JP2003298364A - 高周波電力増幅器 - Google Patents
高周波電力増幅器Info
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- JP2003298364A JP2003298364A JP2002100737A JP2002100737A JP2003298364A JP 2003298364 A JP2003298364 A JP 2003298364A JP 2002100737 A JP2002100737 A JP 2002100737A JP 2002100737 A JP2002100737 A JP 2002100737A JP 2003298364 A JP2003298364 A JP 2003298364A
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- high frequency
- power amplifier
- frequency power
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Abstract
(57)【要約】
【課題】外部部品の付加を必要とせず、受信帯域雑音を
低減する高周波電力増幅器の回路構成を提案し、小型化
および高効率化に最適な高周波電力増幅器を提供する。 【解決手段】高周波電力増幅器の出力整合回路を、送信
周波数ｆ〔Ｔｘ〕と受信に用いる周波数ｆ〔Ｒｘ〕との
差に相当する周波数ｆＬにおいて、出力段の高周波トラ
ンジスタ端からその出力整合回路を見込んだ負荷インピ
ーダンスをＺＬ＝Ｒ＋ｊＸとしたときに、Ｒが５Ω以上
２０Ω以下、およびＸが−１０Ω以上０Ω以下の範囲と
した。
低減する高周波電力増幅器の回路構成を提案し、小型化
および高効率化に最適な高周波電力増幅器を提供する。 【解決手段】高周波電力増幅器の出力整合回路を、送信
周波数ｆ〔Ｔｘ〕と受信に用いる周波数ｆ〔Ｒｘ〕との
差に相当する周波数ｆＬにおいて、出力段の高周波トラ
ンジスタ端からその出力整合回路を見込んだ負荷インピ
ーダンスをＺＬ＝Ｒ＋ｊＸとしたときに、Ｒが５Ω以上
２０Ω以下、およびＸが−１０Ω以上０Ω以下の範囲と
した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＵＨＦからマイクロ
波帯の信号の増幅を行う高周波電力増幅器に係り、特に
携帯電話機の送信部に用いて好適な高周波電力増幅器に
関する。
波帯の信号の増幅を行う高周波電力増幅器に係り、特に
携帯電話機の送信部に用いて好適な高周波電力増幅器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体トランジスタを用いた高周波電力
増幅器は携帯電話機など、移動体通信機器のキーデバイ
スであり、その需要は近年急激に伸びている。上記用途
に適した高周波電力増幅器としては、小型、高効率、低
受信帯域雑音特性であることが要求されている。そのな
かで高周波電力増幅器の効率（電力付加効率）は携帯電
話機の連続送信時間、すなわち通話時のバッテリー寿命
を長くするための重要な特性である。
増幅器は携帯電話機など、移動体通信機器のキーデバイ
スであり、その需要は近年急激に伸びている。上記用途
に適した高周波電力増幅器としては、小型、高効率、低
受信帯域雑音特性であることが要求されている。そのな
かで高周波電力増幅器の効率（電力付加効率）は携帯電
話機の連続送信時間、すなわち通話時のバッテリー寿命
を長くするための重要な特性である。
【０００３】受信帯域雑音は携帯電話機の送信時に他の
携帯電話機の受信動作を阻害しないように一定以下に規
定されている。高周波電力増幅器の受信帯域雑音が高い
場合、雑音を低減するために受信帯域での減衰量が高い
フィルタ素子を高周波電力増幅器の外部に設けることが
必要になる。これに伴い送信帯域での電力損失が増加
し、携帯電話機の連続送信時間が短くなる。よって高周
波電力増幅器の受信帯域雑音特性を向上（低減）するこ
ともまた、バッテリー寿命を長くするための重要な特性
である。
携帯電話機の受信動作を阻害しないように一定以下に規
定されている。高周波電力増幅器の受信帯域雑音が高い
場合、雑音を低減するために受信帯域での減衰量が高い
フィルタ素子を高周波電力増幅器の外部に設けることが
必要になる。これに伴い送信帯域での電力損失が増加
し、携帯電話機の連続送信時間が短くなる。よって高周
波電力増幅器の受信帯域雑音特性を向上（低減）するこ
ともまた、バッテリー寿命を長くするための重要な特性
である。
【０００４】従来の高周波電力増幅器はたとえば公開特
許公報特許出願公開番号２０００−１３１６３号におい
