特許 6600448 無線周波数パワー増幅器用のバイアス増強バイアス回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6600448

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年10月30日

(54)【発明の名称】無線周波数パワー増幅器用のバイアス増強バイアス回路

(51)【国際特許分類】

   H03F 3/24 20060101AFI20191021BHJP

   H03F 3/343 20060101ALI20191021BHJP

【ＦＩ】

   H03F3/24

   H03F3/343 210

【請求項の数】15

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-166384(P2014-166384)

(22)【出願日】2014年8月19日

(65)【公開番号】特開2015-46876(P2015-46876A)

(43)【公開日】2015年3月12日

【審査請求日】2017年8月18日

(31)【優先権主張番号】14/011,315

(32)【優先日】2013年8月27日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】599034594

【氏名又は名称】コーボ ユーエス、インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】ルオ、シフェン

(72)【発明者】

【氏名】バーガー、ケリー

(72)【発明者】

【氏名】ノーラ、ジョージ

【審査官】 石田 昌敏

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１３９１２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−３１２７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１９８７５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０２３７５５６５（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６４８６７３９（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２００９−１６５１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００８５１３０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｆ １／００− ３／７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線周波数（ＲＦ）入力信号を増幅するように構成され、ＲＦ入力信号を受信するように構成されるゲート端子を含む増幅器トランジスタを有するＲＦパワー増幅器と、
前記増幅器トランジスタのゲート端子に接続され、前記増幅器トランジスタのゲート端子に直流（ＤＣ）バイアス電圧を提供するように構成されるバイアス回路と、を備え、
前記バイアス回路は、
ゲート端子、ドレイン端子およびソース端子を有し、当該ゲート端子が前記増幅器トランジスタのゲート端子に接続されてカレントミラーを形成するバイアストランジスタを含むウィルソン・カレントミラーと、
前記バイアストランジスタのゲート端子およびドレイン端子の間に接続され、前記バイアストランジスタのゲート端子からのＲＦ信号を遮断する第１抵抗と、
前記バイアストランジスタのドレイン端子と前記増幅器トランジスタのゲート端子の間に接続される第２抵抗であって、前記バイアス回路により供給される直流（ＤＣ）バイアス電圧のバイアス増強量が前記第２抵抗のインピーダンス値に基づく第２抵抗と、を備える回路。

【請求項2】

前記バイアストランジスタのゲート端子とグランド電位の間に接続され、ＲＦ信号用の放電路を提供するコンデンサをさらに備える、請求項１に記載の回路。

【請求項3】

前記バイアストランジスタのドレイン端子に接続される電流源をさらに備える、請求項１に記載の回路。

【請求項4】

前記第２抵抗のインピーダンス値は、前記電流源のインピーダンス値の１／１００以下である、請求項３に記載の回路。

【請求項5】

前記ＲＦパワー増幅器は、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）増幅器である、請求項１に記載の回路。

【請求項6】

前記バイアストランジスタは、ＲＦ増幅器により増幅されるＲＦ入力信号のＲＦ電力が増加するにつれてＤＣバイアス電圧を増加させるように構成される、請求項１に記載の回路。

【請求項7】

無線周波数（ＲＦ）入力信号を増幅するように構成され、ＲＦ入力信号を受信するように構成されるゲート端子を含む第１増幅器トランジスタを有するＲＦパワー増幅器であって、前記ＲＦパワー増幅器が相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）増幅器であり、前記ＲＦパワー増幅器が前記第１増幅器トランジスタのドレイン端子に接続されるソース端子を有する第２増幅器トランジスタをさらに含む積層パワー増幅器である、ＲＦパワー増幅器と、
前記第１増幅器トランジスタのゲート端子に接続され、前記第１増幅器トランジスタのゲート端子に直流（ＤＣ）バイアス電圧を提供するように構成されるバイアス回路と、を備え、
前記バイアス回路は、
ゲート端子、ドレイン端子およびソース端子を有し、当該ゲート端子が前記第１増幅器トランジスタのゲート端子に接続されてカレントミラーを形成するバイアストランジスタを含むウィルソン・カレントミラーと、
前記バイアストランジスタのゲート端子およびドレイン端子の間に接続され、前記バイアストランジスタのゲート端子からのＲＦ信号を遮断する第１抵抗と、
前記バイアストランジスタのドレイン端子と前記第１増幅器トランジスタのゲート端子の間に接続される第２抵抗と、を含み、
前記バイアス回路は、ＲＦ増幅器により増幅されるＲＦ入力信号のＲＦ電力が増加するにつれてＤＣバイアス電圧を増加させるように構成され、ＤＣバイアス電圧の増強量が前記第２抵抗のインピーダンス値に基づくシステム。

