(57)【要約】  【課題】  温度と電源電圧と動作電流の変動に対応して、利得、出力電力、効率、歪み、又は、ノイズ特性等を補償することができる増幅器を提供する。  【解決手段】  この増幅器は、第１の制御信号に基づいてバイアス電圧が設定される増幅回路１０と、第２の制御信号に基づいてバイアス電圧が設定され、増幅回路１０によって増幅された信号を増幅して出力する増幅回路１１と、温度を検出して温度検出信号を出力する温度検出回路２０と、電源電圧を検出して電圧検出信号を出力する電圧検出回路１９と、増幅回路１０及び１１の動作電流を検出して第１及び第２の電流検出信号を出力する電流検出回路１７、１８と、外部から供給される出力電力設定信号と温度検出信号と電圧検出信号と第１及び第２の電流検出信号とに基づいて第１及び第２の制御信号を生成するバイアス電圧制御回路２７、１５、１６とを具備する。【選択図】  図１
2005197904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の制御信号に基づいてバイアス電圧が設定される第１の増幅回路と、
第２の制御信号に基づいてバイアス電圧が設定され、前記第１の増幅回路によって増幅された信号を増幅して出力する第２の増幅回路と、
温度を検出して温度検出信号を出力する温度検出回路と、
電源電圧を検出して電圧検出信号を出力する電圧検出回路と、
前記第１の増幅回路の動作電流を検出して第１の電流検出信号を出力する第１の電流検出回路と、
前記第２の増幅回路の動作電流を検出して第２の電流検出信号を出力する第２の電流検出回路と、
外部から供給される出力電力設定信号と前記温度検出信号と前記電圧検出信号と前記第１及び第２の電流検出信号とに基づいて前記第１及び第２の制御信号を生成するバイアス電圧制御回路と、
を具備する増幅器。
【請求項２】
前記バイアス電圧制御回路が、外部から供給される出力電力設定信号と前記温度検出信号とに基づいてテーブルを参照することにより前記第１及び第２の制御信号を初期設定し、その後、さらに前記電圧検出信号と前記第１及び第２の電流検出信号とに基づいてテーブルを参照することにより、必要に応じて前記第１及び第２の制御信号を修正する、請求項１記載の増幅器。
【請求項３】
前記第１の増幅回路の入力側に設けられた第１のインピーダンス整合回路と、
前記第１の増幅回路の出力と前記第２の増幅回路の入力との間に設けられた第２のインピーダンス整合回路と、
前記第２の増幅回路の出力側に設けられた第３のインピーダンス整合回路と、
をさらに具備する、請求項１又は２記載の増幅器。
【請求項４】
制御信号に基づいてバイアス電圧が設定される増幅回路と、
温度を検出して温度検出信号を出力する温度検出回路と、
電源電圧を検出して電圧検出信号を出力する電圧検出回路と、
前記増幅回路の動作電流を検出して電流検出信号を出力する電流検出回路と、
前記温度検出信号と前記電圧検出信号と前記電流検出信号とに基づいて前記制御信号を生成するバイアス電圧制御回路と、
を具備する増幅器。
【請求項５】
前記バイアス電圧制御回路が、前記温度検出信号に基づいてテーブルを参照することにより前記制御信号を初期設定し、その後、さらに前記電圧検出信号と前記電流検出信号とに基づいてテーブルを参照することにより、必要に応じて前記制御信号を修正する、請求項４記載の増幅器。
【請求項６】
コイル及び／又はコンデンサが外付け又は内蔵されることにより請求項１〜５のいずれか１項記載の増幅器を実現する半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に増幅器に関し、特に、無線通信機器等に使用される高周波通信デバイスの送信部を構成する電力増幅器、又は、受信部に使用されるローノイズ増幅器に関する。さらに、本発明は、そのような増幅器を実現するための半導体集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、携帯電話等の無線通信機器は、内蔵バッテリから電力を供給されて動作するので、より長い通信時間を確保するために、バッテリの消費電力を抑えることが要求される。また、携帯電話を用いた無線通信システムにおいては、携帯電話から基地局又は中継局のアンテナに到達する電波の電界レベルが所定の範囲となるように、携帯電話と基地局又は中継局との間の距離や電波の伝搬状態に応じて、携帯電話の送信電力を制御している。
