專利名稱：高頻放大電路及使用該電路的移動(dòng)通信終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高頻放大電路和使用該電路的移動(dòng)通信終端，并且尤為具體地涉及在移動(dòng)通信終端的發(fā)射部件的高頻電路模塊等中設(shè)置的高頻放大電路以及使用該電路的移動(dòng)通信終端，其中所述高頻放大電路用于根據(jù)給定的控制電壓來(lái)執(zhí)行增益控制。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，在移動(dòng)通信領(lǐng)域中，可兼容于多種通信系統(tǒng)的組合蜂窩電話終端正在成為主流移動(dòng)通信終端。這種組合蜂窩電話終端的例子可兼容于PDC(個(gè)人數(shù)字蜂窩)系統(tǒng)和W-CDMA(寬帶碼分多址)系統(tǒng)。所述PDC系統(tǒng)具有的優(yōu)點(diǎn)在于提供寬服務(wù)區(qū)，而W-CDMA系統(tǒng)具有的優(yōu)點(diǎn)在于提供高數(shù)據(jù)通信率。可兼容于這兩種系統(tǒng)的組合蜂窩電話終端具有這兩種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，并因此被期望在將來(lái)快速地推廣。除了這種終端外，現(xiàn)在正在研究使用W-CDMA系統(tǒng)的可兼容于多個(gè)頻段的通信系統(tǒng)。
這種移動(dòng)通信終端將具有不同頻率的多個(gè)信號(hào)用作載波，并且因此包括與各個(gè)頻率相對(duì)應(yīng)的多個(gè)高頻電路模塊(參見(jiàn)下面所述的圖2)。同時(shí)，為了減小移動(dòng)通信終端的大小，考慮的重點(diǎn)是減少襯底上的元件數(shù)目，并因此減小高頻電路模塊的大小。
圖30是示出可兼容于多個(gè)通信系統(tǒng)的移動(dòng)通信終端中包括的常規(guī)高頻放大電路的結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖30中，匹配電路901、904和906是用于執(zhí)行阻抗變換的阻抗匹配電路。將從信號(hào)輸入端子911輸入的高頻信號(hào)通過(guò)匹配電路901輸入到增益控制電路902。增益控制電路902根據(jù)施加到增益控制端子913的控制電壓VC來(lái)衰減輸入信號(hào)，并輸出衰減后的信號(hào)。通過(guò)放大器903對(duì)從增益控制電路902輸出的輸出信號(hào)進(jìn)行放大。通過(guò)匹配電路904將從放大器903輸出的輸出信號(hào)輸入到放大器905，并由放大器905對(duì)該輸出信號(hào)進(jìn)行放大。通過(guò)匹配電路906將從放大器905輸出的輸出信號(hào)從信號(hào)輸出端子912輸出。通過(guò)利用D/A變換器將一個(gè)數(shù)字控制信號(hào)變換為模擬信號(hào)來(lái)產(chǎn)生施加到增益控制端子913的控制電壓VC，其中所述數(shù)字控制信號(hào)是從控制部件(未示出)輸出的。
圖31是示出圖30所示的高頻放大電路中的控制電壓和輸出功率之間的關(guān)系的曲線圖，其中所述關(guān)系是在輸入功率穩(wěn)定的情況下獲得的。如圖31所示，當(dāng)控制電壓VC低于VL時(shí)，輸出功率大約固定為PL，當(dāng)控制電壓VC高于VH時(shí)，輸出功率大約固定為PH，并且當(dāng)控制電壓VC在等于或高于VL和等于或低于VH時(shí)，根據(jù)控制電壓VC來(lái)連續(xù)變化。
通過(guò)使用具有此種特性的高頻放大電路，可以控制移動(dòng)通信終端的發(fā)射功率。例如，對(duì)于由PDC系統(tǒng)代表的時(shí)分多址系統(tǒng)，在移動(dòng)通信終端和基站之間進(jìn)行突發(fā)通信。因此，如圖32所示，在移動(dòng)通信終端和基站之間傳輸?shù)男盘?hào)的功率，在通信期間為高，而在非通信期間為低。通過(guò)在通信期間向高頻放大電路的增益控制端子913(圖30)提供第一控制電壓以及在非通信期間提供低于第一控制電壓的第二控制電壓可以容易地產(chǎn)生這種傳輸信號(hào)。
在上述移動(dòng)通信終端的發(fā)射部件的高頻電路模塊中包含的增益控制電路是通過(guò)使用例如MESFET(金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)來(lái)配置。在包含F(xiàn)ET的增益控制電路中，利用作為可變電阻器工作的FET來(lái)執(zhí)行增益控制。通常已知的包含F(xiàn)ET的增益控制電路例如在日本特開(kāi)平專利公開(kāi)No.10-256853中進(jìn)行了介紹。
圖33是示出在日本特開(kāi)平專利公開(kāi)No.10-256853中描述的常規(guī)增益控制電路920的電路圖。在圖33中示出的增益控制電路920包括用于衰減控制的電阻器921、922和FET 923，并且用作可變衰減電路。如圖33所示，電阻器921設(shè)置在信號(hào)輸入端子931和信號(hào)輸出端子932之間。信號(hào)輸入端子931還與電阻器922的一端相連，并且電阻器922的另一端與正電源924相連。FET 923與電阻器921并聯(lián)設(shè)置。電阻器921靠近信號(hào)輸入端子931的一端與FET 923的源極相連，電阻器921靠近信號(hào)輸出端子932的一端與FET 923的漏極相連。FET 923的柵極通過(guò)電阻器925與衰減控制端子933相連?？刂齐妷篤C被施加到衰減控制端子933，以調(diào)整增益控制電路920中的衰減。