【請求項8】

前記バイアス回路は、前記バイアストランジスタのドレイン端子に接続される電流源をさらに含む、請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

前記第２抵抗のインピーダンス値は、前記電流源のインピーダンス値の１／１００以下である、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記ＲＦパワー増幅器に接続され、前記ＲＦ入力信号を前記ＲＦパワー増幅器に提供する送信器をさらに備える、請求項７に記載のシステム。

【請求項11】

前記バイアストランジスタのゲート端子とグランド電位の間に接続され、ＲＦ信号用の放電路を提供するコンデンサをさらに備える、請求項７に記載のシステム。

【請求項12】

無線周波数（ＲＦ）入力信号を増幅するように構成され、ＲＦ入力信号を受信するように構成されるゲート端子を含む増幅器トランジスタを有するＲＦパワー増幅器と、
前記増幅器トランジスタのゲート端子に接続され、前記増幅器トランジスタのゲート端子に直流（ＤＣ）バイアス電圧を提供するように構成されるバイアス回路と、を備え、
前記バイアス回路は、
ゲート端子、ドレイン端子およびソース端子を有し、当該ゲート端子が前記増幅器トランジスタのゲート端子に接続されてカレントミラーを形成するバイアストランジスタを含むウィルソン・カレントミラーと、
前記バイアストランジスタのゲート端子およびドレイン端子の間に接続され、前記バイアストランジスタのゲート端子からのＲＦ信号を遮断する第１抵抗と、
前記バイアストランジスタのゲート端子とグランド電位の間に接続され、ＲＦ信号用の放電路を提供するコンデンサと、
前記バイアストランジスタのドレイン端子と前記増幅器トランジスタのゲート端子の間に接続される第２抵抗と、を含み、
前記バイアス回路は、ＲＦ増幅器により増幅されるＲＦ入力信号のＲＦ電力が増加するにつれてＤＣバイアス電圧を増加させるように構成され、ＤＣバイアス電圧の増強量が前記第２抵抗のインピーダンス値に基づくシステム。

【請求項13】

前記バイアス回路は、前記バイアストランジスタのドレイン端子に接続される電流源をさらに含む、請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

前記第２抵抗のインピーダンス値は、前記電流源のインピーダンス値の１／１００以下である、請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

前記ＲＦパワー増幅器は、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）増幅器である、請求項１２に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の実施の形態は、広く回路の分野に関し、特に、無線周波数パワー増幅器用のバイアス増強バイアス回路に関する。

【背景技術】

【0002】

多くの無線通信システムにおいて、送信信号のピーク対平均値比（ＰＡＲ；peak-to-average ratio）は高い。例えば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；orthogonal frequency division multiplexing）変調方式を用いる無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮｓ；wireless local area networks）において、通信信号のＰＡＲは、１３．５ｄＢ程度に高いかもしれない。ＰＡＲの高い信号を扱うために、無線周波数（ＲＦ；radio frequency）パワー増幅器は、一般的に大きなトランジスタを含む。ＲＦパワー増幅器は、たいていの場合、増幅器のトランジスタをバイアスするためのバイアス回路を含む。しかしながら、バイアス回路は、高い信号パワーレベルにおいて利得圧縮を引き起こす可能性がある。

