特許 7480463 温度補償機能を有するバイアス回路及び増幅装置

(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】

(24)【登録日】2024-04-30

(45)【発行日】2024-05-10

(54)【発明の名称】温度補償機能を有するバイアス回路及び増幅装置

(51)【国際特許分類】

   H03F 1/30 20060101AFI20240501BHJP

   H03F 3/189 20060101ALI20240501BHJP

【ＦＩ】

H03F1/30 210

H03F3/189

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2019148963

(22)【出願日】2019-08-14

(65)【公開番号】P2020178333

(43)【公開日】2020-10-29

【審査請求日】2022-06-15

(31)【優先権主張番号】10-2019-0045558

(32)【優先日】2019-04-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】594023722

【氏名又は名称】サムソン エレクトロ－メカニックス カンパニーリミテッド．

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チョイ、キュ ジン

(72)【発明者】

【氏名】チョ、ジェ ヒー

【審査官】竹内 亨

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－３０３７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３５２２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２１６４１７（ＪＰ，Ａ）

(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】

基準電流に基づいて内部ベース電流を生成するように構成され、前記基準電流の端子と接地との間に互いに接続された第１ダイオード及び第２ダイオードを含む、電流生成回路と、
前記内部ベース電流に基づいてベースバイアス電流を生成し、前記ベースバイアス電流を増幅回路に出力するように構成されたバイアス出力回路と、
周囲の温度変化が反映された温度電圧のレベルに応じて、前記内部ベース電流のうち接地にシンクされる電流を調節し、前記ベースバイアス電流を調節するように構成された温度補償回路と、を含み、
前記電流生成回路は、前記第１ダイオードと前記第２ダイオードとの間の接続ノードにおいて前記温度電圧を出力するようにさらに構成され、
前記内部ベース電流から接地にシンクされる電流は前記周囲の温度の上昇に反応して減少し、前記ベースバイアス電流は前記周囲の温度の上昇に反応して増加する、バイアス回路。

【請求項2】

前記電流生成回路は、
前記基準電流の端子に一端が接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗の他端と第２抵抗の一端との間に直列に接続された前記第１ダイオード及び前記第２ダイオードと、
前記第２ダイオードと接地との間に接続された前記第２抵抗と、を含む、請求項１に記載のバイアス回路。

【請求項3】

前記第２ダイオードは、
前記増幅回路に含まれる増幅トランジスタのベース－エミッタＰＮ接合の温度特性と同一の温度特性を有する、請求項２に記載のバイアス回路。

【請求項4】

前記バイアス出力回路は、
前記第１抵抗と前記第１ダイオードとの間の第１接続ノードに接続されたベース、電源電圧の端子に接続されたコレクタ、及び出力端であるエミッタを有する出力トランジスタを含む、請求項２または３に記載のバイアス回路。

【請求項5】

前記出力トランジスタは、
前記ベースに入力される前記内部ベース電流を増幅することで、前記ベースバイアス電流を前記エミッタを介して出力する、請求項４に記載のバイアス回路。

【請求項6】

前記温度補償回路は、
前記第１ダイオードと前記第２ダイオードとの間の接続ノードに接続された一端を有する第３抵抗と、
前記出力トランジスタのベースに接続された一端を有する第４抵抗と、
前記第３抵抗の他端に接続されたベース、前記第４抵抗の他端に接続されたコレクタ、及び接地に接続されたエミッタを有する補償トランジスタと、
前記補償トランジスタのベースと接地との間に接続された第１キャパシタと、を含み、
前記第４抵抗は、前記補償トランジスタのコレクタと前記出力トランジスタのベースとの間のアイソレーション機能を提供し、
前記第３抵抗及び前記第１キャパシタはローパスフィルターを形成する、請求項４または５に記載のバイアス回路。

