(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号を増幅するトランジスタのバイアス回路であって、
コレクタに第１の抵抗器を介して所定の電圧が印加され、エミッタがグランドに接続される第１のトランジスタと、コレクタに第２の抵抗器を介して所定の電圧が印加され、エミッタが前記高周波信号増幅用のトランジスタのベースに接続され、ベースが前記第１のトランジスタのコレクタに接続される第２のトランジスタと、前記第１のトランジスタのベースと前記第２のトランジスタのエミッタ間に設けた第３の抵抗器とからなるカレントミラー回路を設けると共に、
前記第１のトランジスタのコレクタとグランド間に、前記第１の抵抗器を流れる電流をグランドに流す分流手段を設け、この分流手段を流れる電流を制御することで、前記高周波信号増幅用のトランジスタのベースバイアス電圧を制御するトランジスタのバイアス回路において、
前記分流手段は、
コレクタが前記第１のトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが第４の抵抗器を介してグランドに接続される第３のトランジスタと、
電源と前記第３のトランジスタのベースとの間に直列接続された第５の抵抗器及び第６の抵抗器と、
前記第３のトランジスタのベースとグランド間に設けられた第７の抵抗器とダイオードとの直列回路と、
前記第５の抵抗器と第６の抵抗器との接続ノードの電圧を制御する制御回路と、
で構成したことを特徴とするトランジスタのバイアス回路。
【請求項２】
高周波信号を増幅するトランジスタのバイアス回路であって、
コレクタに第１の抵抗器を介して所定の電圧が印加され、エミッタがグランドに接続される第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタのベース・コレクタ間に設けた第３の抵抗器とからなるカレントミラー回路を設けると共に、
前記第１のトランジスタのコレクタとグランド間に、前記第１の抵抗器を流れる電流をグランドに流す分流手段を設け、この分流手段を流れる電流を制御することで、前記高周波信号増幅用のトランジスタのベースバイアス電圧を制御するトランジスタのバイアス回路において、
前記分流手段は、
コレクタが前記第１のトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが第４の抵抗器を介してグランドに接続される第３のトランジスタと、
電源と前記第３のトランジスタのベースとの間に直列接続された第５の抵抗器及び第６の抵抗器と、
前記第３のトランジスタのベースとグランド間に設けられた第７の抵抗器とダイオードとの直列回路と、
前記第５の抵抗器と第６の抵抗器との接続ノードの電圧を制御する制御回路と、
で構成したことを特徴とするトランジスタのバイアス回路。
【請求項３】
前記制御回路は、前記第５の抵抗器と第６の抵抗器との接続ノードにコレクタが接続され、エミッタがグランドに接続され、ベースに制御電圧が印加される第４のトランジスタで構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のトランジスタのバイアス回路。
【請求項４】
前記高周波信号増幅用のトランジスタ及び前記第１乃至第４のトランジスタは、ヘテロバイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項３記載のトランジスタのバイアス回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランジスタのバイアス回路に係わり、特に、携帯電話機の出力用トランジスタのパワーコントロールに好適なバイアス回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５（Ａ）は、ＨＢＴ（ヘテロバイポーラトランジスタ）の伝達特性、図５（Ｂ）は、その測定回路を示す図である。図５に示すように、ベース電圧（Ｖｂｂ）を増加させると、トランジスタ（Ｔｒ０）のベース・エミッタ間電圧が１．２〜１．４Ｖ程度で急激に立ち上がる。このような特性のトランジスタ（Ｔｒ０）のベースに高周波信号を入力した場合、コレクタから取り出される出力は、急激に立ち上がる。
【０００３】
