(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の動作方式を有する電力増幅モジュールにおいて、バイアスを適切に制御する。【解決手段】電力増幅モジュールのバイアス回路は、第１の動作方式における第１の電源電圧又は第２の動作方式における第２の電源電圧が供給され、第１の信号が入力され、第１の信号を増幅した第２の信号を出力する増幅トランジスタ２００Ａ＿１・・・Ｎと、増幅トランジスタにバイアス電流を供給するバイアス回路２１０Ａ２とを備える。バイアス回路は、第１の抵抗３１２Ａ＿１＿Ｎと、第１の抵抗と直列に接続され、第１の動作方式の際に供給される第１のバイアス制御電圧ＶＣ１＿１によりオンとなる第１のトランジスタ３００Ａ＿１＿１・・・Ｎと、第２の抵抗３１２Ａ＿２＿Ｎと、第２の抵抗と直列に接続され、第２の動作方式の際に供給される第２のバイアス制御電圧によりオンとなる第２のトランジスタ３００Ａ＿２＿１・・・Ｎと、を含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の動作方式における第１の電源電圧、または、第２の動作方式における第２の電源電圧が供給され、第１の信号が入力され、前記第１の信号を増幅した第２の信号を出力する増幅トランジスタと、
前記増幅トランジスタにバイアス電流を供給するバイアス回路と、
を備え、
前記バイアス回路は、
第１の抵抗と、
前記第１の抵抗と直列に接続され、前記第１の動作方式の際に供給される第１のバイアス制御電圧によりオンとなる第１のトランジスタと、
第２の抵抗と、
前記第２の抵抗と直列に接続され、前記第２の動作方式の際に供給される第２のバイアス制御電圧によりオンとなる第２のトランジスタと、
を含む、電力増幅モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の電力増幅モジュールであって、
前記第１及び第２のバイアス制御電圧を出力するバイアス制御回路をさらに備える、
電力増幅モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の電力増幅モジュールであって、
前記バイアス回路は、
前記第１及び第２のトランジスタと直列に接続され、前記第１及び第２の動作方式の際に供給される第３のバイアス制御電圧によりオンとなる第３のトランジスタをさらに含む、
電力増幅モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の電力増幅モジュールであって、
前記第１〜第３のバイアス制御電圧を出力するバイアス制御回路をさらに備える、
電力増幅モジュール。
【請求項５】
第１の動作方式における第１の電源電圧、または、第２の動作方式における第２の電源電圧が供給され、第１の信号が入力され、前記第１の信号を増幅した第２の信号を出力する増幅トランジスタと、
前記増幅トランジスタにバイアス電流を供給するバイアス回路と、
を備え、
前記バイアス回路は、
第１の抵抗と、
前記第１の抵抗と直列に接続され、前記第１の動作方式の際に供給される第１のバイアス制御電圧によりオンとなる第１のトランジスタと、
前記第１の抵抗と直列に接続され、前記第１のトランジスタと並列に接続された第２の抵抗と、
前記第１のトランジスタと直列に接続され、前記第１及び第２の動作方式の際に供給される第３のバイアス制御電圧によりオンとなる第３のトランジスタと、
を含む、電力増幅モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の電力増幅モジュールであって、
前記第１及び第３のバイアス制御電圧を出力するバイアス制御回路をさらに備える、
電力増幅モジュール。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の電力増幅モジュールであって、
前記第１の動作方式は、エンベロープトラッキング方式であり、
前記第２の動作方式は、平均パワートラッキング方式である、
電力増幅モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力増幅モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の移動体通信機においては、基地局へ送信する信号の電力を増幅するために電力増幅モジュールが用いられる。近年、携帯電話においては、高速なデータ通信の規格である、ＨＳＵＰＡ（High Speed Uplink Packet Access）やＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどの変調方式が採用されてきている。このような通信規格では、通信速度を向上させるために、位相や振幅のずれを小さくすることが重要となる。すなわち、電力増幅モジュールに高い線形性が求められる。また、このような通信規格では、通信速度を向上させるために、信号の振幅が変化する範囲（ダイナミックレンジ）が広くなることが多い。そして、ダイナミックレンジが大きい場合においても線形性を高くするためには、高い電源電圧が必要となり、電力増幅モジュールにおける消費電力が大きくなる傾向にある。
【０００３】
他方、携帯電話においては、通話や通信の可能時間を長くするために、消費電力を低減させることが求められる。例えば、特許文献１には、入力される変調信号の振幅レベルに応じて電源電圧を制御することによって電力効率の向上を図る、エンベロープトラッキング方式を採用した電力増幅モジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００５−５１３９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンベロープトラッキング方式は、特に、高電力動作時における電力付加効率の向上に有効である。他方、低電力動作時には、ゲインの線形性を向上させるために、例えば、平均パワートラッキング方式等の他の方式が採用されることがある。
【０００６】
