幅器ＤＡ１の出力端子からのＡＰＣ制御電圧Ｖａｐｃが第３差動増幅器ＤＡ３の反転入力端子−に供給され、非反転入力端子＋にはＰ−ＭＯＳ  Ｑ３３と分圧抵抗Ｒ３２、Ｒ３３からの負帰還信号が供給されている。Ｐ−ＭＯＳ  Ｑ３３のソースに携帯電話端末のバッテリーからの電源電圧Ｖｄｄが供給されることによって、ＡＰＣ電源供給制御回路ＡＰＣ＿Ｐｗ＿Ｓｐｌ＿Ｃｎｔ＿ＬＢはＡＰＣ制御電圧Ｖａｐｃのレベルに追従する動作電源電圧ＶＬＶＤＯ＿ＬＢを第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１に供給する。その結果、ＡＰＣ入力バイアス制御とＡＰＣ電源電圧制御とにより、更に効果的なＡＰＣ制御が行われる。このＡＰＣドレイン電源電圧制御は、ＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００の通信で通信転送レートの高いＥＤＧＥ方式でのＡＭ変調を第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１が実行する際に有効なＡＭ変調のための方法となる。
【００７７】
また、図３のＲＦ電力増幅装置ＲＦ＿ＰＡＭ１では、ＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００のための第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１の入力側増幅器Ｉｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＬＢのソース接地のＮ−ＭＯＳ  Ｑ１１のドレインには、インダクターＬ１０１、容量Ｃ１０１で構成された高調波トラップ回路ＨＴＣが接続されている。高調波トラップ回路ＨＴＣのインダクターＬ１０１、容量Ｃ１０１の直列共振周波数はＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００のＲＦ送信入力信号ＲＦＰｉｎ＿ＬＢの周波数の２倍高調波の周波数（１７００ＭＨｚ〜１８００ＭＨｚ）に略共振するように設定されている。その結果、第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１のソース接地のＮ−ＭＯＳ  Ｑ１１のドレインの２倍高調波は高調波トラップ回路ＨＴＣのインダクターＬ１０１、容量Ｃ１０１の極めて低い直列共振インピーダンスを介して接地電位点にバイパスされる。第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１のソース接地のＮ−ＭＯＳ  Ｑ１１のドレインに接続された高調波トラップ回路ＨＴＣは、ＧＳＭ８５０、ＧＳＭ９００のＲＦ送信入力信号ＲＦＰｉｎ＿ＬＢの周波数の２倍高調波が妨害信号となってＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００のＲＦ送信入力信号ＲＦＰｉｎ＿ＨＢを増幅する第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２のＮ−ＭＯＳ  Ｑ２１、Ｑ２２に影響するのを低減する。
【００７８】
第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２では、第２ＲＦ送信入力信号Ｐｉｎ＿ＨＢは結合容量Ｃ２１を介して多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＲＦ増幅素子Ｑ２１で増幅され、入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＲＦ増幅信号は結合容量Ｃ２２とを介して多段増幅器の出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＲＦ増幅素子Ｑ２２で増幅されて、ＲＦ増幅素子Ｑ２２の出力より第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢが得られる。入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＲＦ増幅素子Ｑ２１の出力電極には負荷素子としてのインダクターＬ２１を介して、出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＲＦ増幅素子Ｑ２２の出力電極には負荷素子としてのインダクターＬ２２を介して動作電源電圧ＶＬＶＤＯ＿ＨＢがＡＰＣ動作電源電圧供給制御回路ＡＰＣ＿Ｐｗ＿Ｓｐｌ＿Ｃｎｔ＿ＨＢから供給される。入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＲＦ増幅素子Ｑ２１の入力電極には内部増幅器ＯＰ２１により構成された入力側ボルテージフォロワＶＦ２１を介して入力側バイアス回路１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢで形成されたバイアス電圧が供給される。この入力側バイアス回路１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢの入力バイアス電流Ｉ２１は、ＡＰＣバイアス制御回路ＡＰＣ＿Ｂｉａｓ＿Ｃｎｔ＿ＨＢの定電流素子Ｑ３１の出力電極から供給される。出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＲＦ増幅素子Ｑ２２の入力電極には内部増幅器ＯＰ２２により構成された出力側ボルテージフォロワＶＦ２２を介して出力側バイアス回路２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢで形成されたバイアス電圧が供給される。この出力側バイアス回路２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢの入力バイアス電流Ｉ２２は、ＡＰＣバイアス制御回路ＡＰＣ＿Ｂｉａｓ＿Ｃｎｔ＿ＨＢの定電流素子Ｑ３２の出力電極から供給される。
【００７９】
