CN110690859B - 功率放大电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种功率放大电路，在抑制电路规模的增大的同时使最大输出功率增大。功率放大电路具备：下级差动对，被输入第1及第2信号；上级差动对，输出第1及第2放大信号；合成器，对第1及第2放大信号进行合成；第1及第2电感器；和第1及第2电容器，下级差动对包含：第1晶体管，在集电极被供给电源电压，在基极被供给第1信号；和第2晶体管，在集电极被供给电源电压，在基极被供给第2信号，上级差动对包含：第3晶体管，在集电极被供给电源电压，发射极通过第1电感器而与接地连接且通过第1电容器而与第1晶体管连接；和第4晶体管，在集电极被供给电源电压，发射极通过第2电感器而与接地连接且通过第2电容器而与第2晶体管连接。

Description

功率放大电路
技术领域
本发明涉及功率放大电路。
背景技术
在便携式电话等移动体通信设备中，搭载有使用了晶体管的功率放大电路。例如，在非专利文献1中，公开了使用了异质结双极晶体管(HBT：Heterojunction BipolarTransistor)的功率放大电路。此外，在专利文献1中，公开了两个HBT被共射共基(Cascode)连接的功率放大电路。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-115835号公报
非专利文献
非专利文献1：Satoshi Tanaka，“Evolution of Power Amplifier for mobileapplications”，International Meeting for Future of Electron Devices，Kansai(IMFEDK)，IEEE，2013，p.112-113
在功率放大电路中，能够通过使电源电压升压来使最大输出功率增大。但是，在非专利文献1公开的电路中，电源电压的上限受到晶体管的集电极-基极间的耐电压的制约。关于这一点，在专利文献1公开的电路中，两个晶体管被共射共基连接，由此施加于各晶体管的电压被分压，因此与非专利文献1公开的结构相比能够提高电源电压的上限。但是，作为电源电压为了施加比电池电压的上限高的电压而需要升压型的变换电路，电路规模变大。
发明内容
发明要解决的课题
本发明正是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，提供一种能够在抑制电路规模的增大的同时使最大输出功率增大的功率放大电路。
用于解决课题的手段
为了达成这样的目的，本发明的一个方式涉及的功率放大电路具备：下级差动对，被输入第1信号和第2信号；上级差动对，设置于下级差动对的上级，输出与第1信号以及第2信号分别对应的第1放大信号以及第2放大信号；合成器，对第1放大信号以及第2放大信号进行合成并输出合成信号；第1电感器以及第2电感器；和第1电容器以及第2电容器，下级差动对包含：第1晶体管，在集电极或漏极被供给第1电源电压，发射极或源极与接地连接，在基极或栅极被供给第1信号；和第2晶体管，在集电极或漏极被供给第1电源电压，发射极或源极与接地连接，在基极或栅极被供给第2信号，上级差动对包含：第3晶体管，在集电极或漏极被供给第2电源电压，发射极或源极通过第1电感器而与接地连接，并且通过第1电容器而与第1晶体管的集电极或漏极连接；和第4晶体管，在集电极或漏极被供给第2电源电压，发射极或源极通过第2电感器而与接地连接，并且通过第2电容器而与第2晶体管的集电极或漏极连接。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能在抑制电路规模的增大的同时使最大输出功率增大的功率放大电路。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式涉及的功率放大电路的结构例的图。
图2A是示出偏置电路20的结构例的图。
图2B是示出偏置电路20的其他结构例的图。
图3是示出本发明的第2实施方式涉及的功率放大电路的结构例的图。
图4是示出本发明的第3实施方式涉及的功率放大电路的结构例的图。
图5A是示出偏置电路26的结构例的图。
图5B是示出偏置电路26的其他结构例的图。