【図面の簡単な説明】

【0003】

実施の形態は、例示を目的とし、添付の図面の記載に制限されないことを目的として示される。添付の図面において、同様の符号は、同様の構成要素であることを示す。

【0004】

【図1】様々な実施の形態に係る無線周波数（ＲＦ）パワー増幅器（ＰＡ）およびバイアス回路を含むＲＦパワー増幅モジュールを示す回路図である。

【0005】

【図2】様々な実施の形態に係るＲＦパワー増幅モジュールの別の構成を示す図である。

【0006】

【図3】様々な実施の形態に係るＲＦパワー増幅モジュールのさらに別の構成を示す図である。

【0007】

【図4】様々な実施の形態に係る無線通信装置の例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

実施例の様々な面は、他の当業者に本発明の要旨を伝えるために、当業者が一般に用いる用語を用いて記載される。しかしながら、記載されるいくつかの面のみを用いて代替的な実施の形態が実現されうることは、当業者にとって明らかであろう。説明を目的として、特定の装置および構成は、実施の形態の完全な理解を提供するために明らかにされる。しかしながら、代替的な実施の形態が、特定の詳細部分を用いることなく実現されうることは、当業者にとって明らかであろう。他の実施例において、周知な特徴は、実施例を不明瞭としないことを目的として、省略または単純化される。

【0009】

さらに、様々な工程は、複数の分離した工程として記載され、本開示の理解を最も助けるように順に記載される。しかしながら、記載の順序は、これらの工程が順序依存であることを示唆するものとして解釈されるべきではない。特に、これらの工程は、開示の順序で実行される必要はない。

【0010】

「一実施の形態において」の語は、繰り返し用いられる。この語は、一般には、同じ実施の形態を示さない。しかしながら、同じ実施の形態を示すこともある。「備える」、「有する」、「含む」の語は、文脈上別であると示さない限り、同義である。

【0011】

様々な実施の形態の結合に用いうる用語に対し、文脈上の明確性を与えるため、「Ａ／Ｂ」および「Ａおよび／またはＢ」の語は、（Ａ）、（Ｂ）または（ＡおよびＢ）を意味することとする。また、「Ａ、Ｂおよび／またはＣ」の語は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（ＡおよびＢ）、（ＡおよびＣ）、（ＢおよびＣ）または（Ａ、ＢおよびＣ）を意味する。

【0012】

「接続される」の語は、ここでは、派生的に用いられる。「接続される」は、以下に示す一以上の内容を意味しうる。「接続される」は、二以上の要素が物理的または電気的に直接接触することを意味しうる。しかしながら、「接続される」は、二以上の要素が互いに間接的に接触しつつ互いに協働または相互作用することも意味し、また、一以上の他の要素が、上述の意味で互いに接続された要素間において結合または接続されることを意味しうる。

【0013】

様々な実施の形態は、無線周波数（ＲＦ）パワー増幅器（ＰＡ；power amplifier）およびバイアス回路を含むＲＦパワー増幅回路を提供しうる。バイアス回路は、直流（ＤＣ；direct current）バイアス回路をＲＦパワー増幅器に提供しうる。バイアス回路は、ゲート端子、ドレイン端子、ソース端子を有するバイアストランジスタを含み、ＲＦパワー増幅器は、増幅器トランジスタを含みうる。様々な実施の形態において、バイアストランジスタは、増幅器トランジスタとともにカレントミラーを形成しうる。バイアス回路は、バイアストランジスタのゲート端子およびドレイン端子の間に接続され、バイアストランジスタのゲート端子からのＲＦ信号を遮断する第１抵抗をさらに含みうる。

【0014】

様々な実施の形態において、バイアス回路は、ＤＣバイアス電圧のためのバイアス増強を提供しうる。つまり、バイアス回路は、ＲＦ増幅器により増幅されるＲＦ入力信号のＲＦ電力（例えば、平均電力）が増加するにつれて、ＤＣバイアス電圧を増加させうる。バイアス回路は、バイアストランジスタのドレイン端子と、ＲＦパワー増幅器（例えば、増幅器トランジスタのゲート端子）の間に接続される第２抵抗をさらに含みうる。バイアス回路により実現されるＤＣバイアス電圧のバイアス増強量は、第２抵抗のインピーダンス値に基づいてもよい。いくつかの実施の形態において、バイアス回路は、バイアストランジスタのゲート端子とグランド電位の間に接続され、ＲＦ信号用の放電路（例えば、ゲート端子からグランド電位に向かう）を提供するコンデンサをさらに含みうる。

【0015】

図１は、様々な実施の形態に係るＲＦパワー増幅回路１００を示す。ＲＦパワー増幅回路１００は、ＲＦパワー増幅器１０２と、ＲＦパワー増幅器１０２に接続されるバイアス回路１０４とを含んでもよい。ＲＦパワー増幅器１０２は、ＲＦ入力信号（ＲＦ入力）を入力端子１０８で受信し、増幅されたＲＦ出力信号（ＲＦ出力）を出力端子１１２に生成してもよい。ＲＦパワー増幅器１０２は、例えば、無線通信ネットワークへの送信に用いられるＲＦ入力を増幅するために用いられてもよい。

