(57)【要約】【課題】信頼性の高い保護回路を有する電力増幅器を提供する。【解決手段】電力増幅用のトランジスタＱ１、及びトランジスタＱ１とコレクタ同士が接続された保護回路１５のトランジスタＱ１１を有し、保護回路１５のダイオード列ＤＬ１の一端のアノードがトランジスタＱ１、Ｑ１１のコレクタと接続され、ダイオード列ＤＬ１の他端のカソードがトランジスタＱ１１のベースと接続され、保護回路３５のダイオード列ＤＬ３の一端のアノードがトランジスタＱ１、Ｑ１１のコレクタと接続され、ダイオード列ＤＬ３の他端のカソードがトランジスタＱ１、Ｑ１１のエミッタと共に接地されている。【選択図】図１
2009260453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を増幅し、出力端子と接地端子との間に増幅信号を出力する第１のトランジスタと、
複数個直列に接続された第１のダイオード列の一端のアノードが前記出力端子と接続され、前記第１のダイオード列の他端のカソードがベースと接続され、コレクタが前記出力端子と接続され、エミッタが前記接地端子と接続された第２のトランジスタを有し、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態の前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つ前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第１の保護回路と、
複数個直列に接続された第２のダイオード列の一端のアノードが前記出力端子と接続され、前記第２のダイオード列の他端のカソードが前記接地端子と接続され、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態の前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つ前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第２の保護回路と、
を備えていることを特徴とする電力増幅器。
【請求項２】
入力信号を増幅し、出力端子と接地端子との間に増幅信号を出力する第１のトランジスタと、
複数個直列に接続された第１のダイオード列の一端のアノードが前記出力端子と接続され、前記第１のダイオード列の他端のカソードがベースと接続され、コレクタが前記出力端子と接続され、エミッタが前記接地端子と接続された第２のトランジスタを有し、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態の前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つ前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第１の保護回路と、
複数個直列に接続された第２のダイオード列の一端のアノードが抵抗を介して前記出力端子と接続され、前記第２のダイオード列の他端のカソードが前記接地端子と接続され、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態の前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つ前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第２の保護回路と、
を備えていることを特徴とする電力増幅器。
【請求項３】
入力信号を増幅し、出力端子と接地端子との間に増幅信号を出力する第１のトランジスタと、
複数個直列に接続された第１のダイオード列の一端のアノードが前記出力端子と接続され、前記第１のダイオード列の他端のカソードがベースと接続され、コレクタが前記出力端子と接続され、エミッタが前記接地端子と接続された第２のトランジスタを有し、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態の前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つ前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第１の保護回路と、
複数個直列に接続された第２のダイオード列の一端のアノードが前記出力端子と接続され、前記第２のダイオード列の他端のカソードが前記接地端子と接続され、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態の前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つ前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第２の保護回路と、
一端のアノードが前記第２のトランジスタのベースと接続され、他端のカソードが前記第２のダイオード列のいずれかのアノードと接続された第３のダイオードと、
