(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子と、
出力端子と、
制御端子と、
第１電源端子と、
第２電源端子とを有し、
高周波成分を含む送信信号を多段に縦続接続される複数の増幅器で増幅する高周波電力増幅装置であり、
前記各増幅器は、第１電極、第２電極及び制御電極を有するトランジスタからなり、
前記入力端子は前記縦続接続される初段の前記増幅器の前記制御電極に接続され、
前記出力端子は前記縦続接続される最終段の前記増幅器の前記第１電極に接続され、
前記制御端子は前記各増幅器の前記制御電極に接続され、
前記第１電源端子は前記各増幅器の前記第１電極に接続され、
前記第２電源端子は前記各増幅器の前記第２電極に接続され、
前記縦続接続される前段と次段の前記増幅器において前段の増幅器の第１電極は次段の増幅器の制御電極に接続され、
前記最終段の増幅器の前記第１電極と、前記最終段の増幅器以外の前記増幅器の第１電極との間には、グランドに接続される帯域除去フィルタが接続されており、
前記帯域除去フィルタは、
一端が前記最終段の増幅器の前記第１電極に接続され、他端が前記最終段の増幅器を除く他の前記増幅器の前記第１電極に接続される第１のマイクロストリップラインと、
前記第１のマイクロストリップラインの途中に一方の電極を接続する容量素子と、
前記容量素子の他方の電極に一方の電極を接続する抵抗素子と、
前記抵抗素子の他方の電極に一端を接続し、他端が前記第２の電源端子に接続される第２のマイクロストリップラインとからなることを特徴とする高周波電力増幅装置。
【請求項２】
前記帯域除去フィルタは減衰量が最も大きくなる周波数が前記高周波電力増幅装置の発振が起きる発振周波数に一致または近似する除去特性を有することを特徴とする請求項１に記載の高周波電力増幅装置。
【請求項３】
前記抵抗素子はチップ抵抗であることを特徴とする請求項１に記載の高周波電力増幅装置。
【請求項４】
前記抵抗素子は配線基板に形成された配線抵抗であることを特徴とする請求項１に記載の高周波電力増幅装置。
【請求項５】
前記高周波電力増幅装置はその周波数帯域が９４０乃至９５６ＭＨｚの場合、
前記発振周波数は１０２ＭＨｚであり、
前記帯域除去フィルタは、
前記容量素子による容量が１０００ｐＦであり、
前記容量素子、前記抵抗素子及び第１・第２マイクロストリップラインによるインダクタンスが２．２１ｎＨであり、
前記共振周波数が９４．０ＭＨｚであり、
帯域幅は２１．２ＭＨｚであり、
減衰量が最大となるときの除去周波数は１０２ＭＨｚであることを特徴とする請求項１に記載の高周波電力増幅装置。
【請求項６】
入力端子と、
出力端子と、
制御端子と、
第１電源端子と、
第２電源端子とを有し、
高周波成分を含む送信信号を多段に縦続接続される複数の増幅器で増幅する高周波電力増幅装置であり、
前記各増幅器は、第１電極、第２電極及び制御電極を有するトランジスタからなり、
前記入力端子は前記縦続接続される初段の前記増幅器の前記制御電極に接続され、
前記出力端子は前記縦続接続される最終段の前記増幅器の前記第１電極に接続され、
前記制御端子は前記各増幅器の前記制御電極に接続され、
前記第１電源端子は前記各増幅器の前記第１電極に接続され、
前記第２電源端子は前記各増幅器の前記第２電極に接続され、
前記縦続接続される前段と次段の前記増幅器において前段の増幅器の第１電極は次段の増幅器の制御電極に接続され、
前記最終段の増幅器の前記第１電極と、前記最終段の増幅器以外の前記増幅器の第１電極との間には、グランドに接続される帯域除去フィルタが複数並列に接続されており、
前記各帯域除去フィルタは、
一端が前記最終段の増幅器の前記第１電極に接続され、他端が前記最終段の増幅器を除く他の前記増幅器の前記第１電極に接続される第１のマイクロストリップラインと、
前記第１のマイクロストリップラインの途中に一方の電極を接続する容量素子と、
前記容量素子の他方の電極に一方の電極を接続する抵抗素子と、
前記抵抗素子の他方の電極に一端を接続し、他端が前記第２の電源端子に接続される第２のマイクロストリップラインとからなることを特徴とする高周波電力増幅装置。
【請求項７】
前記各帯域除去フィルタは前記高周波電力増幅装置の発振が起きる複数の発振周波数のうちの相互に異なるいずれかの前記発振周波数に一致または近似した周波数が最も減衰量が低くなる特性を有する帯域除去フィルタとなり、