【請求項7】

基準電流に基づいて内部ベース電流を生成する電流生成回路と、
前記内部ベース電流を増幅することで、ベースバイアス電流を生成して増幅回路に出力するバイアス出力回路と、
周囲の温度変化が反映された温度電圧に基づいて前記ベースバイアス電流を調節する温度補償回路と、を含み、
前記電流生成回路は、
前記基準電流の端子に一端が接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗の他端と第２抵抗の一端との間に直列に接続された第１ダイオード及び第２ダイオードと、
前記第２ダイオードと接地との間に接続された前記第２抵抗と、を含み、
前記第１ダイオードと前記第２ダイオードとの間の接続ノードにおいて前記温度電圧を出力し、
前記バイアス出力回路は、
前記第１抵抗と前記第１ダイオードとの間の第１接続ノードに接続されたベース、電源電圧の端子に接続されたコレクタ、及び出力端であるエミッタを有する出力トランジスタを含み、
前記温度補償回路は、
前記第１ダイオードと前記第２ダイオードとの間の接続ノードに接続された一端を有する第３抵抗と、
前記出力トランジスタのベースに接続された一端を有する第４抵抗と、
前記第３抵抗の他端に接続されたベース、前記第４抵抗の他端に接続されたコレクタ、及び接地に接続されたエミッタを有する補償トランジスタと、
前記補償トランジスタのベースと接地との間に接続された第１キャパシタと、を含み、
前記第４抵抗は、前記補償トランジスタのコレクタと前記出力トランジスタのベースとの間のアイソレーション機能を提供し、
前記第３抵抗及び前記第１キャパシタはローパスフィルターを形成する、バイアス回路。

【請求項8】

前記補償トランジスタは、
前記温度電圧のレベルに応じて、前記内部ベース電流のうち接地にシンクされる電流を調節する、請求項７に記載のバイアス回路。

【請求項9】

基準電流に基づいて内部ベース電流を生成するように構成され、前記基準電流の端子と接地との間に互いに接続された第１ダイオード及び第２ダイオードを含む、電流生成回路と、
前記内部ベース電流に基づいてベースバイアス電流を生成するように構成されたバイアス出力回路と、
前記ベースバイアス電流の供給を受けるように構成された増幅トランジスタを含む増幅回路と、
周囲の温度変化が反映された温度電圧のレベルに応じて、前記内部ベース電流のうち接地にシンクされる電流を調節し、前記ベースバイアス電流を調節するように構成された温度補償回路と、を含み、
前記電流生成回路は、前記第１ダイオードと前記第２ダイオードとの間の接続ノードにおいて前記温度電圧を出力するようにさらに構成され、
前記内部ベース電流からシンクする電流は前記周囲の温度の上昇に反応して減少し、前記ベースバイアス電流は前記周囲の温度の上昇に反応して増加する、増幅装置。

【請求項10】

前記電流生成回路は、
前記基準電流の端子に一端が接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗の他端と第２抵抗の一端との間に直列に接続された前記第１ダイオード及び前記第２ダイオードと、
前記第２ダイオードと接地との間に接続された前記第２抵抗と、を含む、請求項９に記載の増幅装置。

【請求項11】

前記第２ダイオードは、
前記増幅トランジスタのベース－エミッタＰＮ接合の温度特性と同一の温度特性を有する、請求項１０に記載の増幅装置。

【請求項12】

前記バイアス出力回路は、
前記第１抵抗と前記第１ダイオードとの間の第１接続ノードに接続されたベース、電源電圧の端子に接続されたコレクタ、及び出力端であるエミッタを有する出力トランジスタを含む、請求項１０または１１に記載の増幅装置。

【請求項13】

前記出力トランジスタは、
前記ベースに入力される前記内部ベース電流を増幅することで、前記ベースバイアス電流を前記エミッタを介して出力する、請求項１２に記載の増幅装置。

【請求項14】

前記温度補償回路は、
前記第１ダイオードと前記第２ダイオードとの間の接続ノードに接続された一端を有する第３抵抗と、
前記出力トランジスタのベースに接続された一端を有する第４抵抗と、
前記第３抵抗の他端に接続されたベース、前記第４抵抗の他端に接続されたコレクタ、及び接地に接続されたエミッタを有する補償トランジスタと、
前記補償トランジスタのベースと接地との間に接続された第１キャパシタと、を含み、
前記第４抵抗は、前記補償トランジスタのコレクタと前記出力トランジスタのベースとの間のアイソレーション機能を提供し、
前記第３抵抗及び前記第１キャパシタはローパスフィルターを形成する、請求項１２または１３に記載の増幅装置。

