功率放大模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功率放大模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]在對射頻(RF:Rad1 Frequency)信號進(jìn)行放大的功率放大模塊中，為了在低功率模式時降低功率放大模塊的增益，有時會設(shè)置衰減器。
[0003]例如，專利文獻(xiàn)I中揭示了與RF信號向放大晶體管的輸入路徑并聯(lián)連接的衰減器。具體而言，衰減器包含F(xiàn)ET，對施加于該FET的柵極的電壓進(jìn)行控制，切換該FET的導(dǎo)通/截止，從而實(shí)現(xiàn)衰減控制。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2012-134627號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0005]雖然如專利文獻(xiàn)I所揭示的那樣，可利用FET來實(shí)現(xiàn)衰減器，但在設(shè)放大晶體管為雙極型晶體管的情況下，功率放大模塊中，混合裝載雙極型晶體管和FET，導(dǎo)致制造成本增加。
[0006]本發(fā)明是鑒于上述狀況而完成的，其目的在于提供一種包括由雙極型晶體管形成的衰減器的功率放大模塊。
解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0007]本發(fā)明的一方面所涉及的功率放大模塊包括:第I雙極型晶體管，其對射頻信號進(jìn)行放大并輸出；第2雙極型晶體管，向其基極提供用于控制射頻信號的衰減的控制電壓，向其集電極提供電源電壓；第I電阻，其一端連接到射頻信號向第I雙極型晶體管的提供路徑；及電容器，其一端連接到第I電阻的另一端，另一端連接到第2雙極型晶體管的集電極。
發(fā)明效果
[0008]根據(jù)本發(fā)明，能提供一種包括由雙極型晶體管形成的衰減器的功率放大模塊。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示包含本發(fā)明的一個實(shí)施方式的功率放大模塊在內(nèi)的發(fā)送單元的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖2是表示功率放大模塊的結(jié)構(gòu)的一個示例的圖。
圖3是表示功率放大模塊的結(jié)構(gòu)的另一個示例的圖。
圖4是表示功率放大模塊的結(jié)構(gòu)的另一個示例的圖。
圖5是表示功率放大模塊的結(jié)構(gòu)的另一個示例的圖。
圖6是表示功率放大模塊的結(jié)構(gòu)的另一個示例的圖。 圖7是表示進(jìn)行了消耗電流的仿真的功率放大模塊的結(jié)構(gòu)的圖。
圖8是表示消耗電流的仿真結(jié)果的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下，參照附圖對本發(fā)明的一個實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是表示包含本發(fā)明的一個實(shí)施方式的功率放大模塊在內(nèi)的發(fā)送單元的結(jié)構(gòu)例的圖。發(fā)送單元100例如在移動電話等移動通信設(shè)備中，用于對基站發(fā)送音頻或數(shù)據(jù)等各種信號。此外，移動通信設(shè)備也具備用于從基站接收信號的接收單元，但這里省略說明。
[0011]如圖1所示，發(fā)送單元100包含基帶處理部101、調(diào)制部102、功率放大模塊103、前端部104以及天線105來構(gòu)成。
[0012]基帶處理部101對輸入信號執(zhí)行基帶處理。
[0013]調(diào)制部102 基于 GSM(Global System for Mobile communicat1ns:全球移動通信系統(tǒng))(注冊商標(biāo))、EDGE (Enhanced Data GSM Environment:增強(qiáng)型數(shù)據(jù)GSM環(huán)境)等調(diào)制方式，對基帶信號進(jìn)行調(diào)制，生成用于進(jìn)行無線發(fā)送的射頻(RF:Rad1 Frequency)信號。RF信號例如是數(shù)百M(fèi)Hz至數(shù)GHz左右。
[0014]功率放大模塊103將RF信號(RFin)的功率放大至發(fā)送到基站所需的水平，并輸出放大信號(RFout)。另外，功率放大模塊103的動作模式有低功率模式(LPM:LoW PowerMode)及高功率模式(HPM:High Power Mode)。功率放大模塊103的動作模式由從外部提供的控制電壓Vctrl來控制。如后所述，功率放大模塊103中，在低功率模式時，可通過使衰減器動作來降低增益。此外，功率放大模塊103中，在低功率模式時，還能減少進(jìn)行動作的晶體管的數(shù)量(指叉數(shù))。
[0015]前端部104對輸出信號進(jìn)行濾波，或與從基站接收到的接收信號之間進(jìn)行切換等。從前端部104輸出的信號通過天線105被發(fā)送至基站。
