(57)【要約】【課題】電圧振幅の小さなＲＦ電力を検波することができ、温度変動による検波電圧変動を抑制することができ、ＧａＡｓ−ＨＢＴ電力増幅器と同一基板上に集積化することができる検波回路を得る。【解決手段】本発明に係る検波回路は、短絡されたベース及びコレクタに交流信号及び基準電圧が入力される第１のトランジスタと、ベースが第１の抵抗を介して第１のトランジスタのベースに接続され、コレクタ側から検波電圧を出力する第２のトランジスタと、第１のトランジスタのベース及びコレクタと接地点との間に設けられ、ダイオード接続された温度特性補償用トランジスタとを有する。【選択図】図１
2008148214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
短絡されたベース及びコレクタに交流信号及び基準電圧が入力される第１のトランジスタと、
ベースが第１の抵抗を介して前記第１のトランジスタのベースに接続され、コレクタ側から検波電圧を出力する第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのベース及びコレクタと接地点との間に設けられ、ダイオード接続された温度特性補償用トランジスタとを有することを特徴とする検波回路。
【請求項２】
短絡されたベース及びコレクタに交流信号及び基準電圧が入力される第１のトランジスタと、
ベースが第１の抵抗を介して前記第１のトランジスタのベースに接続され、コレクタ側から検波電圧を出力する第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのベース及びコレクタと接地点との間に設けられた温度特性補償用ダイオードとを有することを特徴とする検波回路。
【請求項３】
短絡されたベース及びコレクタに交流信号及び基準電圧が入力される第１のトランジスタと、
ベースが第１の抵抗を介して前記第１のトランジスタのベースに接続され、コレクタ側から検波電圧を出力する第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのベース及びコレクタと接地点との間に設けられた第１の温度特性補償用トランジスタと、
短絡されたベース及びコレクタが前記第１の温度特性補償用トランジスタのベースに接続された第２の温度特性補償用トランジスタと、
前記第２の温度特性補償用トランジスタのベース及びコレクタに電流を供給する正の温度傾斜を持つ定電流源とを有することを特徴とする検波回路。
【請求項４】
短絡されたベース及びコレクタに交流信号及び第１の基準電圧が入力される第１のトランジスタと、
ベースが第１の抵抗を介して前記第１のトランジスタのベースに接続され、コレクタ側から検波電圧を出力する第２のトランジスタと、
第２の基準電圧の入力端子と前記第２のトランジスタのコレクタとの間に設けられ、ダイオード接続された温度特性補償用トランジスタとを有することを特徴とする検波回路。
【請求項５】
短絡されたベース及びコレクタに交流信号及び第１の基準電圧が入力される第１のトランジスタと、
ベースが第１の抵抗を介して前記第１のトランジスタのベースに接続され、コレクタ側から検波電圧を出力する第２のトランジスタと、
第２の基準電圧の入力端子と前記第２のトランジスタのコレクタとの間に設けられた温度特性補償用ダイオードとを有することを特徴とする検波回路。
【請求項６】
前記第１のトランジスタ、前記第１の抵抗及び前記温度特性補償用トランジスタを含むブロックが複数個設けられていることを特徴とする請求項１に記載の検波回路。
【請求項７】
前記第２のトランジスタ及び前記第１の抵抗を含むブロックが複数個設けられていることを特徴とする請求項１に記載の検波回路。
【請求項８】
前記第１の抵抗は抵抗値が可変であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の検波回路。
【請求項９】
前記第１のトランジスタのベースとコレクタとの間に設けられた第２の抵抗を更に有することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の検波回路。
【請求項１０】
前記第１の抵抗はトランジスタのベース層を用いた抵抗であることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の検波回路。
【請求項１１】
前記第１のトランジスタのミラー比は前記第２のトランジスタのミラー比よりも大きいことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の検波回路。
【請求項１２】
短絡されたベース及びコレクタに交流信号が入力される第１のトランジスタと、
ベースが第１の抵抗を介して前記第１のトランジスタのベースに接続された第２のトランジスタと、
エミッタが前記第１のトランジスタのコレクタに接続され、短絡されたベース及びコレクタに基準電圧が入力される第３のトランジスタと、
エミッタが前記第２のトランジスタのコレクタに接続され、ベースが第２の抵抗を介して前記第３のトランジスタのベースに接続され、コレクタ側から検波電圧を出力する第４のトランジスタと、