【請求項15】

基準電流に基づいて内部ベース電流を生成する電流生成回路と、
前記内部ベース電流を増幅することで、ベースバイアス電流を生成するバイアス出力回路と、
前記ベースバイアス電流の供給を受ける増幅トランジスタを含む増幅回路と、
周囲の温度変化が反映された温度電圧に基づいて前記ベースバイアス電流を調節する温度補償回路と、を含み、
前記電流生成回路は、
前記基準電流の端子に一端が接続された第１抵抗と、
前記第１抵抗の他端と第２抵抗の一端との間に直列に接続された第１ダイオード及び第２ダイオードと、
前記第２ダイオードと接地との間に接続された前記第２抵抗と、を含み、
前記第１ダイオードと前記第２ダイオードとの間の接続ノードにおいて前記温度電圧を出力し、
前記バイアス出力回路は、
前記第１抵抗と前記第１ダイオードとの間の第１接続ノードに接続されたベース、電源電圧の端子に接続されたコレクタ、及び出力端であるエミッタを有する出力トランジスタを含み、
前記温度補償回路は、
前記第１ダイオードと前記第２ダイオードとの間の接続ノードに接続された一端を有する第３抵抗と、
前記出力トランジスタのベースに接続された一端を有する第４抵抗と、
前記第３抵抗の他端に接続されたベース、前記第４抵抗の他端に接続されたコレクタ、及び接地に接続されたエミッタを有する補償トランジスタと、
前記補償トランジスタのベースと接地との間に接続された第１キャパシタと、を含み、
前記第４抵抗は、前記補償トランジスタのコレクタと前記出力トランジスタのベースとの間のアイソレーション機能を提供し、
前記第３抵抗及び前記第１キャパシタはローパスフィルターを形成する、増幅装置。

【請求項16】

前記補償トランジスタは、
前記温度電圧のレベルに応じて、前記内部ベース電流のうち接地にシンクされる電流を調節する、請求項１５に記載の増幅装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、温度補償機能を有するバイアス回路及び増幅装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、無線通信システムには送信信号を増幅するための増幅装置が含まれている。無線通信システムのマルチメディアサービスの拡散に伴い、高速通信機能の需要を満たすために、継続的な技術の開発ならびに広帯域特性及び非線形特性を改善するための研究が続いている。

【0003】

増幅装置において、ＨＢＴ（Ｈｅｔｅｒｏ－ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのパワーアンプ（Ｐｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）の線形性とバイアスレベル（ｂｉａｓ ｌｅｖｅｌ）には深い関わりがある。一般に、パワートランジスタ（ｐｏｗｅｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が高いレベルでバイアスされたとき、優れた線形性を有するようになる。

【0004】

しかし、増幅装置が高温で動作する場合、ＨＢＴ（Ｈｅｔｅｒｏ－ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子の温度特性により、ベース－エミッタ（ｂａｓｅ－ｅｍｉｔｔｅｒ）間のＰＮ接合（Ｐ－Ｎ ｊｕｎｃｔｉｏｎ）のターンオン（Ｔｕｒｎ－ｏｎ）電圧（Ｖｔｈ）が低くなるにつれて、ベースバイアスレベル（ｂａｓｅ ｂｉａｓ ｌｅｖｅｌ）もともに低くなるという問題を有する。

【0005】

そこで、高温動作で低くなるベースバイアスレベル（ｂａｓｅ ｂｉａｓ ｌｅｖｅｌ）により、パワーアンプの線形性が低下するという問題がある。かかる問題を克服するために、高温動作時にアンプが外部バイアスの電流量を増加させるＰＴＡＴ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｔｏ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）バイアスを用いるなどという解決方法が提案されているが、かかる方法には、ＨＢＴパワートランジスタの温度を正確に感知しなければならないなどという技術的難しさや、それを実現するための外部回路がさらに必要となり、増幅装置に含まれる回路がさらに複雑となるなどの問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】韓国公開特許第２００４－００２８９６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的のうちの一つは、電流バイアス回路において、周囲の温度変化を反映するダイオードの温度特性及び電流シンク方式を用いることにより、周囲の温度に応じて変動することができるベースバイアス電流を補償するバイアス回路及び増幅装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態によると、基準電流に基づいて内部ベース電流を生成する電流生成回路と、上記内部ベース電流を増幅することで、ベースバイアス電流を生成して増幅回路に出力するバイアス出力回路と、周囲の温度変化が反映された温度電圧に基づいて上記ベースバイアス電流を調節する温度補償回路と、を含むバイアス回路が提案される。

【0009】

また、本発明の他の一実施形態によると、基準電流に基づいて内部ベース電流を生成する電流生成回路と、上記内部ベース電流を増幅することで、ベースバイアス電流を生成するバイアス出力回路と、上記ベースバイアス電流の供給を受ける増幅トランジスタを含む増幅回路と、周囲の温度変化が反映された温度電圧に基づいて上記ベースバイアス電流を調節する温度補償回路と、を含む増幅装置が提案される。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一実施形態によると、電流バイアス回路において、周囲の温度変化を反映するダイオードの温度特性及び電流シンク方式を用いることにより、周囲温度に応じて変動することができるベースバイアス電流を補償することで、温度変化に伴う利得偏差（Ｇａｉｎ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）、ＡＭ－ＡＭ歪み偏差、及び線形性偏差などの性能偏差を改善させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態による増幅装置の一例示図である。

