JP3827541B2

JP3827541B2 - 温度補償回路及びこれを具備した通信端末装置

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Publication number: JP3827541B2
Application number: JP2001201956A
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Inventors: 秀樹高; 圭一作野
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力増幅器の温度特性を補償する温度補償回路及びこれを具備した通信端末装置に関するもので、特に、非線形性の温度特性を有する電力増幅器に対する温度補償回路及びこれを具備した通信端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、信号などを増幅するための電力増幅器の増幅素子として、バイポーラトランジスタなどが用いられる。このように増幅素子として用いられるバイポーラトランジスタは、周囲温度が増加すると、そのベース−エミッタ間のオン電圧ＶBEが低下して、コレクタ電流が増加するという温度特性を有する。このような温度特性を補償するために、電力増幅器へバイアス電圧を与えるバイアス回路に、電力増幅器の増幅素子であるバイポーラトランジスタのベース−エミッタ間のオン電圧ＶBEと同じ温度特性を持たせることで、温度による変化をうち消して、バイアスの安定化を図る方法がある。
【０００３】
図８に、このようにバイアスの安定化を図って、増幅素子であるバイポーラトランジスタの温度補償を行う温度補償回路を、増幅素子となるバイポーラトランジスタＴｒとともに示す。図８では、エミッタが接地されるとともにコレクタにバイアス電圧ＶCC２が印加されたトランジスタＴｒのベースに、温度補償用のバイポーラトランジスタＴａのベースとコレクタが接続されるとともに、一端にバイアス電圧ＶCC１が印加された抵抗Ｒｂの他端が接続される。又、トランジスタＴａのエミッタに、一端が接地された抵抗Ｒａの他端が接続される。
【０００４】
このように温度補償回路となる抵抗Ｒａ，Ｒｂ及びトランジスタＴａが設けられた電力増幅器において、抵抗ＲｂとトランジスタＴｒのベースとトランジスタＴａのコレクタ及びベースが接続された接続ノードが入力端子ＩＮとされるとともに、トランジスタＴｒのコレクタが出力端子ＯＵＴとされる。このように構成したとき、トランジスタＴａがトランジスタＴｒと同じ温度特性を持つようにして、温度補償を行うことができる。
【０００５】
即ち、温度が高くなると、温度補償用のトランジスタＴａのベース−エミッタ間のオン電圧ＶBEが低下して、トランジスタＴｒのベースへのバイアス電圧が低下する。よって、トランジスタＴｒのベースへ印加されるバイアス電圧が低下するため、温度上昇に伴って低下するトランジスタＴｒのベース−エミッタ間のオン電圧ＶBEの影響をうち消す。このように、トランジスタＴａにより、温度変化によるバイアス条件の変動をなくして、電力増幅器の出力特性の温度による変動を抑制することができる。
【０００６】
又、電力増幅器に与えるバイアス電圧の温度補償を行う温度補償回路の別の従来例を図９に示す。図９の温度補償回路は、非反転入力端子に基準電圧ＶDDが印加された演算増幅器１００と、演算増幅器１００の反転入力端子に一端が接続されるとともに他端が接地された抵抗Ｒｘと、抵抗Ｒｘの一端及び演算増幅器１００の反転入力端子の接続ノードと演算増幅器の出力端子との間に接続されたサーミスタ１０１とを有する。この温度補償回路の演算増幅器１００の出力端子より出力される電圧が、バイアス電圧として電力増幅器１０２に与えられる。
【０００７】
サーミスタには、温度が増加すると抵抗値が単調減少するＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタと、温度が増加すると抵抗値が単調増加するＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタとがある。通常は、ＮＴＣサーミスタが用いられ、図９の温度補償回路におけるサーミスタ１０１についてもＮＴＣサーミスタであるものとする。
