(57)【要約】【課題】 良好にインピーダンス整合を図ることができ、かつ実装面積の低減および効率向上を図る。【解決手段】  充電池４２とＲＦチョークコイルからなるＲＦチョーク回路４３との間および、充電池４２とベースバイアス回路４４との間に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１が共通に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ５１によって充電池４２から供給される電圧が制御されて、ＲＦチョーク回路４３を介して増幅用トランジスタ４１のコレクタ出力側に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ５１からの供給電圧値は、増幅用トランジスタ４１の出力インピーダンスが所望の値になるように設定されており、本実施形態では、５０Ωの特性インピーダンスで整合が取れる電圧値に設定されている。【選択図】  図１
2007019585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から供給される電圧を制御する電圧制御手段を有し、該電圧制御手段から供給される電圧により駆動される高周波電力増幅器であって、
該電圧制御手段からの供給電圧値が、所望の特性インピーダンスで整合が取れる値に設定されている高周波電力増幅器。
【請求項２】
前記電圧制御手段からの供給電圧値が、５０Ωの特性インピーダンスで整合が取れる値に設定されている請求項１に記載の高周波電力増幅器。
【請求項３】
前記電圧制御手段がＤＣ／ＤＣコンバータである請求項１に記載の高周波電力増幅器。
【請求項４】
前記電圧制御手段は、その出力端が、一方駆動端が接地されたトランジスタ手段の制御端にバイアス手段を介して接続されていると共に、該トランジスタ手段の他方駆動端に高周波チョーク手段を介して接続されており、
該トランジスタ手段は、該制御端に入力された電力を増幅して該他方駆動端から出力する請求項１〜３のいずれかに記載の高周波電力増幅器。
【請求項５】
前記トランジスタ手段は、増幅用のヘテロ接合バイポーラトランジスタまたは電界効果トランジスタである請求項４に記載の高周波電力増幅器。
【請求項６】
前記トランジスタ手段と、前記バイアス手段と、前記他方駆動端に接続されたＤＣカット用コンデンサ手段とのうち少なくとも該トランジスタ手段がＩＣチップ上に形成され、少なくとも前記電圧制御手段と前記高周波チョーク手段とが該ＩＣチップに外付けされている請求項４または５に記載の高周波電力増幅器。 
【請求項７】
少なくとも前記トランジスタ手段が化合物半導体材料によって構成され、該トランジスタ手段の他方駆動端からの出力インピーダンスが所望の値になるように、該トランジスタ手段の制御端および前記他方駆動端に供給されるバイアス電圧値が前記電圧制御手段によって調整されている請求項６に記載の高周波電力増幅器。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の高周波電力増幅器によってデータ信号を増幅して送信可能とする送信手段と、データ信号を受信可能とする受信手段と、該送信手段および該受信手段にデュプレクサ手段を介して接続されたアンテナ手段とを有する無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波電力増幅器およびこれを用いた携帯電話器や無線ＬＡＮなどの無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の携帯電話器や無線ＬＡＮなどの無線通信装置では、音声やデータ通信などのデータは、高周波電力増幅器によって電力増幅されて基地局または相手側通信装置に送信される。
【０００３】
これらの無線通信にはマイクロ波の周波数が割り当てられており、上記高周波電力増幅器は使用される周波数帯域において所定電力の信号が出力されるように調整されている。
【０００４】
このようなマイクロ波で使用される高周波（ＲＦ）回路において、高周波電力増幅器の出力側に特性インピーダンスが異なる部品が接続されると、不整合による信号のロスが発生する。このため、一般的に、５０Ωの特性インピーダンスで各部品の入出力の整合が取られており、高周波電力増幅器についてもその入出力を５０Ωのインピーダンスで接続することが要求されている。
【０００５】
図３は、従来の高周波電力増幅器を用いた無線通信装置の要部構成例を示すブロック図である。
【０００６】
