功率放大模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及功率放大模块。
【背景技术】
[0002]移动电话等的移动通信设备中，搭载有用于向基站发送无线频率(RF:Rad1Frequency)信号的发送单元。在发送单元中使用对发送至基站的RF信号的功率进行放大的功率放大电路。在这样的发送单元中，例如在天线等的负载的阻抗发生变化的情况下，有时有大电流流过功率放大电路。因此，发送单元中，为了防止由于大电流而破坏功率放大电路，对流过功率放大电路的电流进行限制。
[0003]例如，专利文献I公开的发送单元，除功率放大电路以外，还包含向功率放大电路提供电源的调节器电路，以及对流过功率放大电路的电流进行限制的电流限制电路。
现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1:国际公开2006/049800号
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0005]专利文献I公开的发送单元中，利用电流限制电路检测出从调节器电路向功率放大电路提供的电流(ICC)，即，流过功率放大电路的电流。具体而言，电流限制电路包含与调节器电路所含的晶体管电流镜像连接的晶体管(检测用晶体管)。并且，若流过检测用晶体管的电流超过规定电平，则电流限制电路通过控制调节器电路，来限制向功率放大电路提供的电流。
[0006]像这样，虽然利用电流限制电路对从调节器电路向功率放大电路提供的电流进行监控，从而能限制大电流流过功率放大电路，但需要根据调节器的结构设计电流限制电路。
[0007]本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于不依赖用于向功率放大电路供电的结构，对流过功率放大电路的电流进行限制。
解决技术问题所采用的技术方案
[0008]本发明的一个侧面涉及的功率放大模块，包括:第一放大晶体管，该第一放大晶体管放大并输出无线频率信号；第二放大晶体管，该第二放大晶体管与第一放大晶体管并联连接，且比第一放大晶体管的尺寸小；偏置电路，该偏置电路向第一放大晶体管以及第二放大晶体管提供偏置电压或偏置电流；电流检测电路，该电流检测电路检测流过第二放大晶体管的电流；以及偏置控制电路，该偏置控制电路根据电流检测电路的检测结果，对从偏置电路提供至第一放大晶体管以及第二放大晶体管的偏置电压或偏置电流进行控制。
发明效果
[0009]根据本发明，能不依赖用于向功率放大电路供电的结构，对流过功率放大电路的电流进行限制。
【附图说明】
[0010]图1是表示包含本发明的一个实施方式的功率放大模块的发送单元的结构例的图。
图2是表示功率放大模块的结构的一个示例(第一实施方式)的图。
图3是表示偏置生成电路以及偏置控制电路的结构的一个示例的图。
图4是表示偏置生成电路以及偏置控制电路的结构的另一个示例的图。
图5是表示偏置生成电路以及偏置控制电路的结构的另一个示例的图。
图6是表示偏置生成电路以及偏置控制电路的结构的另一个示例的图。
图7是表示功率放大模块的结构的一个示例(第二实施方式)的图。
图8是表示偏置生成电路以及偏置控制电路的结构的一个示例的图。
图9是表示偏置控制电路的结构的一个示例的图。
图1OA是表示检测电压Vsense与电压V 1、V2、V3的关系的一个示例的图。
图1OB是表示检测电压Vsense与电流I 2、13、Iaw的关系的一个示例的图。
图1OC是表示检测电压Vsense与偏置电压Vbias的关系的一个示例的图。
【具体实施方式】
[0011]下面，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。图1是表示包含本发明的一个实施方式的功率放大模块的发送单元的结构例的图。发送单元100例如在移动电话等的移动通信设备中，用于将声音或数据等各种信号发送至基站。另外，虽然移动通信设备也包括用于接收来自基站的信号的接收单元，但在这里省略说明。
[0012]如图1所示，发送单元100包含调制部101、发送功率控制部102、功率放大模块103、前端部104以及天线105而构成。
[0013]调制部101 基于HSUPA(High Spped Uplink Packet Access:高速上行分组接入)或LTE(Long Term Evolut1n:长期演进)等调制方式对输入信号进行调制，生成用于进行无线发送的无线频率(RF:Rad1 Frequency)信号。RF信号为例如从数百MHz到数GHz左右。
[0014]发送功率控制部102基于发送功率控制信号，调整并输出RF信号的功率。发送功率控制信号，例如基于从基站发送的自适应功率控制(APC:Adaptive Power Control)信号而生成。例如，基站通过测定来自移动通信设备的接收信号，能将APC信号作为用于在移动通信设备中将发送功率调整到适当电平的命令，发送至移动通信设备。