を備えていることを特徴とする電力増幅器。
【請求項４】
入力信号を増幅し、出力端子と接地端子との間に増幅信号を出力する第１のトランジスタと、
複数個直列に接続された第１のダイオード列の一端のアノードが前記出力端子と接続され、前記第１のダイオード列の他端のカソードがベースと接続され、コレクタが前記出力端子と接続され、エミッタが前記接地端子と接続された第２のトランジスタを有し、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態の前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つ前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第１の保護回路と、
複数個直列に接続された第２のダイオード列の一端のアノードが抵抗を介して前記出力端子と接続され、前記第２のダイオード列の他端のカソードが前記接地端子と接続され、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態の前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つ前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第２の保護回路と、
一端のアノードが前記第２のトランジスタのベースと接続され、他端のカソードが前記第２のダイオード列のいずれかのアノードと接続された第３のダイオードと、
を備えていることを特徴とする電力増幅器。
【請求項５】
前記第１のダイオード列と前記第２のダイオード列のそれぞれのダイオード個数は、同数または１個差であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電力増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護回路を有する電力増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話をはじめとする情報通信機器等により行われる通信は、その容量が増大し、日常生活に幅広く浸透している。これらの情報通信機器に使用される回路や部品は、長時間の連続使用や考えられる様々な事態に対応できる高信頼性であることが求められている。主構成要素をなす増幅用（出力用）トランジスタ等を含む電力増幅器においては、どのような状況においても、簡単に壊れずに、安定して通信が行えることを目指して、製品化される。
【０００３】
携帯電話等において、増幅された信号がアンテナから正常に出力される場合、つまりインピーダンス整合がなされた状態で出力される場合、電圧振幅は出力用トランジスタの規格を越えることはない。しかしながら、出力用トランジスタからアンテナまでの間で異常な事態、例えば、アンテナが折れたり、アンテナが接地されたり、その他の負荷変動が起こると、出力用トランジスタの電圧振幅は、正常動作範囲を越え、時には、耐圧の定格を越えて、出力用トランジスタの破壊を起こすことになる。
【０００４】
被保護回路等を順逆両方向の高電圧から保護するために、例えば、保護される内部回路と、この内部回路に外部から電源を供給する第１及び第２の電源端子と、この内部回路と外部回路との間の信号授受の中継を行う信号端子と、この信号端子と第１の電源端子との間に第１及び第２の電源端子間の電源電圧に対して逆バイアスとなるように接続された第１のダイオードと、信号端子と第２の電源端子との間に電源電圧に対して逆バイアスとなるように接続された第２のダイオードと、一端を第１の電源端子と接続し電源電圧に対して順バイアスとなるようにかつ順方向電圧の合計が電源電圧より高くなる数だけ直列接続された複数の第３のダイオードを含むダイオード回路と、このダイオード回路の他端と第２の電源端子との間に接続された抵抗と、ベースを前記ダイオード回路及び抵抗の接続点と接続しコレクタを第１の電源端子と接続しエミッタを第２の電源端子と接続しベース・エミッタ接合部の順方向と第３のダイオードの順方向が一致するような接合型のトランジスタとを有する半導体集積回路が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
開示された半導体集積回路の高電圧は両方向からかかる場合を想定しているので、順逆両方向のダイオードが配置されているが、電力増幅器の出力用トランジスタの負荷変動対策に適用しようとする場合は、一方向、つまり、順方向からかかる場合が問題となり、例えば、開示された半導体集積回路の第３のダイオードがベースに接続されたバイポーラトランジスタからなる回路を考えればよい。しかしながら、この第３のダイオード及びバイポーラトランジスタを負荷変動対策として使用する場合、所定の電圧以上（大きな電圧振幅動作）になると、コレクタ・エミッタ間に電流が流れて、電圧振幅の低減効果が出始めるものの、コレクタ・エミッタ間の電流が過大となると、この保護用のバイポーラトランジスタが破壊されるという問題が発生する。