前記第３のトランジスタのベース及びコレクタと接地点との間に設けられ、ダイオード接続された温度特性補償用トランジスタとを有することを特徴とする検波回路。
【請求項１３】
前記交流信号の入力端子と前記第３のトランジスタのベース及びコレクタとの間に設けられた第１のコンデンサを更に有することを特徴とする請求項１２に記載の検波回路。
【請求項１４】
前記交流信号の入力端子と前記第１のトランジスタのベース及びコレクタとの間に設けられた可変容量コンデンサを更に有することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の検波回路。
【請求項１５】
前記第１，３のトランジスタのミラー比は前記第２，４のトランジスタのミラー比よりも大きいことを特徴とする請求項１２〜１４の何れか１項に記載の検波回路。
【請求項１６】
前記第１のトランジスタのエミッタと接地点との間に設けられた第２のコンデンサを更に有することを特徴とする請求項１〜１５の何れか１項に記載の検波回路。
【請求項１７】
前記第２のコンデンサは可変容量化されていることを特徴とする請求項１６に記載の検波回路。
【請求項１８】
短絡されたベース及びコレクタに基準電圧が入力される第１のトランジスタと、
短絡されたベース及びコレクタに交流信号が入力され、ベース及びコレクタが前記第１のトランジスタのエミッタに接続され、エミッタ側から検波電圧を出力する第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのベース及びコレクタと接地点との間に設けられ、ダイオード接続された温度特性補償用トランジスタとを有することを特徴とする検波回路。
【請求項１９】
短絡されたベース及びコレクタに基準電圧が入力される第１のトランジスタと、
短絡されたベース及びコレクタに交流信号が入力され、ベース及びコレクタが前記第１のトランジスタのエミッタに接続され、エミッタ側から検波電圧を出力する第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのベース及びコレクタと接地点との間に設けられた温度特性補償用ダイオードとを有することを特徴とする検波回路。
【請求項２０】
短絡されたベース及びコレクタに基準電圧が入力される第１のトランジスタと、
短絡されたベース及びコレクタに交流信号が入力され、ベース及びコレクタが前記第１のトランジスタのエミッタに接続され、エミッタ側から検波電圧を出力する第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタのベース及びコレクタと接地点との間に設けられ、ダイオード接続された第１の温度特性補償用トランジスタと、
前記第１のトランジスタのベース及びコレクタと接地点との間に設けられ、ベースが前記第１の温度特性補償用トランジスタのベースに接続された第２の温度特性補償用トランジスタとを有することを特徴とする検波回路。
【請求項２１】
電力増幅器と同一基板上に集積化され、
前記電力増幅器の終段トランジスタのベース側において検波を行い、
前記電力増幅器の終段トランジスタのベースラインとの間隔が前記交流信号の波長の１／２０以下であることを特徴とする請求項１〜２０の何れか１項に記載の検波回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧振幅の小さなＲＦ電力を検波することができ、温度変動による検波電圧変動を抑制することができ、ＧａＡｓ−ＨＢＴ電力増幅器と同一基板上に集積化することができる検波回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＣＤＭＡをはじめとする携帯電話用電力増幅器や無線ＬＡＮ用電力増幅器として、ＧａＡｓ−ＨＢＴ電力増幅器（ＨＢＴ：ヘテロ接合バイポーラトランジスタ）が広く用いられている。ＧａＡｓ−ＨＢＴ電力増幅器は、ＧａＡｓ−ＦＥＴ電力増幅器のような負のゲートバイアス電圧を必要とせず、単一電源動作が可能である。また、ＧａＡｓ−ＨＢＴ電力増幅器は、ＧａＡｓ−ＦＥＴ電力増幅器よりも均一なデバイス特性を提供することができる。
【０００３】
図２３，２４，２５は、ＧａＡｓ−ＨＢＴ電力増幅器を示す回路図である。ＩＮは入力端、ＯＵＴは出力端、Ｔｒ１１，Ｔｒ１２，Ｔｒ１３はＧａＡｓ−ＨＢＴ、Ｃｃ１，Ｃｃ２，Ｃｃ３はコンデンサ、Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３は電源、Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は抵抗、ＩＭ１，ＩＳ１，ＩＳ２，ＯＭ１は整合回路、Ｃｏｕｐ１はカップラ（方向性結合器）である。そして、端末機のボード上又は電力増幅器モジュール上に、電力増幅器からの出力電力をモニタする検波回路が搭載される（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００４】
図２３，図２４の回路は、最終段のトランジスタＴｒ１３のコレクタ出力又はベース入力部で直接ＲＦ電力をモニタする。これに対し、図２５の回路は、カップラを介してＲＦ電力をモニタするため、正確に前進波の出力電力をモニタすることができる。