一般的に、電力増幅モジュールは、電力増幅用のトランジスタにバイアスを供給するためのバイアス回路を備える。このバイアス回路は、例えば、バイアス制御電圧がベースに供給されるトランジスタと、該トランジスタのエミッタに接続されるバラスト抵抗とを備える。バイアス制御電圧及びバラスト抵抗の抵抗値の適切な値は、電力増幅モジュールの動作方式や出力レベルによって異なる。そのため、使用モードに合わせた最適な回路をその都度、提供することは困難である。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、複数の動作方式を有する電力増幅モジュールにおいて、バイアスを適切に制御可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面に係る電力増幅モジュールは、第１の動作方式における第１の電源電圧、または、第２の動作方式における第２の電源電圧が供給され、第１の信号が入力され、第１の信号を増幅した第２の信号を出力する増幅トランジスタと、増幅トランジスタにバイアス電流を供給するバイアス回路と、を備え、バイアス回路は、第１の抵抗と、第１の抵抗と直列に接続され、第１の動作方式の際に供給される第１のバイアス制御電圧によりオンとなる第１のトランジスタと、第２の抵抗と、第２の抵抗と直列に接続され、第２の動作方式の際に供給される第２のバイアス制御電圧によりオンとなる第２のトランジスタと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の動作方式を有する電力増幅モジュールにおいて、バイアスを適切に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態である電力増幅モジュールを含む送信ユニットの構成例を示す図である。
【図２】電力増幅モジュール１１３の構成例を示す図である。
【図３】バイアス回路２１０Ａ，２１０Ｂの構成例を示す図である。
【図４Ａ】ＥＴ方式での動作時における出力レベル（ｄＢｍ）と電力付加効率（％）との関係の一例を示す図であって、そのバイアス制御電圧ＶC及び抵抗値ＲB（バラスト抵抗）による変化が示されている。
【図４Ｂ】ＡＰＴ方式での動作時における出力レベル（ｄＢｍ）とゲイン（ｄＢ）との関係の一例を示す図であって、そのバイアス制御電圧ＶC及び抵抗値ＲB（バラスト抵抗）による変化が示されている。
【図５】増幅用のトランジスタ２００Aがマルチフィンガー構成である場合のバイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。
【図６】増幅用のトランジスタ２００Aがマルチフィンガー構成である場合のバイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。
【図７】バイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。
【図８】バイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。
【図９】増幅用のトランジスタ２００Aがマルチフィンガー構成である場合のバイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。
【図１０】増幅用のトランジスタ２００Aがマルチフィンガー構成である場合のバイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。
【図１１】バイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。
【図１２】バイアス回路２１０Ａの構成例を示す図である。
【図１３】増幅用のトランジスタ２００Aがマルチフィンガー構成である場合のバイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。
【図１４】バイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。
【図１５】バイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態である電力増幅モジュールを含む送信ユニットの構成例を示す図である。送信ユニット１００は、例えば、携帯電話等の移動体通信機において、音声やデータなどの各種信号を基地局へ送信するために用いられる。本実施形態の送信ユニット１００は、無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）における複数の周波数帯域（マルチバンド）に対応している。なお、移動体通信機は基地局から信号を受信するための受信ユニットも備えるが、ここでは説明を省略する。
【００１２】
図１に示すように、送信ユニット１００は、ベースバンド部１１０、ＲＦ部１１１、電源回路１１２、電力増幅モジュール１１３、フロントエンド部１１４、及びアンテナ１１５を備える。
【００１３】
ベースバンド部１１０は、ＨＳＵＰＡやＬＴＥ等の変調方式に基づいて、音声やデータなどの入力信号を変調し、変調信号を出力する。本実施形態では、ベースバンド部１１０から出力される変調信号は、振幅および位相をＩＱ平面上で表したＩＱ信号（Ｉ信号及びＱ信号）として出力される。ＩＱ信号の周波数は、例えば、数ＭＨｚから数１０ＭＨｚ程度である。
【００１４】
また、ベースバンド部１１０は、電力増幅モジュール１１３の動作方式を指示するモード信号ＭＯＤＥを出力する。本実施形態では、電力増幅モジュール１１３は、エンベロープトラッキング（ＥＴ：Envelope Tracking）方式及び平均パワートラッキング（ＡＰＴ：Average Power Tracking）方式により動作可能である。ベースバンド部１１０は、例えば、電力増幅モジュール１１３の出力が所定レベル以上である場合はＥＴ方式を指示するモード信号ＭＯＤＥを出力し、電力増幅モジュール１１３の出力が所定レベル未満である場合はＡＰＴ方式を指示するモード信号ＭＯＤＥを出力することができる。
【００１５】
さらに、ベースバンド部１１０は、電力増幅モジュールの動作方式に応じて電源電圧を制御するための制御信号を出力する。具体的には、例えば、ＥＴ方式の場合、ベースバンド部１１０は、ＩＱ信号に基づいて変調信号の振幅レベルを検出し、電力増幅モジュール１１３に供給される電源電圧ＶREGがＲＦ信号の振幅レベルに応じたレベルとなるように、電源回路１１２に対して電源制御信号ＣＴＲＬETを出力する。また、例えば、ＡＰＴ方式の場合、ベースバンド部１１０は、電力増幅モジュール１１３に供給される電源電圧ＶREGが電力増幅モジュール１１３の平均パワーに応じたレベルとなるように、電源回路１１２に対して電源制御信号ＣＴＲＬAPTを出力する。
