(57)【要約】【課題】低電力動作モードでも高い効率および高い直線性を維持できるＲＦ電力増幅器を提供する。【解決手段】第１の増幅器出力段および並列接続の第２の増幅器出力段を有する電力増幅器を提供する。この第１の増幅器出力段は高電力動作モードおよび低電力動作モードの両方の期間中にイネーブルされる（すなわち、十分にバイアスされる）。第２の増幅器出力段は低電力動作モードの期間中にディスエーブルされ、高電力動作モードの期間中だけイネーブルされる。これら第１の増幅器出力段および第２の増幅器出力段はいずれもごく低レベルの休止電流状態で動作することはないので、この電力増幅器の直線性は高電力動作モードおよび低電力動作モードの両方について維持される。
2006500820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電力モードおよび低電力モードで動作できる電力増幅器において、
高周波（ＲＦ）入力信号を受けるように構成された第１の増幅器出力段であって、前記高電力モードおよび低電力モードの両方の期間中にイネーブルされる第１の増幅器出力段と、
前記ＲＦ入力信号を受けるように構成された第２の増幅器出力段と、
前記第２の増幅器出力段に接続された制御回路であって、前記高電力モードの期間中に前記第２の増幅器出力段をイネーブルするように構成されているとともに、前記低電力モードの期間中に前記第２の増幅器出力段をディスエーブルするように構成されている制御回路と
を含む電力増幅器。
【請求項２】
前記電力増幅器が前記高電力モードと前記低電力モードとの間の中間電力モードで動作できる電力増幅器であって、
前記ＲＦ入力信号を受けるように構成された第３の増幅器出力段と、
前記第３の増幅器出力段に接続された第２の制御回路であって、前記高電力モードの期間中に前記第３の増幅器出力段をイネーブルするように構成されているとともに、前記中間電力モードの期間中に前記第３の増幅器出力段をディスエーブルするように構成されている第２の制御回路と
をさらに含む電力増幅器である請求項１記載の電力増幅器。
【請求項３】
前記第１の増幅器出力段が、
前記ＲＦ入力信号を受けるように接続された制御電極を各々が有する第１のセットのトランジスタと、
第１のセットの分布バイアス回路であって、前記第１のセットのトランジスタの各々の前記制御電極からの接続を対応の分布バイアス回路が受ける第１のセットの分布バイアス回路と、
前記第１のセットの分布バイアス回路の中の前記分布バイアス回路の各々に接続した第１の共通バイアス基準回路と
を含む請求項１記載の電力増幅器。
【請求項４】
前記第２の増幅器出力段が、
前記ＲＦ入力信号を受けるように接続された制御電極を各々が有する第２のセットのトランジスタと、
第２のセットの分布バイアス回路であって、前記第２のセットのトランジスタの各々の前記制御電極からの接続を対応の分布バイアス回路が受ける第２のセットの分布バイアス回路と、
前記第２のセットの分布バイアス回路の中の前記分布バイアス回路の各々に接続した第２の共通バイアス基準回路と
を含む請求項３記載の電力増幅器。
【請求項５】
前記第１のセットのトランジスタの中のトランジスタよりも前記第２のセットのトランジスタの中のトランジスタが多い請求項４記載の電力増幅器。
【請求項６】
前記第１のセットの分布バイアス回路および前記第１の共通バイアス基準回路が第１のセットの温度適応バイアス回路を構成し、前記第２のセットの分布バイアス回路および前記第２の共通バイアス基準回路が第２のセットの温度適応バイアス回路を構成する請求項４記載の電力増幅器。
【請求項７】
前記第２の増幅器出力段が、
前記ＲＦ入力信号を受けるように接続された制御電極を各々が有する複数のトランジスタと、
前記複数のトランジスタの各々の前記制御電極にＤＣバイアス電圧を供給するように構成されたバイアス基準回路と
を含む請求項１記載の電力増幅器。
【請求項８】
前記制御回路が、前記複数のトランジスタを非導通状態にするレベルまで前記ＤＣバイアス電圧を強制的に変化させる回路を含む請求項７記載の電力増幅器。
【請求項９】
前記バイアス基準回路が、前記複数のトランジスタと、それらトランジスタの対応の一つに各々が付随する複数の分布バイアス回路との各々に共通な共通バイアス基準回路を含む請求項７記載の電力増幅器。