【図2】本発明の一実施形態によるバイアス回路及び増幅回路の一例示図である。

【図3】本発明の一実施形態によるバイアス回路及び増幅回路の一例示図である。

【図4】本発明の一実施形態による増幅装置を適用した一例示図である。

【図5】温度－静止電流（Ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）特性を示すグラフである。

【図6a】温度変化に伴う出力パワー－利得特性を示すグラフである。

【図6b】温度変化に伴う出力パワー－利得特性を示すグラフである。

【図7a】温度変化に伴う出力パワー－ＡＭ－ＡＭ歪み特性を示すグラフである。

【図7b】温度変化に伴う出力パワー－ＡＭ－ＡＭ歪み特性を示すグラフである。

【図8a】温度変化に伴う出力パワー－ＡＣＬＲ特性を示すグラフである。

【図8b】温度変化に伴う出力パワー－ＡＣＬＲ特性を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために拡大縮小表示（又は強調表示や簡略化表示）がされることがあり、図面上の同一の符号で示される要素は同一の要素である。

【0013】

図１は本発明の一実施形態による増幅装置の一例図である。

【0014】

図１を参照すると、本発明の一実施形態による増幅装置は、制御回路１００及びパワー増幅回路２００を含むことができる。

【0015】

上記制御回路１００は、基準電流回路１１０を含むことができる。上記基準電流回路１１０は、基準電流Ｉｒｅｆを生成することで、上記パワー増幅回路２００に出力することができる。

【0016】

上記パワー増幅回路２００は、バイアス回路２１０、温度補償回路２３０、及び増幅回路２５０を含むことができる。

【0017】

図２は本発明の一実施形態によるバイアス回路及び増幅回路の一例示図である。

【0018】

図１及び図２を参照すると、上記バイアス回路２１０は、電流生成回路２１１及びバイアス出力回路２１２を含むことができる。

【0019】

上記電流生成回路２１１は、基準電流Ｉｒｅｆに基づいて内部ベース電流Ｉ１０を生成することができる。一例として、上記電流生成回路２１１は、第１抵抗Ｒ１１、第１ダイオードＤ１１、及び第２ダイオードＤ１２を含むことができる。

【0020】

上記第１抵抗Ｒ１１は、上記基準電流Ｉｒｅｆの端子に一端が接続され、上記第１ダイオードＤ１１のアノードに他端が接続されることができる。

【0021】

上記第１ダイオードＤ１１及び第２ダイオードＤ１２は、上記第１抵抗Ｒ１１の他端と接地との間に直列に接続されることができる。上記第１ダイオードＤ１１は、上記第１抵抗Ｒ１１の他端に接続されたアノード、及び上記第２ダイオードＤ１２のアノードに接続されたカソードを含むことができる。そして、上記第２ダイオードＤ１２は、上記第１ダイオードＤ１２のカソードに接続されたアノードと、接地に接続されたカソードを含むことができる。

【0022】

本発明の各図面において、同一の符号及び同一の機能を行う構成要素に対してはできる限り不要な重複説明が省略されることができ、各図面についての差異点が説明されることができる。

【0023】

図３は本発明の一実施形態によるバイアス回路及び増幅回路の一例示図である。

【0024】

図３を参照すると、上記電流生成回路２１１は、第１抵抗Ｒ１１、第１ダイオードＤ１１、第２ダイオードＤ１２、及び第２抵抗Ｒ１２を含むことができる。

【0025】

上記第１抵抗Ｒ１１は、上記基準電流Ｉｒｅｆの端子に一端が接続され、上記第１ダイオードＤ１１のアノードに他端が接続されることができる。上記第１ダイオードＤ１１及び第２ダイオードＤ１２は、上記第１抵抗Ｒ１１の他端と第２抵抗Ｒ１２の一端との間に直列に接続されることができる。上記第１ダイオードＤ１１は、上記第１抵抗Ｒ１１の他端に接続されたアノード、及び上記第２ダイオードＤ１２のアノードに接続されたカソードを含むことができる。そして、上記第２ダイオードＤ１２は、上記第１ダイオードＤ１２のカソードに接続されたアノード、及び第２抵抗Ｒ１２の一端に接続されたカソードを含むことができる。上記第２抵抗Ｒ１２は、上記第２ダイオードＤ１２のカソードに接続された一端、及び接地に接続された他端を含むことができる。

