JP2005175668A - Power amplifier circuit, transmitter , receiver and transceiver employing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カレントミラー回路を備えた電力増幅回路技術に関する。 The present invention relates to a power amplifier circuit technology including a current mirror circuit.
従来技術例として、図10に電力増幅回路の構成例を示す。本電力増幅回路は、無線LANシステムにおいて、変調された無線周波信号(RF信号)をアクセスポイントあるいは無線LANシステムを搭載している他のパーソナルコンピュータ等に送信するための送信部の最終段に用いられる電力増幅回路の一例を示し、入力される信号は周波数が5GHz帯のRF信号であり、電源電圧は3.3Vである。 As a prior art example, FIG. 10 shows a configuration example of a power amplifier circuit. This power amplifier circuit is used in the final stage of a transmitter for transmitting a modulated radio frequency signal (RF signal) to an access point or another personal computer equipped with the wireless LAN system in a wireless LAN system. An example of a power amplifier circuit is shown. An input signal is an RF signal having a frequency of 5 GHz, and a power supply voltage is 3.3V.
図10の電力増幅回路は、RF信号入力端子1と、RF信号出力端子2と、電源端子3と、基準電圧端子4と、増幅用トランジスタ5と、接地用容量6と、入力整合回路20と、出力整合回路30とバイアス回路40とバイアス用抵抗7を有しており、増幅用トランジスタ5のエミッタを接地し、ベースを入力整合回路20を介しRF信号入力端子1に接続するとともに、バイアス回路40に接続し、コレクタは出力整合回路30を介しRF信号出力端子2と電源端子3に接続する。さらに、バイアス回路40は、バイアス用トランジスタ43、44、45と、電流調整用抵抗41、42を有し、エミッタが接地されたバイアス用トランジスタ43のベースをバイアス用トランジスタ44のエミッタに接続し、コレクタをバイアス用トランジスタ44のベースに接続するとともに、電流調整用抵抗42、41を介し基準電圧端子4に接続し、電流調整用抵抗41、42の接続点にバイアス用トランジスタ45のベースを接続する。そして、バイアス用トランジスタ44のコレクタとバイアス用トランジスタ45のコレクタに電源電圧端子3を接続し、バイアス用トランジスタ45のエミッタはバイアス用抵抗7を介して、増幅用トランジスタ5のベースにバイアス電圧を印加する。また、入力整合回路20は、容量21、22と、インダクタ23を有し、増幅用トランジスタ5のベースとRF信号源インピーダンスとのインピーダンス整合を図り、出力整合回路30は、インダクタ31、33と、容量32を有し、増幅用トランジスタ5のコレクタと負荷インピーダンスとのインピーダンス整合を図るとともに、電源端子3の電圧を増幅用トランジスタ5のコレクタに供給する働きも兼ねている。
10 includes an RF
上記高周波増幅回路は、RF信号入力端子1に入力された5GHz帯のRF信号を増幅用トランジスタ5により増幅し、RF信号出力端子2に出力する。このとき増幅用トランジスタ5にバイアス電圧を供給するバイアス回路40は、温度変化により増幅用トランジスタ5のベースとコレクタ間電圧VBEが変化することによるバイアス電流の変動をバイアス回路40のバイアス用トランジスタ43、44により構成されるカレントミラー回路とバイアス用トランジスタ45のエミッタホロワ回路のベースとコレクタ間電圧の温度変化による変動で打ち消すことにより、増幅用トランジスタ5のコレクタ電流の温度依存性を抑えている(例えば、非特許文献1参照)。さらに、カレントミラー回路と増幅用トランジスタ間をエミッタホロワ回路によるバッファを介して接続することにより、電力増幅回路における高出力時のドライブ能力が不足しないようにしている。
The high-frequency amplifier circuit amplifies the 5 GHz band RF signal input to the RF
また、増幅用トランジスタ5に流れるコレクタ電流は、電流調整用抵抗41、42の値により調整し、増幅用トランジスタ5のベースとバイアス回路40間の接続は、バイアス用抵抗7を介することにより、バイアス回路40のインピーダンスの影響による利得の低下を抑えるとともに、増幅用トランジスタ5のベースに入力されたRF信号がバイアス用抵抗7を介してバイアス回路40に漏れ込むことに起因したバイアス用トランジスタ45における歪の発生と、増幅用トランジスタ5における歪特性の劣化とを抑えている。
The collector current flowing through the amplifying
上記従来技術では、バイアス回路40のインピーダンスの影響による利得の低下や、入力されたRF信号がバイアス回路40に漏れ込むことによりバイアス用トランジスタ45において歪が発生することによる歪の劣化を小さくするためにはバイアス用抵抗7の抵抗値を大きくすればよい。しかしながら、増幅用トランジスタのベースとエミッタ間がダイオードとしてオン動作するような強レベルのRF信号が入力された場合には、増幅用トランジスタの入力インピーダンスが小さくなるとともに、ベースとエミッタ間の電圧VBEの平均値が減少し、ベース電流が増加するため、バイアス用抵抗7による電圧降下が大きくなり、増幅用トランジスタへのバイアス電流の供給が不足する。このため、入出力特性が劣化し、十分な出力パワーが得られなくなる。
In the above prior art, in order to reduce the deterioration of the gain due to the decrease in the gain due to the influence of the impedance of the
例えば、図10の電力増幅回路を受信機の初段の低雑音増幅回路に用いた場合、強入力時に出力波形が歪んでしまい、十分なダイナミックレンジが得られない。また、送信機の最終段の電力増幅回路に用いた場合も、十分な送信電力が得られない。しかしながら、バイアス用抵抗7に替えて、RF信号に対し大きなインピーダンスとなるインダクタを用いれば、インダクタによる電圧降下はなくなるため、入出力特性は改善されるが、電力増幅回路の集積化を考えた場合には、インダクタの半導体チップ面積が非常に大きくなるため、集積化は不可能であるし、バイアス回路のバイアス電流の供給能力にも限界がある。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、電力増幅回路において、入出力特性の改善を図れるようにすること、入出力特性の劣化や歪特性の劣化が少ない状態で集積回路化を可能にすることである。
本発明の目的は、上記課題点を解決し、集積化に適した使い勝手性の良い電力増幅回路技術の提供にある。
For example, when the power amplifier circuit of FIG. 10 is used in the first stage low noise amplifier circuit of the receiver, the output waveform is distorted at the time of strong input, and a sufficient dynamic range cannot be obtained. In addition, sufficient transmission power cannot be obtained when used in the power amplification circuit at the final stage of the transmitter. However, if an inductor having a large impedance with respect to the RF signal is used instead of the
The problem of the present invention is that, in view of the above-described state of the prior art, in the power amplifier circuit, it is possible to improve the input / output characteristics, and to make an integrated circuit with little deterioration of the input / output characteristics and distortion characteristics. Is to make it possible.