複数の前記帯域除去フィルタは複数の前記発振周波数の発振出力の最大なものから順次低くなるものに対応していることを特徴とする請求項６に記載の高周波電力増幅装置。
【請求項８】
前記抵抗素子はチップ抵抗であることを特徴とする請求項６に記載の高周波電力増幅装置。
【請求項９】
前記抵抗素子は配線基板に形成された配線抵抗であることを特徴とする請求項６に記載の高周波電力増幅装置。
【請求項１０】
前記帯域除去フィルタは２個設けられ、
前記高周波電力増幅装置はその周波数帯域が９４０乃至９５６ＭＨｚの場合、
前記一方の帯域除去フィルタにおいて、
前記発振周波数は１０２ＭＨｚであり、
前記容量素子による容量が１０００ｐＦであり、
前記容量素子、前記抵抗素子及び第１・第２マイクロストリップラインによるインダクタンスが２．２１ｎＨであり、
前記共振周波数が９４．０ＭＨｚであり、帯域幅は２１．２ＭＨｚであり、
減衰量が最大となるときの除去周波数は１０２ＭＨｚであり、帯域内に発振周波数
１０２ＭＨｚを含み、
前記他方の帯域除去フィルタにおいて、
前記発振周波数は１０２ＭＨｚであり、
前記容量素子による容量が１０００ｐＦであり、
前記容量素子、前記抵抗素子及び第１・第２マイクロストリップラインによるインダクタンスが３．５ｎＨであり、
前記共振周波数が７９ＭＨｚであり、帯域幅は１６．９ＭＨｚであり、
帯域内に発振周波数８７ＭＨｚを含むことを特徴とする請求項６に記載の高周波電力増幅装置。
【請求項１１】
前記一方の帯域除去フィルタの共振周波数が９４．０ＭＨｚとし、前記他方の帯域除去フィルタの共振周波数が８４．０ＭＨｚとすることを特徴とする請求項１０に記載の高周波電力増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高周波電力増幅装置（高周波電力増幅器）に係わり、特に発振を抑止できる高周波電力増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車電話、携帯電話機等の無線通信機（移動通信機）の送信側出力段には高周波電力増幅装置（高周波パワーアンプ：ＨＰＡ）が組み込まれている。
【０００３】
携帯電話機で用いられる８００ＭＨｚから２ＧＨｚの波長帯域の高周波電力増幅装置（ＨＰＡ）は、増幅率を大きくするため、トランジスタからなる増幅器を複数縦続接続する多段構成のものが使用されている。また、各段のトランジスタ（増幅器）は一つの電源で駆動する構造になっている。
【０００４】
トランジスタは帯域が低域になるにつれ、利得が増加するため、わずかな帰還によって発振が生じる可能性が高くなる。この発振対策のため、従来は、増幅回路中にデカップリングコンデンサを組み込んだり、また電源ラインの引き回しに注意を払って発振を抑えている（例えば、非特許文献１）。
【０００５】
【非特許文献１】日立製作所発行、「日立ＲＦパワーモジュールデータブック（HITACHI RF Power Module Data Book ）」、2001年３月版、ｐ１２−１３。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
増幅器を複数縦続接続する多段構成の高周波電力増幅装置では、各増幅器は同一の電源で駆動する。このため、電源線が帰還回路を構成し、電源の内部インピーダンスによる変動電圧が生じ発振が発生する。この電圧変動抑制のために、通常は電源とグランド間にデカップリングコンデンサを挿入するが、帰還周波数が高周波になるにつれてコンデンサはインダクタンスとして動作してしまう。そこで、発振を抑止するためには、容量の異なるデカップリングコンデンサを多数組み込む必要が生じ、高周波電力増幅装置の小型化が妨げられる。また、多数のデカップリングコンデンサの使用は、高周波電力増幅装置の製造コスト高騰の原因となる。
【０００７】
本発明の目的は発振が起き難い高周波電力増幅装置を提供することにある。
本発明の他の目的は小型化が達成できる高周波電力増幅装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、下記のとおりである。
（１）高周波電力増幅装置は、
入力端子と、
出力端子と、
制御端子と、