【０００８】
今、抵抗Ｒｘの抵抗値をｒｘ、サーミスタ１０１の抵抗値をｒｙとすると、温度補償回路から出力される出力電圧Ｖｏは、次の（１）式で表される。
Ｖｏ＝(１＋ｒｙ/ｒｘ)×ＶDD …（１）
【０００９】
又、ＮＴＣサーミスタであるサーミスタ１０１は、温度Ｔの上昇に伴って、次の（２）式のように、その抵抗値ｒｙが単調減少する。尚、温度Ｔ0のとき、抵抗値ｒｙがｒ0となるものとし、又、ＢをＢ定数とする。
ｒｙ＝ｒ0×exp[Ｂ×(１/Ｔ−１/Ｔ0)] …（２）
【００１０】
上の（１）、（２）式から、温度の上昇に伴って、演算増幅器１００から出力される温度補償回路の出力電圧Ｖｏが単調に減少することがわかる。このようにサーミスタの温度特性を利用して温度補償回路を構成することができる。よって、このような温度補償回路から出力電圧を電力増幅器のバイアス電圧とすることによって、電力増幅器の温度による特性変動を補償することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８のように、増幅素子として動作するトランジスタＴｒの温度補償用にトランジスタＴａを設けたとしても、トランジスタＴｒ，Ｔａのベース−エミッタ間の特性バラツキなどによって、完全に電力増幅器の特性変動を補償することができない場合がある。又、図９のような回路構成の温度補償回路を用いたとしても、電力増幅器の特性変動を補償するための最適なバイアス電圧の温度特性が、単調減少又は単調増加でなく、室温付近で電圧が極小となる場合があり、図９のような温度補償回路から与えられるバイアス電圧が適していないことがある。このような電力増幅器の例として、通信端末装置内の送信電力増幅器が挙げられる。
【００１２】
携帯型電話機として使用される通信端末装置において、通話時間中における送信電力増幅器での消費電流は、通信端末装置の全消費電流の中でもかなりの割合を占めることとなり、通信端末装置における通話時間及び待機時間を長く保持するためには、この送信電力増幅器での消費電流を低減させる必要がある。このような送信電力増幅器には、通常、２段以上の増幅素子によって構成され、後段ほど信号電力が大きくなり、その消費電流も大きくなる。
【００１３】
従って、例えば、２段の増幅素子によって構成される送信電力増幅器においては、２段目の増幅素子の方が消費電流が大きいため、２段目の増幅素子をＡＢ級もしくは、Ｂ級に近い動作をさせて、その効率改善を図っている。しかしながら、一般的に増幅素子をＢ級動作させたとき、送信電力増幅器の線形性が劣化するため、送信電力増幅は求められる線形性許容範囲内において、高効率動作を行うようにバイアス調整される。
【００１４】
送信電力増幅器内の増幅素子がバイポーラトランジスタである場合、その温度補償のため、通常、図８のようなバイアス回路構成が用いられる。増幅素子となるトランジスタＴｒが室温においてＢ級に近い動作をしている場合、低温になると、そのベース−エミッタ間のオン電圧ＶBEが高くなる。そして、トランジスタＴｒ，Ｔａに素子バラツキがあれば、トランジスタＴｒは更にＢ級動作に近い動作状態となり、増幅特性の線形性が劣化して、通信端末装置における送信電力増幅器としての仕様を満たさなくなるという問題がある。よって、トランジスタＴｒのベースへのバイアス電圧ＶCC１を高くする必要がある。
【００１５】
又、高温となるときは、トランジスタＴｒ自体の利得が低下するため、この利得低下を補償するためアイドル電流を大きくする必要がある。よって、このときも低温時と同様に、トランジスタＴｒのベースへのバイアス電圧ＶCC１を高くする必要がある。
【００１６】
以上より、送信電力増幅器の低温での線形性劣化と高温での利得劣化を防ぐとともに、室温付近での効率を向上させるためには、低温と高温でのバイアス電圧ＶCC１を高くするとともに、室温付近でのバイアス電圧ＶCC１を低くすることが望ましい。このようなバイアス電圧ＶCC１において、最適とされる電圧が、図４の太線のグラフで表される。即ち、図４のように、最適となるバイアス電圧ＶCC１は、室温（３０℃）付近にて極小値を有するが、図９のような回路構成の温度補償回路では、図４のグラフのような温度特性を実現することができない。