て論じられている。図３は従来の携帯電話機における高
周波電力増幅器を含む送信部の回路ブロック図である。
ここで、１は高周波電力増幅器、５１は利得可変増幅
器、５２は段間フィルタ、５３はアンテナ共用器、５４
はアンテナ、５５は受信部の低雑音増幅器である。
許公報特許出願公開番号２０００−１３１６３号におい
て論じられている。図３は従来の携帯電話機における高
周波電力増幅器を含む送信部の回路ブロック図である。
ここで、１は高周波電力増幅器、５１は利得可変増幅
器、５２は段間フィルタ、５３はアンテナ共用器、５４
はアンテナ、５５は受信部の低雑音増幅器である。
【０００５】この従来例では、送信部の受信帯域雑音を
低減するために、送信周波数ｆ〔Ｔｘ〕における電力増
幅器１の利得を下げ、その利得の不足分を前段に利得可
変増幅器５１を設けることで補い、それらの間に段間フ
ィルタ５２を設けている。この段間フィルタ５２に送信
周波数帯域で通過、受信周波数帯域で阻止する機能を持
たせることにより、送信周波数ｆ〔Ｔｘ〕における利得
を確保しながら、受信周波数ｆ〔Ｒｘ〕における利得を
低下させ、電力増幅器１の出力部に生じる受信帯域雑音
の低減を可能にしている。
低減するために、送信周波数ｆ〔Ｔｘ〕における電力増
幅器１の利得を下げ、その利得の不足分を前段に利得可
変増幅器５１を設けることで補い、それらの間に段間フ
ィルタ５２を設けている。この段間フィルタ５２に送信
周波数帯域で通過、受信周波数帯域で阻止する機能を持
たせることにより、送信周波数ｆ〔Ｔｘ〕における利得
を確保しながら、受信周波数ｆ〔Ｒｘ〕における利得を
低下させ、電力増幅器１の出力部に生じる受信帯域雑音
の低減を可能にしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、送信部を高周波電力増幅器１だけで構成することが
できず、前段に増幅器５１と段間フィルタ５２を設ける
必要があった。このため携帯電話機の送信部の小型化を
さらに進める上で、障害となっていた。
は、送信部を高周波電力増幅器１だけで構成することが
できず、前段に増幅器５１と段間フィルタ５２を設ける
必要があった。このため携帯電話機の送信部の小型化を
さらに進める上で、障害となっていた。
【０００７】本発明の目的は外部部品の付加を必要とせ
ず、受信帯域雑音を低減する高周波電力増幅器の回路構
成を提案し、小型化および高効率化に最適な高周波電力
増幅器を提供することにある。
ず、受信帯域雑音を低減する高周波電力増幅器の回路構
成を提案し、小型化および高効率化に最適な高周波電力
増幅器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本目的は高周波電力増幅
器の出力整合回路を、送信周波数ｆ〔Ｔｘ〕と受信に用
いる周波数ｆ〔Ｒｘ〕との差に相当する周波数ｆＬにお
いて、出力段の高周波トランジスタ端からその出力整合
回路を見込んだ負荷インピーダンスをＺＬ＝Ｒ＋ｊＸと
したときに、Ｒが５Ω以上２０Ω以下、およびＸが−１
０Ω以上０Ω以下の範囲とすることにより達成できる。
器の出力整合回路を、送信周波数ｆ〔Ｔｘ〕と受信に用
いる周波数ｆ〔Ｒｘ〕との差に相当する周波数ｆＬにお
いて、出力段の高周波トランジスタ端からその出力整合
回路を見込んだ負荷インピーダンスをＺＬ＝Ｒ＋ｊＸと
したときに、Ｒが５Ω以上２０Ω以下、およびＸが−１
０Ω以上０Ω以下の範囲とすることにより達成できる。
【０００９】我々の検討によると、高周波電力増幅器に
おける受信帯域雑音の主要因として以下の二点があるこ
とがわかった。一つは受信周波数ｆ〔Ｒｘ〕における能
動素子および抵抗素子に起因する熱雑音およびショット
雑音である。これを低減するには雑音指数Ｎｆが低い能
動素子を用いることや受信周波数ｆ〔Ｒｘ〕における高
周波電力増幅器の利得を低減させることが有効である。
上記従来例はこの点を改善したものである。他の一つは
周波数ｆＬにおける雑音が送信周波数ｆ〔Ｔｘ〕での高
周波信号によりアップコンバートされて受信周波数帯域
（ｆＬ＋ｆ〔Ｒｘ〕）に現れる雑音である。本発明はこ
の雑音を改善するものである。
おける受信帯域雑音の主要因として以下の二点があるこ
とがわかった。一つは受信周波数ｆ〔Ｒｘ〕における能
動素子および抵抗素子に起因する熱雑音およびショット
雑音である。これを低減するには雑音指数Ｎｆが低い能
動素子を用いることや受信周波数ｆ〔Ｒｘ〕における高
周波電力増幅器の利得を低減させることが有効である。
上記従来例はこの点を改善したものである。他の一つは
周波数ｆＬにおける雑音が送信周波数ｆ〔Ｔｘ〕での高
周波信号によりアップコンバートされて受信周波数帯域
（ｆＬ＋ｆ〔Ｒｘ〕）に現れる雑音である。本発明はこ
