电力放大装置

摘要

本发明提供一种电力放大装置，设置有：直流电源，输出漏极电压；多尔蒂放大器，具有并联连接的载波放大器以及峰值放大器，并且对RF信号进行放大；电压控制电路，在输出电力为规定值以下的情况下，输出第一指令以输出低电压，在上述输出电力大于上述规定值的情况下，输出第二指令以输出高电压；以及电压变换电路，根据上述第一指令，将上述漏极电压变换为比其低的电压并施加给上述载波放大器以及峰值放大器的漏极端子，根据上述第二指令，将上述漏极电压原样施加给上述载波放大器以及峰值放大器的漏极端子。

权利要求

1.一种电力放大装置，其特征在于，具备：

直流电源，输出第一漏极电压；

多尔蒂放大器，具有并联连接的载波放大器以及峰值放大器，并且对RF信号进行放大；

电压控制电路，在输出电力为规定值以下的情况下，输出第一指令以输出低电压，在上述输出电力大于上述规定值的情况下，输出第二指令以输出高电压；以及电压变换电路，根据上述第一指令，将对上述第一漏极电压进行电压变换而得到的第二漏极电压、或上述第一漏极电压施加给上述载波放大器以及峰值放大器的漏极端子，根据上述第二指令，将上述第一漏极电压、或对上述第一漏极电压进行电压变换而得到的第二漏极电压施加给上述载波放大器以及峰值放大器的漏极端子。

2.一种电力放大装置，其特征在于，具备：

直流电源，输出第一漏极电压；

多尔蒂放大器，具有并联连接的载波放大器以及峰值放大器，并且对RF信号进行放大；

电压控制电路，在输出电力为规定值以下的情况下，输出第一指令以输出低电压，在上述输出电力大于上述规定值的情况下，输出第二指令以输出高电压；以及电压变换电路，将上述第一漏极电压施加给上述峰值放大器的漏极端子，并且根据上述第一指令，将对上述第一漏极电压进行电压变换而得到的第二漏极电压施加给上述载波放大器的漏极端子，根据上述第二指令，将上述第一漏极电压施加给上述载波放大器的漏极端子。

3.根据权利要求1或2所述的电力放大装置，其特征在于，上述电压控制电路根据至少两个规定值与输出电力的大小关系输出至少三个指令，上述电压变换电路根据至少三个指令输出至少三个漏极电压。

4.一种电力放大装置，其特征在于，具备：

直流电源，输出第一栅极电压；

多尔蒂放大器，具有并联连接的载波放大器以及峰值放大器，并且对RF信号进行放大；

电压控制电路，在输出电力为规定值以下的情况下，输出第一指令以输出低电压，在上述输出电力大于上述规定值的情况下，输出第二指令以输出高电压；以及电压变换电路，将上述第一栅极电压施加给上述载波放大器的栅极端子，并且根据上述第一指令，将对上述第一栅极电压进行电压变换而得到的第二栅极电压施加给上述峰值放大器的栅极端子而使上述峰值放大器成为截止状态，根据上述第二指令，将上述第一栅极电压施加给上述峰值放大器的栅极端子。

5.一种电力放大装置，其特征在于，具备：

第一直流电源，输出第一漏极电压；

第二直流电源，输出第一栅极电压；

多尔蒂放大器，具有并联连接的载波放大器以及峰值放大器，并且对RF信号进行放大；

电压控制电路，在输出电力为第一规定值以下的情况下，输出第一指令以输出低电压，并且在上述输出电力大于上述第一规定值的情况下，输出第二指令以输出高电压，在上述输出电力为小于上述第一规定值的第二规定值以下的情况下，输出第三指令以输出低电压，并且在上述输出电力大于上述第二规定值的情况下，输出第四指令以输出高电压；

第一电压变换电路，根据上述第一指令，将对上述第一漏极电压进行电压变换而得到的第二漏极电压、或上述第一漏极电压施加给上述载波放大器以及峰值放大器的漏极端子，根据上述第二指令，将上述第一漏极电压、或对上述第一漏极电压进行电压变换而得到的第二漏极电压施加给上述载波放大器以及峰值放大器的漏极端子；以及第二电压变换电路，将上述第一栅极电压施加给上述载波放大器的栅极端子，并且根据上述第三指令，将对上述第一栅极电压进行电压变换而得到的第二栅极电压施加给上述峰值放大器的栅极端子而使上述峰值放大器成为截止状态，根据上述第四指令，将上述第一栅极电压施加给上述峰值放大器的栅极端子。