第１電源端子と、
第２電源端子とを有し、
高周波成分を含む送信信号を多段に縦続接続される複数の増幅器で増幅する高周波電力増幅装置であり、
前記各増幅器は、第１電極、第２電極及び制御電極を有するトランジスタからなり、
前記入力端子は前記縦続接続される初段の前記増幅器の前記制御電極に接続され、
前記出力端子は前記縦続接続される最終段の前記増幅器の前記第１電極に接続され、
前記制御端子は前記各増幅器の前記制御電極に接続され、
前記第１電源端子は前記各増幅器の前記第１電極に接続され、
前記第２電源端子は前記各増幅器の前記第２電極に接続され、
前記縦続接続される前段と次段の前記増幅器において前段の増幅器の第１電極は次段の増幅器の制御電極に接続され、
前記最終段の増幅器の前記第１電極と、前記最終段の増幅器以外の前記増幅器の第１電極との間には、グランドに接続される帯域除去フィルタが接続されていることを特徴とする。
また、前記帯域除去フィルタは減衰量が最も大きくなる周波数が前記高周波電力増幅装置の発振が起きる発振周波数に一致または近似する除去特性を有する。
【０００９】
前記帯域除去フィルタは、
一端が前記最終段の増幅器の前記第１電極に接続され、他端が前記最終段の増幅器を除く他の前記増幅器の前記第１電極に接続される第１のマイクロストリップラインと、
前記第１のマイクロストリップラインの途中に一方の電極を接続する容量素子と、
前記容量素子の他方の電極に一方の電極を接続する抵抗素子と、
前記抵抗素子の他方の電極に一端を接続し、他端が前記第２の電源端子に接続される第２のマイクロストリップラインとからなっている。
そして、前記高周波電力増幅装置はその周波数帯域が９４０乃至９５６ＭＨｚの場合、前記発振周波数は１０２ＭＨｚ近辺であり、
前記帯域除去フィルタは、
前記容量素子による容量が１０００ｐＦであり、
前記容量素子、前記抵抗素子及び第１・第２マイクロストリップラインによるインダクタンスが２．２１ｎＨであり、
前記共振周波数が９４．０ＭＨｚであり、
帯域幅は２１．２ＭＨｚであり、
減衰量が最大となるときの除去周波数は１０２ＭＨｚである。
【００１０】
（２）前記手段（１）の構成において、前記最終段の増幅器の前記第１電極と、前記最終段の増幅器以外の前記増幅器の第１電極との間には、グランドに接続される帯域除去フィルタが複数並列に接続されている。
【００１１】
前記各帯域除去フィルタは前記高周波電力増幅装置の発振が起きる複数の発振周波数のうちの相互に異なるいずれかの前記発振周波数に一致または近似した周波数が最も減衰量が低くなる特性を有する帯域除去フィルタとなり、
複数の前記帯域除去フィルタは複数の前記発振周波数の発振出力の最大なものから順次低くなるものに対応している。
【００１２】
そして、前記帯域除去フィルタが２個設けられ、前記高周波電力増幅装置の周波数帯域が９４０乃至９５６ＭＨｚの場合、
前記一方の帯域除去フィルタにおいて、
前記発振周波数は１０２ＭＨｚ近辺であり、
前記容量素子による容量が１０００ｐＦであり、
前記容量素子、前記抵抗素子及び第１・第２マイクロストリップラインによるインダクタンスが２．２１ｎＨであり、
前記共振周波数が９４．０ＭＨｚであり、
帯域幅は２１．２ＭＨｚであり、
減衰量が最大となるときの除去周波数は１０２ＭＨｚであり、帯域内に発振周波数１０２ＭＨｚを含み、
前記他方の帯域除去フィルタにおいて、
前記発振周波数は１０２ＭＨｚであり、
前記容量素子による容量が１０００ｐＦであり、
前記容量素子、前記抵抗素子及び第１・第２マイクロストリップラインによるインダクタンスが３．５ｎＨであり、
前記共振周波数が７９ＭＨｚであり、
帯域幅は１６．９ＭＨｚであり、
帯域内に発振周波数８７ＭＨｚを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
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、下記のとおりである。