【０００５】
図２３の回路は、負荷変動時においてモニタ電力に反射波電力が含まれるので、あくまでも簡易モニタ方式となる。しかし、携帯電話よりも移動性の低い無線ＬＡＮ系の端末では、図２３の回路が比較的よく用いられる。また、図２４の回路は、最終段のトランジスタＴｒ１３のベース側に検波回路を配置するため、出力段のパワーをモニタしない。このため、出力電力モニタとしてはやや正確ではないが、無線ＬＡＮやＷｉＭＡＸなどで最近用いられるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式のような変調信号の場合は特に問題は無い。何故なら、ＯＦＤＭ用電力増幅器では飽和出力電力よりも約８〜１０ｄＢ低い平均電力で動作する、即ち完全な線形領域で動作するため、トランジスタＴｒ１３の入力電力と出力電力の違いはトランジスタＴｒ１３の線形利得分だけだからである。また、トランジスタＴｒ３のベース・コレクタ間のアイソレーションにより、入力側で検波すれば、カップラ無しでも負荷変動時の前進波電力を正確にモニタできるからである。
【０００６】
図２６，２７は、従来のＲＦ検波回路を示す回路図である。ＶｉｎはＲＦ入力電圧、Ｖｒｅｆは基準ＤＣ電圧、Ｖｄｅｔは検波電圧、Ｒｉｎ，Ｒｒｅｆ１，Ｒｒｅｆ２，Ｒａ１，Ｒａ２，Ｒａ３は抵抗、Ｒｏｕｔは平滑抵抗、Ｔｒ１，Ｔｒ２はＨＢＴ、ＣｉｎはＤＣカット用の容量、Ｃｏｕｔは平滑容量、ＯＰ１はオペアンプである。検波電圧Ｖｄｅｔは通常、ＲＦ入力電圧Ｖｉｎに比例するので、入力電力ＰｉｎがＲＦ入力電圧Ｖｉｎの２乗に比例することを考慮すると、図２８に示すように入力電力Ｐｉｎは検波電圧Ｖｄｅｔの２乗に比例する。
【０００７】
【特許文献１】特開平２−８０９７２号公報
【特許文献２】ＷＯ９９／３７０１９号公報
【特許文献３】特開２００５−１０９６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
通常ＨＢＴの入力インピーダンスは非常に低いため、トランジスタのベース側の電圧振幅はコレクタ側に比べて非常に小さい。従って、図２４に示すように電力増幅器の終段トランジスタＴｒ１３のベース側においてＲＦ検波を行う場合、図２６に示す簡易なダイオード検波型の回路では電圧振幅不足で検波が難しいという問題があった。一方、図２７に示す差動ダイオード検波型の回路は微弱な電圧変化と連動して検波が可能である。また、図２６の検波回路に比べて、図２７の検波回路は温度変動による検波電圧変動を抑制することができるという利点がある。
【０００９】
しかし、図２６の検波回路は全部ＧａＡｓ−ＨＢＴプロセスで作製可能であるのに対し、図２７の検波回路では、オペアンプＯＰ１をＧａＡｓ−ＨＢＴプロセスでは実現できないので、Ｓｉ系回路をボード又はモジュール基板上に搭載しなければならない。即ち、図２７の検波回路は、ＧａＡｓ−ＨＢＴ基板上で電力増幅器と集積化することができないという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、電圧振幅の小さなＲＦ電力を検波することができ、温度変動による検波電圧変動を抑制することができ、ＧａＡｓ−ＨＢＴ電力増幅器と同一基板上に集積化することができる検波回路を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る検波回路は、短絡されたベース及びコレクタに交流信号及び基準電圧が入力される第１のトランジスタと、ベースが第１の抵抗を介して第１のトランジスタのベースに接続され、コレクタ側から検波電圧を出力する第２のトランジスタと、第１のトランジスタのベース及びコレクタと接地点との間に設けられ、ダイオード接続された温度特性補償用トランジスタとを有する。本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、電圧振幅の小さなＲＦ電力を検波することができ、温度変動による検波電圧変動を抑制することができ、ＧａＡｓ−ＨＢＴ電力増幅器と同一基板上に集積化することができる検波回路を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る検波回路を示す回路図である。トランジスタＴｒ１（第１のトランジスタ）のベースとコレクタは短絡されている。このトランジスタＴｒ１のベース及びコレクタに、抵抗ＲｉｎとＤＣカット用のコンデンサＣｉｎを介してＲＦ入力電圧Ｖｉｎ（交流信号）が入力され、抵抗Ｒｒｅｆ１，Ｒｒｅｆ２を介して基準電圧Ｖｒｅｆ１が入力される。トランジスタＴｒ１のエミッタは抵抗Ｒｅ１を介して接地されている。
【００１４】
トランジスタＴｒ２（第２のトランジスタ）のベースは、抵抗Ｒｂｂ１（第１の抵抗）を介してトランジスタＴｒ１のベースに接続されている。このトランジスタＴｒ２のコレクタに、抵抗Ｒｃ１を介して基準電圧Ｖｒｅｆ２が入力される。トランジスタＴｒ２のエミッタは抵抗Ｒｅ２を介して接地されている。トランジスタＴｒ２はコレクタ側から検波電圧Ｖｄｅｔを出力する。トランジスタＴｒ２のコレクタと検波電圧Ｖｄｅｔの出力端子の接続点と接地点との間に、平滑コンデンサＣｏｕｔと平滑抵抗Ｒｏｕｔが並列に設けられている。
【００１５】