6.一种电力放大装置，其特征在于，具备：

第一直流电源，输出第一漏极电压；

第二直流电源，输出第一栅极电压；

多尔蒂放大器，具有并联连接的载波放大器以及峰值放大器，并且对RF信号进行放大；

电压控制电路，在输出电力为第一规定值以下的情况下，输出第一指令以输出低电压，并且在上述输出电力大于上述第一规定值的情况下，输出第二指令以输出高电压，在上述输出电力为小于上述第一规定值的第二规定值以下的情况下，输出第三指令以输出低电压，并且在上述输出电力大于上述第二规定值的情况下，输出第四指令以输出高电压；

第一电压变换电路，将上述第一漏极电压施加给上述峰值放大器的漏极端子，并且根据上述第一指令，将对上述第一漏极电压进行电压变换而得到的第二漏极电压施加给上述载波放大器的漏极端子，根据上述第二指令，将上述第一漏极电压施加给上述载波放大器的漏极端子；以及第二电压变换电路，将上述第一栅极电压施加给上述载波放大器的栅极端子，并且根据上述第三指令，将对上述第一栅极电压进行电压变换而得到的第二栅极电压施加给上述峰值放大器的栅极端子而使上述峰值放大器成为截止状态，根据上述第四指令，将上述第一栅极电压施加给上述峰值放大器的栅极端子。

7.根据权利要求5或6所述的电力放大装置，其特征在于，上述电压控制电路根据至少两个规定值与输出电力的大小关系输出至少三个指令，上述第一电压变换电路根据至少三个指令输出至少三个漏极电压。

说明书

电力放大装置

技术领域

[0001] 本发明涉及在地面蜂窝通信中的便携电话、卫星通信中的通信终端装置等无线通信装置中使用的、要求高效化的电力放大装置。

背景技术

[0002] 以往的高效的电力放大装置由组合了载波放大器与峰值放大器的多尔蒂(Doherty)放大器构成(例如参照非专利文献1)。载波放大器用于在输入信号小时(以下称为“小信号时”)确保线性，峰值放大器用于在输入信号大时(以下称为“大信号时”)确保饱和电力。向多尔蒂放大器输入的输入信号被分配为两个，一个被输入给载波放大器，另一个被输入给峰值放大器。载波放大器由于通常从A级被偏置为AB级或B级，故与输入信号的电平无关地进行放大而输出。峰值放大器由于通常被偏置为C级，所以在小信号时成为非动作状态，在大信号时成为动作状态而对信号进行放大而输出。即，在小信号时成为只有载波放大器动作，所以成为高效动作，在大信号时合成载波放大器与峰值放大器的输出，所以可以确保高的饱和电力。

[0003] 非专利文献1：中山正敏、高木直著“電力増幅器の低歪み·高効率化の手法”，MWE2004 Microwave Workshops Digest.P575-584

[0004] 但是，即使是利用效率良好的多尔蒂放大器的电力放大装置，也存在与大信号时的效率相比，小信号时的电力效率大幅降低这样的问题。特别，近年来，便携电话等移动体通信终端装置采用在宽的输出电力范围中使用的通信方式的例子较多，而小信号时的电力效率的改善成为一个课题。

发明内容

[0005] 本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于提供一种电力放大装置，用于地面蜂窝通信中的便携电话、卫星通信中的通信终端装置等无线通信装置中，且即使在小信号时电力效率也良好。

[0006] 本发明的电力放大装置设置有：直流电源，输出第一漏极电压；多尔蒂放大器，具有并联连接的载波放大器以及峰值放大器，并且对RF信号进行放大；电压控制电路，在输出电力为规定值以下的情况下，输出第一指令以输出低电压，在上述输出电力大于上述规定值的情况下，输出第二指令以输出高电压；以及电压变换电路，根据上述第一指令，将对上述第一漏极电压进行电压变换而得到的第二漏极电压、或上述第一漏极电压施加给上述载波放大器以及峰值放大器的漏极端子，根据上述第二指令，将上述第一漏极电压、或对上述第一漏极电压进行电压变换而得到的第二漏极电压施加给上述载波放大器以及峰值放大器的漏极端子。