【００１６】
ＲＦ部１１１は、ベースバンド部１１０から出力されるＩＱ信号から、無線送信を行うためのＲＦ信号（ＲＦIN）を生成する。ＲＦ信号は、例えば、数百ＭＨｚから数ＧＨｚ程度である。なお、ＲＦ部１１１において、ＩＱ信号からＲＦ信号へのダイレクトコンバージョンが行われるのではなく、ＩＱ信号が中間周波数（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変換され、ＩＦ信号からＲＦ信号が生成されることとしてもよい。
【００１７】
電源回路１１２は、モード信号ＭＯＤＥ及び電源制御信号ＣＴＲＬET又はＣＴＲＬAPTに基づいて、動作方式に応じたレベルの電源電圧ＶREGを生成し、電力増幅モジュール１１３に供給する。具体的には、電源回路１１２は、ＥＴ方式の場合、電源制御信号ＣＴＲＬETに応じた電源電圧ＶREG（第１の電源電圧）を生成する。また、電源回路１１２は、ＡＰＴ方式の場合、電源制御信号ＣＴＲＬAPTに応じた電源電圧ＶREG（第２の電源電圧）を生成する。電源回路１１２は、例えば、入力電圧（例えばバッテリ電圧ＶBAT等）から所望のレベルの電源電圧ＶREGを生成するＤＣ−ＤＣコンバータを含むことができる。
【００１８】
電力増幅モジュール１１３は、電源回路１１２から供給される電源電圧ＶREGに基づいて、ＲＦ部１１１から出力されるＲＦ信号（ＲＦIN）の電力を、基地局に送信するために必要なレベルまで増幅し、増幅信号（ＲＦOUT）を出力する。
【００１９】
フロントエンド部１１４は、増幅信号（ＲＦOUT）に対するフィルタリングや、基地局から受信する受信信号とのスイッチングなどを行う。フロントエンド部１１４から出力される増幅信号は、アンテナ１１５を介して基地局に送信される。
【００２０】
図２は、電力増幅モジュール１１３の構成例を示す図である。図２に示すように、電力増幅モジュール１１３は、トランジスタ２００A，２００B、バイアス回路２１０A，２１０B、整合回路２２０，２２１，２２２、インダクタ２３０A，２３０B、及びバイアス制御回路２４０を含んでいる。
【００２１】
トランジスタ２００A，２００Bは、二段の増幅器を構成しており、入力されるＲＦ信号（ＲＦIN）を増幅して、増幅信号（ＲＦOUT）を出力する。トランジスタ２００A，２００Bは、それぞれ、バイポーラトランジスタ（例えばヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ：Hetelojunction Bipolar Transistor））により構成される。１段目（ドライブ段）のトランジスタ２００Aは、入力信号を増幅した信号を出力する。２段目のトランジスタ２００Bは、トランジスタ２００Aから出力される信号を増幅した信号を出力する。なお、増幅器の段数は二段に限られず、一段であってもよいし、三段以上であってもよい。
【００２２】
バイアス回路２１０A，２１０Bは、それぞれ、トランジスタ２００A，２００Bに対してバイアスを供給する。バイアス回路２１０Aは、バイアス制御回路２４０から出力されるバイアス制御信号ＳC1に応じたバイアス電流ＩBIAS1をトランジスタ２００Aに供給する。また、バイアス回路２１０Bは、バイアス制御回路２４０から出力されるバイアス制御信号ＳC2に応じたバイアス電流ＩBIAS2をトランジスタ２００Bに供給する。
【００２３】
整合回路２２０，２２１，２２２は、回路間のインピーダンスをマッチングさせるために設けられている。整合回路２２０，２２１，２２２は、それぞれ、例えば、インダクタやキャパシタを用いて構成される。
【００２４】
インダクタ２３０A，２３０Bは、ＲＦ信号のアイソレーション用に設けられている。トランジスタ２００A，２００Bには、それぞれ、インダクタ２３０A，２３０Bを介して、電源電圧ＶREGが供給される。なお、電力増幅モジュール１１３では、トランジスタ２００A，２００Bの双方に電源電圧ＶREGが供給されているが、いずれか一方には所定レベルの電源電圧（例えばバッテリ電圧ＶBAT）が供給されてもよい。
【００２５】
バイアス制御回路２４０は、モード信号ＭＯＤＥに基づいて、トランジスタ２００A，２００Bに供給されるバイアスが動作方式（ＥＴ方式／ＡＰＴ方式）に応じた適切なレベルとなるように、バイアス制御信号ＳC1，ＳC2を出力する。バイアス制御信号ＳC1，ＳC2による制御については後述する。なお、バイアス制御回路２４０は、電力増幅モジュール１１３の外部に設けられてもよい。
【００２６】
図３は、バイアス回路２１０A，２１０Bの構成例を示す図である。バイアス回路２１０A1は、トランジスタ３００A_1，３００A_2及び抵抗３１０A_1，３１０A_2，３１２A_1，３１２A_2を含む。図３に示すように、バイアス制御回路２４０から出力されるバイアス制御信号ＳC1には、バイアス制御電圧ＶC1_1，ＶC1_2が含まれる。また、バイアス制御回路２４０から出力されるバイアス制御信号ＳC2には、バイアス制御電圧ＶC2_1，ＶC2_2が含まれる。
【００２７】
トランジスタ３００A_1，３００A_2は、バイポーラトランジスタ（例えばＨＢＴ）である。トランジスタ３００A_1（第１のトランジスタ）のベースには、抵抗３１０A_1を介してバイアス制御電圧ＶC1_1（第１のバイアス制御電圧）が供給される。トランジスタ３００A_2（第２のトランジスタ）のベースには、抵抗３１０A_2を介してバイアス制御電圧ＶC1_2（第２のバイアス制御電圧）が供給される。トランジスタ３００A_1，３００A_2のコレクタには、所定レベルの電源電圧（例えばバッテリ電圧ＶBAT）が供給される。
【００２８】
抵抗３１２A_1（第１の抵抗）は、一端がトランジスタ３００A_1のエミッタと接続され、他端がトランジスタ２００Aのベースと接続される。即ち、抵抗３１２A_1は、トランジスタ３００A_1と直列接続されている。また、抵抗３１２A_2（第２の抵抗）は、一端がトランジスタ３００A_2のエミッタと接続され、他端がトランジスタ２００Aのベースと接続される。即ち、抵抗３１２A_2は、トランジスタ３００A_2と直列接続されている。なお、抵抗３１２A_1の抵抗値ＲB1_1は、抵抗３１２A_2の抵抗値ＲB1_2とは異なる。
【００２９】