【請求項１０】
一次ＲＦ信号を受けるとともにその一次ＲＦ信号に応答して前記ＲＦ入力信号を生ずるように構成された増幅器入力段をさらに含む請求項１記載の電力増幅器。
【請求項１１】
電力増幅器を動作させる方法において、
高周波（ＲＦ）入力信号を第１の増幅器出力段および第２の増幅器出力段で受ける過程と、
前記電力増幅器の低電力モードの期間中に前記第１の増幅器出力段をイネーブルするとともに前記第２の増幅器出力段をディスエーブルする過程と、
前記電力増幅器の高電力モードの期間中に前記第１の増幅器出力段および前記第２の増幅器出力段をイネーブルする過程と
を含む方法。
【請求項１２】
前記ＲＦ入力信号を第３の増幅器出力段で受ける過程と、
前記電力増幅器の前記低電力モードの期間中に前記第３の増幅器出力段をディスエーブルする過程と、
前記電力増幅器の前記高電力モードの期間中に前記第３の増幅器出力段をイネーブルする過程と、
前記電力増幅器の前記中間電力モードの期間中に前記第１の増幅器出力段および前記第３の増幅器出力段をイネーブルするとともに、前記第２の増幅器出力段をディスエーブルする過程と
をさらに含む請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の増幅器出力段の中の第１のセットのトランジスタを共通バイアス基準回路および複数の分布バイアス回路によりバイアスする過程と、
前記第２の増幅器出力段の中の第２のセットのトランジスタを共通バイアス基準回路および複数の分布バイアス回路によりバイアスする過程と
をさらに含む請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のセットのトランジスタの中のトランジスタよりも前記第２のセットのトランジスタの中のトランジスタが多い請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の増幅器出力段の中の第１のセットのトランジスタを温度適応できるようにバイアスする過程と、
前記第２の増幅器出力段の中の第２のセットのトランジスタを温度適応できるようにバイアスする過程と
をさらに含む請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
高電力モードおよび低電力モードで動作できる電力増幅器において、
高周波（ＲＦ）入力信号を受けるように構成された第１の増幅器出力段と、
前記ＲＦ入力信号を受けるように構成された第２の増幅器出力段と、
前記低電力モードおよび前記高電力モードの期間中に前記第１の増幅器出力段をイネーブルする手段と、
前記高電力モードの期間中に前記第２の増幅器出力段をイネーブルするとともに、前記低電力モードの期間中に前記第２の増幅器出力段をディスエーブルする手段と
を含む電力増幅器。
【請求項１７】
前記第１の増幅器出力段の中の第１のセットのトランジスタを共通バイアス基準回路および複数の分布バイアス回路によりバイアスする手段と、
前記第２の増幅器出力段の中の第２のセットのトランジスタを共通バイアス基準回路および複数の分布バイアス回路によりバイアスする手段と
をさらに含む請求項１６記載の電力増幅器。
【請求項１８】
前記第１の増幅器出力段が前記ＲＦ入力信号を受けるように構成された制御電極を有する第１のセットのトランジスタを含み、前記第２の増幅器出力段が前記ＲＦ入力信号を受けるように構成された制御電極を有する第２のセットのトランジスタを含み、前記第２のセットのトランジスタの中のトランジスタの数が前記第１のセットのトランジスタの中のトランジスタの数よりも多い請求項１６記載の電力増幅器。
【請求項１９】
前記第１の増幅器出力段の中の第１のセットのトランジスタを温度適応できるようにバイアスする手段と、
前記第２の増幅器出力段の中の第２のセットのトランジスタを温度適応できるようにバイアスする手段と
をさらに含む請求項１６記載の電力増幅器。
【請求項２０】
高電力モード、中間電力モードおよび低電力モードで動作できる電力増幅器において、
高周波（ＲＦ）入力信号を受けるように構成された第１の増幅器出力段と、
前記ＲＦ入力信号を受けるように構成された第２の増幅器出力段と、
前記ＲＦ入力信号を受けるように構成された第３の増幅器出力段と、