[0007] 本发明的电力放大装置在输出电力为规定值以下的情况下向漏极端子施加低电压，在输出电力大于规定值的情况下向漏极端子施加高电压，所以通过在小信号时以低电压动作而起到可以提高电力效率这样的效果。

附图说明

[0008] 图1是示出本发明的实施例1的电力放大装置的结构的图。

[0009] 图2是示出本发明的实施例1的电力放大装置的多尔蒂放大器的载波放大器的电路结构的图。

[0010] 图3是示出本发明的实施例1的电力放大装置的FET的动作点的设定的图。

[0011] 图4是示出本发明的实施例1的电力放大装置的低电压动作以及高电压动作时的输入电力与输出电力的关系的曲线图。

[0012] 图5是示出本发明的实施例1的电力放大装置的低电压动作以及高电压动作时的输出电力与漏极效率的关系的曲线图。

[0013] 图6是示出将向载波放大器以及峰值放大器的漏极端子施加的施加电压切换为三个阶段以上时的输出电力与漏极效率的关系的曲线图。

[0014] 图7是示出本发明的实施例2的电力放大装置的结构的图。

[0015] 图8是示出本发明的实施例3的电力放大装置的结构的图。

[0016] 图9是示出本发明的实施例3的电力放大装置的峰值放大器的偏置点附近的栅极电压-漏极电流特性的曲线图。

[0017] 图10是示出本发明的实施例4的电力放大装置的结构的图。

[0018] 图11是示出本发明的实施例4的电力放大装置的输出电力与漏极效率的关系的曲线图。

[0019] 图12是示出本发明的实施例5的电力放大装置的结构的图。

具体实施方式

[0020] 以下对本发明的实施例1至实施例5进行说明。

[0021] 实施例1

[0022] 参照图1至图6对本发明的实施例1的电力放大装置进行说明。图1是示出本发明的实施例1的电力放大装置的结构的图。另外，以后，在各图中，同一标号表示同一或相等的部分。

[0023] 在图1中，本发明的实施例1的电力放大装置设置有：输出漏极电压Vd的直流电源10；对来自该直流电源10的电压进行可变输出的电压变换电路30；根据输出电力信息对电压变换电路30进行控制的电压控制电路50；以及对来自RF输入端子1的RF输入信号进行放大并从RF输出端子2输出的多尔蒂放大器60。

[0024] 另外，在图1中，电压变换电路30设置有：切换直流电源10的输出目的的开关31；以及将被输入的直流电源10的电压变换为比其低的电压的电压变换器32。该开关31切换将直流电源10的输出电压通过电压变换器32进行电压变换并输出给多尔蒂放大器60的路径、以及将直流电源10的输出电压原样输出给多尔蒂放大器60的路径。

[0025] 由电压控制电路50对电压变换电路30进行控制，以在基于输出电力信息的输出电力高时输出高电压，在输出电力低时输出低电压。

[0026] 而且，在图1中，多尔蒂放大器60由载波放大器61、设置在该载波放大器61的输出侧的1/4波长线路62、设置在后述的峰值放大器的输入侧的1/4波长线路63、以及峰值放大器64构成。直流电源10的输出电压经由电压变换电路30，向多尔蒂放大器60内的载波放大器61以及峰值放大器64供电。

[0027] 图2是示出本发明的实施例1的电力放大装置的多尔蒂放大器的载波放大器的电路结构的图。

[0028] 在载波放大器61中，使用FET(Field Effect Transistor，场效应晶体管)或双极性晶体管，图2示出FET时的电路结构。另外，峰值放大器64的电路结构也相同。将FET的源极端子S接地，将RF输入端子1与FET的栅极端子G连接，利用栅极电压Vg来偏置该栅极端子G。漏极端子D与RF输出端子2连接，施加漏极电压Vd。

[0029] 此处，对针对FET的偏置设定等进行说明，但在使用了双极性晶体管的情况下也相同。即，将发射极端子E接地，将基极端子B与RF输入端子1连接，将集电极端子C与RF输出端子2连接。然后，通过基极端子B的偏置设定，可以使载波放大器61进行A级动作(或AB级或者B级动作)，使峰值放大器64进行C级动作。此时，双极性晶体管的集电极端子C对应于FET的漏极端子D。以下，对FET的情况进行说明，但还可以与向FET的漏极端子D的电压施加同样地进行向双极性晶体管的集电极端子C的电压施加。即，在整个说明书中，在双极性晶体管的情况下，在载波放大器61以及峰值放大器64将FET的源极端子S、栅极端子G、以及漏极端子D分别替换为双极性晶体管的发射极端子E、基极端子B、以及集电极端子C即可。