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a power amplifying circuit technology that is easy to use and is suitable for integration.
上記課題点を解決するために、本発明では、電力増幅回路として、バイアス回路のカレントミラー回路で発生したバイアス電圧を増幅用トランジスタに印加するためのバイアス印加手段と、該バイアス印加手段と上記バイアス回路との接続点を接地する接地手段とを備えた構成とする。バイアス印加手段はバイアス用抵抗を含む構成とし、接地手段は容量を含む構成とする。 In order to solve the above problems, in the present invention, as a power amplifier circuit, a bias applying means for applying a bias voltage generated in a current mirror circuit of a bias circuit to an amplifying transistor, the bias applying means, and the bias A grounding means for grounding a connection point with the circuit is provided. The bias applying unit includes a bias resistor, and the ground unit includes a capacitor.
本発明によれば、電力増幅回路において、入出力特性の改善を図れる。また、入出力特性を確保した状態での集積化も可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve input / output characteristics in a power amplifier circuit. Also, integration in a state where input / output characteristics are secured is possible.
以下、本発明を実施するための最良の形態につき、図面を用いて説明する。
図1は本発明の第1の実施形態としての電力増幅回路の構成例図である。
図1において、101は接地用容量、102は接地用抵抗、103はバイアス用インダクタ、104はバイアス用抵抗であり、その他、図10に対応する部分には同一符号を付けて説明を省く。バイアス用トランジスタ43、44と電流調整用抵抗41、42はカレントミラー回路を構成し、バイアス用トランジスタ45はエミッタホロワ回路を構成する。接地用容量101と接地用抵抗102の接続構成は接地手段を構成する。バイアス用インダクタ103とバイアス用抵抗104の接続構成はバイアス印加手段を構成する。エミッタホロワ回路を構成するバイアス用トランジスタ45のエミッタには、上記バイアス印加手段が接続され、該接続点は、接地用抵抗102と接地用容量101の直列接続体(接地手段)により接地される。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a power amplifier circuit according to a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, 101 is a grounding capacitor, 102 is a grounding resistor, 103 is a biasing inductor, 104 is a biasing resistor, and other parts corresponding to those in FIG. The
上記構成において、RF信号入力端子1に入力されたRF信号は、入力整合回路20を介し増幅用トランジスタ5により増幅され、出力整合回路30を介しRF信号出力端子2より出力される。また、バイアス用トランジスタ45のエミッタからのバイアス電圧が、バイアス用インダクタ103とバイアス用抵抗104の直列接続構成(バイアス印加手段)を介し増幅用トランジスタ5のベースに印加される。
In the above configuration, the RF signal input to the RF
上記構成により、エミッタホロワ回路のエミッタを、接地用抵抗102と接地用容量101の直列接続体(接地手段)により接地することにより、増幅用トランジスタ5のベースに入力されたRF信号のバイアス回路40への漏れ込みが抑えられる。このため、バイアス用抵抗104及びバイアス用インダクタ103の値を小さくしても、歪特性の劣化や入出力特性の劣化が抑えられ、この結果、集積化に適した電力増幅回路構成を得ることができる。
With the above configuration, the emitter of the emitter follower circuit is grounded by the series connection body (grounding means) of the
図2は本発明の第2の実施形態としての電力増幅回路の構成例図である。
図2において、200はバイアス回路であり、電流調整用抵抗201、バイアス用トランジスタ202、203により構成され、その他、図1に対応する部分については同一符号を付けて説明を省略する。
FIG. 2 is a configuration example diagram of a power amplifier circuit according to a second embodiment of the present invention.