前記低電力モード、前記中間電力モードおよび前記高電力モードの期間中に前記第１の増幅器出力段をイネーブルする手段と、
前記高電力モードの期間中に前記第２の増幅器出力段をイネーブルするとともに前記低電力モードおよび前記中間電力モードの期間中に前記第２の増幅器出力段をディスエーブルする手段と、
前記高電力モードおよび前記中間電力モードの期間中に前記第３の増幅器出力段をイネーブルするとともに前記低電力モードの期間中に前記第２の増幅器出力段をディスエーブルする手段と
を含む電力増幅器。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
この出願は２００２年９月２０日提出のトーマス  アール．アペル名義の米国特許仮出願第６０／４１２，３４２号「周辺回路切換による効率的電力制御」の一部継続出願である。
【技術分野】
【０００２】
この発明は電力増幅器（ＰＡ）の効率および直線性の改善のための方法および回路構成に関する。より詳しくいうと、この発明は電力増幅器の中のトランジスタのサブセットを低電力動作の期間中に電源オフにする方法および回路構成に関する。
【背景技術】
【０００３】
直線電力増幅器はＡＢ級モードで動作させることが多い。ＡＢ級動作は入力信号の電力の節減に伴う電力増幅器への電源電流節減をもたらす。すなわち、電源電流を休止時電流最小値に達するまで減らすことができる。直流（ＤＣ）電力対無線周波数（ＲＦ）電力効率は入力電力の減少とともに低下する。従来技術による直線電力増幅器においても、低電力動作の場合は休止時電流値を低レベルに段階的に下げることによって電力効率を改善することができる。しかし、電力増幅器の直線性は、休止時電流値レベルがごく低い場合は低下する。
【０００４】
図１は慣用の電力増幅器１００の回路図であって、この増幅器は増幅段１０１−１０２およびそれら増幅段に付随するバイアス回路１１１−１１２を含む。これら増幅段１０１−１０２はＮＰＮバイポーラトランジスタ１０３−１０４の並列接続セットを含む。これらトランジスタ１０３−１０４のベースにはバラスト抵抗器１０５−１０６をそれぞれ接続する。これらトランジスタ１０３−１０４のベースは通常は無線周波数入力信号（例えばＲＦＩＮ）を受けるように回路構成してある。これらトランジスタ１０３−１０４のエミッタは接地電位点に接続し、コレクタからＲＦ出力信号（例えばＲＦＯＵＴ）を増幅段の出力端子に取り出す。
【０００５】
入力信号ＲＦＩＮが高電力になると（すなわち、高電力動作の期間中は）、ＨＩ／ＬＯ制御信号が第１の論理状態に活性化される。これに応答して、バイアス電圧制御回路１１１−１１２は比較的高いバイアス電圧ＶＢＩＡＳ１−ＶＢＩＡＳ２を供給する。その結果、増幅段１０１−１０２はＲＦＩＮ信号に応答して直線性を保って動作する。これに対して、入力信号ＲＦＩＮが低電力信号になると（すなわち、低電力動作の期間中は）、ＨＩ／ＬＯ制御信号は第２の論理状態に非活性化される。これに応答して、バイアス電圧制御回路１１１−１１２は比較的低いバイアス電圧ＶＢＩＡＳ１−ＶＢＩＡＳ２を供給する。この状態では、増幅段１０１−１０２の消費電力は小さくなるが、増幅器１００の直線性は低下する。
【０００６】
【特許文献１】ＵＳＰ  ６  ２５５  ９０６
【特許文献２】ＵＳＰ  ４  ５９８  ２５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、入力信号電力の低下に伴って電力増幅器への電源電流が低下した場合に生ずる低休止電流動作（すなわち、「欠乏電流」動作）に対処する代替の回路構成を開発することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、第１の増幅器出力段と、並列接続の第２の増幅器出力段とを備える電力増幅器を提供する。第１の増幅器出力段は、高電力動作モードおよび低電力動作モードの両方でイネーブルされる（すなわち十分にバイアスされる）。第２の増幅器出力段は、低電力動作モードの期間中はディスエーブルされ、高電力動作モードの期間中はイネーブルされる。これら第１および第２の増幅器出力段のいずれも低休止電流状態で動作することはないので、電力増幅器の直線性は高電力動作モードおよび低電力動作モードの両方で維持される。