【００１７】
このような問題を鑑みて、本発明は、非直線性の温度特性を持った電力増幅器の温度特性を良好に補償することが可能である温度補償回路を提供することを目的とする。又、本発明は、このような温度補償回路を備えた通信端末装置を提供することを別の目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電力増幅装置は、増幅素子としてのバイポーラトランジスタと、前記バイポーラトランジスタにバイアス電圧を与える温度補償回路とを有し、前記温度補償回路は、非反転入力端子と反転入力端子とを有するとともに、非反転入力端子に基準電圧が印加された演算増幅器と、該演算増幅器の反転入力端子に接続されるとともに、接地端子に接続された第１回路と、該演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に接続された第２回路と、を有するとともに、前記第１回路及び第２回路が、少なくともサーミスタ及び抵抗を含む回路であり、演算増幅器の出力端子に現れる電圧を前記バイアス電圧として出力することを特徴とする。
【００１９】
このような電力増幅装置において、前記第１回路及び前記第２回路が、それぞれ、前記サーミスタと前記抵抗が直列に接続されているものとしても構わない。即ち、前記第１回路が、前記演算増幅器の反転入力端子に一端が接続されたサーミスタと、該サーミスタの他端に一端が接続されるとともに他端が接地された抵抗より構成され、又、前記第２回路が、前記演算増幅器の反転入力端子に一端が接続された抵抗と、該抵抗の他端に一端が接続されるとともに他端が前記演算増幅器の出力端子に接続されたサーミスタより構成されるものとしても構わない。
【００２０】
更に、このような電力増幅装置において、前記第１回路及び前記第２回路が、それぞれ、直列に接続された前記サーミスタ及び前記抵抗と並列に接続された抵抗を有するものとしても構わない。
【００２１】
又、前記第１回路及び前記第２回路が、それぞれ、前記サーミスタと前記抵抗が並列に接続されているものとしても構わない。即ち、前記第１回路が、前記演算増幅器の反転入力端子に一端が接続されるとともに他端が接地されたサーミスタ及び抵抗より構成され、又、前記第２回路が、前記演算増幅器の反転入力端子に一端が接続されるとともに他端が前記演算増幅器の出力端子に接続されたサーミスタ及び抵抗より構成されるものとしても構わない。
【００２２】
更に、このような電力増幅装置において、前記第１回路及び前記第２回路が、それぞれ、並列に接続された前記サーミスタ及び前記抵抗と直列に接続された抵抗を有するものとしても構わない。
【００２３】
又、本発明の通信端末装置は、送信信号の電力を増幅する電力増幅装置を有する通信端末装置において、前記電力増幅装置は、上述したいずれかに記載の電力増幅装置であることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、以下に説明する。
【００２５】
＜基本構成＞
まず、本発明の基本構成について、図面を参照して説明する。図１は、基本となる温度補償回路の回路構成を示す回路図である。
【００２６】
図１の温度補償回路は、非反転入力端子に基準電圧ＶDDが印加される演算増幅器１と、演算増幅器１の反転入力端子に一端が接続されたサーミスタ２と、演算増幅器１の出力端子に一端が接続されたサーミスタ３と、サーミスタ２の他端に一端が接続されるとともに他端が接地された抵抗Ｒ１と、サーミスタ３の他端に一端が接続されるとともに演算増幅器１の反転入力端子とサーミスタ２との接続ノードに他端が接続された抵抗Ｒ２とを有する。又、サーミスタ２，３は、温度上昇に伴って、その抵抗値が単調減少するＮＴＣサーミスタである。
【００２７】
このような構成の温度補償回路において、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値をそれぞれｒ１，ｒ２とし、サーミスタ２，３の抵抗値をそれぞれｒ３，ｒ４とする。このとき、演算増幅器１の出力端子より出力される温度補償回路の出力電圧Ｖｏは、次の（３）式で表される。