图6是示出本发明的第4实施方式涉及的功率放大电路的结构例的图。
图7是示出本发明的第5实施方式涉及的功率放大电路的结构例的图。
图8A是示出偏置电路20的其他结构例的图。
图8B是示出偏置电路26的其他结构例的图。
附图标记说明
100A～100E…功率放大电路，10～15…晶体管，20～27…偏置电路，30、31…电压调整电路，40、41…分配器，50…合成器，60…电源电路，A1…下级差动对，A2…上级差动对，A3…差动对，C1～C12…电容器，L1～L10…电感器，200、201…二极管，210～212…晶体管，220～224…电阻元件，230…电流源。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细进行说明。另外，对于同一要素标注同一附图标记，省略重复的说明。
图1是示出本发明的第1实施方式涉及的功率放大电路的结构例的图。本实施方式涉及的功率放大电路例如是在便携式电话等移动体通信设备中将所输入的无线频率(RF：Radio Frequency)信号进行放大并输出放大信号的电路。RF信号的频率例如是几～几十GHz程度。
如图1所示，功率放大电路100A具备晶体管10～14、偏置电路20～24、电压调整电路30、31、分配器40、合成器50、电容器C1～C5以及电感器L1～L7。
功率放大电路100A具有两级的放大器。初级(驱动级)的放大器包含晶体管10，后级(功率级)的放大器包含晶体管11～14。驱动级将输入信号RFl进行放大，并输出放大信号RF2。功率级将从驱动级输出的放大信号RF2进一步进行放大，并输出放大信号RF3a、RF3b。
在本实施方式中，晶体管10～14由异质结双极晶体管(HBT：HeterojunctionBipolar Transistor)等双极晶体管构成。另外，晶体管10～14不限于双极晶体管，例如也可以由MOSFET(Metal-oxide-semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)等场效应晶体管构成。在该情况下，只要将集电极、基极、发射极分别改读为漏极、栅极、源极即可。
晶体管10在集电极通过电感器L1被供给电源电压Vcc1，在基极通过电容器C1被供给输入信号RF1，发射极与接地连接。此外，在晶体管10的基极被供给从偏置电路20输出的偏置电流。由此，从晶体管10的集电极输出放大信号RF2。
分配器40设置在驱动级的放大器与功率级的放大器之间。分配器40将从晶体管10的集电极输出的放大信号RF2分配为相位彼此为反相位的放大信号RF2a(第1信号)和放大信号RF2b(第2信号)，并进行输出。
晶体管11(第1晶体管)和晶体管12(第2晶体管)构成进行差动放大动作的下级差动对A1。具体地，晶体管11在集电极通过电感器L2(第3电感器)被供给电源电压Vcc2(第1电源电压)，在基极通过电容器C2被供给放大信号RF2a，发射极与接地连接。晶体管12在集电极通过电感器L3(第4电感器)被供给电源电压Vcc2，在基极通过电容器C3被供给放大信号RF2b，发射极与接地连接。此外，在晶体管11、12的基极分别被供给从偏置电路21、22输出的偏置电流或电压。由此，从晶体管11、12的集电极分别输出放大信号。
晶体管13(第3晶体管)和晶体管14(第4晶体管)构成与下级差动对A1同步地进行差动放大动作的上级差动对A2。具体地，晶体管13在集电极通过电感器L4被供给电源电压Vcc3(第2电源电压)，在基极从偏置电路23通过电压调整电路30被供给偏置电流或电压，发射极通过电感器L6(第1电感器)而与接地连接。晶体管14在集电极通过电感器L5被供给电源电压Vcc3，在基极从偏置电路24通过电压调整电路31被供给偏置电流或电压，发射极通过电感器L7(第2电感器)而与接地连接。此外，晶体管13与下级的晶体管11共射共基连接，发射极通过电容器C4(第1电容器)而与晶体管11的集电极连接。晶体管14与下级的晶体管12共射共基连接，发射极通过电容器C5(第2电容器)而与晶体管12的集电极连接。由此，从上级的晶体管13、14的集电极分别输出将从下级的晶体管11、12输出的信号进一步进行了放大的放大信号RF3a(第1放大信号)、RF3b(第2放大信号)。像这样，功率级的放大器包含下级差动对A1和上级差动对A2被共射共基连接的结构。关于功率级的放大器的动作的详情将在后面叙述。