【0026】

上記電流生成回路２１１は、上記第１ダイオードＤ１１と第２ダイオードＤ１２との間の接続ノードＮＡにおいて上記温度電圧ＶＴを上記温度補償回路２３０に出力することができる。一例として、第２ダイオードＤ１２は、上記増幅トランジスタＭ５０のベース－エミッタＰＮ接合の温度特性と同一の温度特性を有することができる。

【0027】

例えば、上記増幅トランジスタＭ５０の温度特性が上記第２ダイオードＤ１２の温度特性と同一であると、温度変化に応じて、上記増幅トランジスタＭ５０において臨界電圧（Ｖｔｈ）が変化する変化量の分だけ上記第２ダイオードＤ１２においても臨界電圧（Ｖｔｈ）が変化するようになる。

【0028】

これにより、温度変化に伴う上記増幅トランジスタＭ５０において臨界電圧の変動が発生すると、上記第２ダイオードＤ１２においても臨界電圧（Ｖｔｈ）の変動が発生する。したがって、上記増幅トランジスタＭ５０の温度補償のために、上記第１ダイオードＤ１１と第２ダイオードＤ１２との間の接続ノードＮＡにおいて温度変化が反映された温度電圧ＶＴが出力されることができる。

【0029】

次に、上記バイアス出力回路２１２は、上記内部ベース電流Ｉ１２を増幅することにより、ベースバイアス電流Ｉｂｂを生成して増幅回路２５０に出力することができる。

【0030】

上記バイアス出力回路２１２は、出力トランジスタＭ２０を含むことができる。上記出力トランジスタＭ２０は、上記第１抵抗Ｒ１１と上記第１ダイオードＤ１１との間の第１接続ノードＮ１に接続されたベースＮＣ、電源電圧ＶＢＡＴの端子に接続されたコレクタ、及び出力端であるエミッタを含むことができる。

【0031】

上記出力トランジスタＭ２０は、上記ベースＮＣに入力される上記内部ベース電流Ｉ１２を増幅することにより、上記ベースバイアス電流Ｉｂｂを上記出力トランジスタＭ２０のエミッタを介して上記増幅回路２５０に出力することができる。

【0032】

上記温度補償回路２３０は、周囲の温度変化が反映された温度電圧ＶＴに基づいて上記ベースバイアス電流Ｉｂｂを調節することができる。

【0033】

例えば、図２を参照すると、上記温度補償回路２３０は、補償トランジスタＭ３０を含むことができる。図３を参照すると、上記温度補償回路２３０は、第３抵抗Ｒ３１、第４抵抗Ｒ３２、補償トランジスタＭ３０、及び第１キャパシタＣ３１を含むことができる。

【0034】

上記第３抵抗Ｒ３１は、上記第１ダイオードと第２ダイオードとの間の接続ノードに接続された一端、及び上記補償トランジスタＭ３０のベースに接続された他端を含むことができる。

【0035】

上記第４抵抗Ｒ３２は、上記出力トランジスタＭ２０のベースに接続された一端、及び上記補償トランジスタＭ３０のコレクタに接続された他端を含むことができる。

【0036】

上記補償トランジスタＭ３０は、第３抵抗Ｒ３１の他端に接続されたベース、上記第４抵抗Ｒ３２の他端に接続されたコレクタ、及び接地に接続されたエミッタを含むことができる。

【0037】

そして、第１キャパシタＣ３１は、上記補償トランジスタＭ３０のベースと接地との間に接続されることができる。

【0038】

上記補償トランジスタＭ３０は、上記温度電圧ＶＴのレベルに応じて、上記内部ベース電流Ｉ１０のうち接地にシンクされる電流Ｉ１１の量を調節することができる。これにより、上記出力トランジスタＭ２０のベースに供給される電流Ｉ１２が調節されることができ、結果として上記出力トランジスタＭ２０を介して提供されるベースバイアス電流Ｉｂｂは、上記出力トランジスタＭ２０のベースに入力される電流Ｉ１２に応じて調節されることができる。

【0039】

例えば、周囲の温度変化は温度電圧ＶＴに反映され、温度電圧ＶＴに基づいて接地にシンクされる電流Ｉ１１の量が調節されることにより、上記出力トランジスタＭ２０を介して提供されるベースバイアス電流Ｉｂｂが温度変化に適応的に調節されることができる。したがって、温度変化に応じて変動するベースバイアス電流Ｉｂｂが適応的に補償されることができ、結果として温度変化に伴う上記ベースバイアス電流の変化量は減少することができる。