の雑音を改善するものである。
【００１０】図４はＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ
Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃ
ｃｅｓｓ）携帯電話機用として設計した増幅段２段の高
周波電力増幅器が送信周波数ｆ〔Ｔｘ〕＝１９５０ＭＨ
ｚで動作時している時に、周波数ｆＬ＝１９０ＭＨｚで
生じている雑音電力をシミュレーションにより算出した
結果である。
Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃ
ｃｅｓｓ）携帯電話機用として設計した増幅段２段の高
周波電力増幅器が送信周波数ｆ〔Ｔｘ〕＝１９５０ＭＨ
ｚで動作時している時に、周波数ｆＬ＝１９０ＭＨｚで
生じている雑音電力をシミュレーションにより算出した
結果である。
【００１１】この図４から、周波数ｆＬ＝１９０ＭＨｚ
での雑音は大部分が出力段である終段Ｔｒで発生してい
るという結果が得られた。この雑音が受信帯域ｆ〔Ｒ
ｘ〕にアップコンバートされる量を抑圧する方法とし
て、出力段のトランジスタ端から出力整合回路を見込ん
だ負荷インピーダンスを通常とは異なるある範囲に変化
させるのが効果的であることを我々は見いだした。
での雑音は大部分が出力段である終段Ｔｒで発生してい
るという結果が得られた。この雑音が受信帯域ｆ〔Ｒ
ｘ〕にアップコンバートされる量を抑圧する方法とし
て、出力段のトランジスタ端から出力整合回路を見込ん
だ負荷インピーダンスを通常とは異なるある範囲に変化
させるのが効果的であることを我々は見いだした。
【００１２】図５に実験結果を示す。周波数ｆＬにおけ
る負荷インピーダンスＺＬ＝Ｒ＋ｊＸのみを変化させた
場合、負荷インピーダンスを短絡（Ｒ＝０）や開放（Ｒ
＝∞）として周波数ｆＬ＝１９０ＭＨｚでの雑音を反射
させるよりも、Ｒ＝１０Ω近くにしたときの方が受信帯
域ｆ〔Ｒｘ〕における雑音を低減できる結果が得られ
た。一般的にＷ−ＣＤＭＡシステムでは高周波電力増幅
器の受信帯域雑音を−１４３ｄＢｍ／Ｈｚ以下にするこ
とが望まれている。図５の結果より、Ｒを５Ω以上２０
Ω以下の範囲、Ｘを−１０Ω以上０Ω以下の範囲とする
ことでその要求値を満足でき、受信帯域雑音が十分低い
高周波電力増幅器を実現できる。
る負荷インピーダンスＺＬ＝Ｒ＋ｊＸのみを変化させた
場合、負荷インピーダンスを短絡（Ｒ＝０）や開放（Ｒ
＝∞）として周波数ｆＬ＝１９０ＭＨｚでの雑音を反射
させるよりも、Ｒ＝１０Ω近くにしたときの方が受信帯
域ｆ〔Ｒｘ〕における雑音を低減できる結果が得られ
た。一般的にＷ−ＣＤＭＡシステムでは高周波電力増幅
器の受信帯域雑音を−１４３ｄＢｍ／Ｈｚ以下にするこ
とが望まれている。図５の結果より、Ｒを５Ω以上２０
Ω以下の範囲、Ｘを−１０Ω以上０Ω以下の範囲とする
ことでその要求値を満足でき、受信帯域雑音が十分低い
高周波電力増幅器を実現できる。
【００１３】また、上記のインピーダンスは、抵抗素子
を含みｆＬを共振周波数として有する共振回路を出力段
トランジスタの出力部電源供給ライン上に設けることに
より実現できる。その場合、この回路方式ではｆ〔Ｔ
ｘ〕以上の周波数において無視できるほど高いインピー
ダンスを比較的容易に実現できるため、高周波電力増幅
器の送信周波数における動作に支障を与えないという利
点がある。
を含みｆＬを共振周波数として有する共振回路を出力段
トランジスタの出力部電源供給ライン上に設けることに
より実現できる。その場合、この回路方式ではｆ〔Ｔ
ｘ〕以上の周波数において無視できるほど高いインピー
ダンスを比較的容易に実現できるため、高周波電力増幅
器の送信周波数における動作に支障を与えないという利
点がある。
【００１４】また、Ｗ−ＣＤＭＡ用携帯電話機では高周
波電力増幅器の出力側に通常アイソレータが接続されて
いる。このとき高周波電力増幅器の負荷として送信周波
数ｆ〔Ｔｘ〕１９５０ＭＨｚにおいてはアイソレータの
通過動作により５０Ω負荷となる。しかし、その周波数
より一桁以上低い差周波数ｆＬ＝１９０ＭＨｚではアイ
ソレータにより反射されるため、高周波増幅器の負荷Ｚ
ｏｕｔはアイソレータまでの電気長に依存することにな
り、携帯電話機メーカ側の設計により短絡（Ｚｏｕｔ＝
０）から開放（Ｚｏｕｔ＝∞）まで変化しうる。
波電力増幅器の出力側に通常アイソレータが接続されて
いる。このとき高周波電力増幅器の負荷として送信周波
数ｆ〔Ｔｘ〕１９５０ＭＨｚにおいてはアイソレータの
通過動作により５０Ω負荷となる。しかし、その周波数
より一桁以上低い差周波数ｆＬ＝１９０ＭＨｚではアイ
ソレータにより反射されるため、高周波増幅器の負荷Ｚ