前記（１）の手段によれば、最終段の増幅器の第１電極と、最終段の増幅器以外の増幅器の第１電極との間には、グランドに接続される帯域除去フィルタが接続されている。この帯域除去フィルタは、減衰量が最も大きくなる周波数が高周波電力増幅装置の発振が起きる発振周波数に一致または近似する除去特性を有していることから、発振が抑止できる。例えば、高周波電力増幅装置の最大の発振周波数が１０２ＭＨｚ近辺である場合、帯域除去フィルタの減衰量が最大となる除去周波数が１０２ＭＨｚであることから、共振は発生しても発振が抑止される。これにより、この高周波電力増幅装置を組み込んだ無線通信機では発振の起きない良好な通信を行うことができる。
【００１４】
前記（２）の手段によれば、最終段の増幅器の第１電極と、最終段の増幅器以外の増幅器の第１電極との間には、グランドに接続される帯域除去フィルタが複数並列に接続されている。前記各帯域除去フィルタは高周波電力増幅装置の発振が起きる複数の発振周波数のうちの相互に異なるいずれかの発振周波数に一致または近似した周波数が最も減衰量が低くなる特性を有する帯域除去フィルタとなっている。また、複数の帯域除去フィルタは複数の発振周波数の発振出力の最大なものから順次低くなるものに対応している。
【００１５】
例えば、帯域除去フィルタが２個設けられ、高周波電力増幅装置の周波数帯域が９４０乃至９５６ＭＨｚの場合、高周波電力増幅装置の最大の発振を起こす周波数（発振周波数）は１０２ＭＨｚ近辺であり、次に大きな発振を起こす周波数（高調波）は２０４ＭＨｚである。そして、この発振を抑止するために組み込まれた一方の帯域除去フィルタは減衰量が最大となる周波数が１０２ＭＨｚであり、他方の帯域除去フィルタは減衰量が最大となる周波数が２０４ＭＨｚであることから、高周波電力増幅装置は１０２ＭＨｚ及び２０４ＭＨｚ（高調波）での発振が抑止される。これにより、この高周波電力増幅装置を組み込んだ無線通信機では発振の起きない良好な通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００１７】
本実施例１では、増幅器を２段に縦続接続した多段構成の高周波電力増幅装置（高周波電力増幅器）に本発明を適用した例について説明する。図１乃至図１０は本発明の実施例１である高周波電力増幅装置に係わる図である。図１は高周波電力増幅装置の等価回路図、図２はキャップの一部を取り除いて示す実施例１の高周波電力増幅装置の模式的な平面図である。
【００１８】
本実施例１の高周波電力増幅装置（高周波パワーアンプ：ＨＰＡ）１は、図２に示すように、板状の四角形の金属ケース２と、この金属ケース２の上面に裏面のグランド層が半田付けされる配線基板３と、この配線基板３の上面を覆うように前記金属ケース２に取り付けられる金属製のキャップ４とで形成され、外観的には偏平な矩形体構造になっている。また、金属ケース２から外れて突出する配線基板３の裏面には、図示はしないが外部電極端子が露出している。そして、これら外部電極端子には、金属製のリード５が導電性の接合材で接続されている。各リード５は平行に延在し、その外端を配線基板３の外側に突出させている。リード（端子）５は、例えば、左から右に向かって、入力リード（ＲＦin）、制御リード（Ｖgg）、第２電源リード（ＧＮＤ）、第１電源リード（Ｖdd）、出力リード（ＲＦout ）となり、図１の等価回路図で示す端子を構成している。
【００１９】
高周波電力増幅装置１は、金属ケース２が、例えば、携帯電話機（無線通信機）のマザーボード等の実装基板に固定される。この結果、高周波電力増幅装置１で発生した熱は効率良く実装基板に放散される。各リード５の先端は、実装基板の所定配線に半田等の導電性接合材によって接続される。
【００２０】
配線基板３は誘電体と導体層を順次積み上げた多層の配線基板構造となり、その上面にはトランジスタ等の能動部品（能動素子）及びコンデンサ（Ｃ）、抵抗（Ｒ）等の受動部品（受動素子）が実装されている。配線基板３の配線及び搭載される電子部品によって、高周波電力増幅装置１は、図１に示すような等価回路を構成している。
【００２１】
高周波電力増幅装置１は、等価回路に示すように、入力端子（ＲＦin）と出力端子（ＲＦout ）間に高周波成分を含む送信信号を多段に縦続接続される複数の増幅器で増幅する構造になっている。高周波電力増幅装置１はトランジスタＱ１、Ｑ２を縦続接続する２段構成である。また、トランジスタＱ１、Ｑ２はいずれも電界効果トランジスタであり、第１電極としてドレイン電極、第２電極としてソース電極、制御電極としてゲート電極を有している。
【００２２】