Ｖｏ＝[１＋(ｒ２＋ｒ４)/(ｒ１＋ｒ３)]×ＶDD …（３）
【００２８】
又、ＮＴＣサーミスタであるサーミスタ２，３は、温度Ｔの上昇に伴って、次の（４）式、（５）式のように、それぞれ、その抵抗値ｒ３，ｒ４が単調減少する。尚、温度Ｔ0のとき、抵抗値ｒ３，ｒ４がｒ03，ｒ04となるものとし、又、Ｂ3，Ｂ4をＢ定数とする。
ｒ３＝ｒ03×exp[Ｂ3×(１/Ｔ−１/Ｔ0)] …（４）
ｒ４＝ｒ04×exp[Ｂ4×(１/Ｔ−１/Ｔ0)] …（５）
【００２９】
よって、（４）式、及び（５）式を、（３）式に代入したとき、次の（６）式が成立すると、（４）式、及び（５）式が代入された（３）式を温度Ｔで微分したときに、温度Ｔ0を代入した値を（７）式のように０とすることができる。
ｒ04×Ｂ4×(ｒ１＋ｒ03)＝ｒ03×Ｂ3×(ｒ２＋ｒ04) …（６）
(ｄＶｏ/ｄＴ)|_T=T0＝０ …（７）
【００３０】
このように、（６）式の関係が成り立つように、抵抗Ｒ１，Ｒ２及びサーミスタ２，３の各パラメータを設定すると、温度ＴがＴ0となるときに、（４）式、及び（５）式が代入された（３）式が極値を持つことがわかる。この極値が極小値となる場合の温度Ｔと出力電圧Ｖｏとの関係を示す一例が、図２のグラフのように表される。図２のグラフにおいては、室温となる２０〜３０℃付近で極小値を有するように設定されている。
【００３１】
又、このように図２のグラフのような関係が、図１のような構成回路で、温度Ｔと出力電圧Ｖｏとの間で成立していると、Ｔ＝Ｔ0で(ｒ２＋ｒ４)/(ｒ１＋ｒ３)が極小となるとき、出力電圧Ｖｏが極小となる。このとき、例えば、サーミスタ２，３を入れ換えるとともに抵抗Ｒ１，Ｒ２を入れ換えることによって、（３）式を（８）式のように変更することができる。
Ｖｏ＝[１＋(ｒ１＋ｒ３)/(ｒ２＋ｒ４)]×ＶDD …（８）
【００３２】
Ｔ＝Ｔ0で(ｒ２＋ｒ４)/(ｒ１＋ｒ３)が極小となるため、Ｔ＝Ｔ0で(ｒ１＋ｒ３)/(ｒ２＋ｒ４)が極大となる。よって、（８）式のような関係とされた温度補償回路の出力電圧Ｖｏは、Ｔ＝Ｔ0で極大値を持つようにすることができる。このように、温度補償回路を構成する抵抗Ｒ１，Ｒ２及びサーミスタ２，３の各パラメータの設定を変更することで、簡単に、その出力電圧が所望の温度で極小値又は極大値を持つようにすることができる。
【００３３】
このような基本構成に基づいて、以下の各実施形態について、説明する。
【００３４】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図３は、本実施形態の温度補償回路の回路構成を示す回路図である。尚、図３の温度補償回路において、図１の温度補償回路と同一の素子については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００３５】
図３の温度補償回路は、図１の温度補償回路と同様、演算増幅器１、サーミスタ２，３及び抵抗Ｒ１，Ｒ２を有し、更に、直列に接続されたサーミスタ２及び抵抗Ｒ１と並列に接続される抵抗Ｒ３と、直列に接続されたサーミスタ３及び抵抗Ｒ２と並列に接続される抵抗Ｒ４とを有する。即ち、抵抗Ｒ３の一端が接地されるとともに、その他端がサーミスタ２と演算増幅器１の反転入力端子との接続ノードに接続される。又、抵抗Ｒ４の一端が抵抗Ｒ２と演算増幅器１の反転入力端子との接続ノードに接続されるとともに、その他端がサーミスタ３と演算増幅器１の出力端子との接続ノードに接続される。
【００３６】
このようにして構成される温度補償回路において、抵抗Ｒ３，Ｒ４は、温度補償回路の温度変化の微調整を行うために設けられる。そして、電力増幅器の動作温度である−２０〜８５℃の範囲において、その線形性と利得の低下を抑制するとともに、各温度で最大の効率が得られるように、電力増幅器に与えるバイアス電圧を最適に制御したときの、バイアス電圧と温度との関係が図４の太線で表されるグラフのようになる。このようなバイアス電圧が、図３のような構成の温度補償回路より出力される。
【００３７】