偏置电路20～24分别生成偏置电流或电压，并向晶体管10～14的基极供给偏置电流或电压。
图2A是示出偏置电路20的结构例(偏置电路20A)的图。如图2A所示，偏置电路20A具备二极管200、201、晶体管210、电阻元件220以及电流源230。
二极管200、201以及电流源230构成为生成给定电平的电压。具体来说，二极管200、201被串联连接，在二极管200的阳极从电流源230被供给恒流，二极管201的阴极与接地连接。由此，在二极管200的阳极生成给定电平的电压(例如，2.6V程度)。另外，也可以取代二极管200、201而使用集电极和基极被连接的晶体管。
晶体管210在集电极被供给电源电压Vccb，基极与二极管200的阳极连接，发射极与电阻元件220的一端连接。晶体管210从发射极通过电阻元件220向晶体管10(参照图1)的基极供给偏置电流。
另外，通过使二极管200、201中的任意一方或双方与图1所示的晶体管10～14中的任意一者热耦合，从而能够根据该晶体管的发热的影响来调整偏置电流的电流量。在此所说的热耦合是指，偏置电流的电流量根据该晶体管的发热而变化。具体来说，例如，也可以使二极管200、201中的任意一方或双方配置在形成晶体管10～14中的任意一者的区域的内部或接近的区域。
图2B是示出偏置电路20的其他结构例(偏置电路20B)的图。如图2B所示，偏置电路20B除了偏置电路20A所具备的结构之外，还具备电阻元件221。
电阻元件221连接在二极管201的阴极与接地之间。由此，在偏置电路20B中，能够调整二极管200的阳极的电压。另外，偏置电路21～24的结构能够设为与偏置电路20A、20B同样，因此省略详细的说明。
返回图1，电压调整电路30设置在偏置电路23与上级的晶体管13的基极之间。电压调整电路31设置在偏置电路24与上级的晶体管14的基极之间。关于电压调整电路30、31的动作的详情将在后面叙述。
合成器50对从构成上级差动对A2的晶体管13和晶体管14分别输出的放大信号RF3a和放大信号RF3b进行合成，并输出合成信号RF3。
电容器C1～C3分别除去RF信号的直流分量。电感器L1～L5分别抑制RF信号向电源电路(未图示)的耦合。
另外，虽然在图1中省略了图示，但功率放大电路100A也可以在驱动级以及功率级的放大器的前后具备使电路间的阻抗匹配的匹配电路。
接着，对功率级的放大器的动作详细进行说明。另外，以下为了说明的方便，设电源电压Vcc2、Vcc3均为直流电压3V(以下，标记为DC3V。)来进行说明，但电源电压Vcc2、Vcc3的电压值不限于此。此外，为了说明的简单，设各晶体管11～14在线性区域进行动作，设拐点电压(knee voltage)能够忽略。
电容器C4的一端与上级的晶体管13的发射极连接，另一端与下级的晶体管11的集电极连接。电容器C5的一端与上级的晶体管14的发射极连接，另一端与下级的晶体管12的集电极连接。电容器C4、C5在低的频率下阻抗高，在高的频率下阻抗低。因此，电容器C4、C5分别具有使上级的晶体管13、14和下级的晶体管11、12在直流下分离、在交流下连接的功能。
电感器L6的一端与上级的晶体管13的发射极连接，另一端与接地连接。电感器L7的一端与上级的晶体管14的发射极连接，另一端与接地连接。电感器L6、L7在低的频率下阻抗低，在高的频率下阻抗高。因此，电感器L6、L7分别具有使上级的晶体管13、14的发射极在直流下与接地连接、在交流下与下级的晶体管11、12的集电极连接的功能。
若着眼于下级差动对A1，则晶体管11、12的发射极被接地，在集电极被供给电源电压Vcc2(DC3V)，因此集电极处的RF信号的振幅成为交流电压±3V(以下，标记为AC±3V。)。因此，下级的晶体管11、12的集电极电压在DC3V±3V(即，0V～6V)的范围内变动。