携帯電話機では、基地局と端末の距離を検出し、距離に応じて出力パワーをコントロールし、基地局に近いときは弱く、遠いときは強い信号を出力するように調節している。携帯電話機の出力段に上記した特性のトランジスタを用いる場合、トランジスタ（Ｔｒ０）のベース・エミッタ間電圧が、１．２〜１．４Ｖ程度で急激に立ち上がるから、パワー制御がしにくいという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を改良し、特に、ＨＢＴのような急峻な伝達特性を持ったトランジスタに緩やかなコレクタ電流カーブを与え、携帯電話機のパワーコントロールを容易にすることを可能にした新規なトランジスタのバイアス回路を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した目的を達成するため、基本的には、以下に記載されたような技術構成を採用するものである。
【０００６】
即ち、本発明に係わるトランジスタのバイアス回路の第１態様は、
高周波信号を増幅するトランジスタのバイアス回路であって、
コレクタに第１の抵抗器を介して所定の電圧が印加され、エミッタがグランドに接続される第１のトランジスタと、コレクタに第２の抵抗器を介して所定の電圧が印加され、エミッタが前記高周波信号増幅用のトランジスタのベースに接続され、ベースが前記第１のトランジスタのコレクタに接続される第２のトランジスタと、前記第１のトランジスタのベースと前記第２のトランジスタのエミッタ間に設けた第３の抵抗器とからなるカレントミラー回路を設けると共に、
前記第１のトランジスタのコレクタとグランド間に、前記第１の抵抗器を流れる電流をグランドに流す分流手段を設け、この分流手段を流れる電流を制御することで、前記高周波信号増幅用のトランジスタのベースバイアス電圧を制御するトランジスタのバイアス回路において、
前記分流手段は、
コレクタが前記第１のトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが第４の抵抗器を介してグランドに接続される第３のトランジスタと、
電源と前記第３のトランジスタのベースとの間に直列接続された第５の抵抗器及び第６の抵抗器と、
前記第３のトランジスタのベースとグランド間に設けられた第７の抵抗器とダイオードとの直列回路と、
前記第５の抵抗器と第６の抵抗器との接続ノードの電圧を制御する制御回路と、
で構成したことを特徴とするものであり、
叉、第２態様は、
高周波信号を増幅するトランジスタのバイアス回路であって、
コレクタに第１の抵抗器を介して所定の電圧が印加され、エミッタがグランドに接続される第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタのベース・コレクタ間に設けた第３の抵抗器とからなるカレントミラー回路を設けると共に、
前記第１のトランジスタのコレクタとグランド間に、前記第１の抵抗器を流れる電流をグランドに流す分流手段を設け、この分流手段を流れる電流を制御することで、前記高周波信号増幅用のトランジスタのベースバイアス電圧を制御するトランジスタのバイアス回路において、
前記分流手段は、
コレクタが前記第１のトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが第４の抵抗器を介してグランドに接続される第３のトランジスタと、
電源と前記第３のトランジスタのベースとの間に直列接続された第５の抵抗器及び第６の抵抗器と、
前記第３のトランジスタのベースとグランド間に設けられた第７の抵抗器とダイオードとの直列回路と、
前記第５の抵抗器と第６の抵抗器との接続ノードの電圧を制御する制御回路と、
で構成したことを特徴とするものであり、
叉、第３態様は、
前記制御回路は、前記第５の抵抗器と第６の抵抗器との接続ノードにコレクタが接続され、エミッタがグランドに接続され、ベースに制御電圧が印加される第４のトランジスタで構成したことを特徴とするものであり、
叉、第４態様は、
前記高周波信号増幅用のトランジスタ及び前記第１乃至第４のトランジスタは、ヘテロバイポーラトランジスタであることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に係わるトランジスタのバイアス回路は、
高周波信号を増幅するトランジスタのバイアス回路であって、