【0016】

様々な実施の形態において、ＲＦパワー増幅器１０２は、増幅器トランジスタ１１６（例えば、Ｑ１）を含んでもよい。いくつかの実施の形態において、ＲＦパワー増幅器１０２は、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）増幅器であってもよい。例えば、いくつかの実施の形態において、増幅器トランジスタ１１６は、ｎ型の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であってもよい。他の実施の形態において、ＲＦパワー増幅器１０２は、別のタイプの増幅器であってもよく、および／または、増幅器トランジスタ１１６は、別のタイプのトランジスタであってもよい。

【0017】

増幅器トランジスタ１１６は、ゲート端子と、ソース端子と、ドレイン端子とを含んでもよい。増幅器トランジスタ１１６のゲート端子は、ＲＦ入力信号を受信するため、ＲＦパワー増幅器１０２の入力端子１０８に（例えば、コンデンサ１１８を介して）接続されてもよい。増幅器トランジスタ１１６のドレイン端子は、ＲＦ出力信号を提供するため、出力端子１１２に接続されてもよい。増幅器トランジスタ１１６のドレイン端子は、ＤＣ電源電圧（Ｖｃｃ）を供給するため、電源線１２０にさらに接続されてもよい。インダクタ１２４（例えば、Ｌ１）は、電源線１２０へ向かうＲＦ信号を遮断するため、電源線１２０と、出力端子１１２および／または増幅器トランジスタ１１６のドレイン端子の間に接続されてもよい。いくつかの実施の形態において、増幅器トランジスタ１１６のソース端子は、グランド電位１４４に接続されてもよい。

【0018】

いくつかの実施の形態において、ＲＦパワー増幅器１０２は、増幅器トランジスタ１１６に加えて、入力端子１０８と出力端子１１２の間に接続される別のトランジスタを含んでもよい。例えば、ＲＦパワー増幅器１０２は、増幅器トランジスタ１１６と出力端子１１２の間に増幅器トランジスタ１１６と直列に接続される他のトランジスタ（不図示）を備える、積層増幅器であってもよい（例えば、他のトランジスタのソース端子は、増幅器トランジスタ１１６のドレイン端子に接続される）。代替的または追加的に、ＲＦパワー増幅器１０２は複数の増幅段を有してもよく、増幅器トランジスタ１１６は複数の増幅段の一つに含まれてもよい。

【0019】

いくつかの実施の形態において、ＲＦパワー増幅回路１００は、他の要素（例えば、無線通信装置を構成する要素）とのインピーダンス整合のために、入力端子１０８および／または出力端子１１２に接続される入力整合ネットワーク（不図示）をさらに含んでもよい。

【0020】

様々な実施の形態において、バイアス回路１０４は、増幅器トランジスタ１１６および／またはＲＦパワー増幅器１０２にＤＣバイアス電圧を供給するために、増幅器トランジスタ１１６のゲート端子に接続されてもよい。例えば、ＤＣバイアス電圧は、ＲＦパワー増幅器１０２および／または増幅器トランジスタ１１６を増幅モードにバイアスしうる。いくつかの実施の形態において、ＤＣバイアス電圧は、ＲＦパワー増幅器１０２をＡＢ級増幅動作モードにバイアスしてもよい。

【0021】

バイアス回路１０４は、ゲート端子と、ドレイン端子と、ソース端子とを有するバイアストランジスタ１２８（例えば、Ｑ２）を含んでもよい。いくつかの実施の形態において、バイアストランジスタ１２８は、ｎ型ＦＥＴであってもよい。バイアストランジスタ１２８は、バイアストランジスタ１２８と増幅器トランジスタ１１６の間でカレントミラーを形成するために、増幅器トランジスタ１１６に接続されてもよい。いくつかの実施の形態において、このカレントミラーは、シンプル・カレントミラーであってもよい。例えば、バイアストランジスタ１２８のゲート端子は、増幅器トランジスタ１１６のゲート端子に接続されてもよい。電流源１４８（例えば、Ｉ１）は、カレントミラーに電流を供給するために、バイアストランジスタ１２８のドレイン端子に接続されてもよい。いくつかの実施の形態において、バイアストランジスタ１２８は、増幅器トランジスタ１１６よりも小さくてもよい。例えば、一つの限定されない実施の形態において、増幅器トランジスタ１１６とバイアストランジスタ１２８の比率は、約１６対１であってもよい。