接着，若着眼于上级差动对A2，则晶体管13、14的发射极在直流下与接地连接，因而成为DC0V，在交流下与下级的晶体管11、12的集电极连接，因而成为AC±3V。因此，上级的晶体管13、14的发射极电压在DC0V±3V(即，-3V～3V)的范围内变动。此外，晶体管13、14的集电极在直流下被供给电源电压Vcc3(DC3V)，因而成为DC3V，在交流下与晶体管13、14的发射极的变动范围匹配而成为AC±6V。因此，上级的晶体管13、14的集电极电压在DC3V±6V(即，-3V～9V)的范围内变动。
进而，在本实施方式中，下级的晶体管11、12和上级的晶体管13、14分别构成差动对。因此，晶体管13所输出的放大信号RF3a和晶体管14所输出的放大信号RF3b在合成器50中被合成，由此合成器50所输出的合成信号RF3在-6V～18V的范围内变动。即，合成信号RF3的信号振幅(24V)成为下级的晶体管11、12各自的集电极的信号振幅(6V)的4倍。
在此，为了上级的晶体管13、14变为导通，该晶体管13、14的基极-发射极间电压需要为阈值电压(例如，1.3V程度)以上。因此，晶体管13、14的基极电压需要伴随晶体管13、14的发射极电压的变动(AC±3V)而在DC1.3V±3V(即，-1.7V～4.3V)的范围内变动。关于这一点，在本实施方式中，通过具备电压调整电路30、31，由此调整晶体管13、14的基极电压，因此可避免该基极电压的振幅动作受到偏置电路23、24的限制。由此，晶体管13、14的基极电压伴随发射极电压而变动，晶体管13、14的导通以及截止的状态变得与晶体管11、12的导通以及截止的状态一致。
如上所述，在本实施方式中，与不使用共射共基连接以及差动对的结构相比，合成器50所输出的合成信号RF3的振幅成为约4倍。因此，能够在不使用例如用于使电源电压升压的升压型的变换电路的情况下，使信号振幅增大。
在此，若将信号的输出功率设为P，将集电极电压设为V，将放大器的负载阻抗设为R，则P＝V2/R的关系成立。因此，若将负载阻抗R设为恒定，则在集电极电压V成为4倍时输出功率P成为16倍。因此，根据本实施方式，不会使电源电压上升，即，能够在抑制电路规模的增大的同时使最大输出功率增大。
此外，作为本实施方式的变形例，电感器L2和电感器L6、以及电感器L3和电感器L7的至少任意一方也可以在安装功率放大电路100A的基板中相互接近地配置。“相互接近”是指，接近至两个电感器彼此发生磁场耦合的程度的状态。电感器L2和电感器L6、以及电感器L3和电感器L7彼此流过相同相位的信号，因此通过使它们发生磁场耦合，从而与未发生磁场耦合的情况相比能够通过小的电感值获得同等的效果。
另外，在本实施方式中，放大器的级数为两级，但该级数不限于两级，也可以为一级，还可以为三级以上。在本实施方式中，对最终级的放大器应用了共射共基结构以及差动对，但在放大器具备多个级数的情况下，应用共射共基结构以及差动对的级不限于最终级，也可以是其他任意一级，还可以是所有的级。
此外，在本实施方式中，被共射共基连接的晶体管的级数为两级，但该级数不限于两级，也可以为三级以上。在此情况下，与两级的结构相比，最上级的晶体管的集电极的信号振幅进一步增大。例如，在合计N个(N为2以上的整数)晶体管被共射共基连接的情况下，最上级的晶体管的集电极的信号振幅成为一级结构中的晶体管的集电极的信号振幅的约N倍。
图3是示出本发明的第2实施方式涉及的功率放大电路的结构例的图。另外，在第2实施方式以后，对与第1实施方式相同的要素标注同一附图标记并省略说明。此外，在第2实施方式以后，省略关于与第1实施方式共同的事项的记述，仅对不同点进行说明。特别是，关于基于同样的结构的同样的作用效果将不在每个实施方式中逐次提及。
如该图所示，功率放大电路100B与功率放大电路100A相比，不同点在于，示出了电压调整电路30、31的具体的结构例，并且在驱动级的放大器被差动放大。具体地，功率放大电路100B还具备晶体管15、偏置电路25、电容器C8以及电感器L10，且取代分配器40而具备分配器41。
电压调整电路30具备电容器C6以及电感器L8。电容器C6(第3电容器)的一端与上级的晶体管13的基极连接，另一端与接地连接。电感器L8在一端从偏置电路23被供给偏置电流，另一端与上级的晶体管13的基极连接。电压调整电路31具备电容器C7以及电感器L9。电容器C7(第4电容器)的一端与上级的晶体管14的基极连接，另一端与接地连接。电感器L9在一端从偏置电路24被供给偏置电流，另一端与上级的晶体管14的基极连接。
