JP4074260B2 - 電力増幅器 - Google Patents
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Description
一方、温度の上昇に伴って、各トランジスタQ1及びQ2のターンオン電圧VBE1及びVBE2が減少する。VBE1及びVBE2が減少すると、ノードAでの電圧VAが低くなり、それによって基準電流Irefが増加する。基準電流Irefの増分△Irefが、ノードAにおいてダイオード接続トランジスタD1及びD2とトランジスタQ1及びQ2とに分岐される。結果として、トランジスタQ1のベース電流が分岐された基準電流の増分△Iref分増加し、バイアス電流IBを増加させる。
図2を参照して、本発明の好適実施例を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
図2は、本発明の好適実施例によって携帯用ハンドセット、例えば、CDMA携帯電話で使用するための電力増幅器モジュール200を示す。電力増幅器モジュール200は、増幅回路11に加えてバイアス回路12及びバイアス電流制御回路13を備える。増幅回路11は、そのエミッタが接地される増幅トランジスタQ1と、その一端には電源電圧Vccが供給され、その他端には増幅トランジスタQ1のコレクターが接続されるインダクターLと、Q1のコレクターとRF−OUT端子との間に配置される出力キャパシタCoと、RF−IN端子とQ1のベースとの間に接続される入力キャパシタCiとを備える。
バイアス電流制御回路13は、ノードPでの電圧Vpを制御して基準電圧Vref及び温度のバラツキに係わらず、トランジスタQ1のベースに流れるバイアス電流IBを一定に供給するようにする。
図2において、バイアス電流制御回路13を考慮しないと、基準電圧Vrefの増加に伴って、ノードPでの電圧Vpが増加し、それによってトランジスタQ2のエミッタ電流、即ち、バイアス電流IBが増加する。結果として、トランジスタQ1のコレクター電流Icが増加するようになる。従って、トランジスタQ1のコレクター電流Icを一定に保持するためには、基準電圧Vrefの増加にもかかわらずノードPでの電圧Vpがほとんど一定に保持されなければならない。
トランジスタQ2及びQ3の電流ゲインが十分に大きく、トランジスタQ2及びQ3のベース電流を無視できると、基準電圧Vrefが△Vrefぐらい変わる時、ノードPでの電圧バラツキ分は次の通り示される。
上記式(1)から分かるように、R1及びR2の値が実に同じであれば、ノードPでの電圧バラツキ分は0になる。従って、電圧Vpが基準電圧Vrefのバラツキに係わらず一定に保持されることができて、バイアス電流IBを実質的に一定に保持することができる。また、二つのトランジスタQ2及びQ3の電流ゲインがあまり小さく、トランジスタQ2及びQ3のベース電流を無視することが出来ない場合にも、R2/R1の値を調整することによって同じ効果を得ることができる。
基準電圧Vrefが温度には影響を受けない外部基準電圧であり、バイアス電流制御回路13を考慮しないならば、温度の上昇に伴って、ノードPでの電圧Vpは、トランジスタQ1及びQ2のターンオン電圧である二つのベース−エミッタ電圧降下2Vbeであるため、変わるようになる。詳記すると、温度の上昇に伴って、ベース−エミッタ電圧降下Vbeが減少し、それによってVpが減少するようになる。結果として、より多い電流が抵抗R2を通し流れ、それによってバイアス電流IBが増加するようになる。逆に、温度が下降すると、Vbeが増加し、それによってVpが増加するようになる。即ち、より少ない電流が抵抗R2を通して流れ、それによってバイアス電流IBが減少するようになる。従って、温度の上昇の際は、バイアス電流IBを実質的に一定に保持するために、ノードPでの電圧Vpが増加する必要があり、そうでない場合には、電圧Vpが減少しなければならない。
トランジスタQ1〜Q3のターンオン電圧が同じであり、これらの電流ゲインが大きくて該ベース電流を無視できると仮定すると、温度TがΔT分変わる時、トランジスタQ3の変更されたコレクター電流はΔIc3=±(ΔVBE1+ΔVBE2)/R1=±2ΔVBE/R1になり、電圧バラツキ分ΔVpは次の通り計算される。
Claims (7)
- 電力増幅器であって、
増幅トランジスタと、
前記増幅トランジスタのベースにそのエミッタが接続され、前記増幅トランジスタのベース端にバイアス電流を供給するバイアス・トランジスタを有するバイアス回路と、
基準電圧または温度のバラツキ分に応じて、前記バイアス電流を一定に保持するように制御するバイアス電流制御回路とを含み、
前記バイアス電流制御回路は、
カソードとアノードを有する第1のダイオードと、
カソード及びアノードを有し、そのカソードが接地され、そのアノードが前記第1のダイオードのカソードに接続される第2のダイオードと、
前記基準電圧を与える基準電圧端子にその一端が接続され、前記第1のダイオードのアノードにその他端が接続される第1の抵抗と、
そのエミッタが接地され、そのベースが前記第2のダイオードのアノードに接続され、そのコレクターが前記バイアス・トランジスタのベースに接続される制御トランジスタとを含むことを特徴とする電力増幅器。 - 前記バイアス回路は、その一端が前記基準電圧端子に接続され、その他端が前記バイアス・トランジスタのベースに接続されノードPを形成する第2の抵抗を備えることを特徴とする請求項1に記載の電力増幅器。
- 前記第1のダイオード及び前記第2のダイオードはそのコレクターとベースが互いに接続されているバイポーラ接合トランジスタからなることを特徴とする請求項2に記載の電力増幅器。
- 前記基準電圧が増加すると、前記制御トランジスタのコレクター電流が増加し、前記基準電圧が減少すると、前記制御トランジスタの該コレクター電流が減少することによって、前記ノードPでの電圧Vpを実質上一定に保持することを特徴とする請求項3に記載の電力増幅器。
- 温度が上昇すると、前記制御トランジスタのコレクター電流が増加し、温度が下降すると、前記制御トランジスタの該コレクター電流が減少することによって、前記ノードPでの電圧Vpのバラツキ分を補償することを特徴とする請求項3に記載の電力増幅器。
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