ｏｕｔはアイソレータまでの電気長に依存することにな
り、携帯電話機メーカ側の設計により短絡（Ｚｏｕｔ＝
０）から開放（Ｚｏｕｔ＝∞）まで変化しうる。
【００１５】上記のごとく、抵抗素子を含みｆＬを共振
周波数として有する共振回路を出力段トランジスタの出
力部電源供給ライン上に設けた方式の場合、高周波増幅
器の差周波数ｆＬ＝１９０ＭＨｚにおける負荷インピー
ダンスの影響を受けにくいため、種々の携帯電話機に実
装された状態においても、出力段の高周波トランジスタ
端からその出力整合回路を見込んだ負荷インピーダンス
をＺＬ＝Ｒ＋ｊＸとしたときに、Ｒが５Ω以上２０Ω以
下、およびＸが−１０Ω以上０Ω以下の範囲とすること
が可能であるという利点も有する。
周波数として有する共振回路を出力段トランジスタの出
力部電源供給ライン上に設けた方式の場合、高周波増幅
器の差周波数ｆＬ＝１９０ＭＨｚにおける負荷インピー
ダンスの影響を受けにくいため、種々の携帯電話機に実
装された状態においても、出力段の高周波トランジスタ
端からその出力整合回路を見込んだ負荷インピーダンス
をＺＬ＝Ｒ＋ｊＸとしたときに、Ｒが５Ω以上２０Ω以
下、およびＸが−１０Ω以上０Ω以下の範囲とすること
が可能であるという利点も有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】＜実施例１＞本発明の実施例１を
図１、図２により説明する。図１は高周波電力増幅器の
主要部分の回路図、図２は本発明の効果を説明するグラ
フである。
図１、図２により説明する。図１は高周波電力増幅器の
主要部分の回路図、図２は本発明の効果を説明するグラ
フである。
【００１７】まず図１を用いて高周波電力増幅器の出力
整合回路部分の構成を説明する。Ｑ１０１は出力段増幅
トランジスタであり、ここでは高周波特性に優れたＩｎ
ＧａＰ／ＧａＡｓヘテロ接合トランジスタを用いた。１
０１は電源電圧端子、１０２は出力端子である。コンデ
ンサＣ１０１およびインダクタＬ１０１により電源電圧
端子１０１までの電源供給ラインを構成する。Ａ１は抵
抗素子を含む共振回路部であり、抵抗Ｒ１、インダクタ
Ｌ１、コンデンサＣ１、Ｃ２より構成される。Ａ１は出
力段増幅トランジスタＱ１０１のコレクタ端子と電源供
給ラインの間に位置する。コンデンサＣ１０２、Ｃ１０
３、Ｃ１０４、ストリップ線路ＳＬ１、ＳＬ２により出
力端子１０２までの出力整合回路を構成する。Ｌ１０２
はボンディングワイヤによるインダクタンスであり、出
力整合回路と出力段増幅トランジスタＱ１０１のコレク
タ端子を接続する。
整合回路部分の構成を説明する。Ｑ１０１は出力段増幅
トランジスタであり、ここでは高周波特性に優れたＩｎ
ＧａＰ／ＧａＡｓヘテロ接合トランジスタを用いた。１
０１は電源電圧端子、１０２は出力端子である。コンデ
ンサＣ１０１およびインダクタＬ１０１により電源電圧
端子１０１までの電源供給ラインを構成する。Ａ１は抵
抗素子を含む共振回路部であり、抵抗Ｒ１、インダクタ
Ｌ１、コンデンサＣ１、Ｃ２より構成される。Ａ１は出
力段増幅トランジスタＱ１０１のコレクタ端子と電源供
給ラインの間に位置する。コンデンサＣ１０２、Ｃ１０
３、Ｃ１０４、ストリップ線路ＳＬ１、ＳＬ２により出
力端子１０２までの出力整合回路を構成する。Ｌ１０２
はボンディングワイヤによるインダクタンスであり、出
力整合回路と出力段増幅トランジスタＱ１０１のコレク
タ端子を接続する。
【００１８】共振回路部Ａ１の回路定数は送信周波数ｆ
〔Ｔｘ〕と受信に用いる周波数ｆ〔Ｒｘ〕との差に相当
する周波数ｆＬにおいて共振するように選ぶ。たとえば
この高周波電力増幅器をＷ−ＣＤＭＡ携帯電話機用電力
増幅器として設計する場合、送信周波数帯域が１９２０
〜１９８０ＭＨｚ、受信周波数帯域が２１１０〜２１７
０ＭＨｚであるので、おのおのの中心周波数を用いてｆ
〔Ｔｘ〕＝１９５０ＭＨｚ、ｆ〔Ｒｘ〕＝２１４０ＭＨ
ｚより両者の差の周波数ｆＬは１９０ＭＨｚである。こ
の場合、Ａ１の回路定数としてＲ１＝５０Ω、Ｌ１＝２
３ｎＨ、Ｃ１＝１０００ｐＦ、Ｃ２＝１２ｐＦとするの
が好適であった。
〔Ｔｘ〕と受信に用いる周波数ｆ〔Ｒｘ〕との差に相当
する周波数ｆＬにおいて共振するように選ぶ。たとえば
この高周波電力増幅器をＷ−ＣＤＭＡ携帯電話機用電力
増幅器として設計する場合、送信周波数帯域が１９２０
〜１９８０ＭＨｚ、受信周波数帯域が２１１０〜２１７
０ＭＨｚであるので、おのおのの中心周波数を用いてｆ
〔Ｔｘ〕＝１９５０ＭＨｚ、ｆ〔Ｒｘ〕＝２１４０ＭＨ
ｚより両者の差の周波数ｆＬは１９０ＭＨｚである。こ
の場合、Ａ１の回路定数としてＲ１＝５０Ω、Ｌ１＝２
３ｎＨ、Ｃ１＝１０００ｐＦ、Ｃ２＝１２ｐＦとするの
が好適であった。