コレクタに第１の抵抗器を介して所定の電圧が印加され、エミッタがグランドに接続される第１のトランジスタと、コレクタに第２の抵抗器を介して所定の電圧が印加され、エミッタが前記高周波信号増幅用のトランジスタのベースに接続され、ベースが前記第１のトランジスタのコレクタに接続される第２のトランジスタと、前記第１のトランジスタのベースと前記第２のトランジスタのエミッタ間に設けた第３の抵抗器とからなるカレントミラー回路を設けると共に、
前記第１のトランジスタのコレクタとグランド間に、前記第１の抵抗器を流れる電流をグランドに流す分流手段を設け、この分流手段を流れる電流を制御することで、前記高周波信号増幅用のトランジスタのベースバイアス電圧を制御することを特徴とするものである。
【０００８】
【実施例】
以下に、本発明に係わるトランジスタのバイアス回路の具体例を図１乃至図４を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
図１（Ａ）は、本発明のバイアス回路の回路図であって、これらの図には、
高周波信号を増幅するトランジスタ（Ｔｒ０）のバイアス回路であって、
コレクタに第１の抵抗器（Ｒ１）を介して所定の電圧が印加され、エミッタがグランドに接続される第１のトランジスタ（Ｔｒ１）と、コレクタに第２の抵抗器（Ｒ２）を介して所定の電圧が印加され、エミッタが前記高周波信号増幅用のトランジスタ（Ｔｒ０）のベースに接続され、ベースが前記第１のトランジスタ（Ｔｒ１）のコレクタに接続された第２のトランジスタ（Ｔｒ２）と、前記第１のトランジスタ（Ｔｒ１）のベースと前記第２のトランジスタ（Ｔｒ２）のエミッタ間に設けた第３の抵抗器（Ｒ３）とからなるカレントミラー回路（１００）を設けると共に、
前記第１のトランジスタ（Ｔｒ１）のコレクタとグランド間に、前記第１の抵抗器（Ｒ１）を流れる電流をグランドに流す分流手段（２００）を設け、この分流手段（２００）を流れる電流を制御することで、前記高周波信号増幅用のトランジスタ（Ｔｒ０）のベースバイアス電圧を制御することを特徴とするトランジスタのバイアス回路が示され、
又、前記分流手段（２００）は、
コレクタが前記第１のトランジスタ（Ｔｒ１）のコレクタに接続され、エミッタが第４の抵抗器（Ｒ４）を介してグランドに接続される第３のトランジスタ（Ｔｒ３）と、
電源と前記第３のトランジスタ（Ｔｒ３）のベースとの間に、直列接続された第５の抵抗器（Ｒ５）及び第６の抵抗器（Ｒ６）と、
前記第３のトランジスタ（Ｔｒ３）のベースとグランド間に設けられた第７の抵抗器（Ｒ７）及びダイオード（Ｔｒ５）との直列回路と、
前記第５の抵抗器（Ｒ５）と第６の抵抗器（Ｒ６）との接続ノード（Ｎ）の電圧を制御する制御回路（２００Ａ）とで構成したことを特徴とするトランジスタのバイアス回路が示され、
又、前記制御回路（２００Ａ）は、前記第５の抵抗器（Ｒ５）と第６の抵抗器（Ｒ６）との接続ノード（Ｎ）にコレクタが接続され、エミッタがグランドに接続され、ベースに制御電圧（Ｖｇｃ）が印加される第４のトランジスタ（Ｔｒ４）で構成したことを特徴とするトランジスタのバイアス回路が示されている。
【００１０】
以下に、本発明を更に詳細に説明する。
【００１１】
本発明は、入力（ＩＮ）から注入される高周波信号を出力（ＯＵＴ）に増幅して出力するヘテロバイポーラトランジスタ（以下、本体トランジスタという）（Ｔｒ０）のバイアスポイントを決定し、且つ、適度な電力カーブを得ることを可能にした携帯電話機の出力用のトランジスタのバイアス回路である。
【００１２】
本発明のバイアス回路において、例えば、バイアス回路供給電圧（Ｖｓ１）を２．０Ｖ、バイアス回路供給電圧（Ｖｓ２）を３．０Ｖを印加した場合、抵抗器Ｒ１で選択されるリファレンス電流（Ｉ１）により、本体トランジスタ（Ｔｒ０）に流れる電流が決定される。
【００１３】
このように構成したバイアス回路において、ゲインコントロール端子の電圧（Ｖｇｃ）を、例えば、２Ｖに設定した場合、トランジスタ（Ｔｒ４）がオンし、トランジスタ（Ｔｒ３）のベース電圧（Ｖ１）が０Ｖに近くなることで、トランジスタ（Ｔｒ３）を流れる電流（Ｉ２）がカットオフする。
【００１４】
抵抗器（Ｒ１）を流れる電流を（Ｉ１）、トランジスタ（Ｔｒ２）のベース電流を（Ｉ４）とした時、Ｉ１＝Ｉ３＋Ｉ４となり、本体トランジスタ（Ｔｒ０）に所定の電流が流れる。
【００１５】