図３において、従来の無線通信装置１０は、音声およびデータ通信などのデータを無線通信により送受信するためのアンテナ１と、送信用と受信用とで周波数が異なることを利用してアンテナ１を共用できるように設けられたフィルタ素子であるデュプレクサ２と、このデュプレクサ２に接続されて受信データが入力される受信回路３と、このデュプレクサ２に接続されて送信データを出力する送信回路とを有している。
【０００７】
この送信回路には、その出力部に、音声およびデータ通信などのデータ信号を増幅するための高周波電力増幅器４を有している。
【０００８】
この高周波電力増幅器４は、増幅用トランジスタ４１と、この増幅用トランジスタ４１に電源電圧を供給する電源としての充電池４２と、ＲＦチョークコイルのＲＦチョーク回路４３と、ベースバイアス回路４４と、インピーダンス整合回路４５と、ＤＣカット用コンデンサ４６とを有している。
【０００９】
増幅用トランジスタ４１は、エミッタが接地され、コレクタがＲＦチョーク回路４３に接続されて、ベースにベースバイアス回路４４が接続されており、ベースに入力された電力が増幅されてコレクタから出力される。
【００１０】
この増幅用トランジスタ４１に供給される電圧の最大値は、充電池４２からの発生電圧（電源電圧）によって制限されるため、大きな出力電力が必要とされる高周波電力増幅器４では、増幅用トランジスタ４１に流れる電流を増やす必要がある。このため、増幅用トランジスタ４１の出力側は、負荷を数Ω程度の低いインピーダンスに保つ必要がある。したがって、増幅用トランジスタ４１の出力側で、数Ω程度の低いインピーダンスから、入出力の整合を取るために必要とされる５０Ωのインピーダンスまでインピーダンス変換を行うために、インピーダンス整合回路４５が必須となっている。
【００１１】
一般的に、高周波デバイスでは、少なくとも最終の出力段が、ＧａＡｓなどの化合物半導体材料によるＩＣチップによって形成されている。これらＧａＡｓなどの材料は、Ｓｉなどの材料に比べて、同じチップサイズでは５倍〜１０倍程度と高価であり、かつ、もろいという特性を有するため、一般的な半導体素子と比べて、必要な部分は可能な限り小型化することが好ましい。例えば、図３の構成では、点線で囲んだ部分がＧａＡｓなどの材料からなるＩＣチップ４ａであり、このＩＣチップ４ａに対して、外付けでＲＦチョークコイルのＲＦチョーク回路４３が付加されている。このＩＣチップ４ａは、上述したようにＧａＡｓなどの化合物半導体材料が高価で、かつ、もろく割れやすいため、一般的には、そのサイズはその一辺が１ｍｍ〜２ｍｍ程度である。
【００１２】
図４は、ＧＳＭ（欧州デジタル携帯電話）用パワーアンプにおけるインピーダンス整合回路部分の構成例を周辺回路部分と共に示す回路図である。
【００１３】
図４において、インピーダンス整合回路４５として、ガラスエポキシ基板上にマイクロストリップラインが作製されて整合用伝送線路４５ａが構成され、その出力側に一方の端子が接地電圧ＧＮＤの出力端と接続された各チップコンデンサＣ１〜Ｃ３がそれぞれ接続されている。これらのチップコンデンサＣ２とチップコンデンサＣ３との間にはチップインダクタＬ１が挿入されている。このインピーダンス整合回路４５によって、増幅用トランジスタ４１の出力インピーダンス４Ωから必要とされる５０Ωのインピーダンスへ、インピーダンス変換が行われている。
【００１４】
ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いて電源電圧から供給される電圧を制御する事例が特許文献１，２に記載されている。これについて説明する。
【００１５】
特許文献１には、増幅用トランジスタのコレクタ出力電力を検出する検出装置と、この検出電力に比例して増幅用トランジスタのコレクタ電圧を変化させるＤＣ／ＤＣコンバータとを設けた高周波電力増幅器が開示されている。このＤＣ／ＤＣコンバータに、増幅用トランジスタのベースバイアス用抵抗を接続し、ベースバイアス制御をＤＣ／ＤＣコンバータの制御と連動させることによって、広範囲のＲＦ出力にわたって高効率動作が可能となっている。
【００１６】
特許文献２には、電力増幅器の出力電力値と電源電圧値とを関連付けた電源電圧テーブルが格納されたＲＡＭと、電源電圧テーブルから出力電力値に対応する電源電圧値を取得してＤＣ／ＤＣコンバータからの出力電圧が取得された電源電圧値になるように制御する制御部とを設けた高周波電力増幅器の電源電圧制御装置が開示されている。この制御部からの制御信号に基づいて、充電池から入力される電力がＤＣ／ＤＣコンバータによって高周波電力増幅器が効率良く動作する電圧値に降圧されて、高周波電力増幅器の効率を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００１−２５７５４０号公報