ＡＰＣバイアス制御回路ＡＰＣ＿Ｂｉａｓ＿Ｃｎｔ＿ＨＢでは、第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢの一部がパワーカップラーＰＣＰＬ＿ＨＢとパワー検出器ＤＥＴ＿ＨＢとによって検出され、このパワー検出出力信号ＶＤＥＴ＿ＨＢが第１差動増幅器ＤＡ１の反転入力端子−に供給される一方、第１差動増幅器ＤＡ１の非反転入力端子＋にはランプ電圧Ｖｒａｍｐが供給される。第１差動増幅器ＤＡ１の出力端子のＡＰＣ制御電圧Ｖａｐｃは第２差動増幅器ＤＡ２の反転入力端子−に供給される一方、第２差動増幅器ＤＡ２の非反転入力端子＋にはオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔが供給される。オフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔは、オフセット電流Ｉｏｆｆｓｅｔが抵抗Ｒ３１に流れることにより発生される。パワー検出出力信号ＶＤＥＴ＿ＨＢがランプ電圧Ｖｒａｍｐよりも低レベルであると、ＡＰＣ制御電圧Ｖａｐｃが高レベルとなる。ＡＰＣ制御電圧Ｖａｐｃがオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔのレベルよりも高くなると、第２差動増幅器ＤＡ２の出力電圧は低レベルとなる。すると、Ｐ−ＭＯＳ  Ｑ３０のドレイン電圧と第２差動増幅器ＤＡ２の非反転入力端子＋の電圧とは、ＡＰＣ制御電圧Ｖａｐｃのレベルに追従して増加する。すると、Ｐ−ＭＯＳ  Ｑ３０と抵抗Ｒ３１とに流れる電流が増加する。また、Ｐ−ＭＯＳ  Ｑ３１のドレインからの電流Ｉ２１も、Ｐ−ＭＯＳ  Ｑ３２のドレインからの電流Ｉ２２も増加する。これらの電流Ｉ２１、電流Ｉ２２は、それぞれ入力側バイアス回路１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢの電流源Ｉ２１、出力側バイアス回路２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢの電流源Ｉ２２となっている。従って、パワー検出出力信号ＶＤＥＴ＿ＨＢがランプ電圧Ｖｒａｍｐよりも低レベルであると、入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＲＦ増幅素子Ｑ２１の入力端子のバイアス電圧と出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢの次段ＲＦ増幅素子Ｑ２２の入力端子のバイアス電圧とが増加する。その結果、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢと出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢとの全てのＲＦ増幅利得が増加する。
【００８０】
また、ＡＰＣ電源供給制御回路ＡＰＣ＿Ｐｗ＿Ｓｐｌ＿Ｃｎｔ＿ＨＢでは、ＡＰＣバイアス制御回路ＡＰＣ＿Ｂｉａｓ＿Ｃｎｔ＿ＨＢの第１差動増幅器ＤＡ１の出力端子からのＡＰＣ制御電圧Ｖａｐｃが第３差動増幅器ＤＡ３の反転入力端子−に供給され、非反転入力端子＋にはＰ−ＭＯＳ  Ｑ３３と分圧抵抗Ｒ３２、Ｒ３３からの負帰還信号が供給されている。Ｐ−ＭＯＳ  Ｑ３３のソースに携帯電話端末のバッテリーからの電源電圧Ｖｄｄが供給されることによって、ＡＰＣ電源供給制御回路ＡＰＣ＿Ｐｗ＿Ｓｐｌ＿Ｃｎｔ＿ＨＢはＡＰＣ制御電圧Ｖａｐｃのレベルに追従する動作電源電圧ＶＬＶＤＯ＿ＨＢを第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２に供給する。その結果、ＡＰＣ入力バイアス制御とＡＰＣ電源電圧制御とにより、更に効果的なＡＰＣ制御が行われる。このＡＰＣドレイン電源電圧制御は、ＤＣＳ１８００とＰＣＳ９００の通信で通信転送レートの高いＥＤＧＥ方式でのＡＭ変調とＷＣＤＭＡ１９００の広帯域ＡＭ変調とを第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２が実行する際に有効なＡＭ変調のための方法となる。
【００８１】
≪第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２によるＤＣＳ１８００またはＰＣＳ１９００の送信動作≫
第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２がＤＣＳ１８００の１７１０ＭＨｚ〜１７８５ＭＨｚの周波数の第２ＲＦ送信入力信号Ｐｉｎ＿ＨＢまたはＰＣＳ１９００の１８５０ＭＨｚ〜１９１０ＭＨｚの周波数の第２ＲＦ送信入力信号Ｐｉｎ＿ＨＢを電力増幅することにより、入力されたＲＦ送信入力信号の周波数と同一の周波数の第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢを出力して、携帯電話のアンテナから送信する動作を以下に説明する。
【００８２】
このＤＣＳ１８００もしくはＰＣＳ１９００の送信時には、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２は最大３３ｄＢｍの第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢを出力する高送信出力モードが必要とされる。この時には、低レベルのモード信号ＭＯＤＥがＲＦパワーモジュールＲＦ＿ＰＡＭ１に供給される。低レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答して、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇは高利得状態に設定されることにより、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２は最大３３ｄＢｍのＤＣＳ１８００もしくはＰＣＳ１９００の第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢを出力することができる。
【００８３】
図３の実施形態では、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢは負帰還増幅器で構成され、この負帰還増幅器で構成された入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢは低レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答して小さな負帰還量に制御されることにより、入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢは高利得状態に設定されることができる。