【特許文献１】特開平６−３３５１５２号公報（第４頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、信頼性の高い保護回路を有する電力増幅器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】
本発明の一態様の電力増幅器は、入力信号を増幅し、出力端子と接地端子との間に増幅信号を出力する第１のトランジスタと、複数個直列に接続された第１のダイオード列の一端のアノードが前記出力端子と接続され、前記第１のダイオード列の他端のカソードがベースと接続され、コレクタが前記出力端子と接続され、エミッタが前記接地端子と接続された第２のトランジスタを有し、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態の前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つ前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第１の保護回路と、複数個直列に接続された第２のダイオード列の一端のアノードが前記出力端子と接続され、前記第２のダイオード列の他端のカソードが前記接地端子と接続され、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態の前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つ前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第２の保護回路とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の別態様の電力増幅器は、入力信号を増幅し、出力端子と接地端子との間に増幅信号を出力する第１のトランジスタと、複数個直列に接続された第１のダイオード列の一端のアノードが前記出力端子と接続され、前記第１のダイオード列の他端のカソードがベースと接続され、コレクタが前記出力端子と接続され、エミッタが前記接地端子と接続された第２のトランジスタを有し、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態の前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つ前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第１の保護回路と、複数個直列に接続された第２のダイオード列の一端のアノードが抵抗を介して前記出力端子と接続され、前記第２のダイオード列の他端のカソードが前記接地端子と接続され、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態の前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つ前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第２の保護回路とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の別態様の電力増幅器は、入力信号を増幅し、出力端子と接地端子との間に増幅信号を出力する第１のトランジスタと、複数個直列に接続された第１のダイオード列の一端のアノードが前記出力端子と接続され、前記第１のダイオード列の他端のカソードがベースと接続され、コレクタが前記出力端子と接続され、エミッタが前記接地端子と接続された第２のトランジスタを有し、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態の前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つ前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第１の保護回路と、複数個直列に接続された第２のダイオード列の一端のアノードが前記出力端子と接続され、前記第２のダイオード列の他端のカソードが前記接地端子と接続され、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態の前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つ前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第２の保護回路と、一端のアノードが前記第２のトランジスタのベースと接続され、他端のカソードが前記第２のダイオード列のいずれかのアノードと接続された第３のダイオードとを備えていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の別態様の電力増幅器は、入力信号を増幅し