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]在移動(dòng)電話(huà)等移動(dòng)通信設(shè)備中，為使向基站發(fā)送信號(hào)的功率放大而使用功率放大模塊(power amplifier module)。像這樣的功率放大模塊中，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)了根據(jù)所要求的輸出功率的水平，對(duì)向功率放大用晶體管提供的電源電壓進(jìn)行可變控制的結(jié)構(gòu)。
[0003]另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，公開(kāi)了功率放大模塊中，控制偏置電流的結(jié)構(gòu)。具體為，專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)的結(jié)構(gòu)中，若由于負(fù)載變動(dòng)導(dǎo)致功率放大用晶體管的集電極電壓的峰值比預(yù)先設(shè)定的電壓高，則控制偏置電路來(lái)增大偏置電流。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利特開(kāi)2006-270146號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利特開(kāi)2007-81561號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)I公開(kāi)的結(jié)構(gòu)中，根據(jù)所要求的輸出功率的水平來(lái)控制電源電壓，但針對(duì)偏置電流的控制未進(jìn)行考慮。即，專(zhuān)利文獻(xiàn)I公開(kāi)的結(jié)構(gòu)中，針對(duì)在無(wú)信號(hào)時(shí)功率放大用晶體管中流通的電流(空載電流)的降低未進(jìn)行考慮。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)的結(jié)構(gòu)中，偏置電流的控制只在負(fù)載變動(dòng)時(shí)進(jìn)行，針對(duì)空載電流的降低未進(jìn)行考慮。
[0006]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種功率放大模塊，根據(jù)輸出功率的水平控制向功率放大用晶體管提供的電源電壓，使消耗電流降低。
解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
[0007]本發(fā)明的一方面涉及的功率放大模塊包括:放大用晶體管，與輸出功率的水平對(duì)應(yīng)的電源電壓提供給該放大用晶體管，該放大用晶體管對(duì)無(wú)線(xiàn)頻率信號(hào)進(jìn)行放大；偏置控制電路，該偏置控制電路生成與電源電壓對(duì)應(yīng)的偏置電壓；以及偏置電路，該偏置電路將與偏置電壓對(duì)應(yīng)的偏置電流提供給放大用晶體管，無(wú)線(xiàn)頻率信號(hào)未被輸入時(shí)放大用晶體管上流通的電流與輸出功率的水平對(duì)應(yīng)地發(fā)生變化。
發(fā)明效果
[0008]通過(guò)本發(fā)明，在根據(jù)輸出功率的水平控制向功率放大用晶體管提供的電源電壓的功率放大模塊中，能降低消耗電流。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是示出了包含本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的功率放大模塊的發(fā)送單元的結(jié)構(gòu)例的圖。 圖2是示出了功率放大模塊的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
圖3是示出了偏置控制電路的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
圖4是示出了偏置控制電路中的控制電流生成電路、控制電壓生成電路及偏置電壓生成電路的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
圖5是示出了偏置控制電路中的控制電流生成電路、控制電壓生成電路及偏置電壓生成電路的結(jié)構(gòu)的另一例的圖。
圖6是示出了偏置控制電路中的控制電流生成電路、控制電壓生成電路及偏置電壓生成電路的結(jié)構(gòu)的另一例的圖。
圖7是示出了偏置電壓生成電路的結(jié)構(gòu)的另一例的圖。
圖8是示出了偏置控制電路的結(jié)構(gòu)的另一例的圖。
圖9是示出了圖8所示偏置控制電路中溫度補(bǔ)償電路及控制電壓生成電路的結(jié)構(gòu)的一例的圖。
圖10是示出了圖9所示結(jié)構(gòu)中低功率模式時(shí)的模擬結(jié)果的圖。
圖11是示出了圖9所示結(jié)構(gòu)中高功率模式時(shí)的模擬結(jié)果的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是示出了包含本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的功率放大模塊的發(fā)送單元的結(jié)構(gòu)例的圖。發(fā)送單元100，例如在移動(dòng)電話(huà)等移動(dòng)通信設(shè)備中，用于將聲音或數(shù)據(jù)等各種信號(hào)向基站發(fā)送。另外，移動(dòng)通信設(shè)備包括用于接收從基站發(fā)出的信號(hào)的接收單元，但在這里省略其說(shuō)明。
[0011]如圖1所示，發(fā)送單元100包含調(diào)制部110、電源控制部120、功率放大模塊130、前端部140及天線(xiàn)150而構(gòu)成。