抵抗Ｒｒｅｆ１，Ｒｒｅｆ２の接続点と接地点との間に、抵抗Ｒｒｅｆ３及びトランジスタＴｒｂ１，Ｔｒｂ２，Ｔｒｂ３（温度特性補償用トランジスタ）が直列に設けられている。トランジスタＴｒｂ１，Ｔｒｂ２のベースとコレクタは短絡され、トランジスタＴｒｂ３のベースは抵抗Ｒｒｅｆ４を介して基準電圧Ｖｒｅｆ１の入力端子に接続されている。即ち、トランジスタＴｒｂ１，Ｔｒｂ２，Ｔｒｂ３はダイオード接続されている。これらのトランジスタＴｒｂ１，Ｔｒｂ２，Ｔｒｂ３及び抵抗Ｒｒｅｆ３，Ｒｒｅｆ４は温度特性補償部を構成している。なお、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒｂ１〜Ｔｒｂ３はヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）である。
【００１６】
本回路の基本動作は次の通りである。まず、トランジスタＴｒ１のミラー比とトランジスタＴｒ２のミラー比はＭ：１（Ｍ＞１）の関係にある。即ち、トランジスタＴｒ１のミラー比はトランジスタＴｒ２のミラー比よりも大きい。このため、基準ＤＣ電圧Ｖｒｅｆ１により供給される参照ＤＣ電流は１／Ｍ倍されてミラートランジスタＴｒ２にミラーされる。この際、ＲＦ入力電圧Ｖｉｎが無い状態でＶｄｅｔに最低電圧が出力されるようにバイアス設定する。
【００１７】
次に、トランジスタＴｒ１に入力されるＲＦ入力電力の増加と共にトランジスタＴｒ１のベース−エミッタ間ＤＣ電圧が低下する。これに伴ってトランジスタＴｒ２に流れるミラー電流も減少し、検波電圧Ｖｄｅｔは抵抗Ｒｃ１での電圧降下が減少する分上昇する。この際、抵抗Ｒｂｂ１をある程度高く設定することで、図２に示すように入力電力Ｐｉｎに対する検波電圧Ｖｄｅｔの特性（Ｖｄｅｔ−Ｐｉｎ特性）を比較的緩やかにすることができる。さらに、バイポーラトランジスタのコレクタ電流とベース−エミッタ間電圧が指数関数の関係を持つことにより、Ｖｄｅｔ−Ｐｉｎ特性としてｄＢリニアな特性を簡便に得ることができる。
【００１８】
ここで、温度補償部が無い場合、温度上昇と共にトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース−エミッタ間電圧が低下するので、トランジスタＴｒ１に流れる参照電流が増加し、トランジスタＴｒ２に流れるミラー電流も増加するため、検波電圧Ｖｄｅｔは低下する。これに対し、温度補償部を設けたことで、温度の上昇と共にトランジスタＴｒｂ１，Ｔｒｂ２，Ｔｒｂ３を流れる電流が増加するため、トランジスタＴｒ１に流れる電流をほぼ一定にすることができる。その結果、トランジスタＴｒ２のコレクタ電圧である検波電圧Ｖｄｅｔをほぼ一定にすることができる。
【００１９】
以上説明したように、実施の形態１に係る検波回路は、ＨＢＴのベース−エミッタ間ＤＣ電圧の小さな電圧変化をモニタしながら検波するので、電圧振幅の小さなＲＦ電力を検波することができる。また、温度特性補償部を設けたことにより、温度変動による検波電圧変動を抑制することができる。そして、実施の形態１に係る検波回路は、全ての構成をＧａＡｓ−ＨＢＴプロセスで製造することができるため、ＧａＡｓ−ＨＢＴ電力増幅器と同一基板上に集積化することができる。
【００２０】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る検波回路を示す回路図である。図示のように、トランジスタＴｒ１のエミッタと接地点との間に、抵抗Ｒｅ１と並列にコンデンサＣｅ１（第２のコンデンサ）が設けられている。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００２１】
このコンデンサＣｅ１によってＲＦ入力電力は抵抗Ｒｅ１をバイパスできるので、実施の形態１に比べてより低い入力電力から検波可能になる。これは、図２のＶｄｅｔ−Ｐｉｎ特性がＰｉｎ軸左方向に平行移動した状態に相当する。ただし、入力電力Ｐｉｎのダイナミックレンジが拡大した訳ではないので、大きな入力電力Ｐｉｎに対してはより低い入力電力Ｐｉｎで飽和に到達する。その他の効果については実施の形態１と同様である。
【００２２】
実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係る検波回路を示す回路図である。実施の形態３は、実施の形態２においてコンデンサＣｅ１を可変容量化したものである。即ち、トランジスタＴｒ１のエミッタと接地点との間に、抵抗Ｒｅ１と並列にコンデンサＣｅ１及びコンデンサＣｅ２が直列に設けられている。コンデンサＣｅ１とコンデンサＣｅ２の接続点と制御電圧Ｖｃｎｔの入力端子との間に抵抗Ｒｇ１が設けられている。アノードが接地され、カソードがコンデンサＣｅ１とコンデンサＣｅ２の接続点に接続された可変容量ダイオードＤ１が設けられている。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００２３】
可変容量ダイオードＤ１の容量値に応じて図２のＶｄｅｔ−Ｐｉｎ特性をＰｉｎ軸方向に平行移動させることができるため、入力電力範囲に応じて最適なＶｄｅｔ−Ｐｉｎ特性を得ることができる。その他の効果については実施の形態１と同様である。
【００２４】