【0040】

上記第３抵抗Ｒ３１及び上記第１キャパシタＣ３１は、ローパスフィルター（ｌｏｗ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）を形成することができ、上記ローパスフィルターにより、上記補償トランジスタＭ３０が、温度に応じて、適応的に（ａｄａｐｔｉｖｅ）に動くＤＣバイアス点による影響を反映することができる。

【0041】

そして、上記第４抵抗Ｒ３２は、上記出力トランジスタＭ２０のベースと上記補償トランジスタＭ３０のコレクタとの間に抵抗値を提供することで、上記出力トランジスタＭ２０のベースのＲＦ信号と上記補償トランジスタＭ３０のコレクタとの間でアイソレーション（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）を強化する機能を行う。

【0042】

また、上記増幅回路２５０は、上記ベースバイアス電流Ｉｂｂの供給を受ける増幅トランジスタＭ５０を含むことができる。

【0043】

一例として、上記増幅トランジスタＭ５０では、上記ベースバイアス電流Ｉｂｂがベース抵抗ＲＢを介してベースに供給され、入力端ＩＮを介して入力された信号が第１直流ブロッキングキャパシタＣＢ１を介してベースに入力される。そして、上記増幅トランジスタＭ５０は、入力された信号を増幅することで、増幅された信号をコレクタに接続された第２直流ブロッキングキャパシタＣＢ２を介して出力端ＯＵＴに出力する。

【0044】

まとめると、低温では、増幅トランジスタＭ５０のベースバイアス点が高まるにつれて、増幅トランジスタＭ５０を介して流れる電流及びパワー利得（Ｐｏｗｅｒ ｇａｉｎ）が増加するようになる。この場合、本発明の温度補償回路２３０の動作により、接地にシンクされる電流Ｉ１１を増加させることで、出力トランジスタＭ２０のベース電流Ｉ１２を減少させる。これにより、上記出力トランジスタＭ２０を介して出力されるベースバイアス電流を減少させることができ、結果的に上記増幅トランジスタＭ５０を介して流れる電流の上昇幅を小さくすることができる。

【0045】

換言すれば、増幅トランジスタＭ５０が低温で動作する場合、常温動作条件に比べて温度電圧ＶＴは高くなる。これにより、補償トランジスタＭ３０のベース電圧も高くなる。補償トランジスタＭ３０のベース電圧が高くなると、補償トランジスタＭ３０を介して接地にシンクされる電流Ｉ１１が大きくなり、出力トランジスタＭ２０のベース電流Ｉ１２は比較的小さくなる。結果的に、増幅トランジスタＭ５０のベース電圧は低くなる。したがって、補償トランジスタＭ３０を用いることにより、増幅トランジスタＭ５０のベース電圧を下げることで温度補償効果を奏することができる。

【0046】

これに対し、高温では、増幅トランジスタＭ５０のベースバイアス点が低くなり、増幅トランジスタＭ５０を介して流れる電流及びパワー利得（Ｐｏｗｅｒ ｇａｉｎ）が減少するようになる。この場合、本発明の温度補償回路２３０の動作により、接地にシンクされる電流Ｉ１１を減少させることで、出力トランジスタＭ２０のベース電流Ｉ１２を増加させる。これにより、上記出力トランジスタＭ２０を介して出力されるベースバイアス電流を増加させることができ、結果的に上記増幅トランジスタＭ５０を介して流れる電流の減少幅を小さくすることができる。

【0047】

換言すれば、増幅トランジスタＭ５０が高温で動作する場合、常温動作条件に比べて温度電圧ＶＴは低くなる。これにより、補償トランジスタＭ３０のベース電圧も低くなる。補償トランジスタＭ３０のベース電圧が低くなると、補償トランジスタＭ３０を介して接地にシンクされる電流Ｉ１１が小さくなり、出力トランジスタＭ２０のベース電流Ｉ１２は比較的高くなる。結果的に、増幅トランジスタＭ５０のベース電圧を高めることができる。したがって、補償トランジスタＭ３０を用いることにより、増幅トランジスタＭ５０のベース電圧を高めることで、高温でも温度補償効果を奏することができる。

【0048】

一方、上記電流生成回路２１１において、上記第１ダイオードＤ１１及び第２ダイオードＤ１２はそれぞれ、ＨＢＴのベースとコレクタをダイオード接続（Ｄｉｏｄｅ－ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）することで、ＰＮダイオードで形成されることができる。第１抵抗Ｒ１１及び第２抵抗Ｒ１２は、常温で適切なバイアス点を形成するためのバイアス抵抗である。