像这样，电压调整电路30、31具备电容器C6、C7，由此调整晶体管13、14的基极电压。因此，可避免晶体管13、14的基极电压的振幅动作受到偏置电路23、24的限制。另外，优选电容器C6、C7的电容值小于电容器C4、C5的电容值。这是因为，若电容器C6、C7的电容值过大，则晶体管13、14的基极变动会被抑制。
分配器41设置在驱动级的放大器的前级，将输入信号RF1分配为相位彼此为反相位的输入信号RF1a(第3信号)和输入信号RF1b(第4信号)，并进行输出。
晶体管15(第6晶体管)与晶体管10(第5晶体管)一起构成差动对A3。具体地，晶体管15在集电极通过电感器L10被供给电源电压Vcc1(第3电源电压)，在基极通过电容器C8被供给输入信号RF1b，发射极与接地连接。此外，在晶体管15的基极被供给从偏置电路25输出的偏置电流或电压。由此，从晶体管15的集电极输出放大信号RF2b。从晶体管10、15的集电极输出的放大信号RF2a、RF2b分别被供给至构成功率级的下级差动对A1的晶体管11、12。
另外，偏置电路25、电容器C8以及电感器L10的结构与偏置电路20、电容器C1以及电感器L1相同，因此省略详细的说明。
即使为这种结构，功率放大电路100B也能够获得与功率放大电路100A同样的效果。此外，功率放大电路100B由于驱动级包含差动对A3，因此与功率放大电路100A相比能够进一步提高放大率。
另外，在本实施方式中，示出了驱动级包含差动对A3且不被共射共基连接的结构，也可以取代于此而驱动级与功率级同样地被共射共基连接。或者，驱动级也可以不包含差动对地被共射共基连接。
此外，图3所示的电压调整电路30、31的结构为一例，不限定于此。例如，电压调整电路30、31也可以分别在晶体管13、14的基极与接地之间进一步具备与电容器C6、C7串联连接的电感器。
图4是示出本发明的第3实施方式涉及的功率放大电路的结构例的图。另外，为了说明的方便，在以后的说明中，对与功率级的放大器有关的构成要素进行图示，并省略与驱动级的放大器有关的构成要素的图示。如该图所示，功率放大电路100C与功率放大电路100A相比，取代偏置电路21～24而具备偏置电路26、27。
偏置电路26(第1偏置电路)向构成下级差动对A1的晶体管11、12双方供给偏置电流。偏置电路27(第2偏置电路)向构成上级差动对A2的晶体管13、14双方供给偏置电流。即，在本实施方式中，在构成差动对的两个晶体管间共享偏置电路。
图5A是示出偏置电路26的结构例(偏置电路26A)的图，图5B是示出偏置电路26的其他结构例(偏置电路26B)的图。另外，偏置电路27能够设为与偏置电路26同样的结构，因此省略详细的说明。
图5A所示的偏置电路26A与偏置电路20A相比还具备电阻元件222。电阻元件222的一端与晶体管210的发射极连接，另一端与晶体管12(参照图4)的基极连接。由此，偏置电路26A从晶体管210的发射极通过电阻元件220、222向晶体管11、12(参照图4)的基极分别供给偏置电流。
图5B所示的偏置电路26B与偏置电路20A相比还具备晶体管211以及电阻元件223。晶体管211在集电极被供给电源电压Vccb，基极与二极管200的阳极连接，发射极与电阻元件223的一端连接。电阻元件223的一端与晶体管211的发射极连接，另一端与晶体管12(参照图4)的基极连接。由此，偏置电路26B从晶体管210、211的发射极分别通过电阻元件220、223向晶体管11、12(参照图4)的基极供给偏置电流。
即使为这样的结构，功率放大电路100C也能够获得与功率放大电路100A同样的效果。此外，功率放大电路100C与按照每个晶体管设置偏置电路的结构相比，能够缩小电路面积。而且，功率放大电路100C在构成差动对的晶体管间共享一个偏置电路，因此与按照每个晶体管设置偏置电路的结构相比，能够避免偏置电路中包含的元件的偏差，差动放大动作的性能提高。
另外，在本实施方式中，示出了在下级差动对A1以及上级差动对A2双方共享偏置电路的结构，但偏置电路的共享可以不必是下级以及上级双方，也可以是下级或上级中的任意一方。
此外，偏置电路26A、26B也可以与图2B所示的偏置电路20B同样地在二极管201的阴极与接地之间具备与电阻元件221相当的元件。