【０００３】
即ち、基地局又は中継局において携帯電話からの着信電界レベルを監視し、監視した結果を表す情報を携帯電話にフィードバックすることにより、着信電界レベルが所定の値に近付くように携帯電話の送信電力を制御する。例えば、携帯電話が最初にフルパワーで電波を送信し、基地局等における着信電界レベルが大きい場合には、基地局等から送信される着信電界レベル情報に基づいて、携帯電話が送信電力を減少させる。このような制御を行うことによって、距離に関係なく一定レベルの着信電界レベルを得ると共に、消費電力を低減することができる。
【０００４】
関連する技術として、下記の特許文献１には、線形電力増幅器の優れた点を保持しつつ、動作効率を高めた送信電力制御回路が開示されている。この特許文献１によれば、ＦＦＴ（fast fourier transform：高速フーリエ変換）を用いて出力信号のスペクトルを推定し、歪みのレベルを監視しておき、歪みが規定値以下の範囲内で電源電圧又はバイアス電圧をコントロールすることにより、電力増幅器の線形性を保持しつつ、高い動作効率の得られる動作点で動作させることができるので、電力増幅器の電力制御時における動作効率を大幅に改善することができる。しかしながら、電力増幅器の特性は、電源電圧又はバイアス電圧のみならず温度によっても変化するので、出力信号のスペクトル検出結果に基づいて電源電圧又はバイアス電圧を制御しても、電力増幅器の動作状態が最適になるとは限らない。
【０００５】
また、下記の特許文献２には、ＣＤＭＡ移動通信システムで用いる移動端末のように送信電力の大幅な可変制御を可能とし、かつ、電源に電池を用いた移動端末での通話の長時間化を図った送信電力制御装置が開示されている。この特許文献２によれば、検出した電力増幅手段における入力送信信号の可変状態に対応した電流と、入力される制御信号から送信出力増幅器のバイアス電流最適化制御が可能な送信電力制御装置のバイアス電流点に対応して生成した基準値信号とを比較して、送信出力電力に対応するバイアス電流点を設定することにより、送信出力電力を低減する際にバイアス電流が減少し、消費電力を低減できるようになる。しかしながら、電力増幅器の特性は、バイアス電流のみならず温度によっても変化するので、バイアス電流の検出結果に基づいてバイアス電圧を制御しても、電力増幅器の動作状態が最適になるとは限らない。
【特許文献１】特開平９−２３１２４号公報（第１，４，６頁、図１）
【特許文献２】特開２００２−１７６３６８号公報（第１，７頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、温度と電源電圧と動作電流の変動に対応して、利得、出力電力、効率、歪み、又は、ノイズ特性等を補償することができる増幅器を提供することを目的とする。さらに、本発明は、そのような増幅器を実現するための半導体集積回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点に係る増幅器は、第１の制御信号に基づいてバイアス電圧が設定される第１の増幅回路と、第２の制御信号に基づいてバイアス電圧が設定され、第１の増幅回路によって増幅された信号を増幅して出力する第２の増幅回路と、温度を検出して温度検出信号を出力する温度検出回路と、電源電圧を検出して電圧検出信号を出力する電圧検出回路と、第１の増幅回路の動作電流を検出して第１の電流検出信号を出力する第１の電流検出回路と、第２の増幅回路の動作電流を検出して第２の電流検出信号を出力する第２の電流検出回路と、外部から供給される出力電力設定信号と温度検出信号と電圧検出信号と第１及び第２の電流検出信号とに基づいて第１及び第２の制御信号を生成するバイアス電圧制御回路とを具備する。
【０００８】
ここで、バイアス電圧制御回路が、外部から供給される出力電力設定信号と温度検出信号とに基づいてテーブルを参照することにより第１及び第２の制御信号を初期設定し、その後、さらに電圧検出信号と第１及び第２の電流検出信号とに基づいてテーブルを参照することにより、必要に応じて第１及び第２の制御信号を修正するようにしても良い。
【０００９】
また、この増幅器は、第１の増幅回路の入力側に設けられた第１のインピーダンス整合回路と、第１の増幅回路の出力と第２の増幅回路の入力との間に設けられた第２のインピーダンス整合回路と、第２の増幅回路の出力側に設けられた第３のインピーダンス整合回路とをさらに具備するようにしても良い。