バイアス回路２１０A1では、バイアス制御電圧ＶC1_1，ＶC1_2の制御により、トランジスタ３００A_1，３００A_2の何れか一方がオンとなる。そして、オンとなった方のトランジスタと、当該トランジスタと直列接続されている抵抗とを介して、バイアス電流ＩBIAS1が出力される。具体的には、例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がハイレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がローレベルの場合、トランジスタ３００A_1がオン、トランジスタ３００A_2がオフとなる。この場合、バイアス回路２１０A1は、バイアス制御電圧ＶC1_1及び抵抗値ＲB1_1により定まるバイアス電流ＩBIAS1を出力する。また例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がローレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がハイレベルの場合、トランジスタ３００A_1がオフ、トランジスタ３００A_2がオンとなる。この場合、バイアス回路２１０A1は、バイアス制御電圧ＶC1_2及び抵抗値ＲB1_2により定まるバイアス電流ＩBIAS1を出力する。
【００３０】
バイアス回路２１０B1は、バイアス回路２１０A1と同等の構成を有している。バイアス回路２１０A1と同等の構成には、同等の符号を付して説明を省略する。バイアス回路２１０B1においても、抵抗３１２B_1の抵抗値ＲB2_1は、抵抗３１２B_2の抵抗値ＲB2_2とは異なる。
【００３１】
バイアス回路２１０B1においては、例えば、バイアス制御電圧ＶC2_1がハイレベル、バイアス制御電圧ＶC2_2がローレベルの場合、トランジスタ３００B_1がオン、トランジスタ３００B_2がオフとなる。この場合、バイアス回路２１０B1は、バイアス制御電圧ＶC2_1及び抵抗値ＲB2_1により定まるバイアス電流ＩBIAS2を出力する。また例えば、バイアス制御電圧ＶC2_1がローレベル、バイアス制御電圧ＶC2_2がハイレベルの場合、トランジスタ３００B_1がオフ、トランジスタ３００B_2がオンとなる。この場合、バイアス回路２１０B1は、バイアス制御電圧ＶC2_2及び抵抗値ＲB2_2により定まるバイアス電流ＩBIAS2を出力する。
【００３２】
電力増幅モジュール１１３では、例えば、ＥＴ方式の場合、バイアス制御電圧ＶC1_1，ＶC2_1がハイレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2，ＶC2_2がローレベルに制御される。また例えば、ＡＰＴ方式の場合、バイアス制御電圧ＶC1_1，ＶC2_1がローレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2，ＶC2_2がハイレベルに制御される。これにより、電力増幅モジュール１１３では、動作方式に応じた適切なバイアス制御電圧及び抵抗値により、バイアス電流を生成することが可能となる。なお、バイアス制御電圧ＶC1_1とバイアス制御電圧ＶC1_2のハイレベル時の電圧は異なってもよい。例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1のハイレベル時の電圧（例えば２．８５Ｖ）は、バイアス制御電圧ＶC1_2のハイレベル時の電圧（例えば２．８Ｖ）より高くてもよい。バイアス制御電圧ＶC2_1とバイアス制御電圧ＶC2_2の関係についても同様である。
【００３３】
図４Ａは、ＥＴ方式での動作時における出力レベル（ｄＢｍ）と電力付加効率（％）との関係の一例を示す図である。図４Ａには、バイアス制御電圧ＶC（ＶC1_1，ＶC1_2等）及び抵抗値ＲB（ＲB1_1，ＲB1_2等）による電力付加効率の変化が示されている。ＥＴ方式では、電力付加効率を向上させることが重要である。従って、ＥＴ方式では、電力付加効率が大きくなるように、バイアス制御電圧ＶC及び抵抗値ＲBを決定する必要がある。
【００３４】
図４Ｂは、ＡＰＴ方式での動作時における出力レベル（ｄＢｍ）とゲイン（ｄＢ）との関係の一例を示す図である。図４Ｂには、バイアス制御電圧ＶC（ＶC1_1，ＶC1_2等）及び抵抗値ＲB（ＲB1_1，ＲB1_2等）によるゲインの変化が示されている。ＡＰＴ方式では、線形性を向上させることが重要である。従って、ＡＰＴ方式では、高い線形性が得られるように、バイアス制御電圧ＶC及び抵抗値ＲBを決定する必要がある。
【００３５】
図４Ａ及び図４Ｂに示したように、ＥＴ方式の場合とＡＰＴ方式の場合とでは、バイアス制御電圧ＶC及び抵抗値ＲBを決定する際の基準が異なる。そのため、一方の方式に適したバイアス制御電圧ＶC及び抵抗値ＲBが、他方の方式において適切な値であるとは限らない。この点、電力増幅モジュール１１３では、バイアス回路２１０A1，２１０B1において、動作方式に応じた適切なバイアス制御電圧ＶC（ＶC1_1，ＶC1_2等）及び抵抗値ＲB（ＲB1_1，ＲB1_2等）を選択することができる。これにより、複数の動作方式を有する電力増幅モジュールにおいて、バイアスを適切に制御することが可能となる。
【００３６】
図５は、増幅用のトランジスタ２００Aがマルチフィンガー構成である場合のバイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。なお、バイアス回路２１０A1と同等の要素には同等の符号を付して説明を省略する。また、増幅トランジスタ２００Bがマルチフィンガー構成である場合のバイアス回路２１０Bも、同様の構成とすることが可能である。
【００３７】
図５に示す例では、トランジスタ２００Aは、Ｎ個の単位トランジスタ（フィンガー）２００A_1〜２００A_Nが並列接続された構成となっている。バイアス回路２１０A2は、バイアス回路２１０A1におけるトランジスタ３００A_1，３００A_2及び抵抗３１２A_1，３１２A_2を、フィンガー数（Ｎ個）分設けた構成である。
【００３８】