この図４の太線で表されるグラフのような温度特性となるバイアス電圧を出力するために、以下のように、抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値、及びサーミスタ２，３の各種パラメータを設定した。即ち、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の抵抗値をそれぞれ、１４３００Ω、５１００Ω、２６２００Ω、８２００Ωとし、サーミスタ２，３の２５℃での抵抗値をそれぞれ、１００ｋΩ、４．０ｋΩとし、サーミスタ２，３の−２５〜８５℃でのＢ定数をそれぞれ、４５５０Ｋ、４１００Ｋとした。
【００３８】
このように各種パラメータを設定した図３の温度補償回路からの出力電圧が、電力増幅器における２段目の増幅素子となる、図８のようにバイアス回路が構成されたトランジスタＴｒのベースに与えられるバイアス電圧ＶCC１として、出力されるとき、電力増幅器における温度依存性を測定した。トランジスタＴｒのベースに与えられるバイアスでん合うＶCC１の測定結果が、図４における細線で表されるグラフとなる。よって、この測定結果が、図４の太線で表されるグラフで表される最適値とほぼ一致することがわかる。
【００３９】
このとき、本実施形態における温度補償回路を用いて、電力増幅器のベースに与えられるバイアス電圧の制御を行ったとき、室温において、周波数が１．９５ＧＨｚで電力５００ｍＷの信号が電力増幅器から出力されたときの、電力増幅器の出力効率が３９％となった。又、従来のように、動作温度範囲において、電力増幅器の線形性と利得の低下を防ぐように最適なバイアス電圧に固定したときは、周波数が１．９５ＧＨｚで電力５００ｍＷの信号が電力増幅器から出力されたときの、電力増幅器の出力効率は３６％である。よって、本実施形態のような温度補償回路を用いることによって、室温での出力効率が３％程度向上することが確認された。
【００４０】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。図５は、本実施形態の温度補償回路の回路構成を示す回路図である。尚、図５の温度補償回路において、図１の温度補償回路と同一の素子については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４１】
図５の温度補償回路は、図１の温度補償回路と同様、演算増幅器１、サーミスタ２，３及び抵抗Ｒ１，Ｒ２を有し、更に、サーミスタ２と並列に接続される抵抗Ｒ５と、サーミスタ３と並列に接続される抵抗Ｒ６とを有する。即ち、抵抗Ｒ５の一端が抵抗Ｒ１とサーミスタ２との接続ノードに接続されるとともに、その他端がサーミスタ２と演算増幅器１の反転入力端子との接続ノードに接続される。又、抵抗Ｒ６の一端が抵抗Ｒ２とサーミスタ３との接続ノードに接続されるとともに、その他端がサーミスタ３と演算増幅器１の出力端子との接続ノードに接続される。
【００４２】
このようにして構成される温度補償回路において、抵抗Ｒ５，Ｒ６は、温度補償回路の温度変化の微調整を行うために設けられる。そして、第１の実施形態と同様、温度補償回路からの出力電圧が、電力増幅器の動作温度である−２０〜８５℃の範囲において、図４の太線で表されるグラフのような温度特性になるように、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６の抵抗値、及びサーミスタ２，３の各種パラメータが設定される。
【００４３】
図５のように構成した温度補償回路は、基本構成となる図１のように構成した温度補償回路とほぼ同様の温度特性を有する出力電圧を出力することができるため、このような出力電圧をバイアス電圧として電力増幅器に入力したとき、第１の実施形態と同様の効果が得られ、電力増幅器の出力効率を向上させることができる。
【００４４】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態の温度補償回路の回路構成は、基本構成となる図１のような回路構成と同一とする。よって、本実施形態において、その回路構成について、詳細な説明は基本構成のものを参照するものとして省略する。
【００４５】