【特許文献２】特開２００２−２９０２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従来の高周波電圧変換回路において、インピーダンス変換は、一般的に、抵抗（Ｒ）、インダクタンス（Ｌ）およびキャパシタンス（Ｃ）を用いた従来のインピーダンス整合回路４５によって行われている。理想的には、インダクタンス（Ｌ）およびキャパシタンス（Ｃ）だけを用いれば、特定の周波数においてロスがないインピーダンス整合回路を構成することができる。しかしながら、実際には、各部品の有する微小な抵抗成分が影響し、インピーダンス整合回路における損失が発生する。
【００１８】
特に、インピーダンスが低い部分では、同じ電力を出力するために必要な電流の振幅が大きくなるため、抵抗成分で発生する損失が大きくなる。このため、上述したような低いインピーダンスに変換する回路の場合、インピーダンス整合回路における損失が大きくなり、効率の低下を招いている。
【００１９】
例えば、図４に示すインピーダンス整合回路４５の構成例では、バイアス供給用伝送線路を除いたインピーダンス変換部分（各チップコンデンサＣ１〜Ｃ３とチップインダクタＬ１）のＭＡＧ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ａｖａｉｌａｂｌｅ  Ｇａｉｎ）を計算すると、入出力の整合が完全にとれた状態で−０．５６ｄＢのロスが存在し、消費電流が増大して効率が低下する。これを補うためには、充電池４２からの出力電圧（電池容量）を大きくする必要がある。
【００２０】
また、インピーダンス整合回路を構成するためにインダクタンス（Ｌ）およびキャパシタンス（Ｃ）を用いると、使用可能な周波数帯域が狭くなるため、広い周波数帯域で使用可能で、かつ、効率が良い高周波電力増幅器を構成することは困難であった。
【００２１】
さらに、インピーダンス整合回路を用いた場合、高周波電力増幅器の実装面積が大きくなり、装置の小型化および軽量化のためには適していない。
【００２２】
なお、特許文献１および特許文献２では、ＤＣ／ＤＣコンバータによって電源電圧から供給される電圧を制御しているが、このＤＣ／ＤＣコンバータは、電力消費を抑えるために電圧を下げて使うためのものであり、本発明のようにインピーダンス整合を図るためのものではない。
【００２３】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、良好にインピーダンス整合を図ることができ、かつ実装面積の低減および効率向上を図ることができる高周波電力増幅器および、この高周波電力増幅器の実装面積低減と充電池の容量削減により小型化および軽量化を図ることができる無線通信装置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】
【００２４】
本発明の高周波電力増幅器は、電源から供給される電圧を制御する電圧制御手段を有し、該電圧制御手段から供給される電圧により駆動される高周波電力増幅器であって、  該電圧制御手段からの供給電圧値が、所望の特性インピーダンスで整合が取れる値に設定されており、そのことにより上記目的が達成される。
【００２５】
また、好ましくは、本発明の高周波電力増幅器における電圧制御手段からの供給電圧値が、５０Ωの特性インピーダンスで整合が取れる値に設定されている。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明の高周波電力増幅器における電圧制御手段がＤＣ／ＤＣコンバータである。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明の高周波電力増幅器における電圧制御手段は、その出力端が、一方駆動端が接地されたトランジスタ手段の制御端にバイアス手段を介して接続されていると共に、該トランジスタ手段の他方駆動端に高周波チョーク手段を介して接続されており、該トランジスタ手段は、該制御端に入力された電力を増幅して該他方駆動端から出力する。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の高周波電力増幅器におけるトランジスタ手段は、増幅用のヘテロ接合バイポーラトランジスタまたは電界効果トランジスタである。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の高周波電力増幅器におけるトランジスタ手段と、前記バイアス手段と、前記他方駆動端に接続されたＤＣカット用コンデンサ手段とのうち少なくとも該トランジスタ手段がＩＣチップ上に形成され、少なくとも前記電圧制御手段と前記高周波チョーク手段とが該ＩＣチップに外付けされている。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の高周波電力増幅器において、少なくとも前記トランジスタ手段が化合物半導体材料によって構成され、該トランジスタ手段の他方駆動端からの出力インピーダンスが所望の値になるように、該トランジスタ手段の制御端および前記他方駆動端に供給されるバイアス電圧値が前記電圧制御手段によって調整されている。