【００８４】
入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＮ−ＭＯＳ  Ｑ２１のドレインとゲートとの間には負帰還可変抵抗が接続され、低レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答して負帰還可変抵抗の抵抗値は高い抵抗に制御される。負帰還可変抵抗は、抵抗Ｒ２３の両端に抵抗Ｒ２４とモード信号ＭＯＤＥによりオン・オフが制御されるスイッチＳＷ２０との直列接続されることにより構成されている。尚、容量Ｃ２３は、Ｎ−ＭＯＳ  Ｑ２１のドレインとゲートとの間を直流的に分離するものである。ＤＣＳ１８００もしくはＰＣＳ１９００の送信時には、低レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答してスイッチＳＷ２０はオフ状態に制御されるので、負帰還可変抵抗の抵抗値は抵抗Ｒ２３のみによる高抵抗となる。ＷＣＤＭＡ１９００の送信時には、モード信号ＭＯＤＥは高レベルとなり、スイッチＳＷ２０はオン状態に制御されるので、負帰還可変抵抗の抵抗値は抵抗Ｒ２３、Ｒ２４の並列接続による低抵抗となる。尚、スイッチＳＷ２０は、例えば図３の左中央に示すようにＮ−ＭＯＳ  ＱＮＳとＰ−ＭＯＳ  ＱＰＳとの並列接続とインバータＩＮＶとにより構成されたＣ−ＭＯＳアナログスイッチにより構成される。低レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答してＮ−ＭＯＳ  ＱＮＳはオフとなり、インバータＩＮＶの高レベルの出力に応答してＰ−ＭＯＳ  ＱＰＳもオフとなる。また、スイッチＳＷ２０は、上記非特許文献４に記載されたようなＲＦ−ＭＥＭＳ・スイッチを使用することもできる。
【００８５】
図６は、ＤＣＳ１８００もしくはＰＣＳ１９００の送信時での本発明の実施形態によるＲＦパワーモジュールＲＦ＿ＰＡＭ１の第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２のＲＦ送信出力電力Ｐｏｕｔ（ｄＢｍ）対ＲＦ送信出力電力利得Ｇａｉｎ（ｄＢ）の特性を示す図である。図６の特性Ｌ１は、図３の実施形態において、低レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答して入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＮ−ＭＯＳ  Ｑ２１のドレインとゲートとの間の負帰還可変抵抗のスイッチＳＷ２０がオフ状態に制御された状態での第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の特性を示している。特性Ｌ１では、３３ｄＢｍのＲＦ送信入力電力Ｐｏｕｔの場合に、３３．８ｄＢの比較的高いＲＦ送信出力電力利得Ｇａｉｎ（ｄＢ）が得られている。
【００８６】
ところで、半導体集積回路のバイアス回路としては、半導体製造プロセスの変動や温度変化等によるバイアス電流の変動を補償するために、良く知られているように、カレントミラー型のバイアス方式が採用される。半導体集積回路内部で同一の半導体製造プロセスで製造される２つの増幅素子のペア性能が良好なことを利用して、２つの増幅素子の一方の素子のゲートやベースの入力電極とソースやエミッタの接地電極との間に２つの増幅素子の他方の素子の一端と他端とが並列に接続される。この他方の素子の一端は他方の素子のドレインやコレクタの出力電極とベースの入力電極との電気的接続であり、他方の素子の他端は他方の素子のソースやエミッタの接地電極である。このカレントミラー型のバイアス方式を採用することにより、半導体製造プロセスの変動や温度変化等による増幅素子のスレッシュホールド電圧の変動によるバイアス電流やアイドリング電流の変動を補償することができる。
【００８７】
図３の実施形態では、第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＬＢのＮ−ＭＯＳ  Ｑ１１と入力側バイアス回路１ｓｔ＿ＢＣ＿ＬＢのダイオード接続されたＮ−ＭＯＳ  Ｑ１４とが内部増幅器ＯＰ１１によるボルテージフォロワＶＦ１１を介して上記のカレントミラー型のバイアス方式の形態で接続され、第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１の多段増幅器の出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢのＮ−ＭＯＳ  Ｑ１２と出力側バイアス回路２ｎｄ＿ＢＣ＿ＬＢのダイオード接続されたＮ−ＭＯＳ  Ｑ１５とが内部増幅器ＯＰ１２によるボルテージフォロワＶＦ１２を介して上記のカレントミラー型のバイアス方式の形態で接続されている。同様に、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＮ−ＭＯＳ  Ｑ２１と入力側バイアス回路１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢのダイオード接続されたＮ−ＭＯＳ  Ｑ２４とが内部増幅器ＯＰ２１によるボルテージフォロワＶＦ２１を介して上記のカレントミラー型のバイアス方式の形態で接続され、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の多段増幅器の出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＮ−ＭＯＳ  Ｑ２２と出力側バイアス回路２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢのダイオード接続されたＮ−ＭＯＳ  Ｑ２５とが内部増幅器ＯＰ２２によるボルテージフォロワＶＦ２２を介して上記のカレントミラー型のバイアス方式の形態で接続されている。
【００８８】