【０００９】
特定の実施例では、これら第１および第２の増幅器出力段と並列に一つ以上の追加の増幅器出力段を接続して、中間電力動作モードをイネーブルするようにすることもできる。
【発明の効果】
【００１０】
低電力動作モードでも直線性の低下しないＲＦ電力増幅器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図２はこの発明の実施例による電力増幅器２００の回路図である。この電力増幅器２００は増幅器入力段２０１と、入力段バイアス回路２１１と、増幅器出力段２２１−２２２と、出力段バイアス回路２３１−２３２と、ステップ制御回路２５０とを備える。概括的にいうと、バイアス回路２１１，２３１および２３２は、入力段２０１，出力段２２１および出力段２２１にそれぞれ含まれるＲＦトランジスタのベースに直流バイアス電圧をそれぞれ供給する。無線周波数（ＲＦ）入力信号ＲＦＩＮを入力段２０１に加える。これに応答して、入力段２０１は中間レベルのＲＦ信号ＲＦＩＮＴを出力段２２１および２２２に供給する。
【００１２】
電力増幅器２００が高電力動作モードで動作している場合は、ステップ制御回路２５０が出力段２２２を（ＢＩＡＳ＿ＣＴＲＬ信号により）イネーブルする。この場合は、出力段２２１および２２２の両方が中間レベルＲＦ信号ＲＦＩＮＴに応答してＲＦ出力信号ＲＦＯＵＴを生ずる。
【００１３】
電力増幅器２００が低電力動作モードで動作している場合は、ステップ制御回路２５０が出力段２２２をディスエーブルする。その場合は、出力段２２１だけが中間レベルのＲＦ信号ＲＦＩＮＴに応答して出力信号ＲＦＯＵＴを生ずる。
【００１４】
出力段２２１の中のＲＦトランジスタの動作は十分にバイアスされた状態の動作であるので有利である。同様に、出力段２２２の中のＲＦトランジスタは十分にバイアスされた状態で動作するか、またはディスエーブルされる。低電力状態では、休止電流合計値は出力段２２１の中のＲＦトランジスタの数に対する出力段２２２の中のＲＦトランジスタの数の割合だけ減少する。このアプローチの利点は直線性である。如何なる電力状態（高電力または低電力）でもＲＦトランジスタは直線性性能の確保のために十分にバイアスされている。ここに示した実施例では、ＲＦトランジスタセルへの入力および出力インタフェースはすべて維持されている。したがって、電力状態の如何に関わらず、インピーダンス整合およびインピーダンス負荷は変動しない。
【００１５】
次に、電力増幅器２００をより詳しく説明する。図３はこの発明の一つの実施例による増幅器入力段２０１および入力段バイアス回路２１１のブロック図である。増幅器入力段２０１は入力セル３０１−３０２およびインピーダンス整合回路網３１１−３１２を含む。インピーダンス整合回路網３１１は入力ＲＦ信号ＲＦＩＮに応答してフィルタ処理ずみで整合ずみのＲＦ信号ＲＦＩＮＦを入力セル３０１−３０２に供給する。入力セル３０１−３０２は互いに並列に接続されており、増幅出力信号をインピーダンス整合回路網３１２に供給する。それに応答して、インピーダンス整合回路３１２は中間ＲＦ信号ＲＦＩＮＴを生ずる。
【００１６】
図４はこの発明の一つの実施例によるバイアス回路２１１，入力セル３０１およびインピーダンス整合回路網３１１−３１２の回路図である。なお、入力セル３０２（図４には示してない）は入力セル３０１と同じである。インピーダンス整合回路網３１１はキャパシタ４０１−４０２およびインダクタ４１１−４１２を含む。インピーダンス整合回路網３１２はキャパシタ４０３およびインダクタ４１３を含む。バイアス回路２１１はキャパシタ４０４，ＮＰＮバイポーラトランジスタ４２１−４２４および抵抗器４３１−４３２を含む。入力セル３０１はキャパシタ４０５−４０７，インダクタ４１４，ＮＰＮバイポーラトランジスタ４２５−４２８および抵抗器４３３−４３６を含む。通常は上記ＲＦ信号ＲＦＩＮＦはＲＦトランジスタ４２８のベースに供給する。ＲＦトランジスタ４２８にはバイアス基準回路２１１（入力セル３０１および３０２の両方に共通）および分布バイアス回路４１０（入力段３０１に特有であり、キャパシタ４０５，トランジスタ４２５−４２７および抵抗器４３３−４３５を含む）によりバイアスをかける。これらバイアス基準回路２１１および分布バイアス回路４１０は温度適応バイアス回路を構成するが、その詳細は同時出願中の米国特許願第１０／４２１，６７９号に記載してあるので、その出願をここに参照してその記載内容をこの出願に組み入れる。通常は、バイアス回路２１１および分布バイアス回路４１０は第１のバイアス電圧ＶＢＩＡＳ１に応答してＲＦトランジスタ４２８のベースにバイアス電圧をかける。ＲＦトランジスタ４２８は正しくバイアスのかかった状態でコレクタ電流、すなわち入力セル３０２の対応のコレクタ電流と合成されてＲＦＩＮＴ信号を供給するコレクタ電流を生ずる。