图6是示出本发明的第4实施方式涉及的功率放大电路的结构例的图。如该图所示，功率放大电路100D与功率放大电路100A相比还具备电源电路60。
电源电路60按照功率放大电路100D所遵循的动作方式，从电池电压Vbatt生成电源电压Vcc2、Vcc3。另外，在本实施方式中，设电源电压Vcc2和电源电压Vcc3为相同的电压。
例如，在功率放大电路100D遵循平均功率跟踪(APT：Average Power Tracking)方式的情况下，电源电路60生成根据功率放大电路100D的平均输出功率而变动的电压，并作为电源电压Vcc2、Vcc3而输出。另一方面，在功率放大电路100D遵循包络线跟踪(ET：Envelope Tracking)方式的情况下，电源电路60生成根据输入信号的包络线而变动的电压，并作为电源电压Vcc2、Vcc3而输出。在ET方式中，由于根据输入信号的振幅水平来控制电源电压Vcc2、Vcc3，因此与APT方式相比能够提高功率效率。另外，电源电路60例如也可以构成为能够通过接受控制信号来切换APT方式和ET方式，或者也可以构成为按照任意一方的动作方式来生成电源电压。
即使为这样的结构，功率放大电路100D也能够获得与功率放大电路100A同样的效果。
另外，在本实施方式中，电源电路60包含于功率放大电路100D，但电源电路60也可以设置在功率放大电路100D的外部。
图7是示出本发明的第5实施方式涉及的功率放大电路的结构例的图。如该图所示，功率放大电路100E与功率放大电路100A相比还具备四个电容器C9～C12。
电容器C9(第5电容器)连接在晶体管11的基极与晶体管12的集电极之间。电容器C10(第6电容器)连接在晶体管12的基极与晶体管11的集电极之间。电容器C11(第7电容器)连接在晶体管13的基极与晶体管14的集电极之间。电容器C12(第8电容器)连接在晶体管14的基极与晶体管13的集电极之间。另外，优选电容器C9～C12的电容值小于电容器C4、C5的电容值。
像这样，在本实施方式中，电容器C9、C10以及电容器C11、C12分别交替地设置于构成差动对的晶体管，由此能够抵消这些晶体管所具有的密勒电容(Miller capacitance)的影响。因此，基于功率放大电路100E，与功率放大电路100A相比，即使在密勒电容产生影响那样的高的频带中也能够获得更高的增益。
图8A是示出偏置电路20的其他结构例(偏置电路20C)的图。如图8A所示，偏置电路20C与偏置电路20A相比取代二极管200、201而具备晶体管212。
晶体管212在集电极从电流源230被供给恒流，基极连接于晶体管210的发射极与电阻元件220的连接点，发射极与接地连接。而且，从晶体管210的发射极输出的电流被分开供给至晶体管10(参照图1)和晶体管212。由此，例如在向晶体管10的基极供给的偏置电流的电流量增加的情况下，在晶体管212的集电极-发射极间流动的电流也要增加。但是，流经晶体管212的集电极-发射极间的电流受到电流源230的限制。因此，可抑制晶体管212的集电极电压(即，晶体管210的基极电压)的上升，其结果是，从晶体管210的发射极输出的电流减少。
像这样，在偏置电路20C中，负反馈根据所输出的偏置电流的电流量的变动而发挥作用，因此能够供给稳定的偏置电流。另外，偏置电路20C的结构能够分别应用于上述的偏置电路20～25。
另外，与上述的二极管200、201同样地，通过使晶体管212与图1所示的晶体管10～14中的任意一者热耦合，从而能够根据该晶体管10～14的发热的影响来调整偏置电流的电流量。具体来说，例如，使晶体管212配置在形成晶体管10～14中的任意一者的区域的内部或接近的区域。
图8B是示出偏置电路26的其他结构例(偏置电路26C)的图。如图8B所示，偏置电路26C与偏置电路20C相比还具备电阻元件224。
电阻元件224的一端与晶体管210的发射极连接，另一端与晶体管12(参照图4)的基极连接。由此，偏置电路26C从晶体管210的发射极通过电阻元件220、224向晶体管11、12(参照图4)的基极分别供给偏置电流。
即使为这样的结构，偏置电路26C也与偏置电路20C同样地，由于负反馈根据所输出的偏置电流的电流量的变动而发挥作用，因此能够供给稳定的偏置电流。另外，偏置电路26C的结构能够分别应用于上述的偏置电路26、27。