、出力端子と接地端子との間に増幅信号を出力する第１のトランジスタと、複数個直列に接続された第１のダイオード列の一端のアノードが前記出力端子と接続され、前記第１のダイオード列の他端のカソードがベースと接続され、コレクタが前記出力端子と接続され、エミッタが前記接地端子と接続された第２のトランジスタを有し、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態の前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つ前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第１の保護回路と、複数個直列に接続された第２のダイオード列の一端のアノードが抵抗を介して前記出力端子と接続され、前記第２のダイオード列の他端のカソードが前記接地端子と接続され、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態の前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つ前記第１のトランジスタのコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第２の保護回路と、一端のアノードが前記第２のトランジスタのベースと接続され、他端のカソードが前記第２のダイオード列のいずれかのアノードと接続された第３のダイオードとを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、信頼性の高い保護回路を有する電力増幅器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。以下に示す図では、同一の構成要素には同一の符号を付す。
【実施例１】
【００１３】
本発明の実施例１に係る電力増幅器について、図１を参照しながら説明する。図１は電力増幅器に用いられる電力増幅用トランジスタの保護回路を模式的に示す図である。
【００１４】
図１に示すように、電力増幅器１は、保護回路１５及び保護回路１５に流れる過電流を緩和する保護回路３５を有している。つまり、電力増幅器１は、電力増幅用のトランジスタＱ１、及びトランジスタＱ１とコレクタ同士が接続された保護回路１５のトランジスタＱ１１を有し、保護回路１５のダイオード列ＤＬ１の一端のアノードがトランジスタＱ１、Ｑ１１のコレクタと接続され、ダイオード列ＤＬ１の他端のカソードがトランジスタＱ１１のベースと接続され、保護回路３５のダイオード列ＤＬ３の一端のアノードがトランジスタＱ１、Ｑ１１のコレクタと接続され、ダイオード列ＤＬ３の他端のカソードがトランジスタＱ１、Ｑ１１のエミッタと共に接地されている。
【００１５】
より詳細には、電力増幅器１は、入力信号を増幅し、出力（高電位側）端子１９と接地（低電位側）端子との間に増幅信号を出力する第１のトランジスタであるトランジスタＱ１と、９個のダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９（以下、ダイオードＤ１〜Ｄ９と示す。なお、数字が連続する場合は同様に示す。）が直列に接続された第１のダイオード列であるダイオード列ＤＬ１の一端のアノードが出力端子１９と接続され、ダイオード列ＤＬ１の他端のカソードがベースと接続され、コレクタが出力端子１９と接続され、エミッタが接地端子と接続された第２のトランジスタであるトランジスタＱ１１を有し、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態のトランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つトランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第１の保護回路である保護回路１５と、１０個のダイオードＤ３１〜Ｄ４０が直列に接続された第２のダイオード列であるダイオード列ＤＬ３の一端のアノードが出力端子１９と接続され、ダイオード列ＤＬ３の他端のカソードが接地端子と接続され、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態のトランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つトランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された第２の保護回路である保護回路３５とを備えている。
【００１６】
なお、最大出力電圧とは、トランジスタＱ１の出力整合が取れた状態（正常動作時）で出力される最大のコレクタ・エミッタ間電圧であり、耐圧とは、破壊されずに耐えられる最大電圧のことで、最大コレクタ電圧Ｖｃｅｏである。
【００１７】