In FIG. 2,
バイアス回路200内において、バイアス用トランジスタ202、203はカレントミラー回路を形成する。エミッタが接地されたバイアス用トランジスタ202のベースは、バイアス用トランジスタ203のエミッタに接続され、バイアス用トランジスタ202のコレクタは、バイアス用トランジスタ203のベースに接続されるとともに、電流調整用抵抗201を介し基準電圧端子4に接続されている。バイアス用トランジスタ203のコレクタは電源端子3に接続されている。さらに、バイアス用トランジスタ202のベースとバイアス用トランジスタ203のエミッタとの接続点を、バイアス印加手段としてのバイアス用インダクタ103及びバイアス用抵抗104を介して増幅用トランジスタ5のベース接続するとともに、接地用抵抗102及び接地用容量101との直列接続体(接地手段)により接地する。
In the
上記第2の実施形態の構成は、上記図1の第1の実施形態の構成に対し、バイアス電圧を、エミッタホロワ回路を介さずに直接、増幅用トランジスタ5に印加する構成である。その他の構成は、第1の実施形態と同様である。エミッタホロワ回路を用いていないため、回路の簡略化を図れる。
The configuration of the second embodiment is a configuration in which a bias voltage is directly applied to the amplifying
図3は本発明の第3の実施形態としての電力増幅回路の構成例図である。本第3の実施形態は、バイアス回路内に2個のカレントミラー回路を有する場合である。
図3において、300はバイアス回路、301、302はそれぞれ、PNP型のバイアス用トランジスタ、303、304はそれぞれ、電流調整用抵抗、305は、増幅用トランジスタ5に流れる電流を調整するための電流調整用抵抗である。その他、図1に対応する部分には同一符号を付けて説明を省く。バイアス回路300内において、NPN型のバイアス用トランジスタ43、44は第1のカレントミラー回路を構成し、PNP型のバイアス用トランジスタ301、302は第2のカレントミラー回路を構成する。バイアス用トランジスタ45はエミッタホロワ回路を構成する。接地用容量101と接地用抵抗102の接続構成は接地手段を構成する。また、バイアス用インダクタ103とバイアス用抵抗104の接続構成はバイアス印加手段を構成する。エミッタホロワ回路を構成するバイアス用トランジスタ45のエミッタには、上記バイアス印加手段が接続され、該接続点は、上記接地手段としての接地用抵抗102と接地用容量101の直列接続体により接地される。
FIG. 3 is a configuration example diagram of a power amplifier circuit as a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, there are two current mirror circuits in the bias circuit.
In FIG. 3, 300 is a bias circuit, 301 and 302 are PNP-type bias transistors, 303 and 304 are current adjustment resistors, and 305 is a current adjustment for adjusting the current flowing through the
上記構成において、バイアス回路300内では、第2のカレントミラー回路を構成するPNP型のバイアス用トランジスタ301のエミッタとPNP型のバイアス用トランジスタ302のエミッタには、それぞれ電流調整用抵抗303、電流調整用抵抗304を介して基準電圧が印加される。該両バイアス用トランジスタ301、302のベースが共通接続される。該共通接続点とPNP型のバイアス用トランジスタ302のコレクタが接続される。PNP型のバイアス用トランジスタ302のコレクタは、バイアス用トランジスタ45のコレクタに接続されるとともに、電流調整用抵抗305により接地され、さらに、PNP型のバイアス用トランジスタ301のコレクタは、電流調整用抵抗41に接続される。
In the above configuration, in the
以上の構成にすることにより、第1の実施形態と同様の効果が得られる他に、電流調整用抵抗303と電流調整用抵抗304の抵抗比を適切値に選ぶことにより、強入力レベル時に、第1のカレントミラー回路のバイアス用トランジスタ43に流れる電流が大きくなるようにすれば、強入力レベル時における増幅用トランジスタ5のベース−エミッタ間電圧VBEの低下によるバイアス電流の供給不足を抑えられる。このため、入出力特性の劣化をさらに抑えることができる。
By adopting the above configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the resistance ratio between the
以上の構成にすることにより、PNP型のバイアス用トランジスタ302を介してバイアス用トランジスタ45のコレクタに流れる電流をIb1、PNP型のバイアス用トランジスタ301を介してバイアス用トランジスタ43に流れる電流をIb2、電流調整用抵抗303の抵抗値をRb2、電流調整用抵抗304の抵抗値をRb1とすると、Ib2は近似値として、次の数1から求められる。すなわち、
Ib2≒(Rb1/Rb2)×Ib1 …(数1)
上記数1より、増幅用トランジスタ5のベースとエミッタ間がダイオードとしてオン動作するような強レベルのRF信号が入力され、ベース−エミッタ間電圧VBEが減少し、PNP型のバイアス用トランジスタ302とエミッタホロワ回路のバイアス用トランジスタ45を介して流れるバイアス電流Ib1が増加すると、電流調整用抵抗304、303の抵抗値Rb1、Rb2の比に等しいバイアス電流がPNP型のバイアス用トランジスタ301を介してバイアス用トランジスタ43に流れる。このため、電流調整用抵抗電流調整用抵抗304、303の抵抗値Rb1、Rb2の比を適切な値に選ぶことにより、強入力レベル時のベース−エミッタ間電圧VBEが低下した場合、バイアス用トランジスタ43に流れるバイアス電流が大きくなるようにすれば、強入力レベル時のバイアス電流の不足による入出力特性の劣化を抑えることができる。
With the above configuration, the current flowing through the collector of the
Ib2≈ (Rb1 / Rb2) × Ib1 (Equation 1)
From the above equation (1), a strong level RF signal is inputted so that the base and emitter of the amplifying
図4は、本発明の第4の実施形態としての電力増幅回路の構成例図である。本第4の実施形態は、バイアス回路内に、電界効果型トランジスタを用いて成るカレントミラー回路を有する場合である。 FIG. 4 is a configuration example diagram of a power amplifier circuit according to a fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment is a case where a current mirror circuit using a field effect transistor is included in the bias circuit.