另外，在偏置电路20C、26C中，示出了晶体管210、212均由HBT构成的例子，但也可这些晶体管中的任意一方或双方由FET构成。
以上，对本发明的例示性的实施方式进行了说明。功率放大电路100A～100E具备：下级差动对A1，被输入放大信号RF2a和放大信号RF2b；上级差动对A2，设置于下级差动对A1的上级，输出与放大信号RF2a和放大信号RF2b分别对应的放大信号RF3a以及放大信号RF3b；合成器50，对放大信号RF3a以及放大信号RF3b进行合成并输出合成信号RF3；电感器L6、L7；和电容器C4、C5，下级差动对A1包含：晶体管11，在集电极被供给电源电压Vcc2，发射极与接地连接，在基极被供给放大信号RF2a；和晶体管12，在集电极被供给电源电压Vcc2，发射极与接地连接，在基极被供给放大信号RF2b，上级差动对A2包含：晶体管13，在集电极被供给电源电压Vcc3，发射极通过电感器L6而与接地连接，并且通过电容器C4而与晶体管11的集电极连接；和晶体管14，在集电极被供给电源电压Vcc3，发射极通过电感器L7而与接地连接，并且通过电容器C5而与晶体管12的集电极连接。由此，与不使用共射共基连接以及差动对的结构相比，能够将合成器50所输出的合成信号RF3的振幅设为约4倍。因此，根据本实施方式，不会使电源电压上升，即，能够在抑制电路规模的增大的同时使最大输出功率增大。
此外，功率放大电路100A～100E还具备：电容器C6，一端与晶体管13的基极连接，另一端与接地连接；和电容器C7，一端与晶体管14的基极连接，另一端与接地连接，电容器C6、C7的电容值小于电容器C4、C5的电容值。由此，可避免晶体管13、14的基极电压的振幅动作受到偏置电路23、24的限制，能够使晶体管13、14的导通以及截止的状态与晶体管11、12的导通以及截止的状态一致。
此外，功率放大电路100E还具备：电容器C9、C10，分别连接在晶体管11以及晶体管12中的一个晶体管的集电极或漏极与另一个晶体管的基极或栅极之间；和电容器C11、C12，分别连接在晶体管13以及晶体管14中的一个晶体管的集电极或漏极与另一个晶体管的基极或栅极之间，电容器C9～C12的电容值小于电容器C4、C5的电容值。由此，晶体管11～14所具有的密勒电容的影响被抵消，因此能够获得例如比功率放大电路100A高的增益。
此外，功率放大电路100D可以将与平均输出功率相应的电压设为电源电压Vcc2、Vcc3(APT方式)，或者也可以将根据输入信号的振幅水平而变动的电压设为电源电压Vcc2、Vcc3(ET方式)。在采用了ET方式的情况下，与APT方式相比能够提高功率效率。
此外，也可以是，在功率放大电路100A～100E中，还具备：电感器L2以及电感器L3，分别与晶体管11以及晶体管12的集电极连接，且使电源电压Vcc2通过，电感器L6和电感器L2、以及电感器L7和电感器L3发生了磁场耦合。由此，与这些电感器不发生磁场耦合的结构相比，能够通过小的电感值获得同等的效果。
此外，功率放大电路100C还具备：偏置电路26，向晶体管11以及晶体管12供给偏置电流或电压；和偏置电路27，向晶体管13以及晶体管14供给偏置电流或电压。由此，与按照每个晶体管设置偏置电路的结构相比，能够缩小电路面积。此外，根据功率放大电路100C，与按照每个晶体管设置偏置电路的结构相比，能够避免偏置电路中包含的元件的偏差，差动放大动作的性能提高。
此外，功率放大电路100B还具备：分配器41，将输入信号分配为输入信号RF1a和输入信号RF1b；和差动对，被输入了输入信号RF1a以及输入信号RF1b，该差动对包含：晶体管10，在集电极被供给电源电压Vcc1，发射极与接地连接，在基极被供给输入信号RF1a，从集电极输出放大信号RF2a；和晶体管15，在集电极被供给电源电压Vcc1，发射极与接地连接，在基极被供给输入信号RF1b，从集电极输出放大信号RF2b。像这样，由于在功率放大电路100B中驱动级包含差动对A3，因此与功率放大电路100A相比能够进一步提高放大率。