下文中，電源924的電壓值被表示為Vref，F(xiàn)ET 923的閾值電壓被表示為Vth，施加到衰減控制端子933的電壓被表示為VC，而FET923的柵極、源極和漏極上的電位分別表示為Vg、Vs和Vd。FET 923處于斷開(kāi)狀態(tài)(即，源極和漏極之間的電阻值為高阻態(tài)的狀態(tài))時(shí)的控制電壓VC的最大值被表示為VC(off)。FET 923處于導(dǎo)通狀態(tài)(即，源極和漏極之間的電阻值為低阻態(tài)的狀態(tài))時(shí)的控制電壓VC的最小值被表示為VC(on)。VC(off)和VC(on)之間的差值被表示為Vw。
當(dāng)FET 923正好處于斷開(kāi)狀態(tài)(即，當(dāng)如果柵極的電位變得高于當(dāng)前值，那么FET 923將不處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí))，柵極和源極的電位具有由公式(1)表示的關(guān)系。
Vg-Vs＝Vth(1)由于電阻器921、922和925的壓降被忽略，利用電源924的電壓值Vref和VC(off)通過(guò)公式(2)到(4)來(lái)表示FET 923的各端子的電位。
Vg＝VC(off) (2)Vs＝Vref(3)
Vd＝Vref (4)通過(guò)使用公式(2)和(3)來(lái)替換公式(1)，使用電壓VC(off)來(lái)獲得公式(5)。由公式(6)來(lái)表示VC(on)。
VC(off)＝Vref+Vth (5)VC(on)＝Vref+Vth+Vw(6)根據(jù)公式(2)到(5)，可以明白的是，由FET 923的閾值電壓Vth和電源924的電壓值Vref來(lái)確定當(dāng)FET 923正好處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)FET 923的各端子上的電位。
在圖33中所示的常規(guī)增益控制電路中，在電源924的電壓值Vref固定的情況下改變控制電壓VC，從而使得FET923的柵極和源極之間的電位改變，并且FET 923的源極和漏極之間的導(dǎo)通電阻值改變。在這個(gè)行為中，信號(hào)輸入端931和信號(hào)輸出端932之間的衰減根據(jù)控制電壓VC變化。因此，可以根據(jù)控制電壓VC來(lái)執(zhí)行增益控制。
然而，上述常規(guī)增益控制電路具有下述問(wèn)題。如上所述，利用常規(guī)增益控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)公式(5)。然而，當(dāng)由于例如生產(chǎn)過(guò)程中的不一致性或工作溫度變化造成FET 923的閾值電壓Vth變化時(shí)，F(xiàn)ET 923正好處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)的控制電壓VC(off)變化。由于這個(gè)原因，對(duì)于常規(guī)增益控制電路，當(dāng)由于例如生產(chǎn)過(guò)程中的不一致性或工作溫度變化造成FET 923的閾值電壓變化時(shí)，F(xiàn)ET 923中的高頻信號(hào)的衰減變化，并且因此高頻放大電路的增益變化。
另外，對(duì)于常規(guī)增益控制電路，利用(i)當(dāng)FET 923處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)FET 923的源極和漏極之間的導(dǎo)通電阻和(ii)當(dāng)FET 923處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的導(dǎo)通電阻之間的差值來(lái)確定動(dòng)態(tài)范圍。為了擴(kuò)大該動(dòng)態(tài)范圍，需要提高控制電壓的分辨度，這使得將具有高輸出電壓分辨度的D/A變換器連接到增益控制端成為必須。這擴(kuò)大了D/A變換器的電路規(guī)模，并因此增加了衰減的控制參數(shù)，從而使控制電路更加復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種由例如生產(chǎn)過(guò)程中的不一致性或工作溫度變化引起的FET的閾值電壓的變化對(duì)增益施加的影響減小的高頻放大電路，一種具有更廣的增益控制范圍同時(shí)防止控制電路增大或復(fù)雜化的高頻放大電路，以及一種使用這種高頻放大電路的移動(dòng)通信終端。
本發(fā)明具有下述特點(diǎn)以獲得上述目的。