【００３１】
本発明の無線通信装置は、本発明の上記高周波電力増幅器によってデータ信号を増幅して送信可能とする送信手段と、データ信号を受信可能とする受信手段と、該送信手段および該受信手段にデュプレクサ手段を介して接続されたアンテナ手段とを有し、そのことにより上記目的が達成される。
【００３２】
上記構成により、以下、本発明の作用について説明する。
【００３３】
本発明にあっては、電源電圧から供給される電圧を、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの電圧制御手段によって制御して、所望の特性インピーダンスで整合が取れる値に変換する。
【００３４】
この電圧を、一方駆動端（エミッタ）が接地されて、制御端（ベース）に入力された電力を増幅して他方駆動端（コレクタ）から出力するヘテロ接合バイポーラトランジスタからなる増幅用のトランジスタ手段のコレクタおよびベースに供給することによって、高周波電力増幅器の出力電圧を所望の特性インピーダンスに整合させることができる。
【００３５】
例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を、増幅用のトランジスタ手段のコレクタ出力電力が５０Ωのインピーダンスで最適になるような電圧値に調整することにより、従来技術で必要とされていたようなインピーダンス整合回路を省いて実装面積を低減すると共に、このインピーダンス整合回路での損失がなくなるため、効率向上を図ることが可能となる。
【００３６】
さらに、周波数特性を有するインダクタンス（Ｌ）やキャパシタンス（Ｃ）を用いたインピーダンス整合回路を省くことにより、従来よりも広い周波数範囲に対応した高周波電圧増幅器とすることが可能となる。
【００３７】
さらに、高周波デバイスでは、一般的に、少なくとも最終の出力段がＧａＡｓなどの化合物半導体材料によるＩＣチップで形成されるが、これらＧａＡｓなどの化合物半導体材料は、シリコン（Ｓｉ）などの材料に比べて高価で、かつ、もろいという特性を有するため、一般的な半導体素子と比べて、必要な部分は可能な限り小型化することが好ましい。
【００３８】
ここで、例えば高周波送受信装置のような無線通信装置を作製する場合などには、この最終出力段において、インピーダンス整合が必要となる。そこで、本発明では、ＩＣチップに対して外付けで電圧制御手段としてのＤＣ／ＤＣコンバータと高周波チョーク手段としてのＲＦチョークコイルとを付加し、最終段に加えられるバイアス電圧を調整することによって、特性インピーダンスの整合を図ると共に、装置の小型化および低コスト化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００３９】
以上により、本発明によれば、高周波電力増幅器の出力インピーダンスを整合させるためのインピーダンス整合回路が不要となるため、このインピーダンス整合回路によるロスを低減させて効率を向上させることができ、携帯端末機器において充電池の容量を削減して装置の小型化および軽量化を図ることができる。
【００４０】
また、高周波電力増幅器において、インピーダンス整合回路を外付けの素子で構成している場合、インダクタンス（Ｌ）およびキャパシタンス（Ｃ）と伝送線路の実装面積が電力増幅器そのものの面積よりも広い場所を占めるため、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの電圧制御手段を追加する面積を加えても、本発明の方が実装面積を抑えて小型化を図ることができる。
【００４１】
さらに、高周波用電力増幅器において、インピーダンス整合回路をチップ内に集積化する場合には、一般的に高価な化合物半導体プロセスで製造されるチップ上にインダクタンス（Ｌ）やキャパシタンス（Ｃ）を作り込む必要があるため、チップ面積の増大に伴うコストの上昇が問題になるが、本発明によれば、化合物半導体プロセスで製造されるチップのコストを抑えることができるため、トータルでコストを削減することが可能となる。
【００４２】