【００１０】
本発明の第２の観点に係る増幅器は、制御信号に基づいてバイアス電圧が設定される増幅回路と、温度を検出して温度検出信号を出力する温度検出回路と、電源電圧を検出して電圧検出信号を出力する電圧検出回路と、増幅回路の動作電流を検出して電流検出信号を出力する電流検出回路と、温度検出信号と電圧検出信号と電流検出信号とに基づいて制御信号を生成するバイアス電圧制御回路とを具備する。
【００１１】
ここで、バイアス電圧制御回路が、温度検出信号に基づいてテーブルを参照することにより制御信号を初期設定し、その後、さらに電圧検出信号と電流検出信号とに基づいてテーブルを参照することにより、必要に応じて制御信号を修正するようにしても良い。
さらに、本発明に係る半導体集積回路は、コイル及び／又はコンデンサが外付け又は内蔵されることにより上記いずれかの増幅器を実現する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、温度を検出する温度検出回路と、電源電圧を検出する電圧検出回路と、増幅回路の動作電流を検出する電流検出回路とを設けたことにより、温度と電源電圧と動作電流の変動に対応して、増幅器の利得、出力電力、効率、歪み、又は、ノイズ特性等を補償することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１に、本発明の第１の実施形態に係る増幅器の構成を示す。第１の実施形態においては、本発明を電力増幅器に適用している。この電力増幅器は、入力端子に供給される信号を可変利得で増幅する増幅回路（利得段）１０と、増幅回路１０によって増幅された信号をさらに増幅して出力端子に供給する増幅回路（出力段）１１と、所定の周波数において増幅回路１０の入力側のインピーダンスマッチングをとるための整合回路１２と、所定の周波数において増幅回路１０と増幅回路１１との間のインピーダンスマッチングをとるための整合回路１３と、所定の周波数において増幅回路１１の出力側のインピーダンスマッチングをとるための整合回路１４とを含んでいる。なお、整合回路１２〜１４としては、コンデンサ、コイル、及び、分布定数回路によって形成されるフィルタを用いることができる。
【００１４】
また、この電力増幅器は、増幅回路１０及び１１において増幅動作を行うＭＯＳトランジスタのゲートに印加されるバイアス電圧をそれぞれ制御する電圧制御回路１５及び１６と、これらのトランジスタの動作電流（バイアス電流）をそれぞれ検出して電流検出信号を出力する電流検出回路１７及び１８と、増幅回路１０及び１１に印加される電源電圧を検出して電圧検出信号を出力する電圧検出回路１９と、増幅回路１１の周辺温度を検出して温度検出信号を出力する温度検出回路２０とを含んでいる。
【００１５】
さらに、この電力増幅器は、ディジタルの制御データをアナログの制御信号に変換するＤＡＣ（digital to analog converter：ディジタル／アナログ変換回路）２１及び２２と、アナログの検出信号をディジタルの検出データに変換するＡＤＣ（analog to digital converter：アナログ／ディジタル変換回路）２３〜２６と、外部から供給される出力電力設定信号と、各種の検出データとに基づいて、増幅回路１０及び１１を制御するための制御データを出力する制御回路２７とを含んでいる。
【００１６】
図２は、図１に示す増幅回路と電圧制御回路と電流制御回路の構成を示す図である。図２においては、利得段の増幅回路１０と、増幅回路１０に接続された電圧制御回路１５及び電流検出回路１７とを示す。
【００１７】
図２に示すように、増幅回路１０は、入力信号の直流成分をカットするコンデンサ１００と、整合回路１２からの入力信号がゲートに印加されて増幅動作を行うＮチャネルＭＯＳトランジスタ１０１と、電源電位ＶＤＤとトランジスタ１０１のドレインとの間に接続されたコイル１０２とによって構成される。トランジスタ１０１の相互コンダクタンスはドレイン電流に大きく依存するので、トランジスタ１０１のゲートに供給するバイアス電圧を制御してドレイン電流を変化させることにより、増幅回路１０の利得を所望の値に設定することができる。
【００１８】
電圧制御回路１５は、ＤＡＣ２１から出力される制御信号に基づいて直流電圧を発生する電圧源１５０と、電圧源１５０に直列に接続された抵抗１５１とによって構成され、増幅回路１０のトランジスタ１０１及び電流検出回路１７のトランジスタ１７０のゲートにバイアス電圧を供給する。