バイアス回路２１０A2では、例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がハイレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がローレベルの場合、トランジスタ３００A_1_1〜３００A_1_Nがオン、トランジスタ３００A_2_1〜３００A_2_Nがオフとなる。この場合、バイアス回路２１０A2は、バイアス制御電圧ＶC1_1及び抵抗値ＲB1_1_kにより定まるバイアス電流ＩBIAS1_kをトランジスタ２００A_kに出力する（ｋ＝１〜Ｎ）。また例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がローレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がハイレベルの場合、トランジスタ３００A_1_1〜３００A_1_Nがオフ、トランジスタ３００A_2_1〜３００A_2_Nがオンとなる。この場合、バイアス回路２１０A2は、バイアス制御電圧ＶC1_2及び抵抗値ＲB1_2_kにより定まるバイアス電流ＩBIAS1_kをトランジスタ２００A_kに出力する（ｋ＝１〜Ｎ）。これにより、バイアス回路２１０A1と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
図６は、増幅用のトランジスタ２００Aがマルチフィンガー構成である場合のバイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。なお、バイアス回路２１０A1，２１０A2と同等の要素には同等の符号を付して説明を省略する。また、増幅トランジスタ２００Bがマルチフィンガー構成である場合のバイアス回路２１０Bも、同様の構成とすることが可能である。
【００４０】
図６に示すバイアス回路２１０A3は、バイアス回路２１０A1における抵抗３１２Ａを、フィンガー数（Ｎ個）分設けた構成である。
【００４１】
バイアス回路２１０A3では、例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がハイレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がローレベルの場合、トランジスタ３００A_1がオン、トランジスタ３００A_2がオフとなる。この場合、バイアス回路２１０A3は、バイアス制御電圧ＶC1_1及び抵抗値ＲB1_1_kにより定まるバイアス電流ＩBIAS1_kをトランジスタ２００A_kに出力する（ｋ＝１〜Ｎ）。また例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がローレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がハイレベルの場合、トランジスタ３００A_1がオフ、トランジスタ３００A_2がオンとなる。この場合、バイアス回路２１０A3は、バイアス制御電圧ＶC1_2及び抵抗値ＲB1_2，ＲB1_1_kにより定まるバイアス電流ＩBIAS1_kをトランジスタ２００A_kに出力する（ｋ＝１〜Ｎ）。これにより、バイアス回路２１０A1と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
図７は、バイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。なお、バイアス回路２１０A1と同等の要素には同等の符号を付して説明を省略する。また、バイアス回路２１０Bも、同様の構成とすることが可能である。
【００４３】
図７に示す例では、バイアス回路２１０A4は、トランジスタ３００A_k及び抵抗３１２A_kの組をＮ個（Ｎ＞２）とした構成である。トランジスタ及び抵抗の組がＮ個となったことに伴い、バイアス制御回路２４０からのバイアス制御電圧もＮ種類入力されている。
【００４４】
バイアス回路２１０A4では、バイアス制御電圧ＶC1_kがハイレベル、他のバイアス制御電圧がローレベルの場合、トランジスタ３００A_n（ｎ＝１〜Ｎ）のうち、トランジスタ３００A_kがオン、他のトランジスタがオフとなる。この場合、バイアス回路２１０A4は、バイアス制御電圧ＶC1_k及び抵抗値ＲB1_kにより定まるバイアス電流ＩBIAS1をトランジスタ２００Aに出力する（ｋ＝１〜Ｎ）。これにより、バイアス回路２１０A1と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
図８は、バイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。なお、バイアス回路２１０A1と同等の要素には同等の符号を付して説明を省略する。また、バイアス回路２１０Bも、同様の構成とすることが可能である。
【００４６】
図８に示すバイアス回路２１０A5は、バイアス回路２１０A1におけるトランジスタ３００A_1，３００A_2の代わりに、トランジスタ８００A_1，８００A_2を備える。さらに、バイアス回路２１０A5は、トランジスタ８１０A及び抵抗８２０Aを備える。また、バイアス回路２１０A5には、バイアス制御回路２４０から、バイアス制御電圧ＶC1_1，ＶC1_2に加えて、バイアス制御電圧ＶC1_3も入力される。
【００４７】
トランジスタ８００A_1，８００A_2は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）である。トランジスタ８００A_1（第１のトランジスタ）のゲートには、抵抗３１０A_1を介してバイアス制御電圧ＶC1_1（第１のバイアス制御電圧）が供給される。トランジスタ８００A_2（第２のトランジスタ）のゲートには、抵抗３１０A_2を介してバイアス制御電圧ＶC1_2（第２のバイアス制御電圧）が供給される。トランジスタ８００A_1，８００A_2のドレインは、トランジスタ８１０Aのエミッタと接続される。また、トランジスタ８００A_1，８００A_2のソースは、それぞれ、抵抗３１２A_1，３１２A_2と接続される。
【００４８】
トランジスタ８１０Aは、バイポーラトランジスタ（例えばＨＢＴ）である。トランジスタ８１０A（第３のトランジスタ）のベースには、抵抗８２０A（第３の抵抗）を介してバイアス制御電圧ＶC1_3（第３のバイアス制御電圧）が供給される。トランジスタ８１０Aのコレクタには、所定レベルの電源電圧（例えばバッテリ電圧ＶBAT）が供給される。また、トランジスタ８１０Aのエミッタは、トランジスタ８００A_1，８００A_2のドレインと接続される。即ち、トランジスタ８１０Aは、トランジスタ８００A_1，８００A_2と直列接続されている。