実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４に係る検波回路を示す回路図である。実施の形態４は、実施の形態２において温度特性補償部のトランジスタＴｒｂ１〜Ｔｒｂ３の代わりに、ショットキーバリアダイオードＤ１〜Ｄ４（温度特性補償用ダイオード）を設けたものである。
【００２５】
ＨＢＴプロセスにおいて、ショットキーバリアダイオードＤ１〜Ｄ４は通常コレクタ層に金属をショットキー接触させることで実現することができる。実施の形態２に係るトランジスタＴｒｂ１〜Ｔｒｂ３の障壁電位が約１．２５Ｖであるのに対し、ショットキーバリアダイオードＤ１〜Ｄ４の障壁電位は約０．７Ｖと低い。このため、実施の形態４は、種々の温度補償量に設定可能という意味で、温度補償部の回路設計の自由度が広がる。得られるＶｄｅｔ−Ｐｉｎ特性は実施の形態２と同様である。その他の効果については実施の形態２と同様である。
【００２６】
実施の形態５．
図６は、本発明の実施の形態５に係る検波回路を示す回路図である。実施の形態５は、実施の形態２において温度特性補償部のトランジスタＴｒｂ１〜Ｔｒｂ３の代わりに、トランジスタＴｒｂ１（第１の温度特性補償用トランジスタ）及びトランジスタＴｒｂ２（第２の温度特性補償用トランジスタ）からなるカレントミラーと、正の温度傾斜を持つ定電流源Ｉｂ１とを設けたものである。その他の構成は実施の形態２と同様である。
【００２７】
トランジスタＴｒｂ１は、抵抗Ｒｒｅｆ３と接地点の間、即ちトランジスタＴｒ１のベース及びコレクタと接地点との間に設けられている。  トランジスタＴｒｂ２のベースとコレクタは短絡され、このベース及びコレクタはトランジスタＴｒｂ１のベースに接続されている。定電流源Ｉｂ１は、トランジスタＴｒｂ１のベース及びコレクタに電流を供給する。
【００２８】
正の温度傾斜を持つ定電流源Ｉｂ１は、Ｓｉ系回路でよく用いられるバンドギャップ電圧源（ＢＧＲ）とエミッタフォロワを用いて構成することができる。ただし、ＢＧＲを構成するには約４Ｖｂｅ以上の電圧源が必要である。ＢＧＲは電気設計で容易に定電流源Ｉｂ１の温度特性を制御できるので、実施の形態２，４に比べてより細かい温度特性傾斜を設定することができる。得られるＶｄｅｔ−Ｐｉｎ特性は実施の形態２と同様である。その他の効果については実施の形態２と同様である。
【００２９】
実施の形態６．
図７は、本発明の実施の形態６に係る検波回路を示す回路図である。実施の形態６は、実施の形態２において温度特性補償部のトランジスタＴｒｂ１〜Ｔｒｂ３の代わりに、トランジスタＴｒ２の出力側にトランジスタＴｒｂ１（温度特性補償用トランジスタ）を設けたものである。その他の構成は実施の形態２と同様である。
【００３０】
トランジスタＴｒｂ１は、基準電圧Ｖｒｅｆ２の入力端子とトランジスタＴｒ２のコレクタとの間に設けられている。そして、トランジスタＴｒｂ１のベースとコレクタは短絡されている。即ち、トランジスタＴｒｂ１はダイオード接続されている。
【００３１】
温度の上昇と共にトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース−エミッタ間電圧が低下し、それに応じてトランジスタＴｒ１の参照電流及びトランジスタＴｒ２のコレクタ電流が増加する。その結果、抵抗Ｒｃ１での電圧降下によって検波電圧Ｖｄｅｔが低下する。しかし、トランジスタＴｒｂ１のベース−エミッタ間電圧も減少するので、検波電圧Ｖｄｅｔの低下は抑制される。即ち、トランジスタＴｒｂ１は温度特性補償機能を発揮する。得られるＶｄｅｔ−Ｐｉｎ特性は実施の形態２と同様である。その他の効果については実施の形態２と同様である。
【００３２】
実施の形態７．
図８は、本発明の実施の形態７に係る検波回路を示す回路図である。実施の形態７は、実施の形態６において温度特性補償部のトランジスタＴｒｂ１の代わりに、ショットキーバリアダイオードＤ１（温度特性補償用ダイオード）を設けたものである。このようにショットキーバリアダイオードＤ１を用いることで、温度補償部の回路設計の自由度が広がる。得られるＶｄｅｔ−Ｐｉｎ特性は実施の形態２と同様である。その他の効果については実施の形態２と同様である。
【００３３】
実施の形態８．
図９は、本発明の実施の形態８に係る検波回路を示す回路図である。実施の形態１，２に係る検波回路は、トランジスタＴｒ１を含む検波ブロックと、トランジスタＴｒ２を含む電圧−電流変換ブロックとに分けられる。そこで、実施の形態８では、電圧−電流変換ブロックを共通にして、複数個の検波ブロックＭ１，Ｍ２を配置する。検波ブロックＭ１は、実施の形態１，２の検波ブロックと同様に、トランジスタＴｒ１、抵抗Ｒｂｂ１及びトランジスタＴｒｂ１，Ｔｒｂ２，Ｔｒｂ３を含む。その他の構成は実施の形態２と同様である。
【００３４】
これにより、今後の進歩が期待される電力増幅器のマルチバンド化に容易に対応することができる。即ち、マルチバンドに対応して電力増幅器の出力部（最終段）はバンド数だけ配置される。その出力部の数に応じて検波ブロックを配置することにより、電圧−電流変換ブロックを共通にしてマルチバンドに対応することができる。その結果、検波回路の占有面積の削減が可能である。その他の効果については実施の形態２と同様である。