図4において、400はバイアス回路、401、402は、Pチャネル型の電界効果型トランジスタである。その他、図3に対応する部分については同一符号を付けて説明を省く。
図4の第4の実施形態としての電力増幅回路は、図3の第3の実施形態としての電力増幅回路と比較すると、第2のカレントミラー回路を、PNP型トランジスタに替え、Pチャネル型の電界効果型トランジスタ(FET)で構成する。Pチャネル型の電界効果トランジスタを用いた構成により、電力増幅回路を集積化した場合にそのチップ面積の縮小化を図ることができる。
In FIG. 4,
The power amplifier circuit as the fourth embodiment in FIG. 4 is different from the power amplifier circuit as the third embodiment in FIG. 3 in that the second current mirror circuit is replaced with a PNP transistor and a P-channel transistor is used. It consists of a field effect transistor (FET). With the configuration using the P-channel type field effect transistor, the chip area can be reduced when the power amplifier circuit is integrated.
図5は、本発明の第5の実施形態としての電力増幅回路の構成例図である。
図5において、500はICパッケージである。その他、図1に対応する部分については同一符号を付けて説明を省く。
図5に示す電力増幅回路は、上記図1の第1の実施形態の電力増幅回路を集積化した場合の構成を示したものである。図5において、増幅用トランジスタ5とバイアス回路40と接地用容量101と接地用抵抗102とバイアス用インダクタ103とバイアス用抵抗104は同一の半導体基板上に集積化され、ICパッケージ500に封入されている。また、入力整合回路20と出力整合回路30は外付けとし、増幅用トランジスタ5と接地用容量101とバイアス回路40の接地端子は、それぞれ別に設けた構成としている。
FIG. 5 is a configuration example diagram of a power amplifier circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
In FIG. 5,
The power amplifier circuit shown in FIG. 5 shows a configuration when the power amplifier circuit of the first embodiment of FIG. 1 is integrated. In FIG. 5, the amplifying
なお、図1の第1の実施形態としての電力増幅回路を集積化する場合、増幅用トランジスタ5と接地用容量101の接地を共通とすると、増幅用トランジスタ5と接地用容量101間のアイソレーションが劣化する。このため、増幅用トランジスタ5により増幅されたRF信号が、増幅用トランジスタ5と接地用容量101の接地の共通接続点を介し接地用容量101と接地用抵抗102を経由してバイアス回路40に漏れ込む。該RF信号の漏れ込みにより、バイアス回路40で歪が発生し、増幅用トランジスタ5の歪特性が劣化する。増幅用トランジスタ5の接地端子と接地用容量101の接地端子とをそれぞれ別に設けることにより、集積化した場合であっても歪特性の劣化を抑えることができる。
In the case where the power amplifier circuit as the first embodiment of FIG. 1 is integrated, if the grounding of the amplifying
図6、図7及び図8は、本発明の効果の説明図である。
図6は、上記図1に示した第1の実施形態の電力増幅回路の3次歪特性の実験結果を示したものである。
図6において、実験は、2.4GHz帯無線LANの送信部の最終段の電力増幅回路について行い、RF信号入力レベル−15dBm、電源電圧3.3Vで、電圧基準端子に3Vを印加したときの3次歪特性を測定したものである。横軸には入力RF信号周波数をとり、縦軸には3次歪抑圧比をとっている。また、図6の特性は、図1の電力増幅回路の第1の実施形態の特性である。バイアス用インダクタ103のインダクタンス値は5nH、バイアス用抵抗104は50Ω、接地用容量101は2pF、接地抵抗102は10Ωとしている。これら素子を含む電力増幅回路の集積化は容易に可能である。また、バイアス用インダクタ103と接地用容量101との共振周波数は約1.6GHzであり、入力されるRF信号の周波数よりも低くしてある。これにより、共振によるRF信号の劣化を小さくしている。接地用容量101の付加により、入力されたRF信号のバイアス回路への漏れ込みが抑えられるため、3次歪特性が改善される。
6, 7 and 8 are explanatory diagrams of the effect of the present invention.
FIG. 6 shows the experimental results of the third-order distortion characteristics of the power amplifier circuit of the first embodiment shown in FIG.