縦続接続される前段（初段）と次段（最終段）の増幅器（トランジスタＱ１、Ｑ２）において、前段の増幅器（トランジスタＱ１）の第１電極（ドレイン電極）は次段の増幅器（トランジスタＱ２）の制御電極（ゲート電極）に接続されている。トランジスタＱ１、Ｑ２のドレイン電極は、第１電源端子（Ｖdd）に接続され、かつトランジスタＱ１、Ｑ２の出力信号を出力する電極となる。また、トランジスタＱ１、Ｑ２のソース電極は第２電源端子（ＧＮＤ）に接続される。
【００２３】
入力端子（ＲＦin）は初段の増幅器（トランジスタＱ１）の制御電極（ゲート電極）に接続されている。出力端子（ＲＦout ）は最終段の増幅器（トランジスタＱ２）の第１電極（ドレイン電極）に接続されている。制御端子（Ｖgg）は各増幅器（トランジスタＱ１、Ｑ２）の制御電極（ゲート電極）に接続されている。
【００２４】
実施例１では、図２に示すように、トランジスタＱ１が形成された半導体装置１０及びトランジスタＱ２が形成された半導体装置１１が半田接続によって配線基板３の上面に搭載されている。また、受動素子として、図１の等価回路図で示すＣ１〜Ｃ１４で示す容量素子（コンデンサ）、及びＲ１〜Ｒ５で示す抵抗素子が実装されている。容量素子（コンデンサ）及び抵抗素子は、いずれも両端に電極を有するチップ部品（チップ抵抗，チップコンデンサ）である。図２において、これら容量素子及び抵抗素子には符号を付してない。また、図２において太い配線部分はマイクロストリップラインである。図１の等価回路では、細長い長方形部分がマイクロストリップラインである。
【００２５】
図１に示すように、容量素子及び抵抗素子によって入力整合回路、段間整合回路、出力整合回路、ゲートバイアス回路等の整合回路が構成されている。
【００２６】
また、これが本発明の特徴の一つであるが、第１電源端子（Ｖdd）に接続される電源線であって、トランジスタＱ２のドレイン電極とトランジスタＱ１のドレイン電極との間にグランドに接続される帯域除去フィルタ（バンド阻止フィルタ：ＢＥＦ）が接続されている。実施例１では、図１の等価回路図に示すように帯域除去フィルタ（ＢＥＦ）は、帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）として示してある。図１では第１電源端子（Ｖdd）に電源（パワー・ソース）１２を付け加えた回路図として示してある。
【００２７】
帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）は、分かりやすいように配線基板３から切り取った状態として、図３及び図４に示してある。図３に示すように、配線基板３の裏面にはグランド層１５が設けられている。また、配線基板３の上面には配線１６が形成されている。そして、配線１６は必要箇所においてマイクロストリップラインを形成している。
【００２８】
帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）は、図３及び図４に示すように、第１のマイクロストリップライン（ＭＳＬbef1）、容量素子（Ｃbef1）、抵抗素子（Ｒbef1）及び第２のマイクロストリップライン（ＭＳＬbef2）によって構成されている。
【００２９】
図３及び図４において、左端から右端に向かって直線的に延在する部分が第１のマイクロストリップライン（ＭＳＬbef1）である。この第１のマイクロストリップライン（ＭＳＬbef1）の一端（図では右端）が最終段のトランジスタＱ２の第１電極（ドレイン電極：Ｄ）に接続され、他端（図では左端）が初段のトランジスタＱ１の第１電極（ドレイン電極：Ｄ）に接続される。この第１のマイクロストリップライン（ＭＳＬbef1）の途中にチップコンデンサからなる容量素子（Ｃbef1）の一方の電極２０ａが接続される。容量素子（Ｃbef1）の他方の電極２０ｂは配線基板３の上面に設けられた配線１６ｄに接続されている。そして、この配線１６ｄにチップ抵抗からなる抵抗素子（Ｒbef1）の一方の電極２１ａが前記他方の電極２０ｂに接触あるいは近接して接続されている。抵抗素子（Ｒbef1）の他方の電極２１ｂは配線基板３の上面に設けられた第２のマイクロストリップライン（ＭＳＬbef2）の一端に接続されている。第２のマイクロストリップライン（ＭＳＬbef2）の他端はスルーホール２２に接続され、グランド層１５に接続される導体２３に接続されている。