【００３５】
実施の形態９．
図１０は、本発明の実施の形態９に係る検波回路を示す回路図である。実施の形態９は、検波ブロックを共通にして、複数個の電圧−電流変換ブロックＶＩ１，ＶＩ２を配置する。電圧−電流変換ブロックＶＩ１は、実施の形態１，２の電圧−電流変換ブロックと同様に、トランジスタＴｒ２及び抵抗Ｒｂｂ１を含む。その他の構成は実施の形態２と同様である。
【００３６】
各電圧−電流変換ブロックＶＩ１，ＶＩ２に含まれる抵抗Ｒｂｂ１の値を変えることで、同じ入力電力に対して傾斜の異なる検波電圧を容易に得ることができる。これらは製品の用途や仕様に応じて使い分けることができる。その他の効果については実施の形態２と同様である。
【００３７】
実施の形態１０．
図１１は、本発明の実施の形態１０に係る検波回路を示す回路図である。実施の形態１０は、実施の形態２において抵抗Ｒｂｂ１の抵抗値を可変にしたものである。即ち、  抵抗Ｒｂｂ１に並列に電界効果トランジスタＦ１を設け、電界効果トランジスタＦ１のゲートに抵抗Ｒｇ１を介して制御電圧Ｖｃｎｔを入力する。この制御電圧Ｖｃｎｔを変化させることで、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の伝達特性を変化させ、Ｖｄｅｔ−Ｐｉｎ特性の傾斜を図１２に示すように可変にすることができる。その他の効果については実施の形態２と同様である。
【００３８】
実施の形態１１．
図１３は、本発明の実施の形態１１に係る検波回路を示す回路図である。実施の形態１１は、実施の形態２においてトランジスタＴｒ１のベースとコレクタとの間に抵抗Ｒｃｃ１を設けたものである。この抵抗Ｒｃｃ１の値に応じて図１４のようにＶｄｅｔ−Ｐｉｎ特性の傾斜を変えることができる。その他の効果については実施の形態２と同様である。
【００３９】
実施の形態１２．
実施の形態１２は、実施の形態１〜１１において抵抗Ｒｂｂ１をトランジスタのベース層を用いた抵抗で実現したものである。比較的高い抵抗Ｒｂｂ１でトランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２を接続しているため、トランジスタのＤＣ電流利得βがＶｄｅｔ−Ｐｉｎ特性に影響を与える。従って、トランジスタのＤＣ電流利得βが高い場合（ベース層が薄い場合に相当）、抵抗Ｒｂｂ１も高くなる。逆にトランジスタのＤＣ電流利得βが低い場合、抵抗Ｒｂｂ１も低くなる。このようにＶｄｅｔ−Ｐｉｎ特性の傾きを補償する効果が生まれる。その他の効果については実施の形態１〜１１と同様である。
【００４０】
実施の形態１３．
図１４は、本発明の実施の形態１３に係る検波回路を示す回路図である。実施の形態１３は、実施の形態２のカレントミラーをカスコードミラーに変更したものである。
【００４１】
トランジスタＴｒ１ａ（第１のトランジスタ）のベースとコレクタは短絡されている。このトランジスタＴｒ１ａのベース及びコレクタに、抵抗ＲｉｎとＤＣカット用のコンデンサＣｉｎ１を介してＲＦ入力電圧Ｖｉｎ（交流信号）が入力される。トランジスタＴｒ１のエミッタは抵抗Ｒｅ１を介して接地されている。トランジスタＴｒ１のエミッタと接地点との間に、抵抗Ｒｅ１と並列にコンデンサＣｅ１（第２のコンデンサ）が設けられている。
【００４２】
トランジスタＴｒ２ａ（第２のトランジスタ）のベースは、抵抗Ｒｂｂ１（第１の抵抗）を介してトランジスタＴｒ１ａのベースに接続されている。トランジスタＴｒ２のエミッタは抵抗Ｒｅ２を介して接地されている。
【００４３】
トランジスタＴｒ１ｂ（第３のトランジスタ）のエミッタはトランジスタＴｒ１ａのコレクタに接続されている。トランジスタＴｒ１ｂのベースとコレクタは短絡されている。このトランジスタＴｒ１ａのベース及びコレクタに、抵抗Ｒｒｅｆ１，Ｒｒｅｆ２を介して基準電圧Ｖｒｅｆ１が入力される。
【００４４】
トランジスタＴｒ２ｂ（第４のトランジスタ）のベースは、抵抗Ｒｂｂ２（第２の抵抗）を介してトランジスタＴｒ１ｂのベースに接続されている。このトランジスタＴｒ２ｂのコレクタに、抵抗Ｒｃ１を介して基準電圧Ｖｒｅｆ２が入力される。トランジスタＴｒ２ｂはコレクタ側から検波電圧Ｖｄｅｔを出力する。トランジスタＴｒ２のコレクタと検波電圧Ｖｄｅｔの出力端子の接続点と接地点との間に、平滑コンデンサＣｏｕｔと平滑抵抗Ｒｏｕｔが並列に接続されている。
【００４５】
抵抗Ｒｒｅｆ１，Ｒｒｅｆ２の接続点と接地点との間に、抵抗Ｒｒｅｆ３及びトランジスタＴｒｂ１，Ｔｒｂ２，Ｔｒｂ３，Ｔｒｂ４（温度特性補償用トランジスタ）が直列に設けられている。トランジスタＴｒｂ１，Ｔｒｂ２，Ｔｒｂ３のベースとコレクタは短絡され、トランジスタＴｒｂ４のベースは抵抗Ｒｒｅｆ４を介して基準電圧Ｖｒｅｆ１の入力端子に接続されている。即ち、トランジスタＴｒｂ１，Ｔｒｂ２，Ｔｒｂ３，Ｔｒｂ４はダイオード接続されている。これらのトランジスタＴｒｂ１，Ｔｒｂ２，Ｔｒｂ３及び抵抗Ｒｒｅｆ３，Ｒｒｅｆ４は温度特性補償部を構成している。なお、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４，Ｔｒｂ１〜Ｔｒｂ４はヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）である。また、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ３のミラー比とトランジスタＴｒ２，Ｔｒ４のミラー比はＭ：１（Ｍ＞１）の関係にある。即ち、Ｔｒ１，Ｔｒ３のトランジスタのミラー比はＴｒ２，Ｔｒ４のミラー比よりも大きい。