[0016]圖2是表示功率放大模塊103的結(jié)構(gòu)的一個示例的圖。功率放大模塊103A包含放大器200及衰減器210A。另外，構(gòu)成功率放大模塊103A的各晶體管是雙極型晶體管。例如，各晶體管可設(shè)為由GaAs等構(gòu)成的化合物半導(dǎo)體的異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管(HBT:Heterojunct1n Bipolar Transistor)。此外，圖2中，放大器僅示出一級，但功率放大模塊103可具有多級放大器。后文所述的其他結(jié)構(gòu)中也是相同的。
[0017]放大器200對所輸入的RF信號(RFin)進(jìn)行放大，輸出放大信號(RFout)。如圖2所示，放大器200包含晶體管220、221、電阻222、223、電容器224、電感器225及匹配電路(MN:Matching Network) 226 而構(gòu)成。
[0018]晶體管220 (第I雙極型晶體管)是用于放大RF信號(RFin)的放大元件。經(jīng)由電容器224向晶體管220的基極輸入RF信號(RFin)，經(jīng)由電感器225向晶體管220的集電極提供電源電壓(例如從調(diào)節(jié)器輸出的電源電壓Vcc)。然后，對RF信號(RFin)放大后的放大信號(RFout)從晶體管220的集電極經(jīng)由匹配電路226輸出。
[0019]晶體管221是用于向晶體管220提供偏置電壓的元件。經(jīng)由電阻222向晶體管221的基極提供用于控制偏置的偏置控制電壓Vbias。另外，向晶體管221的集電極提供電源電壓(例如電池電壓Vbat)。此外，晶體管221的發(fā)射極經(jīng)由電阻223與晶體管220的基極相連接。
[0020]衰減器210A用于在低功率模式時降低功率放大模塊103A的增益。具體而言，衰減器210A在低功率模式時，使提供給晶體管220的RF信號(RFin)衰減，從而能降低功率放大模塊103A的增益。如圖2所示，衰減器210A包含晶體管230、電阻231?233及電容器234而構(gòu)成。
[0021]晶體管230 (第2雙極型晶體管)用于通過根據(jù)控制電壓Vctrl進(jìn)行導(dǎo)通/截止，來控制衰減功能的開關(guān)。經(jīng)由電阻231向晶體管230的基極提供控制電壓Vctrl。另外，經(jīng)由電阻232向晶體管230的集電極提供電源電壓(例如電池電壓Vbat)。
[0022]電阻233的一端連接到RF信號(RFin)向晶體管220的提供路徑，另一端連接到電容器234的一端。晶體管234的另一端連接到晶體管230的集電極。電阻233用于利用在晶體管230導(dǎo)通時流過電阻233的電流，使RF信號(RFin)衰減。此外，電容器234是DC切斷元件，用于防止晶體管230的集電極的直流分量被提供到RF信號(RFin)向晶體管220的提供路徑。
[0023]圖2所示的功率放大模塊103A中，控制電壓Vctrl在低功率模式時被控制成高電平，在高功率模式時被控制成低電平。若在低功率模式時控制電壓Vctrl成為高電平，則晶體管230導(dǎo)通，RF信號(RFin)的一部分經(jīng)由電阻233流向晶體管230。由此，RF信號(RFin)衰減，功率放大模塊103A的增益降低。另一方面，若在高功率模式時控制電壓Vctrl變成低電平，則晶體管230截止，RF信號(RFin)不流向電阻233，RF信號(RFin)不衰減地提供給晶體管220。
[0024]如此，在圖2所示的功率放大模塊103A中，可使放大器200及衰減器210A雙方均利用雙極型晶體管來構(gòu)成。因而，與對放大器利用雙極型晶體管、對衰減器利用FET的情況相比，可抑制功率放大模塊的制造成本。
[0025]圖3是表示功率放大模塊的結(jié)構(gòu)的其他的一個示例的圖。此外，對于和圖2所示的要素相同的要素，標(biāo)注相同的標(biāo)號，并省略說明。如圖3所示，功率放大模塊103B包括衰減器210B，來代替圖2所示的功率放大模塊103A中的衰減器210A。衰減器210B在衰減器21A所具有的要素的基礎(chǔ)上，還包含晶體管300。
[0026]晶體管300 (第3雙極型晶體管)的基極與集電極連接，集電極與晶體管230的發(fā)射極連接，發(fā)射極接地。即，晶體管300以二極管方式進(jìn)行連接，連接到晶體管230的接地偵U。如此，通過對晶體管230的接地側(cè)設(shè)置以二極管方式進(jìn)行連接的晶體管300，從而能降低晶體管230的基極一發(fā)射極間電壓，并可降低在低功率模式時流過晶體管230的直流電流(即，流過電阻232的電流12)。
[0027]圖4是表示功率放大模塊的結(jié)構(gòu)的其他的一個示例的圖。此外，對于和圖2所示的要素相同的要素，標(biāo)注相同的標(biāo)號，并省略說明。如圖4所示，功率放大模塊103C包括衰減器210C，來代替圖2所示的功率放大模塊103A中的衰減器210A。衰減器210C在衰減器210A所具有的要素的基礎(chǔ)上，還包含晶體管400及電阻401?403。
[0028]經(jīng)由電阻401向晶體管400 (第4雙極型晶體管)的基極提供控制電壓Vctrl。經(jīng)由電阻402 (第2電阻)及電阻403 (第3電阻)向晶體管400的集電極提供電源電壓(例如電池電壓Vbat)。此外，晶體管230的發(fā)射級經(jīng)由電阻231與晶體管402、403的連接點(diǎn)相連接。
[0029]功率放大模塊103C中，與圖2所示的功率放大模塊103A不同，控制電壓Vctrl在低功率模式時被控制為低電平，在高功率模式時被控制為高電平。S卩，衰減器210C與圖2所示的衰減器21A不同，在控