【0022】

様々な実施の形態において、バイアス回路１０４は、バイアストランジスタ１２８のゲート端子およびドレイン端子の間に接続される第１抵抗１３２（例えば、Ｒ１）をさらに含んでもよい。第１抵抗１３２は、バイアストランジスタ１２８のゲート端子からのＲＦ信号を遮断しうる。例えば、第１抵抗１３２は、バイアストランジスタ１２８のドレイン端子からゲート端子へのＲＦ信号の通過を妨げてもよい。

【0023】

いくつかの実施の形態において、バイアス回路１０４は、ＲＦ信号用の放電路（例えば、バイアストランジスタ１２８のゲート端子からグランド電位１４４へ向かう）を提供するために、バイアストランジスタ１２８のゲート端子とグランド電位１４４の間に接続されるコンデンサ１４０（例えば、Ｃ１）をさらに含んでもよい。コンデンサ１４０は、第１抵抗１３２に実現される分離機能に加えて、バイアストランジスタ１２８のゲート端子へ向かうＲＦ信号をフィルタおよび／または分離する機能をさらに実現してもよい。

【0024】

バイアストランジスタ１２８のゲート端子からＲＦ信号を遮断することで、ＲＦ入力信号のＲＦ電力レベルがより高い場合において、顕著な利得圧縮を発生させることなく、バイアス回路１０４によるＤＣバイアス電圧のバイアス増強を助けてもよい。したがって、バイアス回路１０４は、１ｄＢ利得圧縮点（Ｐ１ｄＢ）において、従来型のバイアス回路と比べて拡張された出力電力をＲＦパワー増幅器１０２に供給しうる。

【0025】

バイアス回路１０４は、バイアストランジスタ１２８のゲート端子とＲＦパワー増幅器１０２（例えば、ＲＦパワー増幅器１０２の増幅器トランジスタ１１６）との間に接続される第２抵抗１３６（例えば、Ｒ２）をさらに含んでもよい。バイアス回路１０４により実現されるＤＣバイアス電圧のバイアス増強量は、第２抵抗１３６のインピーダンス値に基づいてもよい。例えば、バイアス回路１０４により実現されるＤＣバイアス電圧のバイアス増強量は、電流源１４８のインピーダンス値と比較される第２抵抗１３６の相対値に基づいてもよい。第２抵抗１３６が電流源１４８のインピーダンス値と比べて相対的に低いインピーダンス値を有することで、バイアス回路１０４は、第２抵抗１３６の相対インピーダンス値がより高い一実施の形態と比べて、より大きなバイアス増強を提供する。したがって、バイアス回路１０４により実現されるバイアス増強量は、ＲＦパワー増幅器１０２のニーズおよび／またはＲＦパワー増幅器１０２により機能する無線通信のタイプに応じて選択されうる。例えば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する無線通信向けに用いられるＲＦパワー増幅器１０２には、いくつかの他の通信タイプ向けに用いられるものと比べて、より高いバイアス増強が用いられてもよい。

【0026】

様々な実施の形態において、電流源１４８は、電流源１４８および／またはバイアス回路１０４に電力を供給するために、電源線１５２に接続されてもよい。いくつかの実施の形態において、電流源１４８は、電流を供給するために抵抗（不図示）に接続される電圧源（不図示）を含んでもよい。いくつかの実施の形態において、電源線１５２は、電源線１２０に接続されてもよいし、および／または、電源線１２０と同じ電圧であってもよい。