【００１９】
電流検出回路１７は、増幅回路１０のトランジスタ１０１のサイズを縮小したＮチャネルＭＯＳトランジスタ１７０と、電源電位ＶＤＤとトランジスタ１７０のドレインとの間に接続された抵抗１７１とによって構成される。トランジスタ１７０のサイズは、例えば、トランジスタ１０１のサイズの１０分の１としても良い。その場合には、トランジスタ１７０に流れるドレイン電流が、トランジスタ１０１に流れるドレイン電流の１０分の１となる。このように、２つのトランジスタ１０１及び１７０に流れるドレイン電流が比例するので、抵抗１７１の両端に発生する電圧に基づいて、トランジスタ１０１の動作電流（バイアス電流）に比例するモニター値を正確に検出することができる。
【００２０】
図１に示す出力段の増幅回路１１は、トランジスタのサイズが大きいことを除き、図２に示す利得段の増幅回路１０と同様である。増幅回路１１の最大出力電力及び効率はトランジスタのドレイン電流に大きく依存するので、トランジスタのゲートに供給するバイアス電圧を制御してドレイン電流を変化させることにより、増幅回路１１の最大出力電力及び効率を所望の値に設定することができる。なお、電圧制御回路１６の構成は、電圧制御回路１５と同様であり、電流検出回路１８の構成は、電流検出回路１７と同様である。
【００２１】
図３は、図１に示す温度検出回路の構成を示す図である。図３に示すように、温度検出回路２０は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２００及び２０１と、オペアンプ２０２と、抵抗２０３と、ＮＰＮトランジスタ２０４及び２０５とを含んでいる。ＰチャネルＭＯＳトランジスタ２００及び２０１のゲートは互いに接続され、ソースは電源電位ＶＤＤに接続されて、これらのトランジスタ２００及び２０１はカレントミラー動作を行う。ＮＰＮトランジスタ２０４のベース及びコレクタはトランジスタ２００のドレインに接続され、エミッタは接地電位に接続されている。また、ＮＰＮトランジスタ２０５のベース及びコレクタは、抵抗２０３を介してトランジスタ２０１のドレインに接続され、エミッタは接地電位に接続されている。
【００２２】
オペアンプ２０２の非反転入力端子は、トランジスタ２００とトランジスタ２０４との接続点Ａに接続され、反転入力端子は、トランジスタ２０１と抵抗２０３との接続点Ｂに接続されている。オペアンプ２０２は、接続点Ａと接続点Ｂとの間の電位差を増幅して、出力信号をトランジスタ２００及び２０１のゲートに供給する。この回路は、バンドギャップリファレンス回路と呼ばれている回路と同様の構成であるが、抵抗２０３の値を変更することにより、絶対温度に比例して出力電圧を変化させることができる。
以上の構成において、すべての回路素子は、半導体集積回路に内蔵することができる。なお、回路素子の特性によっては、半導体集積回路に外付けしても良い。
【００２３】
再び図１を参照すると、本実施形態においては、出力電力設定信号によって指定される出力レベルを得る際に、増幅回路１０における利得と増幅回路１１における効率とが最適な状態となるための動作条件がバイアス設定テーブル２８に格納されている。制御回路２７は、その動作条件に基づいて、利得段の増幅回路１０及び出力段の増幅回路１１におけるバイアス電圧を設定するための制御データをＤＡＣ２１及び２２にそれぞれ出力し、ＤＡＣ２１及び２２においてアナログ信号に変換された制御信号が、電圧制御回路１５及び１６にそれぞれ入力される。電圧制御回路１５及び１６は、これらの制御信号に基づいて、増幅回路１０及び増幅回路１１にバイアス電圧を供給する。なお、バイアス設定テーブル２８は、制御回路２７の外部に設けられたメモリ等に格納するようにしても良い。
【００２４】
図４は、図１に示すバイアス設定テーブルの内容を示す図である。図４に示すように、バイアス設定テーブル２８には、外部から供給される出力電力設定信号によって指定される出力レベルと、それぞれの出力レベルに対応して設定されている利得段の利得と、温度検出回路２０によって検出される温度の範囲と、複数の出力レベル（又は利得段の利得）と複数の温度範囲とに対応して設定されている利得段及び出力段の初期バイアス電圧と、それぞれの条件の下で検出される電源電圧の範囲と、それらに対応して設定されている利得段及び出力段のバイアス電流のモニター値（以下、「設定電流」という）とを格納している。