【００１９】Ａ１での共振周波数はｆＬと等しい１９０
ＭＨｚとなり、また周波数ｆＬにおいて出力段増幅トラ
ンジスタＱ１０１から出力整合回路を見込んだ負荷イン
ピーダンスＺＬを（１０−ｊ１０）Ωにすることができ
る。また高周波電力増幅器を高効率動作させるには送信
周波数ｆ〔Ｔｘ〕およびその高調波（２ｆ〔Ｔｘ〕，３
ｆ〔Ｔｘ〕，…）における負荷インピーダンスＺＬを最
適設計することが重要であるが、共振回路部Ａ１はｆ
〔Ｔｘ〕以上の周波数において無視できるほど高いイン
ピーダンスを有するため、最適設計に支障を及ぼすこと
はない。
ＭＨｚとなり、また周波数ｆＬにおいて出力段増幅トラ
ンジスタＱ１０１から出力整合回路を見込んだ負荷イン
ピーダンスＺＬを（１０−ｊ１０）Ωにすることができ
る。また高周波電力増幅器を高効率動作させるには送信
周波数ｆ〔Ｔｘ〕およびその高調波（２ｆ〔Ｔｘ〕，３
ｆ〔Ｔｘ〕，…）における負荷インピーダンスＺＬを最
適設計することが重要であるが、共振回路部Ａ１はｆ
〔Ｔｘ〕以上の周波数において無視できるほど高いイン
ピーダンスを有するため、最適設計に支障を及ぼすこと
はない。
【００２０】実施例１の効果を図２の実験結果により説
明する。図２はシミュレーションにより共振回路部Ａ１
を具備した本発明の高周波電力増幅器と共振回路部Ａ１
のない従来の高周波電力増幅器の各部分における受信帯
域雑音量を算出比較した図である。送信周波数１９５０
ＭＨｚ、出力電力２７ｄＢｍ動作時において、本実施例
１の高周波電力増幅器では２１４０ＭＨｚにおける受信
帯域雑音を６ｄＢ低減することができた。
明する。図２はシミュレーションにより共振回路部Ａ１
を具備した本発明の高周波電力増幅器と共振回路部Ａ１
のない従来の高周波電力増幅器の各部分における受信帯
域雑音量を算出比較した図である。送信周波数１９５０
ＭＨｚ、出力電力２７ｄＢｍ動作時において、本実施例
１の高周波電力増幅器では２１４０ＭＨｚにおける受信
帯域雑音を６ｄＢ低減することができた。
【００２１】上記実施例１ではシステムとしてＷ−ＣＤ
ＭＡ用の高周波電力増幅器について述べたが、他のシス
テム、たとえばｃｄｍａ２０００、ＩＳ−９５、ＧＳＭ
などの携帯電話システムにも適用できる。また出力段増
幅トランジスタとしてＩｎＧａＰ／ＧａＡｓヘテロ接合
バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）を用いたが、これは
他の化合物半導体系ＨＢＴおよびシリコン系のＳｉＧｅ
ＨＢＴ、Ｓｉ−ＢＪＴやＦＥＴ（ＧａＡｓＨＥＭＴ，Ｓ
ｉ−ＭＯＳＦＥＴ）であってもよい。 ＜実施例２＞次に本発明の実施例２を図６、図７により
説明する。本実施例２は実施例１で示した回路を具現化
し、小型高周波増幅器モジュールを構成した例であり、
図６は高周波電力増幅器に用いる共振回路部の構造、図
７は高周波増幅器モジュールの構造を示す図である。
ＭＡ用の高周波電力増幅器について述べたが、他のシス
テム、たとえばｃｄｍａ２０００、ＩＳ−９５、ＧＳＭ
などの携帯電話システムにも適用できる。また出力段増
幅トランジスタとしてＩｎＧａＰ／ＧａＡｓヘテロ接合
バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）を用いたが、これは
他の化合物半導体系ＨＢＴおよびシリコン系のＳｉＧｅ
ＨＢＴ、Ｓｉ−ＢＪＴやＦＥＴ（ＧａＡｓＨＥＭＴ，Ｓ
ｉ−ＭＯＳＦＥＴ）であってもよい。 ＜実施例２＞次に本発明の実施例２を図６、図７により
説明する。本実施例２は実施例１で示した回路を具現化
し、小型高周波増幅器モジュールを構成した例であり、
図６は高周波電力増幅器に用いる共振回路部の構造、図
７は高周波増幅器モジュールの構造を示す図である。
【００２２】図７により高周波電力増幅器の平面形体を
説明する。この高周波電力増幅器はＷ−ＣＤＭＡ携帯電
話機用設計された電力増幅器モジュールの一例である。
１０１，１０５，１０８は電源電圧端子、１０６はアイ
ドル電流制御電圧端子、１０７は入力端子、１０２は出
力端子である。これらの外部接続用端子は主基板である
モジュール基板（誘電体基板）１００の裏面に形成され
ているため、図７では表示されていない。モジュール基
板１００としてはアルミナセラミック基板を用いた。こ
の場合モジュール基板１００のサイズは５．５ｍｍ×
５．５ｍｍと小型化されている。
説明する。この高周波電力増幅器はＷ−ＣＤＭＡ携帯電
話機用設計された電力増幅器モジュールの一例である。
１０１，１０５，１０８は電源電圧端子、１０６はアイ
ドル電流制御電圧端子、１０７は入力端子、１０２は出
力端子である。これらの外部接続用端子は主基板である
モジュール基板（誘電体基板）１００の裏面に形成され