第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１の内部増幅器ＯＰ１１によるボルテージフォロワと内部増幅器ＯＰ１２によるボルテージフォロワとは、第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１がＧＳＭ８５０もしくはＧＳＭ９００の送信動作を実行する際に、ＧＳＭ規格で定められた図８に示したランプダウン特性Ｌ３と図９に示したランプアップ特性Ｌ３とを達成するように、ランプ電圧Ｖｒａｍｐの変化に対して第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＬＢのＮ−ＭＯＳ  Ｑ１１のバイアス電圧と出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢのＮ−ＭＯＳ  Ｑ１２のバイアス電圧とを高速応答するように動作するものである。
【００８９】
同様に、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の内部増幅器ＯＰ２１によるボルテージフォロワＶＦ２１と内部増幅器ＯＰ２２によるボルテージフォロワＶＦ２２とは、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２がＤＣＳ１８００もしくはＰＣＳ１９００の送信動作を実行する際に、ＧＳＭ規格で定められた図８に示したランプダウン特性Ｌ３と図９に示したランプアップ特性Ｌ３とを達成するように、ランプ電圧Ｖｒａｍｐの変化に対して第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＮ−ＭＯＳ  Ｑ２１のバイアス電圧と出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＮ−ＭＯＳ  Ｑ２２のバイアス電圧とを高速応答するように動作する。
【００９０】
≪第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２によるＷＣＤＭＡ１９００の送信動作≫
第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２がＷＣＤＭＡ１９００の１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚの周波数の第２ＲＦ送信入力信号Ｐｉｎ＿ＨＢを電力増幅することにより、入力されたＲＦ送信入力信号の周波数と同一の周波数の第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢを出力して、携帯電話のアンテナから送信する動作を以下に説明する。
【００９１】
このＷＣＤＭＡ１９００の送信時には、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２は最大２８ｄＢｍ〜２９ｄＢｍの第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢを出力する低送信出力モードが必要とされる。この時には、高レベルのモード信号ＭＯＤＥがＲＦパワーモジュールＲＦ＿ＰＡＭ１に供給される。高レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答して、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢは低利得状態に設定されることにより、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２は最大２８ｄＢｍ〜２９ｄＢｍのＷＣＤＭＡ１９００の第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢを出力することができる。
【００９２】
図３の実施形態では、高レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答して入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＮ−ＭＯＳ  Ｑ２１のドレインとゲートとの間の負帰還可変抵抗のスイッチＳＷ２０はオン状態に制御されるので、負帰還可変抵抗の抵抗値は抵抗Ｒ２３、Ｒ２４の並列接続による低抵抗となって、入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢは低利得状態となる。
【００９３】
図７は、ＷＣＤＭＡ１９００の送信時での本発明の実施形態によるＲＦパワーモジュールＲＦ＿ＰＡＭ１の第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２のＲＦ送信出力電力Ｐｏｕｔ（ｄＢｍ）対ＲＦ送信出力電力利得Ｇａｉｎ（ｄＢ）の特性を示す図である。図７の特性Ｌ２は、図３の実施形態において、高レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答して入力側増幅器１ｓｔ＿ＳｔｇのＮ−ＭＯＳ  Ｑ２１のドレインとゲートとの間の負帰還可変抵抗のスイッチＳＷ２０がオン状態に制御された状態での第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の特性を示している。特性Ｌ２では、２９ｄＢｍのＲＦ送信出力電力Ｐｏｕｔ（ｄＢｍ）の場合に、２８．８ｄＢの比較的低いＲＦ送信出力電力利得Ｇａｉｎ（ｄＢ）が得られている。尚、ＷＣＤＭＡ１９００の送信時での図７の特性Ｌ２に示したＲＦ送信出力電力利得Ｇａｉｎ（ｄＢ）は、ＤＣＳ１８００もしくはＰＣＳ１９００の送信時での図６の特性Ｌ１に示したＲＦ送信出力電力利得Ｇａｉｎ（ｄＢ）よりも全体的に低い利得となっていることが理解できる。
【００９４】
図３の実施形態では、高レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答して第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の内部増幅器ＯＰ２１によるボルテージフォロワＶＦ２１と内部増幅器ＯＰ２２によるボルテージフォロワＶＦ２２とは非活性状態に制御される一方、内部増幅器ＯＰ２１の入出力間のバイパススイッチＳＷ２１と内部増幅器ＯＰ２２の入出力間のバイパススイッチＳＷ２２とはオン状態に制御される。従って、第２電力増幅器ＨＰＡ２がＷＣＤＭＡ１９００の第２ＲＦ送信入力信号Ｐｉｎ＿ＨＢを増幅する際に、第２電力増幅器ＨＰＡ２の第２入力側ボルテージフォロワＶＦ２１と第２出力側ボルテージフォロワＶＦ２２は非活性状態に制御されるので、第２入力側ボルテージフォロワＶＦ２１の出力雑音と第２出力側ボルテージフォロワＶＦ２２の出力雑音とが第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の３．５８ＭＨｚの広帯域特性によって増幅されることがなく、雑音特性を改善することができる。尚、バイパススイッチＳＷ２１、ＳＷ２２は、入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＮ−ＭＯＳ  Ｑ２１のドレインとゲートとの間の負帰還可変抵抗のスイッチＳＷ２０と同様にＣ−ＭＯＳアナログスイッチでもＲＦ−ＭＥＭＳ・スイッチでも構成されることができる。