図１のようにして構成される温度補償回路は、第１の実施形態と同様、その出力電圧が、図４の太線で表されるグラフのような温度特性になるように、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値、及びサーミスタ２，３の各種パラメータが設定される。このように設定することによって、本実施形態の温度補償回路からの出力電圧をバイアス電圧として電力増幅器に入力したとき、第１の実施形態と同様の効果が得られ、電力増幅器の出力効率を向上させることができる。又、本実施形態では、第１の実施形態の温度補償回路における抵抗Ｒ３，Ｒ４又は第２の実施形態の温度補償回路における抵抗Ｒ５，Ｒ６を削減することができるため、温度補償回路の小型化に有効である。
【００４６】
＜第４の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。図６は、本実施形態の温度補償回路の回路構成を示す回路図である。尚、図６の温度補償回路において、図５の温度補償回路と同一の素子については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４７】
図６の温度補償回路は、図５の温度補償回路と異なり、抵抗Ｒ１，Ｒ２が削除され、演算増幅器１、サーミスタ２，３及び抵抗Ｒ５，Ｒ６を有する。即ち、サーミスタ２の一端と抵抗Ｒ５の一端との接続ノードが接地されるとともに、サーミスタ２の他端と抵抗Ｒ５の他端との接続ノードが演算増幅器１の反転入力端子に接続される。又、サーミスタ３の一端と抵抗Ｒ６の一端との接続ノードが演算増幅器１の反転入力端子に接続されるとともに、サーミスタ３の他端と抵抗Ｒ６の他端との接続ノードが演算増幅器１の出力端子に接続される。
【００４８】
このようにして構成される温度補償回路において、第２の実施形態と同様、その出力電圧が、電力増幅器の動作温度である−２０〜８５℃の範囲において、図４の太線で表されるグラフのような温度特性になるように、抵抗Ｒ５，Ｒ６の抵抗値、及びサーミスタ２，３の各種パラメータが設定される。このように設定することによって、本実施形態の温度補償回路からの出力電圧をバイアス電圧として電力増幅器に入力したとき、第２の実施形態と同様の効果が得られ、電力増幅器の出力効率を向上させることができる。又、本実施形態では、第２の実施形態の温度補償回路における抵抗Ｒ１，Ｒ２を削減することができるため、温度補償回路の小型化に有効である。
【００４９】
＜本発明の温度補償回路を備えた通信端末装置＞
上述した第１〜第４の実施形態のいずれかにおける温度補償回路を備えた通信端末装置について、図面を参照して、以下に説明する。図７は、第１〜第４の実施形態のいずれかにおける温度補償回路を備えた通信端末装置の送信部分の内部構成を示すブロック図である。
【００５０】
図７に示す通信端末装置は、送信するためのデータを符号化するなどして演算処理を行って送信信号を生成する信号処理回路１０と、信号処理回路１０で生成された送信信号を変調する変調器１１と、変調器１１に対して発振信号を与える発振器１２と、変調器１１で変調された送信信号を増幅するドライバ増幅器１３と、ドライバ増幅器１３で増幅された送信信号に対して更に電力増幅を行う電力増幅器１４と、電力増幅器１４内の増幅素子に対するバイアス電圧を制御する温度補償回路１５と、送受信を切り換える送受信切換スイッチ１６と、送受信切換スイッチ１６を介して電力増幅器１４で電力増幅された送信信号を送信するアンテナ１７とを有する。
【００５１】
このような構成の通信端末装置において、まず、信号処理回路１０においてデータが演算処理された後、送信用の符号方式に従って符号化されることによって、送信信号が生成される。この送信信号が、変調器１１に与えられると、変調器１１において、発振器１２から送出される変調周波数の発振信号に従って、送信信号が変調される。変調された送信信号は、まず、ドライバ増幅器１３において増幅された後、更に、電力増幅器１４において増幅される。
【００５２】
電力増幅器１４は、上述の第１〜第４の実施形態において説明した温度補償回路１５によって、電力増幅器１４内に備えられた増幅素子のベースに対するバイアス電圧が制御されている。よって、電力増幅器１４は、−２０〜８５℃の動作温度範囲にて、その線形性と利得の低下を防ぎながら、高い効率で動作することができる。電力増幅器１４で増幅された送信信号が、送受信切換スイッチ１６を介してアンテナ１７より送信される。