[0012]調(diào)制部110 基于 HSUPA(High Spped Uplink Packet Access:高速上行鏈路分組接入)或LTE (Long Term Evolut1n:長(zhǎng)期演進(jìn))等調(diào)制方式來(lái)調(diào)制輸入信號(hào)，生成用于進(jìn)行無(wú)線(xiàn)發(fā)送的無(wú)線(xiàn)頻率(RF:Rad1 Frequency (射頻))信號(hào)。RF信號(hào)例如為數(shù)百M(fèi)Hz到數(shù)GHz左右。
[0013]電源控制部120基于發(fā)送功率控制信號(hào)，控制向功率放大模塊130提供的電源電壓V。。的水平。S卩，電源控制部120生成與功率放大模塊130的輸出功率的水平(功率級(jí))相對(duì)應(yīng)的電源電壓具體為，隨著輸出功率的水平變高，電源電壓Vcc也升高。電源控制部120例如能包括用來(lái)從電池電壓生成目標(biāo)水平的電源電壓^的DC-DC轉(zhuǎn)換器。發(fā)送功率控制信號(hào)例如基于從基站發(fā)送的適應(yīng)功率控制(APC:Adaptive Power Control)信號(hào)而被生成。例如，基站通過(guò)測(cè)定來(lái)自移動(dòng)通信設(shè)備的信號(hào)，可將APC信號(hào)作為用于使移動(dòng)通信設(shè)備的發(fā)送功率調(diào)整為適當(dāng)水平的指令發(fā)送給移動(dòng)通信設(shè)備。
[0014]功率放大模塊130將從調(diào)制部110輸出的RF信號(hào)(RFin)的功率放大到向基站發(fā)送所需要的水平，并將放大信號(hào)(RFtot)輸出。向功率放大模塊130提供的電源電壓V。。由電源控制部120控制。另外，功率放大模塊130以用于控制功率模式的功率模式控制電壓Vmie所對(duì)應(yīng)的功率模式進(jìn)行動(dòng)作。功率模式中，例如包含低功率模式(LPM)和高功率模式(HPM) ο
[0015]前端部140進(jìn)行對(duì)放大信號(hào)的濾波、與從基站接收的接收信號(hào)的轉(zhuǎn)換等。從前端部140輸出的放大信號(hào)經(jīng)由天線(xiàn)150向基站發(fā)送。
[0016]圖2是示出了功率放大模塊130的結(jié)構(gòu)的一例的圖。功率放大模塊130包括偏置控制電路200、功率放大電路210、電感220、221以及匹配電路(MN !Matching Network:匹配網(wǎng)絡(luò))230。
[0017]偏置控制電路200生成與向功率放大模塊130提供的電源電壓Vcc相對(duì)應(yīng)的偏置電壓(Vbiasi，Vbias2)。另外，偏置控制電路200基于功率模式控制電壓Vmie控制偏置電壓的輸出。具體為，例如偏置控制電路200在低功率模式的情況下將偏置電壓Vbias2設(shè)為零水平。偏置控制電路200的細(xì)節(jié)將在后文闡述。
[0018]功率放大電路210包括功率放大用晶體管PAl、PA2、PA3、偏置電路240?242以及匹配電路(MN) 250?252。功率放大電路210例如由異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)構(gòu)成。
[0019]功率放大用晶體管PAl?PA3為用來(lái)放大RF信號(hào)的功率的NPN晶體管。功率放大用晶體管PAl構(gòu)成驅(qū)動(dòng)段，功率放大用晶體管PA2、PA3構(gòu)成功率段。從功率段的功率放大用晶體管PA2、PA3輸出的RF信號(hào)經(jīng)由匹配電路230作為放大信號(hào)(RFqut)被輸出。
[0020]電源電壓％。經(jīng)由電感220被提供給功率放大用晶體管PAl的集電極。另外，功率放大用晶體管PAl的基極上被提供有偏置電路240產(chǎn)生的偏置電流。另外，信號(hào)經(jīng)由匹配電路250輸入到功率放大用晶體管PAl的基極RF。并且，功率放大用晶體管PAl從集電極輸出將RF信號(hào)放大后的信號(hào)。
[0021]電源電壓\^經(jīng)由電感221被提供給功率放大用晶體管PA2的集電極。另外，功率放大用晶體管PA2的基極被提供有偏置電路241產(chǎn)生的偏置電流。另外，從功率放大用晶體管PAl輸出的RF信號(hào)經(jīng)由匹配電路251輸入到功率放大用晶體管PA2的基極。并且，功率放大用晶體管PA2從集電極輸出將RF信號(hào)放大后的信號(hào)。
[0022]電源電壓^經(jīng)由電感221被提供給功率放大用晶體管PA3的集電極。另外，功率放大用晶體管PA3的基極被提供有偏置電路242產(chǎn)生的偏置電流。另外，從功率放大用晶體管PAl輸出的RF信號(hào)經(jīng)由匹配電路252輸入到功率放大用晶體管PA3的基極。并且，功率放大用晶體管PA3從集電極輸出將RF信號(hào)放大后的信號(hào)。另外，低功率模式時(shí)，由于不從偏置電路242提供偏執(zhí)電流，因此功率放大用晶體管PA3不進(jìn)行動(dòng)作。
[0023]偏置電路240生成與偏置電壓Vbiasi對(duì)應(yīng)的偏置電流，提供給功率放大用晶體管PAl的基極。偏置電路241生成與偏置電壓Vbiasi對(duì)應(yīng)的偏置電流，提供給功率放大用晶體管PA2的基極。偏置電路242生成與偏置電壓Vbias2對(duì)應(yīng)的偏置電流，提供給功率放大用晶體管PA3的基極。另外，低功率模式時(shí)，由于偏置電壓Vbias2為零水平，因此偏置電路242不進(jìn)行動(dòng)作。偏置電路240?242例如可由射極跟隨器電路構(gòu)成。
[0024]圖3是示出了偏置控制電路200的結(jié)構(gòu)的一例的圖。偏置控制電路200包括控制電流生成電路300、控制電壓生成電路310、及偏置電壓生成電路320。
[0025]控制電流生成電路300生成與電源電壓Vrc對(duì)應(yīng)的控制電流I.?？刂齐妷荷呻娐?10基于控制電流Iam生成與電源電壓V 對(duì)應(yīng)的控制電壓V.。偏置電壓生成電路320基于功