In FIG. 6, the experiment is performed on the power amplification circuit at the final stage of the transmission unit of the 2.4 GHz band wireless LAN, when the RF signal input level is −15 dBm, the power supply voltage is 3.3 V, and 3 V is applied to the voltage reference terminal. The third-order distortion characteristics are measured. The horizontal axis represents the input RF signal frequency, and the vertical axis represents the third-order distortion suppression ratio. Moreover, the characteristic of FIG. 6 is a characteristic of 1st Embodiment of the power amplifier circuit of FIG. The inductance value of the
図7は、図3の第3の実施形態の電力増幅回路の入出力特性のシミュレーション結果を示す図である。本シミュレーションは、5GHz帯無線LANの送信部の最終段の電力増幅回路の入出力特性について行ったものであり、RF信号周波数5.2GHz、電源電圧3.3Vで、電圧基準端子に3Vを印加するものとしている。横軸は入力電力、縦軸は電力利得である。本シミュレーション結果から、バイアス回路にPNP型トランジスタで構成される第2のカレントミラー回路を設けることにより、強入力時のバイアス電流の不足が改善されるため、強入力時の電力利得の劣化が抑えられる。 FIG. 7 is a diagram illustrating a simulation result of input / output characteristics of the power amplifier circuit according to the third embodiment of FIG. 3. This simulation was performed for the input / output characteristics of the power amplifier circuit at the final stage of the transmission unit of the 5 GHz band wireless LAN. The RF signal frequency was 5.2 GHz, the power supply voltage was 3.3 V, and 3 V was applied to the voltage reference terminal. To do. The horizontal axis is input power, and the vertical axis is power gain. From this simulation result, by providing the second current mirror circuit composed of PNP type transistors in the bias circuit, the shortage of bias current at the time of strong input is improved, so the deterioration of power gain at the time of strong input is suppressed. It is done.
図8は、第5の実施形態の電力増幅回路(図5)の3次歪特性のシミュレーション結果を示す図である。
シミュレーション結果から、増幅用トランジスタの接地と接地用容量の接地を別々にして集積化した場合、増幅用トランジスタと接地用容量間のアイソレーションが十分確保されるため、入力されたRF信号がバイアス回路に漏れ込むことによる歪特性の劣化が抑えられる。
FIG. 8 is a diagram illustrating a simulation result of the third-order distortion characteristics of the power amplifier circuit (FIG. 5) according to the fifth embodiment.
From the simulation results, when the ground of the amplification transistor and the ground of the grounding capacitor are integrated separately, the isolation between the amplification transistor and the grounding capacitor is sufficiently secured, so the input RF signal is a bias circuit. Degradation of distortion characteristics due to leaking into the substrate can be suppressed.
図9は、上記本発明の電力増幅回路を用いた送受信機の構成例である。以下、本図9を用いて、送信機、受信機及び送受信機につき説明する。
図9は、5.2GHz帯の無線LANシステムの送受信機の構成例である。図9において、901は送受信兼用アンテナ、902は切替え回路、903は低雑音増幅回路、904、906、914、916はバンドパスフィルタ、905、913はミクサ回路、907は直交信号復調部、908ベースバンド信号処理部、909は制御部、910は局部発信回路、911はPLL回路、912は直交信号変調部、915は電力増幅回路である。本送受信機では、同一の周波数帯域を用いて送信と受信を交互に切替えてデータの送受信が行われ、図の低雑音増幅回路903及び電力増幅回路915には、少なくとも上記図1から図5に示した電力増幅回路のいずれかを用いるとする。
FIG. 9 shows a configuration example of a transceiver using the power amplifier circuit of the present invention. Hereinafter, a transmitter, a receiver, and a transceiver will be described with reference to FIG.
FIG. 9 is a configuration example of a transceiver of a 5.2 GHz band wireless LAN system. In FIG. 9, 901 is a transmission / reception antenna, 902 is a switching circuit, 903 is a low noise amplification circuit, 904, 906, 914 and 916 are band pass filters, 905 and 913 are mixer circuits, 907 is an orthogonal signal demodulator, and 908 base A band signal processing unit, 909 is a control unit, 910 is a local transmission circuit, 911 is a PLL circuit, 912 is an orthogonal signal modulation unit, and 915 is a power amplification circuit. In this transceiver, data transmission / reception is performed by alternately switching between transmission and reception using the same frequency band, and the low
図9の無線LANシステムにおける送受信機について、まず無線LANのアクセスポイントあるいは他の無線LANを搭載したパーソナルコンピュータより送信された5.2GHz帯のRF信号を受信する場合について説明する。
図9において、ベースバンド信号処理部908の制御部909は切替え回路902を受信側に切替えるとともに、送信部をオフ状態とし、受信部をオン状態とする。そして、アクセスポイントあるいは他のパーソナルコンピュータから送信されたRF信号は、送受信兼用アンテナ901より受信され、切替え回路902を介し、低雑音増幅回路903に入力される。入力されたRF信号は増幅され、バンドパスフィルタ904を介し、ミクサ回路905に入力される。ミクサ回路905では、PLL回路911により発信周波数を制御された送受信兼用の局部発振回路910からの局部発振信号により、入力されたRF信号を1GHz帯の中間周波信号に周波数変換し、バンドパスフィルタ906を介し直交信号復調部907に入力する。直交信号復調部907では入力された中間周波信号をI/Qの直交信号に復調された後、ベースバンド信号処理部908により、ベースバンドのデータ信号に復調される。そして、この復調されたデータ信号はインターフェイスを介し、この送受信機を搭載しているパーソナルコンピュータ等のメモリに格納される。
With respect to the transceiver in the wireless LAN system of FIG. 9, a case where a 5.2 GHz band RF signal transmitted from a wireless LAN access point or a personal computer equipped with another wireless LAN is received will be described first.