【００９５】
第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＬＢのＮ−ＭＯＳ  Ｑ１１と出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢのＮ−ＭＯＳ  Ｑ１２と、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＮ−ＭＯＳ  Ｑ２１と出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＮ−ＭＯＳ  Ｑ２２との全てはＬＤＭＯＳ（Lateral Diffused MOS）と呼ばれるＲＦ増幅に適したＮチャンネルパワーＭＯＳトランジスタであるが、ＨＢＴ（ヘテロバイポーラトランジスタ）等の他のＲＦパワー増幅素子によって置換されることもできる。
【００９６】
≪変形実施形態≫
図４は、本発明の他の１つの実施形態によるＲＦ電力増幅装置を示す回路図である。
【００９７】
図４の実施形態が図３の実施形態と相違するのは、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢの回路構成である。
【００９８】
図３では、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢは、ソース接地のＮ−ＭＯＳ  Ｑ２１のドレインとゲートとの間の負帰還可変抵抗の抵抗値をモード信号により制御する負帰還増幅器で構成されていた。
【００９９】
図４では、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢは、ソース接地のＮ−ＭＯＳ  Ｑ２１Ａと負荷素子としてのインダクターＬ２１との間に接続された制御増幅素子Ｑ２１Ｂとにより構成され、制御増幅素子Ｑ２１Ｂの入力端子には利得制御電圧ＶＨ、ＶＬが印加される。第２電力増幅器ＨＰＡ２がＤＣＳ１８００またはＰＣＳ１９００のいずれかの第２ＲＦ送信入力信号Ｐｉｎ＿ＨＢを増幅する際には利得制御電圧が例えば２．３ボルトの高レベルＶＨに設定され、第２電力増幅器ＨＰＡ２がＷＣＤＭＡ１９００の第２ＲＦ送信入力信号Ｐｉｎ＿ＨＢを増幅する際には利得制御電圧が例えば１．８ボルトの低い低レベルＶＬに設定される。
【０１００】
ＤＣＳ１８００またはＰＣＳ１９００のいずれかの第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢを出力する際に、低レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答して２．３ボルトの高レベルＶＨがスイッチＳＷ２０を介して制御増幅素子Ｑ２１Ｂの入力端子に供給されて、制御増幅素子Ｑ２１Ｂの相互コンダクタンスが高い状態に制御される。従って、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢは高利得の状態に制御されて、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２はＤＣＳ１８００またはＰＣＳ１９００の最大３５ｄＢｍの第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢを出力することができる。図６の特性Ｌ３は、図４の実施形態において、低レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答して２．３ボルトの高レベルＶＨがスイッチＳＷ２０を介して制御増幅素子Ｑ２１Ｂの入力端子に供給された状態での第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の特性を示している。特性Ｌ３では、３３ｄＢｍのＲＦ送信出力電力Ｐｏｕｔ（ｄＢｍ）の場合に、３３．８ｄＢの比較的高いＲＦ送信出力電力利得Ｇａｉｎ（ｄＢ）が得られている。
【０１０１】
ＷＣＤＭＡ１９００の第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢを出力する際に、高レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答して１．８ボルトの低レベルＶＬがスイッチＳＷ２０を介して制御増幅素子Ｑ２１Ｂの入力端子に供給されて、制御増幅素子Ｑ２１Ｂの相互コンダクタンスが低い状態に制御される。従って、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇは低利得の状態に制御されて、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２はＷＣＤＭＡ１９００の最大２８ｄＢｍ〜２９ｄＢｍの第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢを出力することができる。図７の特性Ｌ４は、図４の実施形態において、低レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答して１．８ボルトの低レベルＶＬがスイッチＳＷ２０を介して制御増幅素子Ｑ２１Ｂの入力端子に供給された状態での第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の特性を示している。特性Ｌ４では、２９ｄＢｍのＲＦ送信出力電力Ｐｏｕｔ（ｄＢｍ）の場合に、２６．７ｄＢの比較的低いＲＦ送信出力電力利得Ｇａｉｎ（ｄＢ）が得られている。尚、ＷＣＤＭＡ１９００の送信時での図７の特性Ｌ４に示したＲＦ送信出力電力利得Ｇａｉｎ（ｄＢ）は、ＤＣＳ１８００もしくはＰＣＳ１９００の送信時での図６の特性Ｌ３に示したＲＦ送信出力電力利得Ｇａｉｎ（ｄＢ）よりも全体的に低い利得となっていることが理解できる。