【００１７】
図５は増幅器出力段２２１−２２２，バイアス回路２３１−２３２およびステップ制御回路２５０のブロック図である。増幅器出力段２２１は四つの出力セル５０１−５０４を含む。さらに詳細に後述するとおり、出力セル５０１−５０４は低電力動作モードの期間および高電力動作モードの両方でイネーブルされる。増幅器出力段２２２は１２の出力セル５０５−５１６を含む。さらに詳細に後述するとおり、出力セル５０５−５１６は高電力動作モードの期間中にイネーブルされ、低電力動作モードの期間中にディスエーブルされる。出力セル５０１−５１６はＲＦＩＮＴ信号を並列に受けてＲＦ出力信号を並列に生ずるように構成されている。
【００１８】
図６はこの発明の一つの実施例による出力セル５０５，バイアス回路２３２およびステップ制御回路２５０の回路図である。なお、出力セル５０６−５１６（図６には示してない）は出力セル５０５と同一である。バイアス回路２３２はキャパシタ６０１，ＮＰＮバイポーラトランジスタ６２１−６２４および抵抗器６３１−６３２を含む。出力セル５０５はキャパシタ６０２−６０３，ＮＰＮバイポーラトランジスタ６２５−６２８および抵抗器６３３−６３８を含む。ステップ制御回路２５０はＮＰＮバイポーラトランジスタ６２９−６３０および抵抗器６３９−６４０を含む。
【００１９】
通常はＲＦＩＮＴ信号は結合キャパシタ６０３経由でＲＦトランジスタ６２８のベースに加える。ＲＦトランジスタ６２８のベースには、バイアス回路２３２（入力セル５０５−５１６に共通）および分布バイアス回路（出力セル５０５に特有）によりＤＣバイアスをかける。バイアス回路２３２および分布バイアス回路６１０は温度適応バイアス回路を構成し、そのバイアス回路は上記バイアス回路２１１および分布バイアス回路４１０（図４）の形成する温度適応バイアス回路と同様である。通常は、バイアス回路２３２および分布バイアス回路６１０は第２のバイアス電圧ＶＢＩＡＳ２に応答してＲＦトランジスタ６２８のベースにバイアス電圧を供給する。ステップ制御回路２５０が出力セル５０５の正しいバイアス状態を可能にすると、ＲＦトランジスタ６２８はコレクタ電流、すなわち出力セル５０１−５０４および５０６−５１６の対応のコレクタ電流と合成されてＲＦＯＵＴ信号を生ずるコレクタ電流を供給する。抵抗器６３８はＲＦトランジスタ６２８のエミッタバイアスを供給するためのオプションの抵抗器である。
【００２０】
ステップ制御回路２５０はＮＰＮバイポーラトランジスタ６２９−６３０および抵抗器６３９−６４０を含む。高電力動作モードの動作時には電圧ＶＳＴＥＰは論理ハイの状態にあり、したがって、トランジスタ６２９はオン状態、トランジスタ６３０はオフ状態になる。その結果、ＢＩＡＳ＿ＣＴＲＬ電流は零にほぼ等しい。この状態のもとでは、ステップ制御回路２５０は出力セル５０５（または出力セル５０６−５１６）の動作に影響を及ぼさない。すなわち、バイアス回路２３２および６１０はＲＦトランジスタ６２８のベースに適切なＤＣバイアス電圧をかけるように動作し、それによってこのトランジスタがＲＦＯＵＴ信号のためのコレクタ電流を生ずるようにする。
【００２１】
低電力動作モードで動作している場合は電圧ＶＳＴＥＰは論理ロウの状態にあり、トランジスタ６２９はオフ、トランジスタ６３０はオンになっている。したがって、有意値のＢＩＡＳ＿ＣＴＲＬ電流が出力セル５０５（抵抗器６３５経由で）と接地電位点との間に得られる。この状態のもとでは、トランジスタ６２６はオフとなり、出力セル５０５（および出力セル５０６−５１６）は実効的にディスエーブルされる。より詳細に述べると、トランジスタ６２６のオフ時にはＲＦトランジスタ６２８はベースへのＤＣバイアスが不十分であるためにオフになる。
