(57)【要約】【課題】  複数のトランジスタを並列接続して構成されるパワーアンプモジュールにおいて、３次相互歪（ＩＭ３）と効率とを共に良好な状態に調整する。【解決手段】  複数個のトランジスタ３、４、５、６を並列接続して構成したパワーアンプモジュールに対して、それぞれのトランジスタに流れる電流値Ｉｄ3、Ｉｄ4、Ｉｄ5、Ｉｄ6を調整回路１１により調整して、電流値の異なるトランジスタを組み合わせた構成として、優れたＩＭ３特性２１と効率特性２２とを共に実現する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のトランジスタを並列接続して設けたパワーアンプモジュールにおいて、
それぞれのトランジスタに流れる電流値を調整することにより、電流値の異なるトランジスタを組み合わせた構成として、３次相互歪を抑えるとともに効率を向上させることを特徴とするパワーアンプモジュールの調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーアンプモジュールの効率と３次相互歪（3rd Intermodulation：ＩＭ３）とを共に良好な状態に調整する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーアンプモジュールは、例えば無線伝送や有線伝送を行う通信装置において、信号を増幅するために用いられている。
このようなパワーアンプモジュールには、効率と共に、良好な３次相互歪特性が要求される。
【０００３】
図３には、無線通信装置において無線周波数信号を増幅するために用いられるパワーアンプモジュールの一構成例を示してある。
同図に示すパワーアンプモジュールは、初段、段間、終段の３つのトランジスタ増幅回路を直列に接続した３段構成であり、初段はトランジスタ１、段間はトランジスタ２、終段は並列接続した４つのトランジスタ３、４、５、６を備えて構成されている。なお、同図中の７〜８はコンデンサである。
【０００４】
初段トランジスタ１には電圧Ｖｄ1が印加され、段間トランジスタ２には電圧Ｖｄ2が印加され、終段トランジスタ３には電圧Ｖｄ3が印加され、終段トランジスタ４には電圧Ｖｄ4が印加され、終段トランジスタ５には電圧Ｖｄ5が印加され、終段トランジスタ６には電圧Ｖｄ6が印加され、これらトランジスタに印加電圧に応じた駆動電流が流れて、入力端子Ｐinから入力された信号を各段で増幅して出力端子Ｐoutから出力する。
【０００５】
ここで、従来のパワーアンプモジュールにおいては、複数のトランジスタを並列接続して構成した増幅段について、各トランジスタ３、４、５、６に流れる駆動電流Ｉｄ3、Ｉｄ4、Ｉｄ5、Ｉｄ6が同一値としている。
このようにトランジスタ３、４、５、６に流れる駆動電流Ｉｄ3、Ｉｄ4、Ｉｄ5、Ｉｄ6を同一値とした場合における出力電力に対する３次相互歪（ＩＭ３）の特性を図４（ａ）に示し、出力電力に対する効率の特性を図４（ｂ）に示してある。
【０００６】
図４（ａ）（ｂ）において、ＩＭ３特性４１と効率特性４４はトランジスタ３、４、５、６に流れる駆動電流Ｉｄ3、Ｉｄ4、Ｉｄ5、Ｉｄ6を比較的大きくした場合（例えば、Ｉｄ3＝Ｉｄ4＝Ｉｄ5＝Ｉｄ6＝１０００ｍＡ）の特性であり、ＩＭ３特性４２と効率特性４５はトランジスタ３、４、５、６に流れる駆動電流Ｉｄ3、Ｉｄ4、Ｉｄ5、Ｉｄ6を比較的小さくした場合（例えば、Ｉｄ3＝Ｉｄ4＝Ｉｄ5＝Ｉｄ6＝３６０ｍＡ）の特性であり、ＩＭ３特性４３と効率特性４６はトランジスタ３、４、５、６に流れる駆動電流Ｉｄ3、Ｉｄ4、Ｉｄ5、Ｉｄ6を中程度にした場合（例えば、Ｉｄ3＝Ｉｄ4＝Ｉｄ5＝Ｉｄ6＝８００ｍＡ）の特性である。
【０００７】
すなわち、図４（ａ）（ｂ）から明らかなように、トランジスタ３、４、５、６に流れる駆動電流Ｉｄ3、Ｉｄ4、Ｉｄ5、Ｉｄ6を比較的大きくした場合、当該増幅段はＩＭ３特性は良好であるが効率特性が劣化したＡ級増幅回路的に動作する一方、トランジスタ３、４、５、６に流れる駆動電流Ｉｄ3、Ｉｄ4、Ｉｄ5、Ｉｄ6を比較的小さくした場合、当該増幅段はＩＭ３特性は劣化するが効率特性が良好となるＣ級或いはＡＢ級増幅回路的に動作する。