電力増幅器１は、例えば、高周波増幅が可能なＩｎＧａＰ／ＧａＡｓ系の半導体集積回路であって、トランジスタＱ１、Ｑ１１は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）で、ｎｐｎ型である。トランジスタＱ１１は、大きな電圧振幅動作時に十分な電流が流せる大きさである。
【００１８】
ダイオード列ＤＬ１、ＤＬ３のダイオードＤ１〜Ｄ９、Ｄ３１〜Ｄ４０は、トランジスタのベース・エミッタ間のｐｎ接合を利用して形成されている。そのため、ダイオードＤ１〜Ｄ９、Ｄ３１〜Ｄ４０のオン電圧は、それぞれ、約１．１Ｖであり、トランジスタＱ１、Ｑ１１のオン電圧（Ｖｂｅ）も、それぞれ、約１．１Ｖである。
【００１９】
保護回路１５の動作電圧は、９個のダイオードＤ１〜Ｄ９及びトランジスタＱ１１のオン電圧の合計、すなわち、約１１Ｖ（＝１．１Ｖ×９個＋１．１Ｖ）となる。従って、保護回路１５は、出力端子１９に約１１Ｖ以上の高電圧が印加されたときに動作する。この動作電圧約１１Ｖは、トランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を約１０％超えた電圧である。一方、この動作電圧約１１Ｖは、トランジスタＱ１の耐圧（Ｖｃｅｏ）より３０〜５０％程度低い電圧である。
【００２０】
保護回路３５の動作電圧は、１０個のダイオードＤ３１〜Ｄ４０の合計、すなわち、約１１Ｖ（＝１．１Ｖ×１０個）となる。従って、保護回路３５は、出力端子１９に約１１Ｖ以上の高電圧が印加されたときに動作する。なお、保護回路１５、３５の動作電圧は、トランジスタＱ１の動作電圧に合わせて変更されることが可能で、ダイオード列ＤＬ１、ＤＬ３のダイオード個数も変更されることが可能である。
【００２１】
次に、負荷変動が起こって、最大出力電圧を越えた電圧振幅が、出力端子１９に印加された場合の保護回路１５、３５の動作について説明する。
【００２２】
出力端子１９に、保護回路１５の動作電圧以上の高電圧が印加されると、ダイオード列ＤＬ１のダイオードＤ１〜Ｄ９がオンし、トランジスタＱ１１がオンする。トランジスタＱ１１がオンすると、出力端子１９から大電流で電荷を引き抜く。その結果、トランジスタＱ１の電圧振幅は、保護回路１５の動作電圧以上で動作することがなくなる。保護回路１５の動作電圧は、トランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないので、トランジスタＱ１が破壊されることはない。
【００２３】
一方、出力端子１９に、保護回路３５の動作電圧以上の高電圧が印加されると、ダイオード列ＤＬ３のダイオードＤ３１〜Ｄ４０がオンする。その結果、ダイオード列ＤＬ３は、出力端子１９から大電流で電荷を引き抜く。ダイオード列ＤＬ３は、トランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間の電流路と並列となっており、ダイオード列ＤＬ１とダイオード列ＤＬ３の動作電圧が同じなら、同時に２つの電流路で電荷を引き抜くことになる。
【００２４】
上述したように、電力増幅器１は、入力信号を増幅し、出力端子１９と接地端子との間に増幅信号を出力するトランジスタＱ１と、９個のダイオードＤ１〜Ｄ９が直列に接続されたダイオード列ＤＬ１の一端のアノードが出力端子１９と接続され、ダイオード列ＤＬ１の他端のカソードがベースと接続され、コレクタが出力端子１９と接続され、エミッタが接地端子と接続された第２のトランジスタであるトランジスタＱ１１を有し、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態のトランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つトランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された保護回路１５と、１０個のダイオードＤ３１〜Ｄ４０が直列に接続されたダイオード列ＤＬ３の一端のアノードが出力端子１９と接続され、ダイオード列ＤＬ３の他端のカソードが接地端子と接続され、動作電圧の最小値が、出力整合が取れた状態のトランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間の最大出力電圧を越え、且つトランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないように設定された保護回路３５とを備えている。
【００２５】
その結果、保護回路１５、３５の動作電圧以上が印加されると、保護回路１５、３５が動作し、トランジスタＱ１の電圧振幅は、保護回路１５、３５の動作電圧以上となることがなくなる、または、動作電圧以上となる時間が短く抑えられる。保護回路１５、３５の動作電圧は、トランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間耐圧を越えないので、トランジスタＱ１が破壊されることはない。
【００２６】