【0049】

図４は本発明の一実施形態による増幅装置を適用した一例示図である。

【0050】

図４を参照すると、本発明の一実施形態による増幅装置は、３つの第１パワー増幅回路２０１、第２パワー増幅回路２０２、及び第３パワー増幅回路２０３を有する３－ステージパワー増幅回路に適用することができる。第１増幅回路２０１は、第１バイアス回路２１０－１及び第１増幅回路２５０－１、Ａ１を含むことができる。第２増幅回路２０２は、第２バイアス回路２１０－２及び第２増幅回路２５０－２、Ａ２を含むことができる。第３増幅回路２０３は、第３バイアス回路２１０－３及び第３増幅回路２５０－３、Ａ３を含むことができる。

【0051】

本発明の温度補償回路２３０は、上記第１パワー増幅回路２０１、第２パワー増幅回路２０２、及び第３パワー増幅回路２０３のうち少なくとも一つに適用することができる。

【0052】

図４には、３ステージの第１パワー増幅回路２０１、第２パワー増幅回路２０２、及び第３パワー増幅回路２０３のうち、温度に伴う性能の変化に大きな影響を及ぼす最終ステージ（ｆｉｎａｌ ｓｔａｇｅ）である第３増幅回路２０３に適用された例が示されている。

【0053】

図５は温度－静止電流（Ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）特性を示すグラフである。

【0054】

図５に示すグラフは、図４の３－ステージの第１パワー増幅回路２０１、第２パワー増幅回路２０２、及び第３パワー増幅回路２０３のうち、最終ステージ（ｆｉｎａｌ ｓｔａｇｅ）である第３増幅回路２０３に本発明のバイアス回路が適用された場合に対して、温度に伴う静止電流（Ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）をシミュレーションした結果に基づく温度－静止電流（Ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）特性を示すグラフである。

【0055】

図５に示すＧ１１は、従来のバイアス回路の温度－静止電流（Ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）特性を示すグラフであり、Ｇ１２は、本発明のバイアス回路の温度－静止電流（Ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）特性を示すグラフである。

【0056】

図５に示すＧ１１及びＧ１２は、－３０℃（低温）、２５℃（常温）、及び８０℃（高温）の３地点でシミュレーションを行った結果である。Ｇ１１及びＧ１２を参照すると、従来のバイアス回路を適用した場合には、温度に伴う静止電流（Ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）の偏差が３２ｍＡ（６２ｍＡ～９４ｍＡ）レベルであったが、本発明の温度補償回路を含むバイアス回路を適用すると、温度に伴う静止電流（Ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）の偏差が１０ｍＡ（７４ｍＡ～８４ｍＡ）とその偏差が減り、温度に伴うバイアス点（ｂｉａｓ ｐｏｉｎｔ）の偏差を約１／３のレベルに減らすことができる。

【0057】

図６ａは従来のバイアス回路による温度変化に伴う出力パワー－利得特性を示すグラフであり、図６ｂは本発明のバイアス回路による温度変化に伴う出力パワー－利得特性を示すグラフである。

【0058】

図６ａに示すＧ２１、Ｇ２２、及びＧ２３はそれぞれ、－３０℃（低温）、２５℃（常温）、及び８０℃（高温）のそれぞれの３地点における、従来のバイアス回路による温度変化に伴う出力パワー－利得特性を示すグラフである。そして、図６ｂに示すＧ３１、Ｇ３２、及びＧ３３はそれぞれ、－３０℃（低温）、２５℃（常温）、及び８０℃（高温）のそれぞれの３地点における、本発明のバイアス回路による温度変化に伴う出力パワー－利得特性を示すグラフである。

【0059】

図６ａに示すＧ２１、Ｇ２２、及びＧ２３を参照すると、従来のバイアス回路を適用した場合には、温度に伴うパワー利得（ｐｏｗｅｒ ｇａｉｎ）の偏差が最大２．２ｄＢレベルであったが、図６ｂに示すＧ３１、Ｇ３２、及びＧ３３を参照すると、本発明の温度補償回路を有するバイアス回路を適用すると、約１．５ｄＢと偏差が減少したことが確認できる。

【0060】

図７ａ及び図７ｂは温度変化に伴う出力パワー－ＡＭ－ＡＭ歪み特性を示すグラフである。

【0061】

図７ａは従来のバイアス回路による温度変化に伴う出力パワー－ＡＭ－ＡＭ歪み特性を示すグラフであり、図７ｂは本発明のバイアス回路による温度変化に伴う出力パワー－ＡＭ－ＡＭ歪み特性を示すグラフである。