ているため、図７では表示されていない。モジュール基
板１００としてはアルミナセラミック基板を用いた。こ
の場合モジュール基板１００のサイズは５．５ｍｍ×
５．５ｍｍと小型化されている。
【００２３】コンデンサＣ１０１〜Ｃ１０４およびイン
ダクタＬ１０１はチップ部品からなり、出力段増幅トラ
ンジスタＱ１０１とともに主基板となる誘電体基板１０
０上に搭載する。Ｍ１０１は共振回路部Ａ１を１個のセ
ラミック部品として集積化したものであり、この共振回
路チップＭ１０１は主基板１００上にハンダ接続する。
ダクタＬ１０１はチップ部品からなり、出力段増幅トラ
ンジスタＱ１０１とともに主基板となる誘電体基板１０
０上に搭載する。Ｍ１０１は共振回路部Ａ１を１個のセ
ラミック部品として集積化したものであり、この共振回
路チップＭ１０１は主基板１００上にハンダ接続する。
【００２４】次に図６により共振回路チップＭ１０１の
構造を説明する。裏面には端子Ｐ１，Ｐ２および接地導
体である端子１１０の３端子を設け、抵抗素子Ｒ１は表
層に薄膜抵抗あるいは印刷抵抗形成により設ける。イン
ダクタＬ１は多層セラミックの内層にスパイラルインダ
クタとして設け、端子Ｐ１と端子Ｐ２に接続する。容量
素子Ｃ２は多層セラミックの内層に並行平板容量として
設け、端子Ｐ２と接地端子１１０に接続する。容量素子
Ｃ１は多層セラミックの内層に並行平板容量として設
け、抵抗素子Ｒ１と接地端子１１０に接続する。ここで
抵抗素子Ｒ１は表層に設けたことによりレーザトリミン
グにより所望の抵抗値に調整することができる。
構造を説明する。裏面には端子Ｐ１，Ｐ２および接地導
体である端子１１０の３端子を設け、抵抗素子Ｒ１は表
層に薄膜抵抗あるいは印刷抵抗形成により設ける。イン
ダクタＬ１は多層セラミックの内層にスパイラルインダ
クタとして設け、端子Ｐ１と端子Ｐ２に接続する。容量
素子Ｃ２は多層セラミックの内層に並行平板容量として
設け、端子Ｐ２と接地端子１１０に接続する。容量素子
Ｃ１は多層セラミックの内層に並行平板容量として設
け、抵抗素子Ｒ１と接地端子１１０に接続する。ここで
抵抗素子Ｒ１は表層に設けたことによりレーザトリミン
グにより所望の抵抗値に調整することができる。
【００２５】本実施例の共振回路チップＭ１０１におい
て、Ｒ１＝５０Ω、Ｌ１＝２３ｎＨ、Ｃ１＝１０００ｐ
Ｆ、Ｃ２＝１２ｐＦとすることにより、共振周波数はｆ
Ｌと等しい１９０ＭＨｚとすることができ、また周波数
ｆＬにおいて出力段増幅トランジスタＱ１０１から出力
整合回路を見込んだ負荷インピーダンスＺＬを（１０−
ｊ１０）Ωにすることができた。
て、Ｒ１＝５０Ω、Ｌ１＝２３ｎＨ、Ｃ１＝１０００ｐ
Ｆ、Ｃ２＝１２ｐＦとすることにより、共振周波数はｆ
Ｌと等しい１９０ＭＨｚとすることができ、また周波数
ｆＬにおいて出力段増幅トランジスタＱ１０１から出力
整合回路を見込んだ負荷インピーダンスＺＬを（１０−
ｊ１０）Ωにすることができた。
【００２６】また、高周波電力増幅器を高効率動作させ
るには送信周波数ｆ〔Ｔｘ〕およびその高調波（２ｆ
〔Ｔｘ〕，３ｆ〔Ｔｘ〕，…）における負荷インピーダ
ンスＺＬを最適設計することが重要であるが、共振回路
部Ａ１はｆ〔Ｔｘ〕以上の周波数において無視できるほ
ど高いインピーダンスを有するため、最適設計に支障を
及ぼすことはなかった。
るには送信周波数ｆ〔Ｔｘ〕およびその高調波（２ｆ
〔Ｔｘ〕，３ｆ〔Ｔｘ〕，…）における負荷インピーダ
ンスＺＬを最適設計することが重要であるが、共振回路
部Ａ１はｆ〔Ｔｘ〕以上の周波数において無視できるほ
ど高いインピーダンスを有するため、最適設計に支障を
及ぼすことはなかった。
【００２７】また本実施例２では、共振回路部Ａ１を共
振回路チップＭ１０１として集積化したことにより、高
周波電力増幅器のサイズを縮小できる効果があり、本実
施例ではサイズ５．５ｍｍ×５．５ｍｍの高周波電力増
幅器を実現できた。
振回路チップＭ１０１として集積化したことにより、高
周波電力増幅器のサイズを縮小できる効果があり、本実
施例ではサイズ５．５ｍｍ×５．５ｍｍの高周波電力増
幅器を実現できた。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、外部部品の付加を必要
とせずに受信帯域雑音を低減する高周波電力増幅器の回
路構成を得ることができ、小型化および高効率化に最適
な高周波電力増幅器を実現することができる。
とせずに受信帯域雑音を低減する高周波電力増幅器の回
路構成を得ることができ、小型化および高効率化に最適
な高周波電力増幅器を実現することができる。
【図１】本発明の実施例１の高周波電力増幅器の出力整
合回路の回路図。
合回路の回路図。
【図２】本発明の実施例１の効果を説明するグラフ。