[0030] 接下来，参照附图对本发明的实施例1的电力放大装置的动作进行说明。

[0031] 图3是示出本发明的实施例1的电力放大装置的FET的动作点的设定的图。另外，图4是示出本发明的实施例1的电力放大装置的低电压动作以及高电压动作时的输入电力与输出电力的关系的曲线图。图5是示出本发明的实施例1的电力放大装置的低电压动作以及高电压动作时的输出电力与漏极效率的关系的曲线图。而且，图6是示出将向载波放大器以及峰值放大器的漏极端子施加的施加电压切换为三个阶段以上时的输出电力与漏极效率的关系的曲线图。

[0032] 首先，对多尔蒂放大器60的动作进行说明。从RF输入端子1输入的RF信号被分配为两个，一个输入给载波放大器64，另一个输入给峰值放大器64。载波放大器61由于通常从A级被偏置为AB级或B级，所以与所输入的RF信号的电平无关地进行放大而输出。峰值放大器64由于通常被配置为C级，所以在小信号时成为非动作状态，并且在大信号时成为动作状态而对信号进行放大而输出。

[0033] 载波放大器61以及峰值放大器64的漏极电压Vd是由直流电源10以及电压变换电路30设定的。图3是示出FET的动作点设定的示意图，设定栅极电压Vg，以使载波放大器61的动作点成为图中的A点，使峰值放大器64的动作点成为图中的C点。如图3所示，A级动作点在漏极电流Id成为大约Idss/2的位置处，C级动作点在Id成为大致0的位置处。此处，Idss表示将栅极电压设为0时的漏极电流值。被称为AB以及B级的动作点位于动作点A与C之间。载波放大器61通过栅极电压Vg的设定而设定为A点以设为A级动作，峰值放大器64通过栅极电压Vg的设定而设定为C点以设为C级动作。

[0034] 在图1中，向电压控制电路50输入输出电力信息，电压控制电路50根据该输出电力信息对电压变换电路30进行控制。输出电力信息是表示该电力放大装置输出的RF信号的输出电力的信息。在输出电力为规定值以下的情况下，电压控制电路50发出指令以将开关31向a侧连接(输出第一指令)。电压变换器32将所输入的直流电源10的电压变换为比其低的电压，并将该低的电压施加给载波放大器61以及峰值放大器64的漏极端子D，通过低电压使其动作(以下称为“低电压动作”)。

[0035] 另一方面，在输出电力大于规定值的情况下，电压控制电路50发出指令以将开关31向b侧连接(输出第二指令)。电压变换电路30将直流电源10的电压施加给载波放大器61以及峰值放大器64的漏极端子D，通过高电压使其动作(以下称为“高电压动作”)。

[0036] 图4示出低电压动作以及高电压动作时的输入电力与输出电力的关系，图5示出输出电力与漏极效率的关系。此处，将输出电力设为Pout，将直流电源10的功耗设为Pdc，而利用Ed＝100×(Pout/Pdc)[％]来表示漏极效率Ed。如图4所示，在低电压动作的情况下，与高电压动作的情况相比，输出电力低，但如图5所示，低电压动作的漏极效率高。使用该特性，在输出电力为规定值以下的情况下以低电压动作，在输出电力大于规定值的情况下以高电压动作。

[0037] 例如，在将电力放大装置的最大输出电力规格设为34dBm的情况下，将作为最大输出电力的-6dB值的28dBm作为规定值而动作。此时，在输出电力为作为规定值的28dBm以下时，通过电压变换器32进行变换而得到的低电压被施加给载波放大器61以及峰值放大器64的漏极端子D，从而以低电压动作，可以在低输出状态下得到高的漏极效率。

[0038] 在输出电力大于作为规定值的28dBm的情况下，直流电源10的电压被施加给载波放大器61以及峰值放大器64的漏极端子D，从而以高电压动作，可以在高输出状态下确保高的饱和电力。