【0062】

図７ａに示すＧ４１、Ｇ４２、及びＧ４３はそれぞれ、－３０℃（低温）、２５℃（常温）、及び８０℃（高温）のそれぞれの３地点における、従来のバイアス回路による温度変化に伴う出力パワー－ＡＭ－ＡＭ歪み特性を示すグラフである。そして、図７ｂに示すＧ５１、Ｇ５２、及びＧ５３はそれぞれ、－３０℃（低温）、２５℃（常温）、及び８０℃（高温）のそれぞれの３地点における、本発明のバイアス回路による温度変化に伴う出力パワー－ＡＭ－ＡＭ歪み特性を示すグラフである。

【0063】

図７ａに示すＧ４１、Ｇ４２、及びＧ４３を参照すると、従来のバイアス回路を適用した場合には、温度変化に伴う出力パワー－ＡＭ－ＡＭ歪みの偏差が０．７ｄＢ水準であったが、図７ｂに示すＧ５１、Ｇ５２、及びＧ５３を参照すると、本発明のバイアス回路を適用した場合には、温度変化に伴う出力パワー－ＡＭ－ＡＭ歪みの偏差が約０．３ｄＢ程度と減少したことが確認できる。

【0064】

図８ａ及び図８ｂは温度変化に伴う出力パワー－ＡＣＬＲ特性を示すグラフである。

【0065】

図８ａは従来のバイアス回路による温度変化に伴う出力パワー－ＡＣＬＲ（Ａｄｊａｃｅｎｔ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｌｅａｋａｇｅ Ｒａｔｉｏ）特性を示すグラフであり、図８ｂは本発明のバイアス回路による温度変化に伴う出力パワー－ＡＣＬＲ特性を示すグラフである。

【0066】

図８ａに示すＧ６１、Ｇ６２、及びＧ６３はそれぞれ、－３０℃（低温）、２５℃（常温）、及び８０℃（高温）のそれぞれの３地点における、従来のバイアス回路による温度変化に伴う出力パワー－ＡＣＬＲ特性を示すグラフである。そして、図８ｂに示すＧ７１、Ｇ７２、及びＧ７３はそれぞれ、－３０℃（低温）、２５℃（常温）、及び８０℃（高温）のそれぞれの３地点における、本発明のバイアス回路による温度変化に伴う出力パワー－ＡＣＬＲ特性を示すグラフである。

【0067】

図８ａに示すＧ６１、Ｇ６２、及びＧ６３を参照すると、従来のバイアス回路を適用した場合には、温度変化に伴う出力パワー－ＡＣＬＲ性能が５．５ｄＢまで低下したが、図８ｂに示すＧ７１、Ｇ７２、及びＧ７３を参照すると、本発明のバイアス回路を適用した場合には、温度変化に伴う出力パワー－ＡＣＬＲ性能は最大２．５ｄＢと線形性の低下幅を減らすことができる点が確認できる。

【0068】

一方、本発明の一実施形態による増幅装置の制御回路は、プロセッサ（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィック処理装置（ＧＰＵ）、マイクロプロセッサ、注文型半導体（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙｓなど）、メモリ（例えば、揮発性メモリ（例えば、ＲＡＭなど）、不揮発性メモリ（例えば、ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）、入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、ペン、音声入力デバイス、タッチ入力デバイス、赤外線カメラ、ビデオ入力デバイスなど）、出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカー、プリンタなど）、及び通信接続装置（例えば、モデム、ネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）、統合型ネットワークインタフェース、無線周波数送信機／受信機、赤外線ポート、ＵＳＢ接続装置など）が互いに相互接続（例えば、周辺の構成要素との相互接続（ＰＣＩ）、ＵＳＢ、ファームウェア（ＩＥＥＥ １３９４）、光学バス構造、ネットワークなど）されたコンピューティング環境で実現されることができる。

【0069】

上記コンピューティング環境は、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドまたはラップトップデバイス、モバイルデバイス（モバイルフォン、ＰＤＡ、メディアプレーヤーなど）、マルチプロセッサシステム、消費者電子機器、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、任意の上述のシステムまたはデバイスを含む分散コンピューティング環境などで実現されることができるが、これに限定されない。

【0070】

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

【符号の説明】

【0071】

１００ 制御回路
１１０ 基準電流回路
２００ パワー増幅回路
２１０ バイアス回路
２１１ 電流生成回路
２１２ バイアス出力回路
２３０ 温度補償回路
２５０ 増幅回路
Ｍ２０ 出力トランジスタ
Ｍ３０ 補償トランジスタ
Ｍ５０ 増幅トランジスタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図7a】

【図7b】

【図8a】

【図8b】