【図３】従来技術の高周波電力増幅器を含む送信部のブ
ロック図。
ロック図。
【図４】本発明の作用を説明するグラフ。
【図５】本発明の効果を説明するグラフ。
【図６】本発明の実施例２の高周波電力増幅器の部分回
路の構造を示す図。
路の構造を示す図。
【図７】本発明の実施例２の高周波電力増幅器の構造を
示す図。
示す図。
１…高周波用電力増幅器、５１…利得可変増幅器、５２
…段間フィルタ、５３…アンテナ共振器、５４…アンテ
ナ、５５…低雑音増幅器、１００…誘電体基板、１０１
…電源電圧端子、１０２…出力端子、１０５…電源電圧
端子、１０６…アイドル電流制御電圧端子、１０７…入
力端子、１０８…電源電圧端子、１１０…接地端子、Ａ
１…共振回路部、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ１
０１，Ｃ１０２，Ｃ１０３，Ｃ１０４…コンデンサ、Ｌ
１，Ｌ１０１…インダクタ、Ｌ１０２…ボンディングワ
イヤ、Ｍ１０１…共振回路チップ、Ｑ１０１…出力段増
幅トランジスタ、Ｒ１…抵抗、ＳＬ１，ＳＬ２…ストリ
ップ線路、Ｐ１，Ｐ２…端子。
…段間フィルタ、５３…アンテナ共振器、５４…アンテ
ナ、５５…低雑音増幅器、１００…誘電体基板、１０１
…電源電圧端子、１０２…出力端子、１０５…電源電圧
端子、１０６…アイドル電流制御電圧端子、１０７…入
力端子、１０８…電源電圧端子、１１０…接地端子、Ａ
１…共振回路部、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ１
０１，Ｃ１０２，Ｃ１０３，Ｃ１０４…コンデンサ、Ｌ
１，Ｌ１０１…インダクタ、Ｌ１０２…ボンディングワ
イヤ、Ｍ１０１…共振回路チップ、Ｑ１０１…出力段増
幅トランジスタ、Ｒ１…抵抗、ＳＬ１，ＳＬ２…ストリ
ップ線路、Ｐ１，Ｐ２…端子。
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Ｆターム(参考） 5J091 AA04 AA41 CA36 CA41 CA92
FA00 HA02 HA25 HA29 HA32
HA33 KA13 KA41 KA66 KA68
QA04 SA14 TA01 TA02 UW08
5J092 AA04 AA41 CA36 CA41 CA92
FA00 HA02 HA25 HA29 HA32
HA33 KA13 KA41 KA66 KA68
QA04 SA14 TA01 TA02
5J500 AA04 AA41 AC36 AC41 AC92
AF00 AH02 AH25 AH29 AH32
AH33 AK13 AK41 AK66 AK68
AQ04 AS14 AT01 AT02 WU08
Claims (3)
- 【請求項１】高周波トランジスタを増幅素子として用
い、増幅すべき高周波信号が入力される入力端子と上記
高周波トランジスタとの間に上記高周波信号の送信周波
数ｆ〔Ｔｘ〕に対してインピーダンス整合を取るための
入力整合回路を設け、出力用の高周波トランジスタと増
幅した後の高周波信号が出力される出力端子との間に出
力整合回路を設けた移動体通信用高周波電力増幅器にお
いて、出力段の高周波トランジスタ端から上記出力整合
回路を見込んだ負荷インピーダンスをＺＬ＝Ｒ＋ｊＸと
したときに、上記送信周波数ｆ〔Ｔｘ〕と受信に用いる
周波数ｆ〔Ｒｘ〕との差に相当する周波数ｆＬにおいて
Ｒが５Ω以上２０Ω以下、Ｘが−１０Ω以上０Ω以下の
範囲であることを特徴とする高周波電力増幅器。 - 【請求項２】高周波トランジスタを増幅素子として用
い、増幅すべき高周波信号が入力される入力端子と上記
高周波トランジスタとの間に上記高周波信号の送信周波
数ｆ〔Ｔｘ〕に対してインピーダンス整合を取るための
入力整合回路を設け、出力用の高周波トランジスタと増
幅した後の高周波信号が出力される出力端子との間に出
力整合回路を設けた移動体通信用高周波電力増幅器にお
いて、出力段の高周波トランジスタの電源供給ラインに
抵抗素子を含んだ共振回路を有し、上記送信周波数ｆ
〔Ｔｘ〕と受信に用いる周波数ｆ〔Ｒｘ〕との差に相当
する周波数ｆＬと上記共振回路の共振周波数が一致して
いることを特徴とする高周波電力増幅器。 - 【請求項３】請求項１または請求項２において、送信周
波数ｆ〔Ｔｘ〕と受信に用いる周波数ｆ〔Ｒｘ〕との差
に相当する周波数ｆＬにおいて共振する共振回路ブロッ
クを１個の部品に集積化し、上記共振回路ブロック部品
を出力段の高周波トランジスタの電源供給ラインに搭載