[0039] 图4以及图5中示出的箭头表示动作点从以输出电力28dBm为边界的低输出状态向高输出状态的转移，相反地动作点从高输出状态向低输出状态的转移成为与箭头逆向。如图4所示，为了使输出电力28dBm下的输出电力成为连续，相对低电压动作时的输入电力，使高电压动作时的输入电力偏移图中的箭头示出的量(D→E)。相对于这样设定的输出电力的规定值，在规定值以下的情况与大于规定值的情况下使向漏极端子D的施加电压变化，但在规定值的设定中，可以任意地设定最大输出电力的负数dB值，主要根据电力放大装置的发送电力范围(最小值与最大值)规格来决定。

[0040] 在以上说明中，对电压变换器32将直流电源10的输出电压变换为低电压的结构进行了说明，但也可以设为电压变换器32将直流电源10的输出电压变换为高电压的升压类型的结构。在该情况下，直流电源10输出的电压成为低电压，电压控制电路50发出指令，以在低电压动作时将开关31向b侧连接，在高电压动作时向a侧连接。

[0041] 另外，通过将向载波放大器61以及峰值放大器64的漏极端子D施加的施加电压切换为三个阶段以上(电压值不同的至少三个漏极电压)，还可以进一步改善效率。例如，如图6所示，在输出电力大于28dBm的情况下，将漏极施加电压进一步设为多级的情况下，电力效率进一步提高。如上所述，通过将漏极施加电压设定为三个阶段以上，可以进一步提高电力效率。为此，考虑采用使电压变换器32成为输出电压可变类型而通过电压控制电路50进行控制的方法、或设置两个以上的电压变换器32并通过电压控制电路50切换控制的方法等。即，电压控制电路50根据两个以上的规定值(值不同的至少两个规定值)与输出电力的大小关系而指令电压变换电路30可变输出的电压(至少三个指令)。电压变换电路
30根据至少三个指令输出电压值不同的至少三个漏极电压。

[0042] 根据本发明的实施例1，在输出电力为规定值以下的情况下向漏极端子D或集电极端子C施加低电压，在输出电力大于规定值的情况下向漏极端子D或集电极端子C施加高电压，所以在小信号时通过以低电压动作而可以提高电力效率。

[0043] 实施例2

[0044] 参照图7对本发明的实施例2的电力放大装置进行说明。图7是示出本发明的实施例2的电力放大装置的结构的图。

[0045] 在图7中，本发明的实施例2的电力放大装置的结构与上述实施例1的不同点在于，对于载波放大器61的漏极端子D，切换来自直流电源10的直接施加与经由电压变换器32的可变施加，向峰值放大器64的漏极端子D直接施加直流电源10的输出电压，其他结构以及动作与上述实施例1相同。

[0046] 接下来，参照附图对本发明的实施例2的电力放大装置的动作进行说明。

[0047] 根据输出电力信息，电压控制电路50在输出电力为规定值以下的情况下，将开关31向a侧连接，将直流电源10的输出电压通过电压变换器32变换为低电压而施加给载波放大器61的漏极端子D。另一方面，在输出电力大于规定值的情况下，电压控制电路50将开关32向b侧连接，将直流电源10的输出电压施加给载波放大器61的漏极端子D。

[0048] 向峰值放大器64的漏极端子D，直接施加直流电源10的输出电压。

[0049] 在图7所示的电力放大装置中，仅使载波放大器61以低电压动作，从而电压变换器32中要求的电流容量可以设定为比多尔蒂放大器60的最大消耗电流还小(例如大约一半)。由此，有如下效果：可以减小电压变换器32中的功耗以及发热量，可以使用小型且廉价的部件。另外，通过使载波放大器61以低电压以及高电压动作，低电压动作时的载波放大器61的电力效率得到改善，在高电压动作时可以通过载波放大器61与峰值放大器64得到高的饱和电力。

[0050] 另外，通过将向载波放大器61的漏极端子D施加的施加电压切换为三个阶段以上(电压值不同的至少三个漏极电压)，还可以进一步改善电力效率。例如，与上述实施例1中的图6所示的部分同样地，在输出电力大于28dBm的情况下，在将漏极施加电压进一步设为多级的情况下，电力效率进一步提高。如上所述，通过将漏极施加电压设定为三个阶段以上，可以进一步提高效率。为此，考虑采用使电压变换器32成为输出电压可变类型而通过电压控制电路50控制的方法、或设置两个以上的电压变换器32并通过电压控制电路50切换控制的方法等。即，电压控制电路50根据两个以上的规定值(值不同的至少两个规定值)与输出电力的大小关系而指令电压变换电路30可变输出的电压(至少三个指令)。电压变换电路30根据至少三个指令输出电压值不同的至少三个漏极电压。