また、トランジスタＱ１１は、ダイオード列ＤＬ３と並列に接続されているので、トランジスタＱ１１が、過電流となることをより確実に防ぐことが可能となり、トランジスタＱ１１の破壊も抑制されることになる。つまり、電力増幅器１は、保護回路１５、３５によって、大きな電圧振幅動作時に電力増幅用トランジスタＱ１を保護可能である。その上、電力増幅器１は、保護回路１５、３５のトランジスタＱ１１が破壊されることは少なくなり、長期信頼性の高いものとなる。
【００２７】
また、上記実施例１の変形例について、図２を参照しながら説明する。図２は電力増幅器に用いられる電力増幅用トランジスタの保護回路を模式的に示す図である。実施例１の保護回路３５とは、ダイオード列ＤＬ３に直列に抵抗が接続されている点が異なる。なお、上記実施例１と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００２８】
図２に示すように、電力増幅器２の保護回路３６は、ダイオード列ＤＬ３の一端のアノードが抵抗Ｒ３１を介して出力端子１９と接続されている。その他は、実施例１の保護回路３５と同様である。抵抗Ｒ３１は、高々、ダイオードＤ３１〜Ｄ４０の内の１個のオン電圧に相当する電圧降下を発生させる抵抗値を有する。
【００２９】
ダイオード列ＤＬ３の動作電圧（約１１Ｖ）は実施例１と同様であるが、抵抗Ｒ３１が直列に接続されているために起こる電圧降下分と、ダイオード列ＤＬ３の動作電圧とを合計した電圧が、保護回路３６の動作電圧となる。
【００３０】
抵抗Ｒ３１を保護回路１５と保護回路３６の動作電圧を同じにするための調整抵抗とすることが可能である。例えば、ダイオード列ＤＬ１、ＤＬ３がダイオードの個数が同じでも、ダイオード列ＤＬ３の動作電圧が低い場合、調整された抵抗Ｒ３１をダイオード列ＤＬ３に直列に接続して、同じ動作電圧とすることが可能である。逆に、例えば、ダイオード列ＤＬ３の動作電圧が高い場合、ダイオード列ＤＬ３からダイオードを一つ減らした別のダイオード列を作成して、この別のダイオード列に調整された抵抗Ｒ３１を直列に接続して、同じ動作電圧とすることが可能である。これらの動作電圧の調整により、同じ動作電圧、つまり、保護回路１５、３６を同時に機能させることが可能となる。
【００３１】
また、ダイオード列ＤＬ１とダイオード列ＤＬ３の動作電圧が同じなら、保護回路１５の動作電圧より少し高い電圧となったときに、換言すると、保護回路１５の動作から少しの時差を置いて、保護回路３６を動作させることが可能となる。その他、抵抗Ｒ３１の抵抗値を調整することにより、大きな電圧振幅動作時に発生するトランジスタＱ１１を流れる電流のタイミングを調整することが可能である。
【００３２】
その結果、電力増幅器２は、実施例１の電力増幅器１の有する効果を同様に有する他に、トランジスタＱ１１に起こる過電流によるダメージをより軽減するタイミングで、保護回路３６を動作させることが可能となる。電力増幅器２は、トランジスタＱ１１が破壊されることはより少なくなり、長期信頼性のより高いものとなる。
【００３３】
なお、抵抗Ｒ３１は、上記変形例の他、ダイオード列ＤＬ３のダイオードＤ３１〜Ｄ４０の間、及びダイオードＤ４０と接地端子との間のいずれかに、ダイオード列ＤＬ３に直列に配設することは可能である。
【実施例２】
【００３４】
本発明の実施例２に係る電力増幅器について、図３を参照しながら説明する。図３は電力増幅器に用いられる電力増幅用トランジスタの保護回路を模式的に示す図である。実施例１とは、ダイオード列ＤＬ１の端部のカソードとダイオード列ＤＬ３の内の１つのダイオードのアノードとが、別のダイオードを介してダイオード列ＤＬ１に対して順方向に接続されている点が異なる。なお、実施例１と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００３５】
図３に示すように、電力増幅器３は、実施例１の保護回路１５、３５を同様に有している。保護回路１５のダイオード列ＤＬ１の端部のダイオードＤ９のカソード、つまり、トランジスタＱ１１のベースは、ダイオードＤ５０のアノードと接続され、ダイオードＤ５０のカソードは、保護回路３５のダイオード列ＤＬ３の内の１つのダイオード、例えば、ダイオードＤ４０のアノードと接続されている。
【００３６】
電力増幅用のトランジスタＱ１が正常動作及び大きな電圧振幅動作をする時には、ダイオードＤ５０がオン状態となることはない。ダイオードＤ５０は、例えば、サージ等による過渡的な過電圧がトランジスタＱ１１のベースに侵入した時に動作する。つまり、過渡的な過電圧がトランジスタＱ１１のベースに印加されると、ダイオード列ＤＬ１の端部のカソードとダイオード列ＤＬ３のダイオードＤ４０のアノードとを接続するダイオードＤ５０がオン状態となり、トランジスタＱ１１の内で最も弱い箇所の１つであるベースとエミッタ間に過電圧がかかることを防ぐことが可能となる。
【００３７】
電力増幅器３は、実施例１の電力増幅器１の有する効果を同様に有している。その上、サージ等による過渡的な過電圧によるトランジスタＱ１１の破壊を抑制することが可能となる。
【００３８】