【００２５】
次に、図１、図４及び図５を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る増幅器の動作について説明する。図５は、本発明の第１の実施形態に係る増幅器の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１において、制御回路２７が、外部から出力電力設定信号を受信する。ステップＳ２において、制御回路２７は、出力電力設定信号によって表される出力レベルに基づいて、利得段の利得をバイアス設定テーブル２８から読み出す。例えば、出力電力設定信号によって表される出力レベルが１０ｄＢｍである場合には、バイアス設定テーブル２８において利得段の利得として設定されている２０ｄＢを読み出す。
【００２６】
次に、ステップＳ３において、温度検出回路２０が、出力段の周辺温度を検出して温度検出信号を出力し、ＡＤＣ２６が、この温度検出信号を温度検出データに変換して、それを制御回路２７に出力する。
【００２７】
ステップＳ４において、制御回路２７が、バイアス電圧を初期設定する。
即ち、制御回路２７は、出力電力設定信号によって表される出力レベル又はステップＳ２において読み出された利得段の利得と、ステップＳ３において得られた温度検出データとに基づいて、利得段及び出力段に印加すべき初期バイアス電圧の値を読み出す。例えば、利得段の利得が２０ｄＢであり、検出された温度が−４０℃である場合には、利得段に印加される初期バイアス電圧として設定されている０．６５Ｖを読み出し、出力段に印加される初期バイアス電圧として設定されている０．６Ｖを読み出す。
【００２８】
さらに、制御回路２７は、これらの初期バイアス電圧の値を表す制御データを、ＤＡＣ２１及び２２にそれぞれ出力し、ＤＡＣ２１及び２２は、これらの制御データを制御信号に変換して電圧制御回路１５及び１６に出力する。電圧制御回路１５及び１６は、これらの制御信号に基づいて、増幅回路１０及び１１において信号を増幅するＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートに初期バイアス電圧をそれぞれ印加する。
【００２９】
ステップＳ５において、電圧検出回路１９が、増幅回路１０及び１１に印加されている電源電圧を検出して電圧検出信号を出力し、ＡＤＣ２５が、この電圧検出信号を電圧検出データに変換して制御回路２７に出力する。さらに、ステップＳ６において、電流検出回路１７及び１８が、増幅回路１０及び１１のバイアス電流のモニター値を電流検出用トランジスタ１７０等において検出して電流検出信号をそれぞれ出力し、ＡＤＣ２３及び２４が、これらの電流検出信号を電流検出データに変換して制御回路２７に出力する。
【００３０】
ステップＳ７において、制御回路２７が、ステップＳ６において検出されたバイアス電流のモニター値が設定範囲内であるか否かを判定する。即ち、制御回路２７は、ステップＳ２において読み出された利得段の利得と、ステップＳ３において検出された温度と、ステップＳ５において検出された電源電圧とに基づいて、利得段及び出力段の設定電流をバイアス設定テーブル２８から読み出す。さらに、制御回路２７は、ステップＳ６において検出されたバイアス電流のモニター値が、読み出された設定電流に対して所定の範囲内であるか否かを判定する。
【００３１】
検出されたバイアス電流のモニター値が所定の範囲内である場合には、制御回路２７は、増幅回路１０及び１１に印加されているバイアス電圧を固定して制御を一旦終了し、検出されたバイアス電流のモニター値が所定の範囲内でない場合には、動作がステップＳ８に移行する。例えば、検出されたバイアス電流のモニター値が設定電流に対して１０％を超える誤差を有する場合に、ステップＳ８に移行する。
【００３２】
ステップＳ８において、制御回路２７は、検出されたバイアス電流のモニター値と設定電流とを比較して、バイアス電圧を調整する。即ち、制御回路２７は、検出されたバイアス電流のモニター値が設定電流よりも小さい場合には、バイアス電圧の値が大きくなるように調節し、検出されたバイアス電流のモニター値が設定電流よりも大きい場合には、バイアス電圧の値が小さくなるように調節する。このようにして、検出されたバイアス電流のモニター値が設定範囲内となるまで、ステップＳ８、Ｓ５、Ｓ６を繰り返す。