【0027】

上述したように、バイアストランジスタ１２８および増幅器トランジスタ１１６は、ＲＦパワー増幅器１０２にバイアスをかけるカレントミラーを形成してもよい。いくつかの実施の形態において、カレントミラーは、図１に示すようなシンプル・カレントミラーであってもよい。様々な実施の形態において、第２抵抗１３６は、第１抵抗１３２のインピーダンス値および／または電流源１４８のインピーダンス値よりも著しく小さいインピーダンス値を有してもよい。例えば、第２抵抗のインピーダンス値は、第１抵抗１３２のインピーダンス値および／または電流源１４８のインピーダンス値の１／１００以下、例えば、１／１０００以下であってもよい。一つの限定されない実施の形態において、第１抵抗１３２のインピーダンス値は約１０ｋΩであってもよく、第２抵抗１３６のインピーダンス値は約１０Ωであってもよく、電流源のインピーダンス値は約２．６３ｋΩであってもよい。上述したように、バイアス回路１０４により実現されるバイアス増強量は、第２抵抗１３６のインピーダンス値（例えば、電流源１４８および／または第１抵抗１３２のインピーダンス値に対する相対値）に基づいてもよい。したがって、第２抵抗１３６のインピーダンス値は、ＤＣバイアス電圧にとって望ましいバイアス増強量を実現するように調整されてもよい。

【0028】

インピーダンス値が比較的小さい第２抵抗１３６を用いることで、増幅器トランジスタ１１６のゲート端子に（例えば、入力端子１０８を介して）ＲＦ信号が到達したときに、ＲＦ信号の大部分がバイアストランジスタ１２８のドレイン端子にも生じる。ＲＦ信号が特定のＲＦパワーレベルにある場合において、ＲＦ信号の振幅が負の半周期となる間、ＲＦ信号は０Ｖを下回りうる。ＲＦ信号が正の半周期となる間、バイアストランジスタ１２８はオンとなり、バイアストランジスタ１２８のドレイン端子は、第２抵抗１３６を介して、ある充電時定数で充電されうる。バイアストランジスタ１２８のドレイン端子は、バイアストランジスタ１２８のドレイン端子およびソース端子の間に接続される寄生コンデンサＣｄｓ（不図示）を介しても充電されうる。Ｃｄｓの容量値は、コンデンサ１４０の容量値より極めて小さくてもよい。ＲＦ信号の負の半周期の間にＲＦ信号の振幅が０Ｖを下回るとき、バイアストランジスタ１２８はオフとなり、バイアストランジスタ１２８のドレイン端子は、第１抵抗１３２およびコンデンサ１４０を介して、ある放電時定数で放電されうる。

【0029】

第１抵抗１３２のインピーダンス値およびコンデンサ１４０の容量値は、充電時定数よりも放電時定数が大きくなるように選択されてもよい。例えば、一つの限定されない実施の形態において、第１抵抗１３２のインピーダンス値は約１０ｋΩであってもよく、コンデンサ１４０の容量値は約１０ｐＦであってもよい。その結果、ＲＦ信号のＲＦパワーレベルが増えるにつれて、バイアストランジスタ１２８のドレイン端子に電荷が蓄積されうる。この電荷蓄積により、バイアストランジスタ１２８のドレイン端子においてＤＣ電圧が増加する結果となる。バイアストランジスタ１２８のドレイン端子におけるＤＣ電圧の増加は、つづいて、増幅器トランジスタ１１６のゲート端子におけるＤＣバイアス電圧の増加につながる。これは、増幅器トランジスタ１１６のゲート端子およびバイアストランジスタ１２８のドレイン端子が第２抵抗１３６を介して互いに接続されており、かつ、第２抵抗１３６を通過するＤＣ電流が存在しないためである。したがって、バイアス回路１０４は、ＲＦ入力信号のＲＦパワーレベルが増加するにつれてＤＣバイアス電圧を増加させて、増幅器トランジスタ１１６のゲート端子におけるＤＣバイアス電圧を増強する。このバイアス増強は、ＲＦパワー増幅器１０２の１ｄＢ利得圧縮点（Ｐ１ｄＢ）を拡張し、ＲＦパワー増幅器１０２が高いＲＦパワーレベルで動作できるようにする。

【0030】

上述したように、ＲＦパワー増幅器１０２は、ＣＭＯＳパワー増幅器であってもよい。バイアス回路１０４は、特にＣＭＯＳ増幅器のバイアス用に適していてもよい。これは、図１に示すＣＭＯＳトランジスタ１１６および１２８のゲート端子の間にＤＣ通路がないためである。したがって、第１抵抗１３２と第２抵抗１３６の比率は、増幅器トランジスタ１１６とバイアストランジスタ１２８の比率と必ずしも同じでなくてもよい。対照的に、バイポーラジャンクショントランジスタ（ＢＪＴ；bipolar junction transistor）用では、Ｒ１とＲ２の比率は、Ｑ１とＱ２の比率と同じでなければならない。さもないと、回路がカレントミラー回路を形成しないであろう。さらに、回路１００は、従来型と比べて、バイアス回路（例えば、バイアストランジスタ１２８）において、わずかなトランジスタしか必要としないかもしれない。これは、ＢＪＴ型と比べて、回路１００をより経済的にしうる。