【００４６】
このようにカスコード構成にし、抵抗Ｒｂｂ１、Ｒｂｂ２を適当な値に設定することで、図１５に示すようにより緩やかな傾斜を持つＶｄｅｔ−Ｐｉｎ特性を得ることができる。ただし、カスコード構成にしたことで、基準電圧Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２は１Ｖｂｅ（＝約１．３Ｖ）だけ実施の形態２の基準電圧よりも高くする必要がある。その他の効果については実施の形態２と同様である。
【００４７】
実施の形態１４．
図１６は、本発明の実施の形態１４に係る検波回路を示す回路図である。実施の形態１４は、実施の形態１３においてＲＦ入力電圧Ｖｉｎの入力端子とトランジスタＴｒ１ｂのベース及びコレクタとをＣｉｎ２（第１のコンデンサ）を介して接続したものである。
【００４８】
このようにトランジスタＴｒ１ａとトランジスタＴｒ１ｂに別々にＲＦ入力電圧Ｖｉｎを入力することで、実施の形態１３よりも緩やかなＶｄｅｔ−Ｐｉｎ特性を実現することができる。その他の効果については実施の形態１３と同様である。
【００４９】
実施の形態１５．
図１７は、本発明の実施の形態１５に係る検波回路を示す回路図である。実施の形態１５は、実施の形態１４においてＲＦ入力電圧Ｖｉｎの入力端子とトランジスタＴｒ１ａのベース及びコレクタとの間に設けられたコンデンサＣｉｎ１を可変容量化したものである。このコンデンサＣｉｎ１の容量値に応じてＶｄｅｔ−Ｐｉｎ特性の傾斜を変えることができる。その他の効果については実施の形態１４と同様である。
【００５０】
実施の形態１６．
図１８は、本発明の実施の形態１６に係る検波回路を示す回路図である。実施の形態１６は、温度特性補償機能を有する倍電圧ベースの検波回路である。
【００５１】
トランジスタＴｒ１（第１のトランジスタ）のベースとコレクタは短絡されている。このトランジスタＴｒ１のベース及びコレクタに、抵抗Ｒｒｅｆ１，Ｒｒｅｆ２を介して基準電圧Ｖｒｅｆ１が入力される。また、トランジスタＴｒ１のベース及びコレクタはコンデンサＣｓ１を介して接地されている。このコンデンサＣｓ１は基準電圧Ｖｒｅｆ１からトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２に同時に適当なバイアス電流を印加できるようにトランジスタＴｒ１のベース・コレクタを接地からＤＣ的に分離するための容量である。
【００５２】
トランジスタＴｒ２（第２のトランジスタ）のベースとコレクタは短絡されている。このトランジスタＴｒ２のベース及びコレクタはトランジスタＴｒ１のエミッタに接続されている。また、トランジスタＴｒ２のベース及びコレクタに、抵抗ＲｉｎとＤＣカット用のコンデンサＣｉｎを介してＲＦ入力電圧Ｖｉｎ（交流信号）が入力される。トランジスタＴｒ２はコレクタ側から検波電圧Ｖｄｅｔを出力する。トランジスタＴｒ２のコレクタと検波電圧Ｖｄｅｔの出力端子の接続点と接地点との間に、平滑コンデンサＣｏｕｔと平滑抵抗Ｒｏｕｔが並列に接続されている。
【００５３】
抵抗Ｒｒｅｆ１，Ｒｒｅｆ２の接続点と接地点との間に、抵抗Ｒｒｅｆ３及びトランジスタＴｒｂ１，Ｔｒｂ２，Ｔｒｂ３（温度特性補償用トランジスタ）が直列に設けられている。トランジスタＴｒｂ１，Ｔｒｂ２のベースとコレクタは短絡され、トランジスタＴｒｂ３のベースは抵抗Ｒｒｅｆ４を介して基準電圧Ｖｒｅｆ１の入力端子に接続されている。即ち、トランジスタＴｒｂ１，Ｔｒｂ２，Ｔｒｂ３はダイオード接続されている。これらのトランジスタＴｒｂ１，Ｔｒｂ２，Ｔｒｂ３及び抵抗Ｒｒｅｆ３，Ｒｒｅｆ４は温度特性補償部を構成している。なお、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒｂ１〜Ｔｒｂ３はヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）である。
【００５４】
図１９は、図１８の回路の入力電力に対する検波電圧の特性を示す図である。倍電圧回路をベースにすることで、実施の形態１に比べてより高い検波電圧を実現することができる。その他の効果については実施の形態１と同様である。
【００５５】
実施の形態１７．
図２０は、本発明の実施の形態１７に係る検波回路を示す回路図である。実施の形態１７は、実施の形態１６において温度特性補償部のトランジスタＴｒｂ１〜Ｔｒｂ３の代わりに、ショットキーバリアダイオードＤ１〜Ｄ４（温度特性補償用ダイオード）を設けたものである。これにより、種々の温度補償量に設定可能という意味で、温度補償部の回路設計の自由度が広がる。その他の効果については実施の形態１６と同様である。
【００５６】
実施の形態１８．