【００４９】
バイアス回路２１０A5では、バイアス制御電圧ＶC1_1，ＶC1_2の制御により、トランジスタ８００A_1，８００A_2の何れか一方がオンとなる。また、バイアス回路２１０A5では、バイアス制御電圧ＶC1_3により、トランジスタ８００A_1，８００A_2に供給される電流が制御される。例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がハイレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がローレベルの場合、トランジスタ８００A_1がオン、トランジスタ８００A_2がオフとなる。この場合、バイアス回路２１０A5は、バイアス制御電圧ＶC1_1，ＶC1_3及び抵抗値ＲB1_1により定まるバイアス電流ＩBIAS1を出力する。また例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がローレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がハイレベルの場合、トランジスタ８００A_1がオフ、トランジスタ８００A_2がオンとなる。この場合、バイアス回路２１０A5は、バイアス制御電圧ＶC1_2，ＶC1_3及び抵抗値ＲB1_2により定まるバイアス電流ＩBIAS1を出力する。これにより、バイアス回路２１０A1と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
図９は、増幅用のトランジスタ２００Aがマルチフィンガー構成である場合のバイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。なお、バイアス回路２１０A2，２１０A5と同等の要素には同等の符号を付して説明を省略する。また、増幅トランジスタ２００Bがマルチフィンガー構成である場合のバイアス回路２１０Bも、同様の構成とすることが可能である。
【００５１】
図９に示すバイアス回路２１０A6は、バイアス回路２１０A5におけるトランジスタ８００A_1，８００A_2及び抵抗３１２A_1，３１２A_2を、フィンガー数（Ｎ個）分設けた構成である。
【００５２】
バイアス回路２１０A6では、例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がハイレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がローレベルの場合、トランジスタ８００A_1_kがオン、トランジスタ８００A_2_kがオフとなる（ｋ＝１〜Ｎ）。この場合、バイアス回路２１０A6は、バイアス制御電圧ＶC1_1，ＶC1_3及び抵抗値ＲB1_1により定まるバイアス電流ＩBIASkを出力する（ｋ＝１〜Ｎ）。また例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がローレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がハイレベルの場合、トランジスタ８００A_1_kがオフ、トランジスタ８００A_2_kがオンとなる（ｋ＝１〜Ｎ）。この場合、バイアス回路２１０A6は、バイアス制御電圧ＶC1_2，ＶC1_3及び抵抗値ＲB1_1により定まるバイアス電流ＩBIASkを出力する（ｋ＝１〜Ｎ）。これにより、バイアス回路２１０A1と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
図１０は、増幅用のトランジスタ２００Aがマルチフィンガー構成である場合のバイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。なお、バイアス回路２１０A3，２１０A5と同等の要素には同等の符号を付して説明を省略する。また、増幅トランジスタ２００Bがマルチフィンガー構成である場合のバイアス回路２１０Bも、同様の構成とすることが可能である。
【００５４】
図１０に示すバイアス回路２１０A7は、バイアス回路２１０A5における抵抗３１２A_1を、フィンガー数（Ｎ個）分設けた構成である。
【００５５】
バイアス回路２１０A7では、例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がハイレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がローレベルの場合、トランジスタ８００A_1がオン、トランジスタ８００A_2がオフとなる。この場合、バイアス回路２１０A7は、バイアス制御電圧ＶC1_1，ＶC1_3及び抵抗値ＲB1_1_kにより定まるバイアス電流ＩBIASkを出力する（ｋ＝１〜Ｎ）。また例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がローレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がハイレベルの場合、トランジスタ８００A_1がオフ、トランジスタ８００A_2がオンとなる。この場合、バイアス回路２１０A7は、バイアス制御電圧ＶC1_2，ＶC1_3及び抵抗値ＲB1_2，ＲB1_1_kにより定まるバイアス電流ＩBIASkを出力する（ｋ＝１〜Ｎ）。これにより、バイアス回路２１０A1と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
図１１は、バイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。なお、バイアス回路２１０A5と同等の要素には同等の符号を付して説明を省略する。また、バイアス回路２１０Bも、同様の構成とすることが可能である。
【００５７】
バイアス回路２１０A8は、バイアス回路２１０A5の変形例である。バイアス回路２１０A8では、直列に接続された抵抗３１２A_1，３１２A_2が、トランジスタ８１０Aのエミッタに接続されている。そして、トランジスタ８００A_1は、ドレインが抵抗３１２A_2の一端に接続され、ソースが抵抗３１２A_2の他端に接続されている。また、トランジスタ８００A_2は、ドレインが抵抗３１２A_1の一端に接続され、ソースが抵抗３１２A_1の他端に接続されている。