[0051] 根据本发明的实施例2，在输出电力为规定值以下的情况下向漏极端子D或集电极端子C施加低电压，在输出电力大于规定值的情况下向漏极端子D或集电极端子C施加高电压，所以在小信号时通过以低电压动作而可以提高电力效率。

[0052] 实施例3

[0053] 参照图8以及图9对本发明的实施例3的电力放大装置进行说明。图8是示出本发明的实施例3的电力放大装置的结构的图。

[0054] 在图8中，本发明的实施例3的电力放大装置设置有：输出栅极电压Vg的直流电源20；对来自该直流电源20的电压进行可变输出的电压变换电路40；根据输出电力信息对电压变换电路40进行控制的电压控制电路50；以及对来自RF输入端子1的RF输入信号进行放大并从RF输出端子2输出的多尔蒂放大器60。

[0055] 另外，在图8中，电压变换电路40设置有：切换直流电源20的输出目的的开关41；以及将被输入的直流电源20的电压变换为比其低的电压的电压变换器42。该开关41切换将直流电源20的输出电压通过电压变换器42进行电压变换并输出给峰值放大器64的栅极端子G的路径、和将直流电源20的输出电压原样输出给峰值放大器64的栅极端子G的路径。

[0056] 直流电源20的输出电压经由电压变换电路40，施加给多尔蒂放大器60内的载波放大器61以及峰值放大器64的栅极端子G。由电压控制电路50控制电压变换电路40，以在基于输出电力信息的输出电力低时使峰值放大器64成为截止状态，在输出电力高时使载波放大器61以及峰值放大器64动作。其他结构以及多尔蒂放大器60的基本动作与上述实施例1相同。

[0057] 接下来，参照附图对本发明的实施例3的电力放大装置的动作进行说明。

[0058] 图9是示出本发明的实施例3的电力放大装置的峰值放大器的偏置点附近的栅极电极-漏极电流特性的曲线。

[0059] 在图8中，向电压控制电路50输入输出电力信息，电压控制电路50根据该输出电力信息对电压变换电路40进行控制。输出电力信息是表示该电力放大装置输出的RF信号的输出电力的信息。

[0060] 向载波放大器61的栅极端子G，直接施加直流电源20的输出电压。

[0061] 在输出电力为规定值以下的情况下，电压控制电路50进行指令以将开关42向c侧连接(输出第一指令)。电压变换器42将所输入的直流电源20的电压变换为比其低的电压，并施加给峰值放大器64的栅极端子G，使峰值放大器64完全成为截止状态(以下称为“截止状态”)。

[0062] 另一方面，在输出电力大于规定值的情况下，电压控制电路50进行指令以将开关41向d侧连接(输出第一指令)。电压变换电路40将直流电源20的电压施加给峰值放大器64的栅极端子G，使峰值放大器64成为通常的C级偏置动作状态(以下称为“C级偏置动作”)。

[0063] 图9示出FET的漏极电流相对栅极电压的关系。理论上，多尔蒂放大器60的峰值放大器64由于被偏置为C级，所以在作为小信号时的夹断(pinch off)电压以下的区域中，峰值放大器64成为非动作状态。但是，实际上，在C级偏置下在夹断电压附近开始逐渐少量流过，具有根据栅极电压的增加而漏极电流逐渐增加的特性，所以在峰值放大器64理论上成为截止状态的区域中，也消耗漏极电流。该电流由于对输出电力几乎不做出贡献，所以无用地消耗电力。在输出电力为规定值以下的情况下使峰值放大器64进行截止动作，在输出电力大于规定值的情况下以C级偏置动作。由此，理论上，在峰值放大器64应成为截止状态的区域中，可以降低峰值放大器64消耗的电力，可以提高电力效率。

[0064] 根据本发明的实施例3，在输出电力为规定值以下的情况下施加使峰值放大器64完全成为截止状态那样的栅极电压或基极电压，所以在理论上峰值放大器64应成为截止状态的区域中，峰值放大器64并非完全成为截止状态，所以可以降低峰值放大器64消耗的电力，可以提高电力效率。