図２１は、本発明の実施の形態１８に係る検波回路を示す回路図である。実施の形態１８は、実施の形態１６において温度特性補償部のトランジスタＴｒｂ１〜Ｔｒｂ３の代わりに、トランジスタＴｒｂ１，Ｔｒｂ２、抵抗Ｒｒｅｆ３，Ｒｒｅｆ４からなるカレントミラーベースの回路を設けたものである。抵抗ｒｅｆ３とトランジスタＴｒｂ１は、トランジスタＴｒ１のベース及びコレクタと接地点との間に直列に設けられている。このトランジスタＴｒｂ１はダイオード接続されている。また、抵抗ｒｅｆ４とトランジスタＴｒｂ２は、抵抗Ｒｒｅｆ１，Ｒｒｅｆ２の接続点と接地点との間に直列に設けられている。これにより、実施の形態１６に比べてトランジスタ１個分回路規模を縮小することができる。その他の効果については実施の形態１６と同様である。
【００５７】
実施の形態１９．
図２２は、本発明の実施の形態１９に係る検波回路と３段電力増幅器のレイアウトを示す上面図である。図中において、Ｔｒ１１，Ｔｒ１２，Ｔｒ１３はＧａＡｓ−ＨＢＴ、ＩＭ１，ＩＳ１，ＩＳ２，ＯＭ１は整合回路、ＤＥＴは検波回路である。
【００５８】
実施の形態１９では、実施の形態１〜１８の何れかに係る検波回路をＧａＡｓ−ＨＢＴ電力増幅器と同一基板上に集積化する。そして、検波回路ＤＥＴは、電力増幅器の終段トランジスタＴｒ１３のベース側においてＲＦ検波を行う。この場合に、電力増幅器の終段トランジスタＴｒ１３のベースラインと検波回路ＤＥＴとの間隔ｄをチップ上での交流信号の波長の１／２０以下にする。これにより、接続線路の寄生インダクタンスの影響を少なくし、検波電圧の周波数に対する偏差を実用上問題無い程度に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る検波回路を示す回路図である。
【図２】図１の回路の入力電力に対する検波電圧の特性を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る検波回路を示す回路図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る検波回路を示す回路図である。
【図５】本発明の実施の形態４に係る検波回路を示す回路図である。
【図６】本発明の実施の形態５に係る検波回路を示す回路図である。
【図７】本発明の実施の形態６に係る検波回路を示す回路図である。
【図８】本発明の実施の形態７に係る検波回路を示す回路図である。
【図９】本発明の実施の形態８に係る検波回路を示す回路図である。
【図１０】本発明の実施の形態９に係る検波回路を示す回路図である。
【図１１】本発明の実施の形態１０に係る検波回路を示す回路図である。
【図１２】図１１の回路の入力電力に対する検波電圧の特性を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態１１に係る検波回路を示す回路図である。
【図１４】本発明の実施の形態１３に係る検波回路を示す回路図である。
【図１５】図１４の回路の入力電力に対する検波電圧の特性を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態１４に係る検波回路を示す回路図である。
【図１７】本発明の実施の形態１５に係る検波回路を示す回路図である。
【図１８】本発明の実施の形態１６に係る検波回路を示す回路図である。
【図１９】図１８の回路の入力電力に対する検波電圧の特性を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態１７に係る検波回路を示す回路図である。
【図２１】本発明の実施の形態１８に係る検波回路を示す回路図である。
【図２２】本発明の実施の形態１９に係る検波回路と３段電力増幅器のレイアウトを示す上面図である。
【図２３】ＧａＡｓ−ＨＢＴ電力増幅器を示す回路図である。
【図２４】ＧａＡｓ−ＨＢＴ電力増幅器を示す回路図である。
【図２５】ＧａＡｓ−ＨＢＴ電力増幅器を示す回路図である。
【図２６】従来のＲＦ検波回路を示す回路図である。
【図２７】従来のＲＦ検波回路を示す回路図である。
【図２８】図２６，２７の回路の入力電力に対する検波電圧の特性を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
Ｔｒ１  トランジスタ（第１のトランジスタ）
Ｔｒ２  トランジスタ（第２のトランジスタ）
Ｔｒ１ａ  トランジスタ（第１のトランジスタ）
Ｔｒ２ａ  トランジスタ（第２のトランジスタ）
Ｔｒ１ｂ  トランジスタ（第３のトランジスタ）
Ｔｒ２ｂ  トランジスタ（第４のトランジスタ）
Ｖｉｎ  ＲＦ入力電圧（交流信号）
Ｖｒｅｆ１  基準電圧（第１の基準電圧）
Ｖｒｅｆ２  基準電圧（第２の基準電圧）
Ｖｄｅｔ  検波電圧
Ｔｒｂ１，Ｔｒｂ２，Ｔｒｂ３，Ｔｒｂ４  トランジスタ（温度特性補償用トランジスタ）
Ｄ１〜Ｄ４  ショットキーバリアダイオード（温度特性補償用ダイオード）
Ｒｂｂ１  抵抗（第１の抵抗）
Ｒｂｂ２  抵抗（第２の抵抗）
Ｃｉｎ２  コンデンサ（第１のコンデンサ）
Ｃｅ１  コンデンサ（第２のコンデンサ）
Ｉｂ１  定電流源
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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