【００３０】
実施例１では、第１のマイクロストリップライン（ＭＳＬbef1）の長さａは３０ｍｍ、幅ｂは２．９６ｍｍとし、第２のマイクロストリップライン（ＭＳＬbef2）の長さｅは０．９３４ｍｍ、幅ｄは０．２７５ｍｍとしている。また、容量素子（Ｃbef1）として容量（キャパシタ）が１０００ｐＦのチップコンデンサが搭載され、抵抗素子（Ｒbef1）として抵抗が０．５５から２．２Ωのチップ抵抗が搭載されている。この結果、帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）において、マイクロストリップラインはＭＳＬbef1、ＭＳＬbef2及びチップ抵抗（Ｒbef1）をも含み全体で２．２１ｎＨとなり、キャパシタは１０００ｐＦとなる。
以上の構成からなる帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）は、減衰量が最も大きくなる除去周波数が１０２ＭＨｚとなる。
【００３１】
高周波電力増幅装置１は９４０乃至９５６ＭＨｚの周波数帯域で使用した場合、図５に示すように、最も大きな発振が起きる一次の発振周波数は１０２ＭＨｚ付近となる。従って、帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）の使用によって、一次の発振周波数の近傍に帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）の減衰量が最も大きくなる除去周波数（１０２ＭＨｚ）が位置することから、発振が抑止される。即ち、発振周波数は９４ＭＨｚであるが、抵抗をつけていないとき１０２ＭＨｚの周波数は帯域内に含んでおり、発振周波数を抑制できる。
【００３２】
ここで、チップ抵抗（Ｒbef1）の抵抗値を変えた場合の利得と周波数との関係の違い、及び抵抗値を変えた場合における周波数に対する利得及び出力（Ｐout ）の違いを図６乃至図１０に示す。
【００３３】
図６は帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）を構成するチップ抵抗（Ｒbef1）の組み込み数の違いによる利得の変動を示すグラフである。２．２Ω１個と記載した太い実線は抵抗値が２．２Ωのチップ抵抗を１個接続したときの利得曲線を示す。この利得曲線で示されるように利得の最低値は−２０．５ｄＢとなる。２．２Ω２個と記載した点線は抵抗値が２．２Ωのチップ抵抗を２個並列に接続したときの利得曲線を示す。この利得曲線で示されるように利得の最低値は−２５．１ｄＢとなる。２．２Ω３個と記載した一点鎖線は抵抗値が２．２Ωのチップ抵抗を３個並列に接続したときの利得曲線を示す。この利得曲線で示されるように利得の最低値は−２７．５ｄＢとなる。２．２Ω４個と記載した細い実線は抵抗値が２．２Ωのチップ抵抗を４個並列に接続したときの利得曲線を示す。この利得曲線で示されるように利得の最低値は−２９．１ｄＢとなる。
このグラフから並列接続するチップ抵抗を多くするにつれて利得が順次小さくなることが分かる。
【００３４】
図６乃至図１０は搭載するチップ抵抗の数を変えた場合での発振周波数と帯域除去フィルタの除去特性との相関を示すグラフである。図７はチップ抵抗を１個搭載した場合のグラフ、図８はチップ抵抗を２個並列に搭載した場合のグラフ、図９はチップ抵抗を３個並列に搭載した場合のグラフ、図１０はチップ抵抗を４個並列に搭載した場合のグラフである。これらのグラフから抵抗のインダクタンスによる共振周波数のズレがほとんどないことが分かる。また、帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）の減衰量が−２９．１ｄＢ以下になると高周波電力増幅装置１の発振が完全に抑制されることも確認した。
【００３５】
本実施例１によれば以下の効果を有する。