In FIG. 9, the
次に、無線LANの送受信機からアクセスポイントあるいは無線LANを搭載している他のパーソナルコンピュータにデータ信号を送信する場合について説明する。
図9において、ベースバンド信号処理部908の制御部909は切替え回路902を送信側に切替えるとともに、受信部をオフ状態とし、送信部をオン状態とする。
ベースバンド信号処理部908ではデータ信号をI/Qの直交信号に変調し、直交信号変調部912に入力する。入力されたI/Qの直交信号は、直交信号変調部912において1GHz帯の中間周波信号として変調出力され、ミクサ回路913に入力される。入力された中間周波信号はミクサ回路913において、PLL回路911により発信周波数を制御された送受信兼用の局部発振回路910からの局部発振信号により、5.2GHz帯のRF信号に周波数変換出力され、バンドパスフィルタ914を介し電力増幅回路915に入力される。電力増幅回路915では、入力されたRF信号を電力増幅し、バンドパスフィルタ916と切替え回路902を介し送受信兼用アンテナ901により送信する。
Next, a case where a data signal is transmitted from a wireless LAN transceiver to an access point or another personal computer equipped with the wireless LAN will be described.
In FIG. 9, the
The baseband
以上の図9の無線LANシステムにおける送受信機において、低雑音増幅回路903及び電力増幅回路915に、上記図1から図5に示した電力増幅回路のいずれかを用いることにより、歪特性や入出力特性に優れ、さらに、これらの回路を集積化した場合であっても、歪特性や入出力特性の劣化の少ない送受信機を得ることができる。
無線LANやセルラ電話などの送受信機や、TV、CATV、衛星放送、衛星通信等の受信機とそれらに用いられる低雑音増幅回路、電力増幅回路に関する。
In the transmitter / receiver in the wireless LAN system of FIG. 9 described above, any of the power amplifier circuits shown in FIGS. 1 to 5 is used for the low
The present invention relates to a transceiver such as a wireless LAN or a cellular phone, a receiver for TV, CATV, satellite broadcast, satellite communication, and the like, and a low noise amplifier circuit and a power amplifier circuit used for them.
1…RF信号入力端子、
2…RF信号出力端子、
3…電源端子、
4…基準電圧端子、
5…増幅用トランジスタ、
20…入力整合回路、
30…出力整合回路、
40、200、300、400…バイアス回路、
43、44、45、202、203、301、302、401、402…バイアス用トランジスタ、
41、42、201、303、304、305…電流調整用抵抗、
7、104…バイアス用抵抗、
101…接地用容量、
102…接地用抵抗、
103…バイアス用インダクタ、
23、31、33…インダクタ、
21、22、31…容量、
500…ICパッケージ、
901…送受信兼用アンテナ、
902…切替え回路、
903…低雑音増幅回路、
904、706、714、716…バンドパスフィルタ、
905、906…ミクサ回路、
907…直交信号復調器、
908…ベースバンド信号処理部、
909…制御部、
910…局部発信回路、
911…PLL回路、
912…直交信号変調器、
915…電力増幅回路。
1 ... RF signal input terminal,
2 ... RF signal output terminal,
3 ... Power terminal,
4 ... Reference voltage terminal,
5 ... Amplifying transistor,
20: Input matching circuit,
30: Output matching circuit,
40, 200, 300, 400 ... bias circuit,
43, 44, 45, 202, 203, 301, 302, 401, 402 ... Biasing transistor,
41, 42, 201, 303, 304, 305 ... current adjusting resistors,
7, 104: Bias resistor,
101: Grounding capacity,
102: resistance for grounding,
103. Inductor for bias,
23, 31, 33 ... inductor,
21, 22, 31 ... capacity,
500 ... IC package,
901 .. Transmitting and receiving antenna,
902 ... switching circuit,
903: Low noise amplifier circuit,
904, 706, 714, 716 ... band pass filter,
905, 906 ... mixer circuit,
907 ... orthogonal signal demodulator,
908 ... Baseband signal processing unit,
909 ... control unit,
910 ... Local transmitter circuit,
911 ... PLL circuit,
912 ... Quadrature signal modulator,
915: A power amplifier circuit.
Claims (12)
上記バイアス回路に接続され、上記バイアス電圧を上記増幅用トランジスタに印加するバイアス印加手段と、
上記バイアス回路と上記バイアス印加手段との接続点を接地する接地手段と、
を備え、上記カレントミラー回路で得られるバイアス電圧を、上記バイアス回路から上記バイアス印加手段を介して上記増幅用トランジスタのベースに印加する構成としたことを特徴とする電力増幅回路。 A power amplification circuit that performs power amplification by applying a bias voltage to an amplification transistor from a bias circuit including a current mirror circuit,
Bias applying means connected to the bias circuit for applying the bias voltage to the amplifying transistor;
A grounding means for grounding a connection point between the bias circuit and the bias applying means;
And a bias voltage obtained by the current mirror circuit is applied to the base of the amplifying transistor from the bias circuit via the bias applying means.
上記エミッタホロワ回路に接続され、上記バイアス電圧を上記増幅用トランジスタに印加するバイアス印加手段と、
上記エミッタホロワ回路と上記バイアス印加手段との接続点を接地する接地手段と、
を備え、上記カレントミラー回路で得られるバイアス電圧を、上記接続点が接地された上記エミッタホロワ回路及び上記バイアス印加手段を介して上記増幅用トランジスタのベースに印加する構成としたことを特徴とする電力増幅回路。 A power amplification circuit that performs power amplification by applying a bias voltage to an amplification transistor from a bias circuit including a current mirror circuit and an emitter follower circuit,
Bias applying means connected to the emitter follower circuit for applying the bias voltage to the amplifying transistor;
A grounding means for grounding a connection point between the emitter follower circuit and the bias applying means;
And a bias voltage obtained by the current mirror circuit is applied to the base of the amplifying transistor via the emitter follower circuit whose connection point is grounded and the bias applying means. Amplification circuit.