次に、ゲインコントロール電圧（Ｖｇｃ）を、例えば、０Ｖに設定した場合、トランジスタ（ＴＲ４）がオフする。このとき、バイアス回路供給電圧（Ｖｓ２）から抵抗器（Ｒ５）、（Ｒ６）、（Ｒ７）、及び、ダイオード接続されたトランジスタ（Ｔｒ５）を介して分圧される電圧（Ｖ１）が、トランジスタ（Ｔｒ３）のベースに印加される。そして、電圧（Ｖ１）が、トランジスタ（Ｔｒ３）を十分オンさせる電圧となるように、各抵抗器の抵抗値、及びトランジスタ（Ｔｒ３）のエミッタサイズを決定する。これにより、リファレンス電流（Ｉ１）は、トランジスタ（Ｔｒ３）に流れ込み、トランジスタ（Ｔｒ１）のコレクタ電圧（Ｖ２）を下げることで、トランジスタ（Ｔｒ２）、トランジスタ（Ｔｒ１）がカットオフし、本体トランジスタ（Ｔｒ０）もカットオフ状態に制御する。
【００１６】
また、通常、へテロバイポーラトランジスタは、ベース・エミッタ間電圧が１．２〜１．３Ｖ程度でオンするが、ゲインコントロール端子（Ｖｇｃ）電圧が、０Ｖから２Ｖへと上昇するにつれて、トランジスタ（Ｔｒ３）の電流（Ｉ２）が徐々に減少し、これに従い、トランジスタ（Ｔｒ１）の電流（Ｉ３）が徐々に増加するので、本体トランジスタ（Ｔｒ０）のコレクタ電流も緩やかに上昇する。この状態は、図４に示されている。
【００１７】
図２には、ゲインコントロール電圧（Ｖｇｃ）に対する本体トランジスタ（Ｔｒ０）のベース電圧（Ｖｂｂ）の関係を示すカーブ（１）及びゲインコントロール電圧（Ｖｇｃ）に対する本体トランジスタ（Ｔｒ０）のコレクタ電流の関係を示すカーブ（２）が示されている。
【００１８】
図３には、ゲインコントロール電圧（Ｖｇｃ）に対するトランジスタ（Ｔｒ３）のベース電圧（Ｖ１）の関係を示すカーブ（３）及びゲインコントロール電圧（Ｖｇｃ）に対するトランジスタ（Ｔｒ１）のコレクタ電圧（Ｖ２）の関係を示すカーブ（４）が示されている。
【００１９】
図４には、ゲインコントロール電圧（Ｖｇｃ）に対する電流（Ｉ１）、（Ｉ２）、（Ｉ３）、（Ｉ４）の関係を示すそれぞれのカーブ（５）〜（８）が示されている。
【００２０】
これらの図から明らかなように、トランジスタ（Ｔｒ１）を流れる電流（Ｉ３）の変化に従って、本体トランジスタ（Ｔｒ０）のコレクタ電流が穏やかに変化しているのがわかる。
【００２１】
上記したカレントミラー回路の他、図１（Ｂ）に示したようなカレントミラー回路を用いても、本発明の目的を達成することが出来る。
【００２２】
なお、抵抗器（Ｒ３）は、高周波信号が、カレントミラー回路に混入することを阻止するために設けた抵抗器である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明に係わるトランジスタのバイアス回路は、上述のように構成したので、ＨＢＴのような急峻な伝達特性を持ったトランジスタに緩やかなコレクタ電流カーブを与えることで、パワー動作させたときのパワースロープを緩やかにし、携帯電話機のパワーコントロールを容易にすることを可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるトランジスタのバイアス回路の回路図である。
【図２】ゲインコントロール電圧（Ｖｇｃ）に対する本体トランジスタ（Ｔｒ０）のベース電圧（Ｖｂｂ）の関係、及び、ゲインコントロール電圧（Ｖｇｃ）に対する本体トランジスタ（Ｔｒ０）のコレクタ電流の関係を示すグラフである。
【図３】ゲインコントロール電圧（Ｖｇｃ）に対するトランジスタ（Ｔｒ３）のベース電圧（Ｖ１）の関係、及び、ゲインコントロール電圧（Ｖｇｃ）に対するトランジスタ（Ｔｒ１）のコレクタ電圧（Ｖ２）の関係を示すグラフである。
【図４】ゲインコントロール電圧（Ｖｇｃ）に対する各部の電流の関係を示すグラフである。
【図５】（Ａ）は、ＨＢＴ（ヘテロバイポーラトランジスタ）の伝達特性、（Ｂ）は、その測定回路を示す図である。
【符号の説明】
Ｔｒ０  高周波信号増幅用のトランジスタ（本体トランジスタ）
Ｔｒ１〜Ｔｒ５  トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ７  抵抗器
Ｉ１〜Ｉ４  電流
１００  カレントミラー回路
２００  分流手段
２００Ａ  制御回路
【図１】
0003892273.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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