以上のような制御を間欠的に行うことにより、消費電力の増加を抑制することが可能である。
【００３３】
本実施形態によれば、出力電力設定信号によって表される出力レベルを得る際に、増幅回路１０及び１１において信号を増幅するトランジスタに印加されるバイアス電圧を温度と電源電圧とバイアス電流の条件に応じて調節することにより、増幅回路１０における利得と増幅回路１１における効率とが最適な状態となるように、これらのトランジスタの動作電流を合わせ込むことができる。
【００３４】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図６に、本発明の第２の実施形態に係る増幅器の構成を示す。第２の実施形態においては、本発明をローノイズ増幅器に適用している。このローノイズ増幅器は、入力端子に供給される微小信号をローノイズで増幅する増幅回路３０と、所定の周波数において増幅回路３０の入力側のインピーダンスマッチングをとるための整合回路３１と、所定の周波数において増幅回路３０の出力側のインピーダンスマッチングをとるための整合回路３２とを含んでいる。
【００３５】
また、このローノイズ増幅器は、増幅回路３０において増幅動作を行うＭＯＳトランジスタのゲートに印加されるバイアス電圧を制御する電圧制御回路１５と、このトランジスタの動作電流（バイアス電流）を検出して電流検出信号を出力する電流検出回路１７と、増幅回路３０に印加される電源電圧を検出して電圧検出信号を出力する電圧検出回路１９と、増幅回路３０の周辺温度を検出して温度検出信号を出力する温度検出回路２０とを含んでいる。
【００３６】
さらに、このローノイズ増幅器は、ディジタルの制御データをアナログの制御信号に変換するＤＡＣ２１と、アナログの検出信号をディジタルの検出データに変換するＡＤＣ２３、２５、２６と、各種の検出データに基づいて増幅回路３０を制御するための制御データを出力する制御回路３３とを含んでいる。
【００３７】
増幅回路３０のノイズ特性はトランジスタのドレイン電流に大きく依存するので、トランジスタのゲートに供給するバイアス電圧を制御してドレイン電流を変化させることにより、増幅回路３０のノイズ特性を最適の値に設定することができる。
以上の構成において、すべての回路素子は、半導体集積回路に内蔵することができる。なお、回路素子の特性によっては、半導体集積回路に外付けしても良い。
【００３８】
本実施形態においては、微小信号を増幅する際に、増幅回路３０におけるノイズ特性（ＳＮ比）が最適な状態となるための動作条件がバイアス設定テーブル３４に格納されている。制御回路３３は、その動作条件に基づいて、増幅回路３０におけるバイアス電圧を設定するための制御データをＤＡＣ２１に出力し、ＤＡＣ２１においてアナログ信号に変換された制御信号が、電圧制御回路１５に入力される。電圧制御回路１５は、この制御信号に基づいて、増幅回路３０にバイアス電圧を供給する。なお、バイアス設定テーブル３４は、制御回路３３の外部に設けられたメモリ等に格納するようにしても良い。
【００３９】
図７は、図６に示すバイアス設定テーブルの内容を示す図である。図７に示すように、バイアス設定テーブル３４には、温度検出回路２０によって検出される温度の範囲と、複数の温度範囲に対応して設定されている増幅回路３０の初期バイアス電圧と、それぞれの条件の下で検出される電源電圧の範囲と、それらに対応して設定されている増幅回路３０のバイアス電流のモニター値（以下、「設定電流」という）とを格納している。
【００４０】
次に、図６及び図７を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る増幅器の動作について説明する。
まず、温度検出回路２０が、出力段の周辺温度を検出して温度検出信号を出力し、ＡＤＣ２６が、この温度検出信号を温度検出データに変換して、それを制御回路３３に出力する。これに基づいて、制御回路３３がバイアス電圧を初期設定する。
【００４１】
即ち、制御回路３３は、得られた温度検出データに基づいて、増幅回路３０に印加すべき初期バイアス電圧の値を読み出す。例えば、検出された温度が−４０℃である場合には、増幅回路３０に印加される初期バイアス電圧として設定されている０．９Ｖを読み出す。
【００４２】