第1のバイアス用トランジスタと第2のバイアス用トランジスタとを備えて成り、該第2のバイアス用トランジスタのエミッタから上記バイアス電圧を出力するカレントミラー回路と、
上記第2のバイアス用トランジスタのエミッタに接続され、上記バイアス電圧を上記増幅用トランジスタに印加するバイアス印加手段と、
上記第2のバイアス用トランジスタのエミッタと上記バイアス印加手段との接続点を接地する接地手段と、
を備え、上記カレントミラー回路で得られるバイアス電圧を、上記バイアス回路から上記バイアス印加手段を介して上記増幅用トランジスタのベースに印加する構成としたことを特徴とする電力増幅回路。 A power amplification circuit that performs power amplification by applying a bias voltage to an amplification transistor from a bias circuit including a current mirror circuit,
A current mirror circuit comprising a first biasing transistor and a second biasing transistor, and outputting the bias voltage from the emitter of the second biasing transistor;
Bias applying means connected to the emitter of the second biasing transistor for applying the bias voltage to the amplifying transistor;
Grounding means for grounding a connection point between the emitter of the second bias transistor and the bias applying means;
And a bias voltage obtained by the current mirror circuit is applied to the base of the amplifying transistor from the bias circuit via the bias applying means.
NPN型の第1、第2のバイアス用トランジスタを備えた第1のカレントミラー回路と、PNP型の第1、第2のバイアス用トランジスタを備えた第2のカレントミラー回路とから成るカレントミラー回路と、
上記第1のカレントミラー回路と上記第2のカレントミラー回路に接続され、両カレントミラー回路により形成されるバイアス電圧を出力するエミッタホロワ回路と、
上記エミッタホロワ回路に接続され、上記バイアス電圧を上記増幅用トランジスタに印加するバイアス印加手段と、
上記エミッタホロワ回路と上記バイアス印加手段との接続点を接地する接地手段と、
を備え、上記バイアス回路で得られるバイアス電圧を、上記エミッタホロワ回路及び上記バイアス印加手段を介して上記増幅用トランジスタのベースに印加する構成としたことを特徴とする電力増幅回路。 A power amplification circuit that performs power amplification by applying a bias voltage to an amplification transistor from a bias circuit including a current mirror circuit and an emitter follower circuit,
A current mirror circuit comprising a first current mirror circuit having NPN-type first and second bias transistors and a second current mirror circuit having PNP-type first and second bias transistors. When,
An emitter follower circuit connected to the first current mirror circuit and the second current mirror circuit and outputting a bias voltage formed by both current mirror circuits;
Bias applying means connected to the emitter follower circuit for applying the bias voltage to the amplifying transistor;
A grounding means for grounding a connection point between the emitter follower circuit and the bias applying means;
And a bias voltage obtained by the bias circuit is applied to the base of the amplifying transistor via the emitter follower circuit and the bias applying means.
NPN型の第1、第2のバイアス用トランジスタから構成される第1のカレントミラー回路と、Pチャネル電界効果型の第1、第2のバイアス用トランジスタから構成される第2のカレントミラー回路とから成るカレントミラー回路と、
上記第1のカレントミラー回路と上記第2のカレントミラー回路に接続され、両カレントミラー回路により形成されるバイアス電圧を出力するエミッタホロワ回路と、
上記エミッタホロワ回路に接続され、上記バイアス電圧を上記増幅用トランジスタに印加するバイアス印加手段と、
上記エミッタホロワ回路と上記バイアス印加手段との接続点を接地する接地手段と、
を備え、上記バイアス回路で得られるバイアス電圧を、上記エミッタホロワ回路及び上記バイアス印加手段を介して上記増幅用トランジスタのベースに印加する構成としたことを特徴とする電力増幅回路。 A power amplification circuit that performs power amplification by applying a bias voltage to an amplification transistor from a bias circuit including a current mirror circuit and an emitter follower circuit,
A first current mirror circuit composed of NPN-type first and second bias transistors; and a second current mirror circuit composed of P-channel field effect type first and second bias transistors; A current mirror circuit comprising:
An emitter follower circuit connected to the first current mirror circuit and the second current mirror circuit and outputting a bias voltage formed by both current mirror circuits;
Bias applying means connected to the emitter follower circuit for applying the bias voltage to the amplifying transistor;
A grounding means for grounding a connection point between the emitter follower circuit and the bias applying means;
And a bias voltage obtained by the bias circuit is applied to the base of the amplifying transistor via the emitter follower circuit and the bias applying means.