【０１０２】
また、入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢでは、ソース接地もしくはエミッタ接地の入力側増幅素子Ｑ２１Ａとカスケード接続の制御増幅素子Ｑ２１Ｂはゲート接地もしくはベース接地の素子として動作するので、送信周波数が１９２０ＭＨｚ〜１９８０ＭＨｚと極めて高いＷＣＤＭＡ１９００のＲＦ送信に好適な高い周波数特性を得ることができる。
【０１０３】
尚、入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのソース接地のＮ−ＭＯＳ  Ｑ２１Ａとゲート接地のＮ−ＭＯＳ  Ｑ２１Ｂとは、デュアルゲート構造を有する１個のＬＤＭＯＳにより構成されることができる。
【０１０４】
図５は、本発明の更に他の１つの実施形態によるＲＦ電力増幅装置を示す回路図である。
【０１０５】
図５の実施形態が図３と図４の実施形態と相違するのは、第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＬＢの増幅素子Ｑ１１と出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢの増幅素子Ｑ１２と入力側バイアス回路１ｓｔ＿ＢＣ＿ＬＢのバイアス素子Ｑ１４と出力側バイアス回路２ｎｄ＿ＢＣ＿ＬＢのバイアス素子Ｑ１５と、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢの増幅素子Ｑ２１と出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢの増幅素子Ｑ２２と入力側バイアス回路１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢのバイアス素子Ｑ２４と出力側バイアス回路２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢのバイアス素子Ｑ２５との全てが、ＳｉＧｅまたはＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＰ等のＨＢＴ（ヘテロバイポーラトランジスタ）により構成されていることである。更に、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢは、エミッタ接地のＨＢＴ  Ｑ２１Ａと負荷素子としてのインダクターＬ２１との間に接続されたＨＢＴ  Ｑ２１Ｂと、このＨＢＴ  Ｑ２１Ｂと２つのエミッタ抵抗Ｒｅを介して接続されたＨＢＴ  Ｑ２１Ｃとにより構成されている。ＨＢＴ  Ｑ２１Ｂのベース入力端子には利得制御電圧ＶＨ、ＶＬが印加され、ＨＢＴ  Ｑ２１Ｃのベース入力端子には利得制御電圧ＶＨ、ＶＬの中間レベルのＶｒｅｆが印加される。第２電力増幅器ＨＰＡ２がＤＣＳ１８００またはＰＣＳ１９００のいずれかの第２ＲＦ送信入力信号Ｐｉｎ＿ＨＢを増幅する際には利得制御電圧が例えば２．３ボルトの高レベルＶＨに設定され、第２電力増幅器ＨＰＡ２がＷＣＤＭＡ１９００の第２ＲＦ送信入力信号Ｐｉｎ＿ＨＢを増幅する際には利得制御電圧が例えば１．８ボルトの低い低レベルＶＬに設定される。
【０１０６】
ＤＣＳ１８００またはＰＣＳ１９００のいずれかの第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢを出力する際に、低レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答して２．３ボルトの高レベルＶＨがスイッチＳＷ２０を介してＨＢＴ  Ｑ２１Ｂのベース入力端子に供給される。従って、ＨＢＴ  Ｑ２１Ｂのエミッタ電流はＨＢＴ  Ｑ２１Ｃのエミッタ電流よりも増加して、ＨＢＴ  Ｑ２１Ｂの相互コンダクタンスが高い状態に制御される。従って、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢは高利得の状態に制御されて、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２はＤＣＳ１８００またはＰＣＳ１９００の最大３５ｄＢｍの第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢを出力することができる。
【０１０７】
ＷＣＤＭＡ１９００の第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢを出力する際には、高レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答して１．８ボルトの低レベルＶＬがスイッチＳＷ２０を介してＨＢＴ  Ｑ２１Ｂのベース入力端子に供給される。従って、ＨＢＴ  Ｑ２１Ｂのエミッタ電流はＨＢＴ  Ｑ２１Ｃのエミッタ電流よりも減少して、ＨＢＴ  Ｑ２１Ｂの相互コンダクタンスが低い状態に制御される。従って、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の多段増幅器の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢは低利得の状態に制御されて、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２はＷＣＤＭＡ１９００の最大２８ｄＢｍ〜２９ｄＢｍの第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢを出力することができる。
≪ＲＦパワーモジュールの具体的な構成≫
図１１は、本発明の更に他の１つの実施形態によるＲＦパワーモジュールＲＦ＿ＰＡＭ１の具体的な構成を示す図である。
【０１０８】