【００５３】
この電力増幅器１４が、通信端末装置において送受信動作がなされているときに消費される消費電流を多く占める。よって、温度補償回路１５によって、室温付近において高効率で動作するように、電力増幅器１４のバイアス電圧が制御されるため、通信端末装置の消費電流を低減させることができる。そのため、通信端末装置を携帯型電話機としたとき、その待機時間及び通話時間を長くすることができ、時間改善を図ることができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によると、非線形性の温度特性を持った電力増幅器に対して、温度補償回路によって、この温度特性に応じた電力増幅器のバイアス電圧を制御することが可能である。よって、電力増幅器を、指定の動作温度範囲において、高効率な増幅動作を行うことができる。このように高効率で動作可能とすることができるので、電力増幅器における消費電力を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の温度補償回路の基本構成を示す回路図。
【図２】本発明の温度補償回路による出力電圧の温度依存性の計算結果を示すグラフ。
【図３】第１の実施形態の温度補償回路の構成を示す回路図。
【図４】電力増幅器に与えるバイアス電圧の温度依存性と本発明の温度補償回路による出力電圧の温度依存性の実測値を示すグラフ。
【図５】第２の実施形態の温度補償回路の構成を示す回路図。
【図６】第４の実施形態の温度補償回路の構成を示す回路図。
【図７】本発明の通信端末装置の送信部分の内部構成を示すブロック図。
【図８】バイポーラトランジスタを用いて温度補償された電力増幅器の一例。
【図９】従来の温度補償回路の構成を示す回路図。
【符号の説明】
１，１００演算増幅器
２，３，１０１サーミスタ
Ｒ１〜Ｒ６，Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｘ抵抗
Ｔａ，Ｔｒバイポーラトランジスタ
１０演算処理回路
１１変調器
１２発振器
１３ドライバ増幅器
１４電力増幅器
１５温度補償回路
１６送受信切換スイッチ
１７アンテナ

Claims

増幅素子としてのバイポーラトランジスタと、
前記バイポーラトランジスタにバイアス電圧を与える温度補償回路とを有し、
前記温度補償回路は、
非反転入力端子と反転入力端子とを有するとともに、非反転入力端子に基準電圧が印加された演算増幅器と、
該演算増幅器の反転入力端子に接続されるとともに、接地端子に接続された第１回路と、
該演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に接続された第２回路と、
を有するとともに、
前記第１回路及び第２回路が、少なくともサーミスタ及び抵抗を含む回路であり、演算増幅器の出力端子に現れる電圧を前記バイアス電圧として出力することを特徴とする電力増幅装置。
前記第１回路及び前記第２回路が、それぞれ、前記サーミスタと前記抵抗が直列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電力増幅装置。
前記第１回路及び前記第２回路が、それぞれ、直列に接続された前記サーミスタ及び前記抵抗と並列に接続された抵抗を有することを特徴とする請求項２に記載の電力増幅装置。
前記第１回路及び前記第２回路が、それぞれ、前記サーミスタと前記抵抗が並列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電力増幅装置。
前記第１回路及び前記第２回路が、それぞれ、並列に接続された前記サーミスタ及び前記抵抗と直列に接続された抵抗を有することを特徴とする請求項４に記載の電力増幅装置。
送信信号の電力を増幅する電力増幅装置を有する通信端末装置において、
前記電力増幅装置は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の電力増幅装置であることを特徴とする通信端末装置。