（１）最終段の増幅器（トランジスタＱ２）の第１電極（ドレイン電極）と、最終段の増幅器以外の増幅器である初段の増幅器（トランジスタＱ１）の第１電極（ドレイン電極）との間には、グランドに接続される帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）が接続されている。この帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）は、減衰量が最も大きくなる周波数（除去周波数）が高周波電力増幅装置１の発振が起きる発振周波数に近似する除去特性を有していることから、高周波電力増幅装置１の発振が抑止できる。例えば、高周波電力増幅装置１の最大の発振周波数が１０２ＭＨｚ近辺である場合、帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）の減衰量が最大となる除去周波数が１０２ＭＨｚであることから、共振は発生しても発振が抑止される。これにより、この高周波電力増幅装置１を組み込んだ無線通信機では発振の起きない良好な通信を行うことができる。
【００３６】
（２）本実施例１では、発振を抑止するために、マイクロストリップライン、容量素子及び抵抗素子を組み合わせた帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）を組み込むため、従来のようにデカップリングコンデンサを複数搭載する構造に比較して高周波電力増幅装置１の小型化を図ることができる。
【実施例２】
【００３７】
図１１は本発明の実施例２である高周波電力増幅装置のキャップを外して示す模式的な平面図である。本実施例２の高周波電力増幅装置１は、実施例１の高周波電力増幅装置１において、帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）を構成する抵抗素子（Ｒbef1）を配線１６ｆに抵抗を高める金属酸化物等を分散させて抵抗体とした例である。この例の抵抗素子（Ｒbef1）は、第１のマイクロストリップライン（ＭＳＬbef1）に一端を接続して形成され、他端は配線１６ｇに接続されている。そして、この配線１６ｇに容量素子（Ｃbef1）としてのチップコンデンサの一端の電極が接続され、チップコンデンサの他端は第２のマイクロストリップライン（ＭＳＬbef1）に接続される。
【００３８】
実施例２の高周波電力増幅装置１においても、実施例１と同様に高周波電力増幅装置１の発振を抑止することができる。また、抵抗素子（Ｒbef1）として拡散によって抵抗体を形成するため、外付け抵抗体なしで小型化となる効果がある。
【実施例３】
【００３９】
図１２は本発明の実施例３である高周波電力増幅装置の等価回路図、図１３は本実施例３の高周波電力増幅装置において、帯域除去フィルタによって発振を抑止できた状態を示すグラフである。
【００４０】
本実施例３の高周波電力増幅装置１は、最終段増幅器の第１電極と、最終段増幅器以外の他の増幅器の第１電極間に帯域除去フィルタを複数個並列に接続する例であり、前記各帯域除去フィルタは高周波電力増幅装置の発振が起きる複数の発振周波数のうちの相互に異なるいずれかの発振周波数に一致または近似した周波数が最も減衰量が低くなる特性を有する帯域除去フィルタであり、複数の前記帯域除去フィルタは複数の前記発振周波数の発振出力の最大なものから順次低くなるものに対応している。これにより、各発振周波数での発振を抑止するものである。
【００４１】
本実施例３の高周波電力増幅装置１は、図１２の等価回路図で示すように、トランジスタＱ２のドレイン電極と、トランジスタＱ１のドレイン電極間に帯域除去フィルタを２個並列に接続する例である。
【００４２】
一つの帯域除去フィルタは、実施例１と同様に帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）であり、他の一つは帯域除去フィルタ（ＢＥＦ２）である。帯域除去フィルタ（ＢＥＦ２）は２次の発振周波数における発振を抑止するために設けるものである。
【００４３】
他の一つの帯域除去フィルタ（ＢＥＦ２）は、帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）と同様な構成であり、第１のマイクロストリップライン（ＭＳＬbef3）、容量素子（Ｃbef2）、抵抗素子（Ｒbef2）及び第２のマイクロストリップライン（ＭＳＬbef4）によって構成されている。この帯域除去フィルタ（ＢＥＦ２）は８７ＭＨｚの発振周波数の発振を抑止するものであり、容量が１０００ｐＦであり、容量素子、抵抗素子及び第１・第２マイクロストリップラインによるインダクタンスが３．５ｎＨである。また、共振周波数が７９ＭＨｚであり、帯域幅は１６．９ＭＨｚであり、帯域内に発振周波数８７ＭＨｚを含む。