同図に示すように本発明の更に他の１つの実施形態によるＲＦパワーモジュールＲＦ＿ＰＡＭ１は、１つのパッケージ中に組み込まれている。図３の実施形態と同様に全ての増幅素子がＮチャンネルのＬＤＭＯＳとパワー制御やバイアス制御などのための内部増幅器ＯＰ１１…ＯＰ２２や差動増幅器ＤＡ１、ＤＡ２を構成するためのＰチャンネルＭＯＳＦＥＴなどは１個のシリコン半導体集積回路Ｓｉ  ＩＣのチップ上に形成されている。シリコン半導体集積回路Ｓｉ  ＩＣのチップの下部にはＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００とを送信するための第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１が配置され、チップの上部にはＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００とＷＣＤＭＡ１９００とを送信するための第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２が配置され、チップの中央にはパワー検出器ＤＥＴと電圧レギュレータＶｒｅｇとモード信号ＭＯＤＥが供給されるモードスイッチ制御回路Ｍｏｄｅ  Ｓｗｉｔｃｈとが配置されている。このシリコン半導体集積回路Ｓｉ  ＩＣはＲＦパワーモジュールＲＦ＿ＰＡＭ１の配線基板上に配置されるとともに、この配線基板上には負荷素子としてのインダクターＬ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２や多数の容量素子Ｃ１２、Ｃ２２・・・の受動素子と２個のパワーカップラーＰＣＰＬ＿ＬＢ、ＰＣＰＬ＿ＨＢと２個の出力用のストリップラインＯＵＴ＿ＳＬ＿ＬＢ、ＯＵＴ＿ＳＬ＿ＨＢ等も配置されている。
【０１０９】
第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１の出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢは並列接続された２個の増幅器で構成され、同様に第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢも並列接続された２個の増幅器で構成されている。第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１の並列接続された２個の出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢの２個の入力は入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＬＢの出力により並列に駆動され、同様に第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の並列接続された２個の出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢの２個の入力も入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢの出力により並列に駆動される。第１ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ１の並列接続された２個の出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢの２個の出力はＹ字型の出力合成用ストリップラインＯＵＴ＿ＳＬ＿ＬＢの２つの入力に供給され、Ｙ字型の出力合成用ストリップラインＯＵＴ＿ＳＬ＿ＬＢの出力よりＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００のいずれかの第１ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＬＢが出力される。同様に、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の並列接続された２個の出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢの２個の出力もＹ字型の出力合成用ストリップラインＯＵＴ＿ＳＬ＿ＨＢの２つの入力に供給され、Ｙ字型の出力合成用ストリップラインＯＵＴ＿ＳＬ＿ＨＢの出力よりＤＣＳ１００とＰＣＳ１９００とＷＣＤＭＡ１９００のいずれかの第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢが出力される。また、ＲＦパワーモジュールＲＦ＿ＰＡＭ１の右側から、パワー検出器ＤＥＴのパワー検出信号ＶＤＥＴが出力されている。ＲＦパワーモジュールＲＦ＿ＰＡＭ１の左側から、ＧＳＭ８５０とＧＳＭ９００のいずれかの第１ＲＦ送信入力信号Ｐｉｎ＿ＬＢと、ＤＣＳ１００とＰＣＳ１９００とＷＣＤＭＡ１９００のいずれかの第２ＲＦ送信入力信号Ｐｉｎ＿ＨＢと、モード信号ＭＯＤＥと、ＡＰＣ利得制御信号Ｉｃｏｎｔとが供給される。
【０１１０】
第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２がＤＣＳ１００とＰＣＳ１９００のいずれかの第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢが出力する際は、低レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答して第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢは利得制御回路Ｇａｉｎ＿Ｃｎｔによって高利得の状態に制御される。この時には、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の入力側バイアス回路１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢと出力側バイアス回路２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢの内部のボルテージフォロワが活性化されて、ＴＤＭＡのランプアップとランプダウンとに必要なランプ電圧変化に対するバイアス電圧の高速応答が実現される。
【０１１１】
第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２がＷＣＤＭＡ１９００の第２ＲＦ送信出力信号Ｐｏｕｔ＿ＨＢが出力する際には、高レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答して第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢは利得制御回路Ｇａｉｎ＿Ｃｎｔによって低利得の状態に制御される。この時には、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の入力側バイアス回路１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢと出力側バイアス回路２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢの内部のボルテージフォロワが非活性化されて、３．８４ＭＨｚの広帯域特性のＷＣＤＭＡ方式の低雑音特性に有害なボルテージフォロワの出力雑音が抑圧される。