受信したRF信号を増幅する低雑音増幅回路と、該低雑音増幅回路より出力されたRF信号を局部発振信号により中間周波信号に周波数変換するミクサ回路と、該ミクサ回路より出力された中間周波信号を復調する復調回路とを備えて成り、
上記低雑音増幅回路が、
カレントミラー回路を備えたバイアス回路からバイアス電圧を増幅用トランジスタに印加して電力増幅を行う電力増幅回路であって、上記バイアス回路に接続され、上記バイアス電圧を上記増幅用トランジスタに印加するバイアス印加手段と、該バイアス回路と上記バイアス印加手段との接続点を接地する接地手段とを備え、上記カレントミラー回路で得られるバイアス電圧を、上記バイアス回路から上記バイアス印加手段を介して上記増幅用トランジスタのベースに印加する構成の電力増幅回路を有して構成されることを特徴とする受信機。 A receiver for receiving an RF signal,
A low noise amplifier circuit that amplifies the received RF signal, a mixer circuit that converts the RF signal output from the low noise amplifier circuit into an intermediate frequency signal by a local oscillation signal, and an intermediate frequency signal output from the mixer circuit And a demodulation circuit for demodulating
The low noise amplifier circuit is
A power amplifying circuit for performing power amplification by applying a bias voltage to an amplifying transistor from a bias circuit having a current mirror circuit, the bias applying being connected to the bias circuit and applying the bias voltage to the amplifying transistor And a grounding means for grounding a connection point between the bias circuit and the bias applying means, and a bias voltage obtained by the current mirror circuit is supplied from the bias circuit via the bias applying means to the amplifying transistor. A receiver comprising a power amplifier circuit configured to be applied to the base of the receiver.
変調により中間周波信号を出力する変調回路と、該出力された中間周波信号を局部発振信号によりRF信号に周波数変換するミクサ回路と、該ミクサ回路より出力されたRF信号を増幅する電力増幅回路とを備えて成り、
上記電力増幅回路が、
カレントミラー回路を備えたバイアス回路からバイアス電圧を増幅用トランジスタに印加して電力増幅を行う構成であって、上記バイアス回路に接続され、上記バイアス電圧を上記増幅用トランジスタに印加するバイアス印加手段と、該バイアス回路と上記バイアス印加手段との接続点を接地する接地手段とを備え、上記カレントミラー回路で得られるバイアス電圧を、上記バイアス回路から上記バイアス印加手段を介して上記増幅用トランジスタのベースに印加する構成であることを特徴とする送信機。 A transmitter for transmitting an RF signal,
A modulation circuit that outputs an intermediate frequency signal by modulation, a mixer circuit that converts the output intermediate frequency signal into an RF signal by a local oscillation signal, and a power amplification circuit that amplifies the RF signal output from the mixer circuit; Comprising
The power amplifier circuit is
A bias application unit configured to apply a bias voltage to an amplifying transistor from a bias circuit including a current mirror circuit to perform power amplification, and is connected to the bias circuit and applies the bias voltage to the amplifying transistor; Grounding means for grounding a connection point between the bias circuit and the bias applying means, and a bias voltage obtained by the current mirror circuit is transmitted from the bias circuit to the base of the amplifying transistor via the bias applying means. A transmitter characterized by being applied to the transmitter.
受信したRF信号を増幅する低雑音増幅回路と、該低雑音増幅回路より出力されたRF信号を局部発振信号により中間周波信号に周波数変換するミクサ回路と、該ミクサ回路より出力された中間周波信号を復調する復調回路と、変調により中間周波信号を出力する変調回路と、該出力された中間周波信号を局部発振信号によりRF信号に周波数変換するミクサ回路と、該ミクサ回路より出力されたRF信号を増幅する電力増幅回路とを備えて成り、
上記低雑音増幅回路及び上記電力増幅回路が、
カレントミラー回路を備えたバイアス回路からバイアス電圧を増幅用トランジスタに印加して電力増幅を行う構成であって、上記バイアス回路に接続され、上記バイアス電圧を上記増幅用トランジスタに印加するバイアス印加手段と、該バイアス回路と上記バイアス印加手段との接続点を接地する接地手段とを備え、上記カレントミラー回路で得られるバイアス電圧を、上記バイアス回路から上記バイアス印加手段を介して上記増幅用トランジスタのベースに印加する構成であることを特徴とする送受信機。 A transceiver capable of receiving and transmitting RF signals,
A low noise amplifier circuit that amplifies the received RF signal, a mixer circuit that converts the RF signal output from the low noise amplifier circuit into an intermediate frequency signal by a local oscillation signal, and an intermediate frequency signal output from the mixer circuit A demodulation circuit that demodulates the output signal, a modulation circuit that outputs an intermediate frequency signal by modulation, a mixer circuit that converts the frequency of the output intermediate frequency signal into an RF signal using a local oscillation signal, and an RF signal output from the mixer circuit And a power amplifier circuit for amplifying
The low noise amplifier circuit and the power amplifier circuit are:
A bias application unit configured to apply a bias voltage to an amplifying transistor from a bias circuit including a current mirror circuit to perform power amplification, and is connected to the bias circuit and applies the bias voltage to the amplifying transistor; Grounding means for grounding a connection point between the bias circuit and the bias applying means, and a bias voltage obtained by the current mirror circuit is transmitted from the bias circuit to the base of the amplifying transistor via the bias applying means. A transmitter / receiver characterized in that the transmitter / receiver is configured to be applied to the transmitter.
Priority Applications (1)
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| JP2003410113A JP2005175668A (en) | 2003-12-09 | 2003-12-09 | Power amplifier circuit, transmitter , receiver and transceiver employing the same |
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|---|---|---|---|---|
| JP2008219327A (en) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Sharp Corp | Power amplifier and communication apparatus |
| JP2015056734A (en) * | 2013-09-11 | 2015-03-23 | 三菱電機株式会社 | Power amplifier |
-
2003
- 2003-12-09 JP JP2003410113A patent/JP2005175668A/en active Pending
Cited By (2)
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| JP2015056734A (en) * | 2013-09-11 | 2015-03-23 | 三菱電機株式会社 | Power amplifier |
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