【特許文献１】特開２００１―２４４８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
複数のトランジスタを並列接続して構成した増幅回路において、各トランジスタに流れる電流値を同一とした場合には、当該電流値を如何様に設定しても十分に満足できる良好なＩＭ３特性が得られないという課題があった。
具体的には、図４（ａ）に示すように、当該増幅段の実用範囲（当該例では、出力電力３９ｄＢｍ以下）において、トランジスタ３、４、５、６に流れる駆動電流Ｉｄ3、Ｉｄ4、Ｉｄ5、Ｉｄ6の値を大きくしても又は小さくしても、同図中に網掛けして示すようにＩＭ３特性が―３０ｄＢｃを超えてしまう劣化領域４７が存在してしまう。
【０００９】
本発明は、上記従来の事情に鑑みなされたもので、複数のトランジスタを並列接続して構成されるパワーアンプモジュールにおいて、３次相互歪（ＩＭ３）と効率とを共に良好な状態に調整することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るパワーアンプモジュールの調整方法は、複数（すなわち、２個以上）のトランジスタを並列接続して設けたパワーアンプモジュールに対して、それぞれのトランジスタに流れる電流値を調整することにより、電流値の異なるトランジスタを組み合わせた構成として、３次相互歪を抑えるとともに効率を向上させる。
すなわち、パワーアンプモジュールをＡ級増幅回路的に動作するトランジスタとＣ級或いはＡＢ級増幅回路的に動作するトランジスタとを組み合わせた構成とすることにより、３次相互歪と効率とを共に良好な状態とする。
【００１１】
並列接続された各トランジスタへの電流値は、使用する出力電力範囲に応じてＩＭ３特性及び効率特性を測定しながら調整して設定すればよい。具体的には、例えば、並列接続された各トランジスタへの電流経路にそれぞれ可変抵抗を設けて、当該抵抗値を調整することにより各トランジスタに流れる電流値をそれぞれ最適な値に調整設定すればよい。
また、本発明の対象となるパワーアンプモジュールは、複数のトランジスタ回路を多段に直列接続した多段構成であっても、１段構成のものであってもよい。また、多段構成の場合に、初段、段間、終段のいずれであってもよく、要は、複数のトランジスタが並列接続して構成された部分について、各トランジスタの駆動電流を調整するものである。
また、本発明の対象となるパワーアンプモジュールは、好ましくは電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成されるが、本発明は、他の形式のトランジスタで構成されたパワーアンプモジュールにも適用することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、複数のトランジスタを並列接続した構成を有するパワーアンプモジュールにおいて、各トランジスタに流れる電流値を調整すると言った簡易な方法により、相反する性質を有する３次相互歪特性と効率特性とを共に満足させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を一実施形態に基づいて具体的に説明する。
図１には、本実施形態を適用するパワーアンプモジュールの構成を示してある。なお、図１に示すパワーアンプモジュールは、図３に示したパワーアンプモジュールと、並列接続された各トランジスタの駆動電流に係る調整が異なるだけで他の部分は同一であるので、同一部分には同一符号を付してある。
【００１４】
本実施形態のパワーアンプモジュールは、初段をトランジスタ１、段間をトランジスタ２、終段を並列接続した４つのトランジスタ３、４、５、６で構成した３段構成であり、これらトランジスタ１〜６は電界効果トランジスタである。
初段トランジスタ１には電圧Ｖｄ1が印加され、段間トランジスタ２には電圧Ｖｄ2が印加され、終段トランジスタ３には電圧Ｖｄ3が印加され、終段トランジスタ４には電圧Ｖｄ4が印加され、終段トランジスタ５には電圧Ｖｄ5が印加され、終段トランジスタ６には電圧Ｖｄ6が印加され、これらトランジスタに印加電圧に応じた駆動電流が流れて、入力端子Ｐinから入力された信号を各段で増幅して出力端子Ｐoutから出力する。