[0015]功率放大模块103将从发送功率控制部102输出的RF信号(RFin)的功率放大至用于发送至基站所需的电平，并输出放大信号(RFtot)。
[0016]前端部104对放大信号进行滤波，对从基站接收到的接收信号进行开关等。从前端部104输出的放大信号通过天线105发送至基站。
[0017]图2是表不功率放大模块103的一个不例即功率放大模块103A(第一实施方式)的图。如图2所示，功率放大模块103A包含功率放大电路200、控制电路201、以及匹配电路(MN !Matching Network) 202。图2所示的结构中，功率放大电路200以及控制电路201形成于不同的基板。例如，功率放大电路200能采用异质结双极晶体管(HBT)等的双极晶体管来构成。在功率放大电路200采用HBT的情况下，构成HBT的基板的材料能采用例如SiGe, GaAs, InP、GaN 等。另外，控制电路 201 例如能采用 MOSFET(Metal-Oxide-SiliconFiled-Effect Transistor:金属-氧化物半导体场效应晶体管)来构成。另外，功率放大电路200以及控制电路201也可形成于同一基板。
[0018]功率放大电路200将输入的RF信号(RFin)的功率放大，经由匹配电路202输出放大信号(RFot)。如图2所示，功率放大电路200包含:NPN晶体管210 (第一放大晶体管)、NPN晶体管211 (第二放大晶体管)、匹配电路212、电容器213 (第一电容器)、电容器
214(第二电容器)、以及电阻215?219。
[0019]NPN晶体管210、211是将输入至基极的电流放大并输出的电流放大元件(放大晶体管)。如图2所示，NPN晶体管210、211并联连接。并且，NPN晶体管211是为了检测流过功率放大电路200的电流I。而设置的，具有比NPN晶体管210小的尺寸。具体而言，例如NPN晶体管210能设为发射极尺寸相同的N(>1)个微小晶体管(叉指(fingers))并联连接而成的、叉指数为“N”的多指状结构的晶体管。另外，例如NPN晶体管211能设为由与构成NPN晶体管210的微小晶体管的发射极尺寸相同的一个微小晶体管构成的、叉指数为“I”的晶体管。
[0020]另外，本实施方式中，虽然对NPN晶体管211的叉指数为“I”的情况进行了说明，但NPN晶体管211的叉指数不需要为“1”，只要比NPN晶体管210的叉指数“N”少即可。另夕卜，本实施方式中，虽然对NPN晶体管210、211的尺寸不同是由于叉指数的不同而产生的情况进行了说明，但也可并非由于叉指数不同，而由于发射极尺寸的不同而产生的。
[0021]匹配电路212用于将NPN晶体管210、211的输入的阻抗相对于从发送功率控制部102输出的RF信号(RFin)进行匹配，例如采用电容器或电感器构成。
[0022]电容器213、214是RF信号(RFin)输入用的耦合电容器。电容器213的一端连接至匹配电路212，另一端连接至NPN晶体管210的基极。另外，电容器214的一端连接至匹配电路212，另一端连接至NPN晶体管211的基极。电容器213、214的电容比由NPN晶体管210、211的尺寸比(N:l)决定。像这样，由于电容器213、214的电容比为N:l，将由匹配电路212输出的RF信号(RFin)分配为N:1并输入至NPN晶体管210、211。
[0023]电阻215(RB1)以及电阻216(RB2)是基于由控制电路201提供的偏置电压Vbias(或偏置电流Ibias)，对提供至NPN晶体管210、211的基极的偏置电流IB1、1&进行调整的偏置调整电路。电阻215、216的电阻值以使NPN晶体管210、211的电流密度相同的方式进行设定。即，在NPN晶体管210、211的尺寸比为N:1的情况下，以使偏置电流Ib1、Ib2也为N:1的方式，设定电阻215、216的电阻值。电阻215、216的电阻值的设定方法的一个示例将在后文阐述。
[0024]电阻217(RmiN)设置在NPN晶体管210的发射极和接地之间。同样地，电阻218 (Rsense)设置在NPN晶体管211的发射极和接地之间。由于NPN晶体管210、211并联连接，流过功率放大电路200的电流Ic被分配为电流I a、Ic2，并流至NPN晶体管210、211。如上文所述，由于以使NPN晶体管210、211的电流密度成为相同的方式调整偏置电流ΙΒ1、ΙΒ2，因此电流Ια、Ic2变成对应NPN晶体管210、211的尺寸比(N:1)的电流量。电阻218是为了检测电流込的电流量而设计的电阻(检测电阻)。具体而言，电阻218是将电流I。2转换为检测电压Vsense的电流电压转换电路(电流检测电路)。另外，能将电阻218的电阻值例如设为数欧姆左右。另一方面，为了减小大电流Ia的功率损耗减小，能将电阻217的电阻值例如设为数毫欧左右的较小的值。
[0025]电阻219 (Reef)是用于基于由控制电路201提供的恒流Ikef生成基准电压Vkef的电阻(基准电压生成电路:基准电阻)。为了与检测电压Vsense进行比较而将基准电压Vkef向控制电路201输出。图2所示的结构中，由