【0031】

他の実施の形態において、回路１００は、増幅器トランジスタ１１６および／またはバイアストランジスタ１２８に代えてＢＪＴトランジスタを用いてもよい。いくつかの実施の形態において、バイアストランジスタ１２８のベースと第１抵抗１３２の間に、バイアストランジスタ１２８のベースへ向かうＲＦ信号を遮断するための値の大きなインダクタが含まれてもよい。その結果、Ｒ１とＲ２の比率を、Ｑ１とＱ２の比率と同じにできるかもしれない。

【0032】

図２は、様々な実施の形態に係る、ＲＦパワー増幅回路２００の別の実施の形態を示す。ＲＦパワー増幅回路２００において、バイアス回路２０４は、バイアストランジスタ２２８のドレイン端子と電流源２４８の間に接続されるダイオード接続トランジスタ２５６を含む。ＲＦパワー増幅回路２００は、増幅器トランジスタ２１６を有するＲＦパワー増幅器２０２を含んでもよい。ＲＦパワー増幅器２０２は、入力端子２０８においてＲＦ入力信号を受信し、出力端子２１２においてＲＦ出力信号を生成してもよい。ＲＦパワー増幅回路２００は、バイアストランジスタ２２８を有するバイアス回路２０４をさらに含んでもよい。バイアス回路２０４は、上述した図１に示される第１抵抗１３２、第２抵抗１３６およびコンデンサ１４０のそれぞれと同様に構成される、第１抵抗２３２、第２抵抗２３６およびコンデンサ２４０をさらに含んでもよい。

【0033】

様々な実施の形態において、バイアス回路２０４は、バイアストランジスタ２２８のドレイン端子と電流源２４８の間に接続されるダイオード接続トランジスタ２５６をさらに含んでもよい。デカップリングコンデンサ２５８は、ダイオード接続トランジスタ２５６のドレイン端子（およびゲート端子）とグランド電位２４４の間に接続されてもよい。ダイオード接続トランジスタ２５６は、ＲＦ入力信号のパワーがある閾値よりも高くなる場合にオフになってもよい。これにより、増幅器トランジスタ２１６のゲート端子に追加的なバイアス増強を提供してもよい。

【0034】

図３は、様々な実施の形態に係る、ＲＦパワー増幅回路３００のさらに別の実施の形態を示す。ＲＦパワー増幅回路３００は、バイアストランジスタ３２８を有するウィルソン・カレントミラーを含むバイアス回路３０４を有する。ＲＦパワー増幅回路３００は、バイアス回路３０４に接続されるＲＦパワー増幅器３０２をさらに含んでもよい。ＲＦパワー増幅器３０２は、増幅器トランジスタ３１６を含み、入力端子３０８においてＲＦ入力信号を受信し、出力端子３１２においてＲＦ出力信号を生成してもよい。バイアス回路３０４は、上述した図１に示される第１抵抗１３２、第２抵抗１３６およびコンデンサ１４０のそれぞれと同様に構成される、第１抵抗３３２、第２抵抗３３６およびコンデンサ３４０をさらに含んでもよい。

【0035】

様々な実施の形態において、ウィルソン・カレントミラーは、バイアストランジスタ３２８に加えて、トランジスタ３６０、トランジスタ３６４およびトランジスタ３６８をさらに含んでもよい。電流源３４８は、トランジスタ３６８のドレイン端子と電源線３５２の間に接続されてもよい。コンデンサ３７２は、トランジスタ３６８のドレイン端子とグランド電位３４４の間に接続されてもよい。バイアス回路３０４のウィルソン・カレントミラーは、バイアス回路１０４の電流源１４８の値と比べて、電流源３４８の必要値を低減しうる。