【００１５】
ここで、本実施形態のパワーアンプモジュールには、複数のトランジスタを並列接続して構成した終段について、各トランジスタ３、４、５、６に流れる駆動電流Ｉｄ3、Ｉｄ4、Ｉｄ5、Ｉｄ6を調整するために調整回路１１が設けられている。
この調整回路１１は可変抵抗を備えた回路であり、各トランジスタ３、４、５、６に印可される駆動電圧値Ｖｄ1、Ｖｄ2、Ｖｄ3、Ｖｄ4をそれぞれ調整して、これらトランジスタ３〜６に流れる電流値Ｉｄ3、Ｉｄ4、Ｉｄ5、Ｉｄ6をそれぞれ任意に値に調整することができる。
【００１６】
本実施形態では、各トランジスタ３、４、５、６に駆動電流Ｉｄ3、Ｉｄ4、Ｉｄ5、Ｉｄ6を流して動作させ、入力端（コンデンサ９側）から入力された信号を増幅して出力端（コンデンサ１０側）から出力させる。
なお、各トランジスタ１〜６に駆動電流を流してパワーアンプモジュール全体を動作させ、入力端子Ｐinから入力された信号を各段で増幅して出力端子Ｐoutから出力させようにしてもよい。
【００１７】
このように動作させた状態で、調整回路１１によりこれら駆動電流Ｉｄ3、Ｉｄ4、Ｉｄ5、Ｉｄ6をそれぞれ変化させ、入出力信号を比較して出力電力に対するＩＭ３特性及び効率特性を測定する。
そして、この測定結果に基づいて、所望のＩＭ３特性と効率特性とが共に得られる駆動電流Ｉｄ3、Ｉｄ4、Ｉｄ5、Ｉｄ6に調整して設定する。
なお、製造工程のように多数のを調整する場合には、既に行った調整作業で得られた各トランジスタへの駆動電流値Ｉｄ3、Ｉｄ4、Ｉｄ5、Ｉｄ6を利用して調整作業を行い、個々のパワーアンプモジュールについての測定作業を省くようにしてもよい。
【００１８】
具体的には、本実施形態ではＩｄ3＝３００ｍＡ、Ｉｄ4＝１０００ｍＡ、Ｉｄ5＝１０００ｍＡ、Ｉｄ6＝３００ｍＡに設定しており、このように各トランジスタ３、４、５、６を流れる電流値を個々に調整して所要の値に設定した結果として、図２（ａ）に示す出力電力に対するＩＭ３特性２１と、図２（ｂ）に示す出力電力に対する効率特性２２が得られた。
すなわち、図２（ａ）に示すように、使用出力電力である３９ｄＢｍ以下の範囲において、ＩＭ３特性２１を―３０ｄＢｃを超えない良好な範囲に抑えることができると共に、図２（ｂ）に示すように、効率特性２２を良好なものとすることができた。
【００１９】
この効率特性２２は、従来において一律に駆動電流値を中程度にした場合の効率特性（図４（ｂ）の特性４６）と比較しても優れている。
すなわち、並列接続された各トランジスタの駆動電流を一律に調整する場合に較べて、これらトランジスタをそれぞれ調整（非一律調整）すると、パワーアンプモジュールのＩＭ３特性と効率特性とを共に優れたものとすることができる。
なお、本実施形態では、並列トランジスタの各電流値Ｉｄ3、Ｉｄ4、Ｉｄ5、Ｉｄ6は上記のように調整設定したが、これら電流値はトランジスタの個数や種類、出力電力値等の実施条件に応じて決まるものであり、要は、ＩＭ３特性と効率特性とが共に所望の良好な状態となるように並列接続されている各トランジスタに流れる電流値をそれそれ調整設定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るパワーアンプモジュールの構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＩＭ３特性及び効率特性を示す図である。
【図３】一例に係るパワーアンプモジュールの構成図である。
【図４】従来の調整方法に係るＩＭ３特性及び効率特性を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
３、４、５、６、：並列接続トランジスタ、
１１：調整回路、
２１：ＩＭ３特性、
２２：効率特性、
Ｉｄ3、Ｉｄ4、Ｉｄ5、Ｉｄ6：電流、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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