【００２２】
図７はこの発明の一つの実施例による出力セル５０１およびバイアス基準回路２３１の回路図である。なお、出力セル５０２−５０４（図７には示してない）は出力セル５０１と同一である。バイアス基準回路２３１はキャパシタ７０１，ＮＰＮバイポーラトランジスタ７２１−７２４および抵抗器７３１−７３２を含む。出力セル５０１はキャパシタ７０２−７０３，ＮＰＮバイポーラトランジスタ７２５−７２８および抵抗器７３３−７３７を含む。
【００２３】
通常はＲＦＩＮＴ信号を結合キャパシタ７０３経由でＲＦトランジスタ７２８のベースに加える。トランジスタ７２８のベースは、バイアス基準回路２３１（低電力モード出力セル５０１−５０４に共通）および分布バイアス回路７１０（出力セル５０１に特有）によりＤＣバイアスをかける。バイアス回路２３１および分布バイアス回路７１０は温度適応バイアス回路、すなわちバイアス回路２３２および分布バイアス回路６１０で構成される温度適応回路（図６）と同様の温度適応バイアス回路を構成する。通常はバイアス回路２３１および分布バイアス回路７１０は第２のバイアス電圧ＶＢＩＡＳ２に応答してＲＦトランジスタ７２８のベースにバイアス電圧を供給する。ＲＦトランジスタ７２８は正しくバイアスされると、コレクタ電流、すなわち出力セル５０１−５０４および５０６−５１６の対応のコレクタ電流と合成されてＲＦＯＵＴ信号を構成するコレクタ電流を生ずる。抵抗器７３７はＲＦトランジスタ７２８にオプションのエミッタバイアスをかける。出力セル５０１はステップ制御回路２５０には接続しない。すなわち、出力セル５０１（およびそれに付随する出力セル５０２−５０４）は高電力モードの期間中および低電力モードの期間中の両方でイネーブルされる。
【００２４】
図８は電力増幅器２００の高電力モードおよび低電力モードにおけるＲＦ入力電力対ＲＦ出力電力特性を表すグラフ８００である。線８０１は高電力モードでの動作を表し、このモードでは出力セル５０１−５１６はすべてイネーブルされている。線８０２は低電力モードを表し、このモードでは出力セル５０１−５０４はイネーブルされているが出力セル５０５−５１６はディスエーブルされている。電力増幅器２００は低電力モードで動作しているものの高い直線性を保って動作を継続していることに注目されたい。
【００２５】
図９は出力セル５０１−５１６の中のＲＦトランジスタのＲＦ入力電力対コレクタ電流特性を表すグラフである。線９０１は高電力モードでの動作を表し、このモードでは出力セル５０１−５１６はすべてイネーブルされている。線９０２は低電力モードでの動作を表し、このモードでは出力セル５０１−５０４はイネーブルされているが出力セル５０５−５１６はディスエーブルされている。図９は低電力モードにおける効率の改善を表している。すなわち、電流の減少は電力（Ｖ×Ｉ）の減少を意味するからである。
【００２６】
常にイネーブルされる一つの出力段（出力段２２１）と動作モードに応じて選択的にイネーブル／ディスエーブルされる一つの出力段（出力段２２２）とにしたがってこの発明の上に説明してきたが、上記以外構成も可能である。例えば、この発明のもう一つの実施例によると、出力段２２１を出力段２２２と相補的にイネーブル／ディスエーブルすることができる。すなわち、低電力動作モードの期間中は出力段２２１をイネーブルして出力段２２２をディスエーブルする。逆に高電力モード動作の期間中は出力段２２１をディスエーブルして出力段２２２をイネーブルする。この実施例は、出力段２２１にステップ制御回路（ステップ制御回路２５０と同様の）を備えることによって実現できる。
【００２７】
もう一つの変形では三つ以上の並列接続出力段を用いて電力増幅器を構成する。図１０はこの発明の一つの実施例による三つの並列接続出力段付きの電力増幅器１０００のブロック図である。電力増幅器２００の上述の構成要素に加えて、電力増幅器１０００は第３の増幅器出力段２２３，バイアス制御回路２３３およびステップ制御回路２５１を含む。増幅器出力段２２３，バイアス制御回路２３３およびステップ制御回路２５１は、出力段２２２，バイアス制御回路２３２およびステップ制御回路２５０とそれぞれ同様のものである。しかし、この実施例では、増幅器出力段２２３は増幅器出力段２２２よりも多くの出力段を備える。