【0036】

図４は、いくつかの実施の形態に係る無線通信装置４００の例を示すブロック図である。無線通信装置４００は、ＲＦパワー増幅回路１００、２００および／または３００と同様でありうる一以上のＲＦパワー増幅回路４０８を含むＲＦパワー増幅モジュール４０４を有してもよい。ＲＦパワー増幅モジュール４０４に加えて、無線通信装置４００は、少なくとも図示されるように互いに接続される、アンテナ構造４１４、送受信スイッチ４１８、送受信機４２２、メインプロセッサ４２６およびメモリ４３０を有してもよい。無線通信装置４００は、送信および受信機能を有するように示されているが、他の実施の形態では、送信のみまたは受信のみの機能を有する装置を含んでもよい。

【0037】

様々な実施の形態において、無線通信装置４００は、携帯電話、ページングデバイス、パーソナルデジタルアシスタント、テキストメッセンジャー装置、ポータブルコンピュータ、デスクトップコンピュータ、基地局、加入者局、アクセスポイント、レーダ、衛星通信装置、その他、これらに限定されないＲＦ信号を無線により送受信できるいかなる他の装置であってもよい。

【0038】

メインプロセッサ４２６は、無線通信装置４００の全体的な動作を制御するために、メモリ４３０に記憶される基本的なＯＳ（operating system）プログラムを実行してもよい。例えば、メインプロセッサ４２６は、送受信機４２２による信号の受信および送信を制御してもよい。メインプロセッサ４２６は、メモリ４３０に常駐する他のプロセスやプログラムを実行する能力を有してもよく、実行するプロセスの要求に応じて、データをメモリ４３０に移動したり、メモリ４３０から取り出したりしてもよい。

【0039】

送受信機４２２は、送信用データ（例えば、音声データ、ウェブデータ、Ｅメール、通信用データなど）をメインプロセッサ４２６から取得し、出力用データを意味するＲＦ入力信号を生成し、ＲＦ入力信号をＲＦパワー増幅モジュール４０４に供給してもよい。送受信機４２２は、選択された帯域で動作させ、フルパワーモードもしくはバックオフパワーモードのいずれかで動作させるために、ＲＦパワー増幅モジュール４０４を制御してもよい。いくつかの実施の形態において、送受信機４２２は、ＯＦＤＭ変調を用いるＲＦ入力信号を生成してもよい。

【0040】

ＲＦパワー増幅モジュール４０４は、上述したように、ＲＦ入力信号を増幅してＲＦ出力信号を供給してもよい。ＲＦ出力信号は、送受信スイッチ４１８に転送され、その後、無線（ＯＴＡ；over-the-air）伝送のためにアンテナ構造４１４に転送されてもよい。いくつかの実施の形態において、送受信スイッチ４１８は、送受信切替器（デュプレクサ）を含んでもよい。

【0041】

同様に、送受信機４２２は、アンテナ構造４１４からの入力無線信号を送受信スイッチ４１８を介して受信してもよい。送受信機４２２は、入力信号を処理し、さらなる処理のために入力信号をメインプロセッサ４２６に送信してもよい。

【0042】

様々な実施の形態において、アンテナ構造４１４は、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナ、マイクロストライプアンテナ、その他、ＲＦ信号のＯＴＡ送信および／または受信に適した、いかなる種類のアンテナを含む、一以上の方向性および／または無指向性のアンテナを有してもよい。

【0043】

当業者であれば、無線通信装置４００が例示として示されており、簡潔性および明確性のため、無線通信装置４００の大半の構成および動作が、実施の形態の理解のために必要とされる程度に示され、記載されていることが認識されるであろう。様々な実施の形態は、無線通信装置４００に関連し、具体的なニーズに従う適切な目的を実行する、いかなる適切な要素または要素の結合を考慮する。さらに言えば、無線通信装置４００は、具体的に実施されうる種類の装置に限定されるように解釈すべきではないことが理解されよう。

【0044】

特定の実施の形態は、好ましい実施の形態を示す目的で例示され、ここに記載されたが、本開示の範囲を逸脱しない限りにおいて、同様の目的を実現すると考えられるさまざまな代替的および／または等価な実施の形態により、上述した特定の実施の形態が置換されてもよいことは、当業者によって理解されるであろう。当業者であれば、本開示によって示された内容が、様々な実施の形態として実施されてもよいことは、すぐに理解されるであろう。本記載は、制限的ではなく例示的であるとみなされることを意図する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】