また、上記実施例２の変形例について、図４を参照しながら説明する。図４は電力増幅器に用いられる電力増幅用トランジスタの保護回路を模式的に示す図である。実施例２の保護回路３５とは、ダイオード列ＤＬ３に直列に抵抗が接続されている点が異なる。なお、上記実施例２及び実施例１の変形例と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００３９】
図４に示すように、電力増幅器４の保護回路３６は、ダイオード列ＤＬ３の一端のアノードが抵抗Ｒ３１を介して出力端子１９と接続されている。その他は、実施例２の保護回路３５及びダイオードＤ５０と同様である。抵抗Ｒ３１は、実施例１の変形例と同様である。
【００４０】
その結果、電力増幅器４は、実施例１の変形例の電力増幅器２及び実施例２の電力増幅器３の有する効果を同様に有している。
【００４１】
また、上記実施例１及びその変形例、並びに、実施例２及びその変形例の電力増幅器１〜４は、電力増幅器モジュール６として組み立てられて、携帯電話機等に使用される。図５は、電力増幅器を用いた電力増幅器モジュールの構成を模式的に示す図である。
【００４２】
図５に示すように、電力増幅器モジュール６は、例えば、２段増幅器構成、つまり、初段増幅器６３及び出力段増幅器６５で構成されており、入力端子６１から入力した信号を初段増幅器６３及び出力段増幅器６５で、順次増幅して出力する。保護回路１５、３５、３６、ダイオード５０を組み合わせた上記電力増幅器１〜４は、出力段増幅器６５として用いられる。
【００４３】
電力増幅器モジュール６は、また、例えば、入力端子６１側に５０Ωと整合を取るための整合回路、段間の整合を取るための整合回路、及び出力端子６９側に出力インピーダンスを所望の値に設定するための出力整合回路、及び各バイアス回路等が形成または接続される。なお、電力増幅器モジュールは、２段増幅器構成に限らず、３段以上からなる構成とすることが可能である。
【００４４】
図示を省略するが、具体的には、出力段増幅器６５は、互いに並列に接続された、例えば、８４個の出力用トランジスタからなるトランジスタＱ１と、保護回路１５、３５を備えている。そして、例えば、２段増幅器の内の少なくとも出力段増幅器６５は、ＧａＡｓ単結晶のような半導体基板上に形成される。そして、例えば、各段の増幅器が形成された半導体基板及び外付け部品等をセラミック基板やリードフレーム等のパッケージ用の実装基板に固定して、ワイヤボンディング等によりそれぞれを接続して、樹脂等により封止されて電力増幅器モジュール６が完成する。また、各段の増幅器が同一の半導体基板上に形成されている場合は、１つの半導体チップ及び外付け部品等をセラミック基板やリードフレーム等のパッケージ用の実装基板に固定し、その後は、同様にして電力増幅器モジュール６が完成する。
【００４５】
以上、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。
【００４６】
例えば、実施例１、２のそれぞれの変形例では、抵抗を第２のダイオード列に直列に配設する例を示したが、抵抗は第１のダイオード列に直列に配設されることは可能である。
【００４７】
また、実施例では、ダイオードは、コレクタとベースを接続したｎｐｎ型バイポーラトランジスタ構成とする例を示したが、これを単純なｐｎ接合からなるダイオードに置き換えることは可能である。
【００４８】
また、実施例では、電力増幅用トランジスタは、ｎｐｎ型のヘテロ接合バイポーラトランジスタである例を示したが、これを電界効果トランジスタ（ＦＥＴ、Field Effect Transistor）等に置き換えることは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施例１に係る電力増幅器に用いられる電力増幅用トランジスタの保護回路を模式的に示す図。
【図２】本発明の実施例１の変形例に係る電力増幅器に用いられる電力増幅用トランジスタの保護回路を模式的に示す図。
【図３】本発明の実施例２に係る電力増幅器に用いられる電力増幅用トランジスタの保護回路を模式的に示す図。
【図４】本発明の実施例２の変形例に係る電力増幅器に用いられる電力増幅用トランジスタの保護回路を模式的に示す図。
【図５】本発明の実施例１及び変形例、並びに実施例２及び変形例に係る電力増幅器を用いた電力増幅器モジュールの構成を模式的に示す図。
【符号の説明】
【００５０】
１、２、３、４  電力増幅器
６  電力増幅器モジュール
１１、６１  入力端子
１５、３５、３６  保護回路
１９、６９  出力端子
６３  初段増幅器
６５  出力段増幅器
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ３１、Ｄ３２、Ｄ３３、Ｄ３４、Ｄ３５、Ｄ３６、Ｄ３７、Ｄ３８、Ｄ３９、Ｄ４０、Ｄ５０  ダイオード
ＤＬ１、ＤＬ３  ダイオード列
Ｑ１、Ｑ１１  トランジスタ
Ｒ３１  抵抗
【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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