[0065] 实施例4

[0066] 参照图10以及图11对本发明的实施例4的电力放大装置进行说明。图10是示出本发明的实施例4的电力放大装置的结构的图。

[0067] 在图10中，本发明的实施例4的电力放大装置设置有：输出漏极电压Vd的直流电源(第一直流电源)10；输出栅极电压Vg的直流电源(第二直流电源)20；对来自直流电源10的电压进行可变输出的电压变换电路(第一电压变换电路)30；对来自直流电源20的电压进行可变输出的电压变换电路(第二电压变换电路)40；根据输出电力信息对电压变换电路30以及电压变换电路40进行控制的电压控制电路50；以及对来自RF输入端子1的RF输入信号进行放大并从RF输出端子2输出的多尔蒂放大器60。

[0068] 在电压变换电路30中，通过开关31，切换将直流电源10的输出电压通过电压变换器23进行电压变换并输出给载波放大器61以及峰值放大器64的路径、和将对直流电源10的输出电压不进行电压变换而输出给载波放大器61和峰值放大器64的路径。直流电源
10的输出电压经由电压变换电路30施加给多尔蒂放大器60内的载波放大器61以及峰值放大器64的漏极端子D。由电压控制电路50对电压变换电路30进行控制，以在基于输出电力信息的输出电力低时输出低电压，在输出电力高时输出高电压。

[0069] 另外，在电压变换电路40中，通过开关41，切换将直流电源20的输出电压通过电压变换器42进行电压变换并输出给峰值放大器64的栅极端子G的路径、和将对直流电源20的输出电压不进行电压变换而输出给峰值放大器64的栅极端子G的路径。直流电源20的输出电压经由电压变换电路40施加给多尔蒂放大器60内的载波放大器61以及峰值放大器64的栅极端子G。由电压控制电路50对电压变换电路40进行控制，以在基于输出电力信息的输出电力低时使峰值放大器64成为截止状态，在输出电力高时使载波放大器61以及峰值放大器64动作。其他结构以及多尔蒂放大器60的基本动作与上述实施例1以及实施例3相同。

[0070] 接下来，参照附图对本发明的实施例4的电力放大装置的动作进行说明。

[0071] 图11是示出本发明的实施例4的电力放大装置的输出电力与漏极效率的关系的曲线。

[0072] 在图10中，向电压控制电路50输入输出电力信息，根据该输出电力信息对电压变换电路30以及电压变换电路40进行控制。输出电力信息是表示该电力放大装置输出的RF信号的输出电力的信息。在输出电力为规定值A(第一规定值)以下的情况下，电压控制电路50发出指令以将开关31向a侧连接(输出第一指令)。电压变换器32将所输入的直流电源10的电压变换为比其低的电压，并施加给载波放大器61以及峰值放大器64的漏极端子D，通过低电压使其动作。

[0073] 另外，在输出电力为规定值B(第二规定值)以下的情况下，电压控制电路50发出指令以将开关41向c侧连接(输出第三指令)。电压变换器42将所输入的直流电源20的电压变换为比其低的电压，并施加给峰值放大器64的栅极端子G，使峰值放大器64完全成为截止状态。

[0074] 另一方面，在输出电力大于规定值A的情况下，电压控制电路50发出指令以将开关31向b侧连接(输出第二指令)。电压变换电路30将直流电源10的电压施加给载波放大器61以及峰值放大器64的漏极端子D，通过高电压使其动作。

[0075] 另外，在输出电力大于规定值B的情况下，电压控制电路50发出指令以将开关41向d侧连接(输出第四指令)。电压变换电路40将直流电源20的电压施加给峰值放大器64的栅极端子G，使峰值放大器64成为通常的C级偏置动作状态。另外，向载波放大器61的栅极端子G，直接施加直流电源20的输出电压。

[0076] 图11示出在将电力放大装置的最大输出电力规格设为34dBm的情况下，将作为最大输出电力的-6dB值的28dBm确定为规定值A，将规定值B设定为低电压动作时的饱和电力的-6dB值(25dBm)时的例子。此时，在输出电力为作为规定值A的28dBm以下时，通过电压变换器32变换而得到的低电压被施加给载波放大器61以及峰值放大器64的漏极端子D，从而以低电压动作，可以在低输出状态下得到高的漏极效率。另外，在输出电力为作为规定值B的25dBm附近时，由于由峰值放大器64消耗的电力被降低，所以可以在低输出状态下提高漏极效率。