さらに、本発明によれば、周波数特性を有するインピーダンス整合回路を省くため、従来よりも広い帯域の周波数で使用可能な高周波電圧増幅器を構成することができる。これは、通信速度を高速化するために広い周波数帯域を使用する通信方式に向けて、有望な構成である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下に、本発明の高周波電力増幅器およびこれを用いた無線通信装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４４】
図１は、本発明の実施形態に係る高周波電力増幅器を用いた無線通信装置の要部構成例を示すブロック図である。なお、図３の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の符号を付している。
【００４５】
図１において、本実施形態の無線通信装置２０は、音声およびデータ通信などのデータを無線通信により送受信するためのアンテナ手段としてのアンテナ１と、送信用と受信用とで周波数が異なることを利用してアンテナを共用できるように設けられたフィルタ素子であるデュプレクサ手段としてのデュプレクサ２と、このデュプレクサ２に接続されて受信データが入力される受信手段としての受信回路３と、このデュプレクサ２に接続されて送信データが出力される送信手段としての送信回路とを有している。
【００４６】
この送信回路は、その出力部に、音声およびデータ通信などのデータ信号を増幅するための高周波電力増幅器５を有している。
【００４７】
高周波電力増幅器５は、トランジスタ手段としての増幅用トランジスタ４１と、この増幅用トランジスタ４１に電圧を供給するための電源手段としての充電池４２と、高周波チョーク手段としてのＲＦチョークコイルからなるＲＦチョーク回路４３と、バイアス手段としてのベースバイアス回路４４と、ＤＣカット用コンデンサ手段としてのＤＣカット用コンデンサ４６と、充電池４２からの電圧を制御して出力する電圧制御手段（電圧制御回路）としてのＤＣ／ＤＣコンバータ５１とを有している。
【００４８】
増幅用トランジスタ４１は、一方駆動端（エミッタ）が接地され、他方駆動端（コレクタ）がＲＦチョーク回路４３の出力端に接続されて、制御端（ベース）にベースバイアス回路４４が接続されたヘテロ接合バイポーラトランジスタからなり、ベースに入力された電力が増幅されてコレクタから電力増幅出力が為される。
【００４９】
増幅用トランジスタ４１に供給される電圧の最大値は、充電池４２からの発生電圧によって制限されるため、大きな出力電力が必要とされる高周波電力増幅器５では、増幅用トランジスタ４１に流れる電流を増やす必要がある。このため、増幅用トランジスタ４１の出力側は、負荷を数Ω程度の低いインピーダンスに保つ必要がある。したがって、増幅用トランジスタ４１の出力側で、数Ω程度の低いインピーダンスから、入出力の整合を取るために必要とされる５０Ω（５０オーム）のインピーダンスまでインピーダンス変換を行うために、本実施形態では、図３に示すインピーダンス整合回路４５の代りに、供給電圧を制御可能とするＤＣ／ＤＣコンバータ５１を設けている。
【００５０】
高周波デバイスでは、一般的に、少なくとも最終の出力段が、ＧａＡｓなどの化合物半導体材料によるＩＣチップ５ａによって形成されている。これらのＧａＡｓなどの化合物半導体材料は、シリコン（Ｓｉ）などの材料に比べて、同じチップサイズでは５倍〜１０倍程度と高価であり、かつ、もろいという特性を有するため、一般的な半導体素子と比べて、必要な部分は可能な限り小型化することが好ましい。例えば、図１の構成では、点線で囲んだ部分がＧａＡｓなどの化合物半導体材料からなるＩＣチップ５ａであり、このＩＣチップ５ａに対して、外付けでＲＦチョークコイルからなるＲＦチョーク回路４３およびＤＣ／ＤＣコンバータ５１が付加されている。このＩＣチップ５ａは、上述したようにＧａＡｓなどの化合物半導体材料が高価で、かつ、もろく割れやすいため、一般的には、そのサイズは一辺が１ｍｍ〜２ｍｍ程度である。
【００５１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５１は、充電池４２とＲＦチョークコイルからなるＲＦチョーク回路４３との間および、充電池４２とベースバイアス回路４４との間に共通に接続されており、充電池４２から供給される電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ５１によって制御されて、ＲＦチョーク回路４３を介して増幅用トランジスタ４１のコレクタ出力側に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ５１からの供給電圧値は、増幅用トランジスタ４１の出力インピーダンスが所望の値になるように設定されており、本実施形態では、５０Ωの特性インピーダンスで整合が取れる電圧値に設定されている。即ち、設定された出力電力から計算して、５０Ω（５０オーム）の特性インピーダンスで出力整合が取れる電圧値を発生するＤＣ／ＤＣコンバータ５１から高周波電力増幅器５の増幅用トランジスタ４１のベースおよびコレクタに電圧を供給するようになっている。