【０１１２】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１１３】
例えば、図３おいて、ＲＦ電力増幅器の送信パワーを検出する送信出力電力レベルを検出するためのパワーカップラーＰＣＰＬ＿ＬＢ、ＰＣＰＬ＿ＨＢ以外に、カレントセンス形検出器も採用することができる。このカレントセンス形検出器は、ＲＦ電力増幅器の最終段パワー増幅素子と並列に検出増幅素子を接続して、最終段パワー増幅素子のＤＣ・ＡＣ動作電流に比例する小さな検出ＤＣ・ＡＣ動作電流を検出増幅素子に流すものである。
【０１１４】
更に、図３の実施形態において、第２ＲＦ電力増幅器ＨＰＡ２の入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＮ−ＭＯＳ  Ｑ２１のドレインとゲートとの間の負帰還可変抵抗として、オン抵抗の高い第１のＣＭＯＳアナログスイッチとオン抵抗の低い第２のＣＭＯＳアナログスイッチとの並列接続を使用することもできる。ＤＣＳ１８００もしくはＰＣＳ１９００の送信時には、低レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答してオン抵抗の高い第１のＣＭＯＳアナログスイッチをオンさせ、オン抵抗の低い第２のＣＭＯＳアナログスイッチをオフさせることにより、入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢは高利得状態に設定されることができる。ＷＣＤＭＡ１９００の送信時には、高レベルのモード信号ＭＯＤＥに応答してオン抵抗の高い第１のＣＭＯＳアナログスイッチをオフさせ、オン抵抗の低い第２のＣＭＯＳアナログスイッチをオンさせることにより、入力側増幅器１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢは低利得状態に設定されることができる。
【０１１５】
更に図５において、出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢのＨＢＴ  Ｑ１２と出力側増幅器２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢのＱ２２の熱暴走を抑圧するために、ベースバラストもしくはエミッタバラスト抵抗をＨＢＴに接続することが推奨される。
【０１１６】
更にパワー増幅素子としては、ＬＤＭＯＳやヘテロバイポーラトランジスタ以外にＧａＡｓやＩｎＰ等の化合物半導体のＭＥＳＦＥＴやＨＥＭＴのＮチャンネルの電界効果トランジスタに置換することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】図１は、本発明に先立って開発された５つの周波数帯域をカバーするＲＦ電力増幅器モジュールを搭載した携帯電話端末のシステム構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の１つの実施形態によるＲＦ電力増幅装置ＲＦ＿ＰＡＭ１を搭載した基地局との通信を行う携帯電話のシステム構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明の１つの実施形態によるＲＦ電力増幅装置を示す回路図である。
【図４】図４は、本発明の他の１つの実施形態によるＲＦ電力増幅装置を示す回路図である。
【図５】図５は、本発明の更に他の１つの実施形態によるＲＦ電力増幅装置を示す回路図である。
【図６】図６は、ＤＣＳ１８００もしくはＰＣＳ１９００の送信時での本発明の実施形態によるＲＦパワーモジュールの第２ＲＦ電力増幅器のＲＦ送信出力電力対ＲＦ送信出力利得の特性を示す図である。
【図７】図７は、ＷＣＤＭＡ１９００の送信時での本発明の実施形態によるＲＦパワーモジュールの第２ＲＦ電力増幅器のＲＦ送信出力電力対ＲＦ送信出力利得の特性を示す図である。
【図８】図８は、ＧＳＭ規格で定められた送信電力のランプダウンを示す図である。
【図９】図９は、ＧＳＭ規格で定められた送信電力のランプアップを示す図である。
【図１０】図１０は、ＧＭＳＫの規格により規定された携帯電話端末機器のＲＦ送信信号の周波数スペクトラムを示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の更に他の１つの実施形態によるＲＦパワーモジュールＲＦ＿ＰＡＭ１の具体的な構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１１８】
Ｐｉｎ＿ＬＢ  第１ＲＦ送信入力信号
Ｐｉｎ＿ＨＢ  第２ＲＦ送信入力信号
ＨＰＡ１  第１ＲＦ電力増幅器
ＨＰＡ２  第２ＲＦ電力増幅器
Ｐｏｕｔ＿ＬＢ  第１ＲＦ送信出力信号
Ｐｏｕｔ＿ＨＢ  第２ＲＦ送信出力信号
ＣＰＬ＿ＬＢ、ＣＰＬ＿ＨＢ  カップラー
ＭＯＤＥ  モード信号
１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＬＢ  第１入力側増幅器
２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＬＢ  第１出力側増幅器
１ｓｔ＿ＢＣ＿ＬＢ  第１入力側バイアス回路
２ｎｄ＿ＢＣ＿ＬＢ  第１出力側バイアス回路
１ｓｔ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ  第２入力側増幅器
２ｎｄ＿Ｓｔｇ＿ＨＢ  第２出力側増幅器
１ｓｔ＿ＢＣ＿ＨＢ  第２入力側バイアス回路
２ｎｄ＿ＢＣ＿ＨＢ  第２出力側バイアス回路
Ｇａｉｎ＿Ｃｎｔ  利得制御回路
【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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