[0077] 另一方面，在输出电力大于作为规定值A的28dBm的情况下，直流电源10的电压被施加给载波放大器61以及峰值放大器64的漏极端子D，从而以高电压动作，可以在高输出状态下确保高的饱和电力。

[0078] 以上，在输出电力为规定值A以下的情况下向载波放大器61以及峰值放大器64的漏极端子D或集电极端子C施加低电压，在输出电力为规定值B以下的情况下将使峰值放大器64完全成为截止状态那样的栅极电压或基极电压施加给多尔蒂放大器60，所以在理论上峰值放大器64应成为截止状态的区域中，可以降低峰值放大器64消耗的电力，并且通过以低电压动作而可以进一步提高小信号时的电力效率。

[0079] 另外，通过将向载波放大器61以及峰值放大器64的漏极端子D施加的施加电压切换为三个阶段以上(电压值不同的至少三个漏极电压)，还可以进一步改善效率。通过将漏极施加电压设定为三个阶段以上，可以进一步提高电力效率。为此，考虑采用使电压变换器32成为输出电压可变类型而通过电压控制电路50进行控制的方法、或设置两个以上的电压变换器32并通过电压控制电路50进行切换控制的方法等。即，电压控制电路50根据两个以上的规定值(值不同的至少两个规定值)与输出电力的大小关系而指令电压变换电路30可变输出的电压(至少三个指令)。电压变换电路30根据至少三个指令输出电压值不同的至少三个漏极电压。

[0080] 实施例5

[0081] 参照图12对本发明的实施例5的电力放大装置进行说明。图12是示出本发明的实施例5的电力放大装置的结构的图。

[0082] 在图12中，本发明的实施例5的电力放大装置的结构与上述实施例4的不同点在于，对于载波放大器61的漏极端子D，切换来自直流电源10的直接施加和经由电压变换器32的可变施加，向峰值放大器64的漏极端子D直接施加直流电源10的输出电压，其他结构以及动作与上述实施例4相同。

[0083] 接下来，参照附图对该实施例5的电力放大装置的动作进行说明。

[0084] 根据输出电力信息，电压控制电路50在输出电力为规定值A以下的情况下，将开关31向a侧连接。电压变换电路30将直流电源10的输出电压通过电压变换器32变换为低电压而施加给载波放大器61的漏极端子D。另一方面，在输出电力大于规定值A的情况下，电压控制电路50将开关31向b侧连接。电压变换电路30将直流电源10的输出电压施加给载波放大器61的漏极端子D。向峰值放大器64的漏极端子D，直接施加直流电源10的输出电压。

[0085] 在图12所示的电力放大装置中，仅使载波放大器61以低电压动作，从而电压变换器32中要求的电流容量可以设定为比多尔蒂放大器60的最大消耗电流还小(例如大约一半)。由此，有如下效果：可以减小电压变换器32中的功耗以及发热量，可以使用小型且廉价的部件。另外，通过使载波放大器61以低电压以及高电压动作，低电压动作时的载波放大器61的电力效率得到改善，在高电压动作时可以通过载波放大器61以及峰值放大器64得到高的饱和电力。

[0086] 另外，通过将向载波放大器61的漏极端子D施加的施加电压切换为三个阶段以上(电压值不同的至少三个漏极电压)，还可以进一步改善电力(功率)效率。通过将漏极施加电压设定为三个阶段以上，可以进一步提高效率。为此，考虑采用使电压变换器32成为输出电压可变类型而通过电压控制电路50进行控制的方法、或设置两个以上的电压变换器32并通过电压控制电路50进行切换控制的方法等。即，电压控制电路50根据两个以上的规定值(值不同的至少两个规定值)与输出电力的大小关系而指令电压变换电路30可变输出的电压(至少三个指令)。电压变换电路30根据至少三个指令输出电压值不同的至少三个漏极电压。

[0087] 根据本发明的实施例5，在输出电力为规定值A以下的情况下向漏极端子D或集电极端子C施加低电压，在输出电力为规定值B以下的情况下向多尔蒂放大器60施加使峰值放大器64完全成为截止状态那样的栅极电压或基极电压，所以在理论上峰值放大器64应成为截止状态的区域中，峰值放大器64并非完全成为截止状态，所以可以降低峰值放大器64消耗的电力，并且通过以低电压动作可以进一步提高小信号时的电力效率。