【００５２】
例えば、高周波電圧増幅器５から出力される電力値として１Ｗが必要とされる場合、増幅用トランジスタ４１のインピーダンスをＺＯ、負荷インピーダンスをＺＬ、出力電力をＰ＝１（Ｗ）とし、電圧をＶとして、５０Ωのインピーダンスを想定すると、
Ｐ＝Ｖ２／（ＺＯ＋ＺＬ）
より、電圧の振幅は±１０Ｖ、電流の振幅は±０．２Ａとなる。
【００５３】
この結果から、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１から供給される電圧値を１０Ｖに昇圧することにより、図３のようなインピーダンス整合回路４５を設けることなく、５０Ωの特性インピーダンスの系に直接接続された状態で、所定の出力を得ることができる。したがって、従来回路よりもインピーダンス整合回路４５による損失分だけ回路の特性を向上させることができる。
【００５４】
図２は、図１の高周波電力増幅器５における増幅用トランジスタ４１の出力部分およびその周辺回路の構成例を示す回路図である。
【００５５】
図２では、図４に示すようなインピーダンス整合回路４５が省略されており、増幅用トランジスタ４１のコレクタ出力部には、バイアス電圧供給用のＲＦチョークコイルからなるＲＦチョーク回路４３とＤＣカット用の直列コンデンサ４６のみが接続されている。
【００５６】
図４に示すインピーダンス整合回路４５でのロスは−０．５６ｄＢであったが、本実施形態ではＤＣカットコンデンサ４６のみであるため、ロスは−０．０８ｄＢ程度と大幅に少なくなっている。
【００５７】
以上により、本実施形態によれば、充電池４２とＲＦチョークコイルからなるＲＦチョーク回路４３との間および、充電池４２とベースバイアス回路４４との間に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１が共通に接続され、このＤＣ／ＤＣコンバータ５１によって充電池４２から供給される電圧が制御されて、ＲＦチョーク回路４３を介して増幅用トランジスタ４１のコレクタ出力側に供給されている。このＤＣ／ＤＣコンバータ５１からの供給電圧値は、増幅用トランジスタ４１の出力インピーダンスが所望の値になるように設定されており、本実施形態では、５０Ωの特性インピーダンスでインピーダンス整合が取れる電圧値に設定されている。
【００５８】
これによって、高周波電力増幅器５において、出力インピーダンスを整合させるための従来のインピーダンス整合回路４５が不要になるため、この従来のインピーダンス整合回路４５によるロスを低減させて効率を向上させることが可能となり、携帯端末機器において充電池４２の容量を削減して装置の小型化および軽量化を図ることができる。
【００５９】
また、高周波電力増幅器５において、インピーダンス整合回路を外付けの素子で構成している場合、インダクタンス（Ｌ）およびキャパシタンス（Ｃ）と伝送線路の実装面積が高周波電力増幅器５そのものの面積よりも広い場所を占めるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１を追加する面積を加えても、本発明の方が実装面積を抑えて小型化を図ることができる。
【００６０】
さらに、図３に示す従来の高周波用電力増幅器４では、インピーダンス整合回路４５をＩＣチップ４ａ内に集積化する場合に、一般的に高価な化合物半導体プロセスで製造されるＩＣチップ４ａ上にインダクタンス（Ｌ）やキャパシタンス（Ｃ）を作り込む必要があるため、チップ面積の増大に伴うコストの上昇が問題になったが、図１に示す本実施形態の高周波用電力増幅器５では、化合物半導体プロセスで製造されるＩＣチップ５ａのコストを抑えることができるため、トータルでコストを削減することができる。
【００６１】
さらに、本発明によれば、周波数特性を有するインピーダンス整合回路４５を省くために、従来よりも広い帯域の周波数で使用可能な高周波電圧増幅器５を構成することができる。これは、通信速度を高速化するために広い周波数帯域を使用する通信方式に向けて、有望な構成である。
【００６２】