さらに、制御回路３３は、この初期バイアス電圧の値を表す制御データを、ＤＡＣ２１に出力し、ＤＡＣ２１は、この制御データを制御信号に変換して電圧制御回路１５に出力する。電圧制御回路１５は、この制御信号に基づいて、増幅回路３０において信号を増幅するＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートに初期バイアス電圧を印加する。
【００４３】
次に、電圧検出回路１９が、増幅回路３０に印加されている電源電圧を検出して電圧検出信号を出力し、ＡＤＣ２５が、この電圧検出信号を電圧検出データに変換して制御回路３３に出力する。さらに、電流検出回路１７が、増幅回路３０のバイアス電流のモニター値を電流検出用トランジスタ１７０において検出して電流検出信号を出力し、ＡＤＣ２３が、この電流検出信号を電流検出データに変換して制御回路３３に出力する。
【００４４】
これに基づいて、制御回路３３が、検出されたバイアス電流のモニター値が設定範囲内であるか否かを判定する。即ち、制御回路３３は、検出された温度と電源電圧とに基づいて、設定電流をバイアス設定テーブル３４から読み出す。さらに、制御回路３３は、検出されたバイアス電流のモニター値が、読み出された設定電流に対して所定の範囲内であるか否かを判定する。
【００４５】
制御回路３３は、検出されたバイアス電流のモニター値が所定の範囲内である場合には、増幅回路３０に印加するバイアス電圧を固定して制御を一旦終了し、検出されたバイアス電流のモニター値が所定の範囲内でない場合には、検出されたバイアス電流のモニター値と設定電流とを比較することにより、バイアス電圧を調整する。
【００４６】
即ち、制御回路３３は、検出されたバイアス電流のモニター値が設定電流よりも小さい場合には、バイアス電圧の値が大きくなるように調節し、検出されたバイアス電流のモニター値が設定電流よりも大きい場合には、バイアス電圧の値が小さくなるように調節する。このようにして、検出されたバイアス電流のモニター値が設定範囲内となるまで、調節を繰り返す。
以上のような制御を間欠的に行うことにより、消費電力の増加を抑制することが可能である。
【００４７】
本実施形態によれば、増幅回路３０において微小信号を増幅するトランジスタに印加されるバイアス電圧を温度と電源電圧とバイアス電流の条件に応じて調節することにより、増幅回路３０におけるノイズ特性、利得が最適な状態となるように、このトランジスタの動作電流を合わせ込むことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、無線通信機器等に使用される高周波通信デバイスの送信部を構成する電力増幅器や、受信部に使用されるローノイズ増幅器において利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る増幅器の構成を示すブロック図。
【図２】図１に示す増幅回路と電圧制御回路と電流制御回路の構成を示す図。
【図３】図１に示す温度検出回路の構成を示す図。
【図４】図１に示すバイアス設定テーブルの内容を示す図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る増幅器の動作を示すフローチャート。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る増幅器の構成を示すブロック図。
【図７】図６に示すバイアス設定テーブルの内容を示す図。
【符号の説明】
【００５０】
１０  利得段の増幅回路、  １１  出力段の増幅回路、  １２〜１４、３１、３２  整合回路、  １５、１６  電圧制御回路、  １７、１８  電流検出回路、  １９  電圧検出回路、  ２０  温度検出回路、  ２１、２２  ＤＡＣ、  ２３〜２６  ＡＤＣ、  ２７、３３  制御回路、  ２８、３４  バイアス設定テーブル、  ３０  増幅回路、  １００  コンデンサ、  １０１、１７０  ＮチャネルＭＯＳトランジスタ、  １０２  コイル、  １５０  電圧源、  １５１  抵抗、  ２００、２０１  ＰチャネルＭＯＳトランジスタ、  ２０２  オペアンプ、  ２０３  抵抗、  ２０４、２０５  ＮＰＮトランジスタ
【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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