以上说明的各实施方式用于使本发明容易理解，而非用于对本发明进行限定、解释。本发明能够在不脱离其主旨的情况下变更或改良，并且在本发明中还包含其等价物。即，本领域技术人员对各实施方式适当施加了设计变更的方式，只要具备本发明的特征，就也包含于本发明的范围。例如，各实施方式所具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并非限定于所例示的而是能够适当变更。此外，各实施方式所具备的各要素只要在技术上可能就能够组合，对它们进行了组合的方式只要包含本发明的特征就也包含于本发明的范围。

Claims (8)

1.一种功率放大电路，具备：
下级差动对，被输入第1信号和第2信号；
上级差动对，设置于所述下级差动对的上级，输出与所述第1信号以及第2信号分别对应的第1放大信号以及第2放大信号；
合成器，对所述第1放大信号以及第2放大信号进行合成并输出合成信号；
第1电感器以及第2电感器；和
第1电容器以及第2电容器，
所述下级差动对包含：
第1晶体管，在集电极或漏极被供给第1电源电压，发射极或源极与接地连接，在基极或栅极被供给所述第1信号；和
第2晶体管，在集电极或漏极被供给所述第1电源电压，发射极或源极与接地连接，在基极或栅极被供给所述第2信号，
所述上级差动对包含：
第3晶体管，在集电极或漏极被供给第2电源电压，发射极或源极通过所述第1电感器而与接地连接，并且通过所述第1电容器而与所述第1晶体管的集电极或漏极连接；和
第4晶体管，在集电极或漏极被供给所述第2电源电压，发射极或源极通过所述第2电感器而与接地连接，并且通过所述第2电容器而与所述第2晶体管的集电极或漏极连接。
2.根据权利要求1所述的功率放大电路，其中，
还具备：
第3电容器，一端与所述第3晶体管的基极或栅极连接，另一端与接地连接；和
第4电容器，一端与所述第4晶体管的基极或栅极连接，另一端与接地连接，
所述第3电容器以及第4电容器的电容值小于所述第1电容器以及第2电容器的电容值。
3.根据权利要求1或2所述的功率放大电路，其中，
还具备：
第5电容器以及第6电容器，分别连接在所述第1晶体管以及第2晶体管中的一个晶体管的集电极或漏极与另一个晶体管的基极或栅极之间；和
第7电容器以及第8电容器，分别连接在所述第3晶体管以及第4晶体管中的一个晶体管的集电极或漏极与另一个晶体管的基极或栅极之间，
所述第5电容器至第8电容器的电容值小于所述第1电容器以及第2电容器的电容值。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的功率放大电路，其中，
所述第1电源电压以及第2电源电压是与所述功率放大电路的平均输出功率相应的电压。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的功率放大电路，其中，
所述第1电源电压以及第2电源电压是根据输入到所述功率放大电路的信号的振幅水平而变动的电压。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的功率放大电路，其中，
还具备：第3电感器以及第4电感器，分别与所述第1晶体管以及第2晶体管的集电极或漏极连接，且使所述第1电源电压通过，
所述第1电感器和所述第3电感器、以及所述第2电感器和所述第4电感器发生了磁场耦合。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的功率放大电路，其中，
还具备：
第1偏置电路，向所述第1晶体管以及第2晶体管供给偏置电流或电压；和
第2偏置电路，向所述第3晶体管以及第4晶体管供给偏置电流或电压。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的功率放大电路，其中，
还具备：
分配器，将输入信号分配为第3信号和第4信号；和
差动对，被输入所述第3信号以及第4信号，
所述差动对包含：
第5晶体管，在集电极或漏极被供给第3电源电压，发射极或源极与接地连接，在基极或栅极被供给所述第3信号，从集电极或漏极输出所述第1信号；和
第6晶体管，在集电极或漏极被供给所述第3电源电压，发射极或源极与接地连接，在基极或栅极被供给所述第4信号，从集电极或漏极输出所述第2信号。
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