ステップ制御回路２５１は第２のステップ制御信号ＶＳＴＥＰ２に応答して動作する。すなわち、ステップ制御回路２５１はステップ制御回路２５０から独立して動作する。電力増幅器１０００は三つ以上の電力動作モードを可能にするので有利である。最低電圧状態では増幅器出力段２２１だけをイネーブルする。第１電圧状態では増幅器出力段２２１および２２２だけをイネーブルする。第２電圧状態では増幅器出力段２２１および２２３だけをイネーブルする。高電圧状態では出力段２２１−２２３のすべてをイネーブルする。代替の実施例ではステップ制御回路２５０および２５１の機能を単一の制御回路に組み入れる。この実施例は四つ以上の並列接続増幅器出力段構成に拡げることができる。
【００２８】
この発明の手法は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）電力増幅器、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）電力増幅器、エンハンスト・データレート・フォー・ＧＳＭエボリューション（ＥＤＧＥ）電力増幅器など多様な種類の電力増幅器に用いることができる。
【００２９】
いくつかの実施例に関連づけてこの発明を上に述べてきたが、この発明はこれら実施例に限定されるわけではなく、当業者に自明の多様な変形が可能である。例えば、増幅器入力段２０１，増幅器出力段２２１および増幅器出力段２２２は特定の数（すなわち２，４および１２）の並列接続ＲＦトランジスタを備えるものとして説明したが、上記以外の実施例において上記以外の数の並列接続ＲＦトランジスタでこれらの増幅段を構成することもできる。すなわち、この発明は特許請求の範囲のみにより制限されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
ＣＤＭＡ方式などによる移動通信システムに広範囲に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】慣用の電力増幅器の回路図。
【図２】この発明の実施例による電力増幅器の回路図。
【図３】この発明の一つの実施例による図２の電力増幅器の増幅器入力段および入力段バイアス回路のブロック図。
【図４】この発明の一つの実施例による入力段バイアス回路、入力セルおよびインピーダンス整合回路網の回路図。
【図５】この発明の一つの実施例による図２の電力増幅器の増幅器出力段、バイアス回路およびステップ制御回路のブロック図。
【図６】この発明の一つの実施例による出力セル、バイアス回路およびステップ制御回路の回路図。
【図７】この発明の一つの実施例による出力セルおよびバイアス回路の回路図。
【図８】図２の電力増幅器の高電力動作モードおよび低電力動作モードにおけるＲＦ入力電力対ＲＦ出力電力特性を表すグラフ。
【図９】図２の電力増幅器の高電力動作モードおよび低電力動作モードにおけるＲＦ入力電圧対コレクタ電流特性を表すグラフ。
【図１０】この発明の一つの実施例による三つの出力段付きの電力増幅器のブロック図。
【符号の説明】
【００３２】
１００          従来技術の電力増幅器
１０１−１０２  増幅段
１０３−１０４  ＮＰＮバイポーラトランジスタ
１１１，１１２  バイアス電圧制御回路
２００          電力増幅器
２０１          増幅器入力段
２１１          入力段バイアス回路
２２１，２２２  増幅器出力段
２３１，２３２  出力段バイアス回路
２５０          ステップ制御回路
３０１，３０２  入力セル
３１１，３１２  インピーダンス整合回路
【図１】
2006500820.tif 000003
【図２】
2006500820.tif 000004
【図３】
2006500820.tif 000005
【図４】
2006500820.tif 000006
【図５】
2006500820.tif 000007
【図６】
2006500820.tif 000008
【図７】
2006500820.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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