なお、上記実施形態では、増幅用トランジスタ４１としてヘテロ接合バイポーラトランジスタを用いたが、これに限らず、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）でもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、増幅用トランジスタ４１と、ベースバイアス回路４４と、ＤＣカット用コンデンサ４６とがＩＣチップ５ａ上に形成され、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１とＲＦチョーク回路４３とがＩＣチップ５ａに外付けされるように構成したが、これに限らず、増幅用トランジスタ４１、ベースバイアス回路４４（抵抗回路の他に一部トランジスタを含む場合がある）およびＤＣカット用コンデンサ４６のうち少なくとも増幅用トランジスタ４１を含むトランジスタ構成部分がＩＣチップ５ａ上に形成され、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１とＲＦチョーク回路４３がＩＣチップ５ａに外付けされるように構成されていてもよい。
【００６４】
さらに、上記実施形態では、特に説明しなかっがた、少なくとも増幅用トランジスタ４１がＧａＡｓなどの化合物半導体材料によって形成されていればよい。
【００６５】
さらに、上記実施形態では、本発明を図１の高周波電力増幅器５のように構成したが、これに限らず、電圧制御回路としてのＤＣ／ＤＣコンバータ５１から増幅用トランジスタ４１への供給電圧値が、増幅用トランジスタ４１の出力側で所望の特性インピーダンスで整合が取れる値に設定される構成であればよく、この場合に、良好にインピーダンス整合を図ることができ、かつ実装面積の低減および効率向上を図ることができる本発明の効果を奏する。
【００６６】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、高周波電力増幅器およびこれを用いた携帯電話器や無線ＬＡＮなどの無線通信装置の分野において、高周波電力増幅器の出力インピーダンスを整合させるためのインピーダンス整合回路が不要となるため、このインピーダンス整合回路によるロスを低減させて効率を向上させることができ、携帯端末機器において充電池の容量を削減して装置の小型化および軽量化を図ることができる。
【００６８】
また、高周波電力増幅器において、インピーダンス整合回路を外付けの素子で構成している場合、インダクタンス（Ｌ）およびキャパシタンス（Ｃ）と伝送線路の実装面積が電力増幅器そのものの面積よりも広い場所を占めるため、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの電圧制御手段を追加する面積を加えても、本発明の方が実装面積を抑えて小型化を図ることができる。
【００６９】
さらに、高周波用電力増幅器において、インピーダンス整合回路をチップ内に集積化する場合には、一般的に高価な化合物半導体プロセスで製造されるチップ上にインダクタンス（Ｌ）やキャパシタンス（Ｃ）を作り込む必要があるため、チップ面積の増大に伴うコストの上昇が問題になるが、本発明によれば、化合物半導体プロセスで製造されるチップのコストを抑えることができるため、トータルでコストを削減することが可能となる。
【００７０】
さらに、本発明によれば、周波数特性を有するインピーダンス整合回路を省くため、従来よりも広い帯域の周波数で使用可能な高周波電圧増幅器を構成することができる。これは、通信速度を高速化するために広い周波数帯域を使用する通信方式に向けて、有望な構成である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態に係る高周波電力増幅器を用いた無線通信装置の要部構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の高周波電力増幅器における増幅用トランジスタの出力部分およびその周辺回路の要部構成例を示す回路図である。
【図３】従来の高周波電力増幅器を用いた無線通信装置の要部構成例を示すブロック図である。
【図４】図３の高周波電力増幅器におけるインピーダンス整合回路部分およびその周辺回路の要部構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  アンテナ
２  デュプレクサ
３  受信回路
４１  増幅用トランジスタ
４２ 充電池
４３ ＲＦチョーク回路
４４ ベースバイアス回路
４６ ＤＣカット用コンデンサ
５  高周波電圧増幅器
５ａ ＩＣチップ
５１ ＤＣ／ＤＣコンバータ（電圧制御回路）
【図１】
2007019585.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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