【００５８】
バイアス回路２１０A8では、例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がハイレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がローレベルの場合、トランジスタ８００A_1がオン、トランジスタ８００A_2がオフとなる。この場合、バイアス回路２１０A8は、バイアス制御電圧ＶC1_1，ＶC1_3及び抵抗値ＲB1_1により定まるバイアス電流ＩBIAS1を出力する。また例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がローレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がハイレベルの場合、トランジスタ８００A_1がオフ、トランジスタ８００A_2がオンとなる。この場合、バイアス回路２１０A8は、バイアス制御電圧ＶC1_2，ＶC1_3及び抵抗値ＲB1_2により定まるバイアス電流ＩBIAS1を出力する。これにより、バイアス回路２１０A1と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
図１２は、バイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。なお、バイアス回路２１０A8と同等の要素には同等の符号を付して説明を省略する。また、バイアス回路２１０Bも、同様の構成とすることが可能である。
【００６０】
バイアス回路２１０A9は、バイアス回路２１０A8の変形例である。バイアス回路２１０A9は、バイアス回路２１０A8における抵抗３１０A_2及びトランジスタ８００A_2を備えない点を除き、バイアス回路２１０A8と同一の構成である。
【００６１】
バイアス回路２１０A9では、例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がハイレベルの場合、トランジスタ８００A_1がオンとなる。この場合、バイアス回路２１０A9は、バイアス制御電圧ＶC1_1及び抵抗値ＲB1_1により定まるバイアス電流ＩBIAS1を出力する。また例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がローレベルの場合、トランジスタ８００A_1がオフとなる。この場合、バイアス回路２１０A9は、バイアス制御電圧ＶC1_3及び抵抗値ＲB1_1，ＲB1_2により定まるバイアス電流ＩBIAS1を出力する。これにより、バイアス回路２１０A1と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
図１３は、増幅用のトランジスタ２００Aがマルチフィンガー構成である場合のバイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。なお、バイアス回路２１０A7，２１０A9と同等の要素には同等の符号を付して説明を省略する。また、増幅トランジスタ２００Bがマルチフィンガー構成である場合のバイアス回路２１０Bも、同様の構成とすることが可能である。
【００６３】
図１３に示すバイアス回路２１０A10は、バイアス回路２１０A9における抵抗３１２A_1を、フィンガー数（Ｎ個）分設けた構成である。
【００６４】
バイアス回路２１０A10では、例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がハイレベルの場合、トランジスタ８００A_1がオンとなる。この場合、バイアス回路２１０A10は、バイアス制御電圧ＶC1_1及び抵抗値ＲB1_1_kにより定まるバイアス電流ＩBIASkを出力する（ｋ＝１〜Ｎ）。また例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がローレベルの場合、トランジスタ８００A_1がオフとなる。この場合、バイアス回路２１０A10は、バイアス制御電圧ＶC1_3及び抵抗値RB1_2，ＲB1_1_kにより定まるバイアス電流ＩBIASkを出力する（ｋ＝１〜Ｎ）。これにより、バイアス回路２１０A1と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
図１４は、バイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。なお、バイアス回路２１０A1，２１０A5と同等の要素には同等の符号を付して説明を省略する。また、バイアス回路２１０Bも、同様の構成とすることが可能である。
【００６６】
図１４に示すバイアス回路２１０A11は、バイアス回路２１０A5におけるトランジスタ８００A_1，８００A_2の代わりに、トランジスタ３００A_1，３００A_2を備える。
【００６７】
トランジスタ３００A_1は、コレクタが、抵抗３１２A_1を介してトランジスタ８１０Aのエミッタと接続され、エミッタが、トランジスタ２００Aと接続される。トランジスタ３００A_2は、コレクタが、抵抗３１２A_2を介してトランジスタ８１０Aのエミッタと接続され、エミッタが、トランジスタ２００Aと接続される。
【００６８】
バイアス回路２１０A11では、バイアス制御電圧ＶC1_1，ＶC1_2の制御により、トランジスタ３００A_1，３００A_2の何れか一方がオンとなる。また、バイアス回路２１０A11では、バイアス制御電圧ＶC1_3により、トランジスタ３００A_1，３００A_2に供給される電流が制御される。例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がハイレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がローレベルの場合、トランジスタ３００A_1がオン、トランジスタ３００A_2がオフとなる。この場合、バイアス回路２１０A11は、バイアス制御電圧ＶC1_1，ＶC1_3及び抵抗値ＲB1_1により定まるバイアス電流ＩBIAS1を出力する。また例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がローレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がハイレベルの場合、トランジスタ３００A_1がオフ、トランジスタ３００A_2がオンとなる。この場合、バイアス回路２１０A11は、バイアス制御電圧ＶC1_2，ＶC1_3及び抵抗値ＲB1_2により定まるバイアス電流ＩBIAS1を出力する。これにより、バイアス回路２１０A1と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