したことを特徴とする高周波電力増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002100737A JP2003298364A (ja) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | 高周波電力増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002100737A JP2003298364A (ja) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | 高周波電力増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003298364A true JP2003298364A (ja) | 2003-10-17 |
Family
ID=29388483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002100737A Pending JP2003298364A (ja) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | 高周波電力増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003298364A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008544612A (ja) * | 2005-06-16 | 2008-12-04 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 増幅器を備えた低損失電気コンポーネント |
| US8326244B2 (en) | 2007-10-31 | 2012-12-04 | Nec Corporation | Power amplifier, and method of controlling power amplifier |
| WO2014050611A1 (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-03 | 三菱電機株式会社 | マイクロ波増幅器 |
| JP2015220542A (ja) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | 三菱電機株式会社 | 増幅器 |
| JP2022518866A (ja) * | 2019-01-31 | 2022-03-16 | 蘇州遠創達科技有限公司 | 広いビデオ帯域幅のｒｆパワーアンプ |
-
2002
- 2002-04-03 JP JP2002100737A patent/JP2003298364A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008544612A (ja) * | 2005-06-16 | 2008-12-04 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 増幅器を備えた低損失電気コンポーネント |
| US8326244B2 (en) | 2007-10-31 | 2012-12-04 | Nec Corporation | Power amplifier, and method of controlling power amplifier |
| WO2014050611A1 (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-03 | 三菱電機株式会社 | マイクロ波増幅器 |
| JP2014068120A (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | マイクロ波増幅器 |
| US9543898B2 (en) | 2012-09-25 | 2017-01-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Microwave amplifier device |
| JP2015220542A (ja) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | 三菱電機株式会社 | 増幅器 |
| JP2022518866A (ja) * | 2019-01-31 | 2022-03-16 | 蘇州遠創達科技有限公司 | 広いビデオ帯域幅のｒｆパワーアンプ |
| JP7312840B2 (ja) | 2019-01-31 | 2023-07-21 | 蘇州遠創達科技有限公司 | 広いビデオ帯域幅のｒｆパワーアンプ |
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