【００４４】
図１３は本実施例３の高周波電力増幅装置１において、帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）及び帯域除去フィルタ（ＢＥＦ２）によって発振を抑止できた状態を示すグラフである。グラフの横軸は周波数（ＧＨｚ）であり、縦軸は振幅（ｄＢｍ）である。ＢＥＦ１による特性、ＢＥＦ２による特性、ＢＥＦ１とＢＥＦ２による特性が示されている。帯域除去フィルタ（ＢＥＦ１）は、実施例１と同様に１０２ＭＨｚ近傍の一次の発振周波数の発振を抑止できる。また、ＢＥＦ１とＢＥＦ２による特性によって７９から１０２ＭＨｚ近傍の二次の発振周波数の発振を抑止できる。これにより、一次及び二次の発振周波数の発振を抑止することができる。
【００４５】
また、これは実施例３の変形例であるが、発振周波数が１０２ＭＨｚでばらつく場合は、共振周波数が９４．０ＭＨｚとなる一方の帯域除去フィルタに共振周波数が７９．０ＭＨｚとなる他方の帯域除去フィルタを近づけて、たとえば一方の帯域除去フィルタの共振周波数が９４．０ＭＨｚとし、他方の共振周波数が８４．０ＭＨｚとして、帯域除去する帯域を７７．５ＭＨｚから１０４．５ＭＨｚに広げたフィルタとする。共振周波数が９４．０ＭＨｚとなる一方の帯域除去フィルタの帯域幅は２１．２ＭＨｚであり、共振周波数が８４．０ＭＨｚとなる一方の帯域除去フィルタの帯域幅は１７．０ＭＨｚである。これにより発振周波数が７７．５ＭＨｚから１０４．５ＭＨｚにばらついても、発振周波数は２つの帯域除去フィルタの帯域内であることから発振が阻止される効果がある。実施例３では、２つの周波数を阻止することが目的となり、前記変形例では、帯域阻止する周波数を広げることが目的となる。
【００４６】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例１である高周波電力増幅装置の等価回路図である。
【図２】キャップの一部を取り除いて示す実施例１の高周波電力増幅装置の模式的な平面図である。
【図３】実施例１の高周波電力増幅装置における帯域除去フィルタ部分を示す模式的斜視図である。
【図４】図３で示す帯域除去フィルタ部分の模式的平面図である。
【図５】本実施例１の高周波電力増幅装置において、帯域除去フィルタによって発振を抑止できた状態を示すグラフである。
【図６】前記帯域除去フィルタを構成するチップ抵抗の組み込み数の違いによる利得の変動を示すグラフである。
【図７】前記帯域除去フィルタを構成するチップ抵抗が１個の場合の発振周波数と帯域除去フィルタの除去特性との相関を示すグラフである。
【図８】前記帯域除去フィルタを構成するチップ抵抗を２個並列に使用した場合の発振周波数と帯域除去フィルタの除去特性との相関を示すグラフである。
【図９】前記帯域除去フィルタを構成するチップ抵抗を３個並列に使用した場合の発振周波数と帯域除去フィルタの除去特性との相関を示すグラフである。
【図１０】前記帯域除去フィルタを構成するチップ抵抗を４個並列に使用した場合の発振周波数と帯域除去フィルタの除去特性との相関を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例２である高周波電力増幅装置のキャップを外して示す模式的な平面図である。
【図１２】本発明の実施例３である高周波電力増幅装置の等価回路図である。
【図１３】本実施例３の高周波電力増幅装置において、帯域除去フィルタによって発振を抑止できた状態を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１…高周波電力増幅装置（高周波パワーアンプ：ＨＰＡ）、２…金属ケース、３…配線基板、４…キャップ、５…リード、１０、１１…半導体装置、１２…電源（パワー・ソース）、１５…グランド層、１６，１６ｄ，１６ｆ，１６ｇ…配線、２０ａ…一方の電極、２０ｂ…他方の電極、２１ａ…一方の電極、２１ｂ…他方の電極、２２…スルーホール、２３…導体。
【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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