図１５は、バイアス回路２１０Aの構成例を示す図である。なお、バイアス回路２１０A8と同等の要素には同等の符号を付して説明を省略する。また、バイアス回路２１０Bも、同様の構成とすることが可能である。
【００７０】
バイアス回路２１０A12は、バイアス回路２１０A8の変形例である。バイアス回路２１０A12は、バイアス回路２１０A8におけるトランジスタ８００A_1，８００A_2の代わりに、トランジスタ３００A_1，３００A_2を備える。トランジスタ３００A_1は、コレクタが抵抗３１２A_2の一端に接続され、エミッタが抵抗３１２A_2の他端に接続されている。また、トランジスタ３００A_2は、コレクタが抵抗３１２A_1の一端に接続され、エミッタが抵抗３１２A_1の他端に接続されている。
【００７１】
バイアス回路２１０A12では、例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がハイレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がローレベルの場合、トランジスタ３００A_1がオン、トランジスタ３００A_2がオフとなる。この場合、バイアス回路２１０A12は、バイアス制御電圧ＶC1_1，ＶC1_3及び抵抗値ＲB1_1により定まるバイアス電流ＩBIAS1を出力する。また例えば、バイアス制御電圧ＶC1_1がローレベル、バイアス制御電圧ＶC1_2がハイレベルの場合、トランジスタ３００A_1がオフ、トランジスタ３００A_2がオンとなる。この場合、バイアス回路２１０A12は、バイアス制御電圧ＶC1_2，ＶC1_3及び抵抗値ＲB1_2により定まるバイアス電流ＩBIAS1を出力する。これにより、バイアス回路２１０A1と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
以上、本発明の例示的な実施形態について説明した。電力増幅モジュール１１３では、例えば、バイアス回路２１０A1〜２１０A8，２１０A11，２１０A12を備えることにより、第１の動作方式（例えばＥＴ方式）の際に供給されるバイアス制御電圧ＶC1_1と、第２の動作方式（例えばＡＰＴ方式）の際に供給されるバイアス制御電圧ＶC1_2とによって、２つのトランジスタのオン／オフを相補的に切り替えることにより、動作方式に応じたバイアス制御電圧及び抵抗値によりバイアス電流を生成することができる。従って、複数の動作方式を有する電力増幅モジュールにおいて、バイアスを適切に制御することが可能となる。
【００７３】
また、電力増幅モジュール１１３では、例えば、バイアス回路２１０A5〜２１０A8，２１０A11，２１０A12を備えることにより、バイアス制御電圧ＶC1_1と、バイアス制御電圧ＶC1_2とによって、２つのトランジスタのオン／オフを相補的に切り替えるとともに、バイアス制御電圧ＶC1_3によって、これらのトランジスタに供給される電流を制御することにより、動作方式に応じたバイアス制御電圧及び抵抗値によりバイアス電流を生成することができる。従って、複数の動作方式を有する電力増幅モジュールにおいて、バイアスを適切に制御することが可能となる。
【００７４】
また、電力増幅モジュール１１３では、例えば、バイアス回路２１０A9，２１０A10を備えることにより、第１の動作方式（例えばＥＴ方式）の際に供給されるバイアス制御電圧ＶC1_1によってトランジスタのオン／オフを切り替えるとともに、バイアス制御電圧ＶC1_3によって、このトランジスタに供給される電流を制御することにより、動作方式に応じたバイアス制御電圧及び抵抗値によりバイアス電流を生成することができる。従って、複数の動作方式を有する電力増幅モジュールにおいて、バイアスを適切に制御することが可能となる。
【００７５】
以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７６】
１００  送信ユニット
１１０  ベースバンド部
１１１  ＲＦ部
１１２  電源回路
１１３  電力増幅モジュール
１１４  フロントエンド部
１１５  アンテナ
２００A，２００A_k（ｋ＝１〜Ｎ）２００B，３００A_k（ｋ＝１〜Ｎ），３００A_1_k（ｋ＝１〜Ｎ），３００A_2_k（ｋ＝１〜Ｎ），３００B_1，３００B_2，８００A_1，８００A_1_k（ｋ＝１〜Ｎ），８００A_2，８００A_2_k（ｋ＝１〜Ｎ），８１０A  トランジスタ
２１０A，２１０A1〜２１０A12，２１０B  バイアス回路
２２０，２２１，２２２  整合回路
２３０A，２３０B  インダクタ
２４０  バイアス制御回路
３１０A_k（ｋ＝１〜Ｎ），３１０B_1，３１０B_2，３１２A_1，３１２A_1_k（ｋ＝１〜Ｎ），３１２A_2，３１２A_2_k（ｋ＝１〜Ｎ），８２０A  抵抗
【図１】
2016192590.tif 000003
【図２】
2016192590.tif 000004
【図３】
2016192590.tif 000005
【図４Ａ】
2016192590.tif 000006
【図４Ｂ】
2016192590.tif 000007
【図５】
2016192590.tif 000008
【図６】
2016192590.tif 000009
【図７】
2016192590.tif 000010
【図８】
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【図９】
2016192590.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
2016192590.tif 000014
【図１２】
2016192590.tif 000015
【図１３】
2016192590.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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