根據(jù)本發(fā)明的高頻放大電路包括一個(gè)端子組，該端子組包括向其輸入待放大的高頻信號(hào)的信號(hào)輸入端子，用于輸出放大后的高頻信號(hào)的信號(hào)輸出端子，向其施加控制電壓的增益控制端子，以及向其施加參考電壓的參考電壓端子；放大器，設(shè)置在信號(hào)輸入端子和信號(hào)輸出端子之間，用于放大輸入的高頻信號(hào)；增益控制電路，設(shè)置在信號(hào)輸入端子和信號(hào)輸出端子之間且與放大器串聯(lián)，用于根據(jù)施加到增益控制端子上的控制電壓來(lái)改變輸入的高頻信號(hào)的衰減；以及參考電壓電路，用于根據(jù)施加到參考電壓端子的參考電壓來(lái)產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓，并將所產(chǎn)生的內(nèi)部參考電壓提供給增益控制電路。所述增益控制電路包括至少一個(gè)用于在其柵極接收控制電壓的第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述增益控制電路的電阻值根據(jù)給定的控制電壓而改變。所述參考電壓電路包括其閾值電壓基本上等于所述至少一個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓的第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管，該第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管被設(shè)置來(lái)利用閾值電壓產(chǎn)生相對(duì)于參考電壓變化的內(nèi)部參考電壓。所述增益控制電路利用連續(xù)改變的所述至少一個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電阻值來(lái)連續(xù)改變輸入的高頻信號(hào)的衰減。參考電壓電路將內(nèi)部參考電壓提供給所述至少一個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和/或漏極，由此抵消由所述至少一個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓對(duì)增益控制電路中的高頻信號(hào)的衰減的變化施加的影響。
在這種情況下，所述高頻放大電路還包括設(shè)置在信號(hào)輸入端子和接地端子之間的衰減電路，或設(shè)置在信號(hào)輸出端子和接地端子之間的衰減電路?；蛘?，所述高頻放大電路還包括設(shè)置在信號(hào)輸入端子和接地端子之間的衰減電路，以及設(shè)置在信號(hào)輸出端子和接地端子之間的衰減電路。所述衰減電路可以包括彼此串聯(lián)的電阻器和電容器。
所述增益控制電路還可以包括連接到所述至少一個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和漏極的電阻器。
或者，所述增益控制電路可以包括設(shè)置在增益控制端子和接地端子之間的控制電壓分壓電路，用于分壓控制電壓以獲得多個(gè)電壓；多個(gè)彼此串聯(lián)的第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并且其中每個(gè)的柵極上施加有通過(guò)控制電壓分壓電路獲得的電壓；以及多個(gè)電阻器，其與所述多個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和漏極相連。
所述參考電壓電路可以包括在參考電壓端子和接地端子之間設(shè)置的參考電壓分壓電路，用于分壓所述參考電壓；設(shè)置在參考電壓端子和所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極之間的電阻器；以及設(shè)置在接地端子和所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極之間的電阻器。優(yōu)選地，在通過(guò)參考電壓分壓電路獲得的電壓被施加給所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極的情況下，第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極或源極上的電位被作為內(nèi)部參考電壓輸出。
或者，根據(jù)本發(fā)明的高頻放大電路包括一個(gè)端子組，該端子組包括向其輸入待放大的高頻信號(hào)的信號(hào)輸入端子，用于輸出放大后的高頻信號(hào)的信號(hào)輸出端子，向其施加控制電壓的增益控制端子，以及向其施加參考電壓的參考電壓端子；放大器，設(shè)置在信號(hào)輸入端子和信號(hào)輸出端子之間，用于放大輸入的高頻信號(hào)；增益控制電路，設(shè)置在信號(hào)輸入端子和信號(hào)輸出端子之間且與放大器串聯(lián)，用于根據(jù)施加到增益控制端子上的控制電壓來(lái)改變輸入高頻信號(hào)的衰減；以及參考電壓電路，用于根據(jù)施加到參考電壓端子的參考電壓來(lái)產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓，并將所產(chǎn)生的內(nèi)部參考電壓提供給增益控制電路。所述增益控制電路包括用于在其柵極接收控制電壓的第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述增益控制電路的電阻值根據(jù)給定的控制電壓而改變。所述參考電壓電路包括多個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管，用于利用該第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓產(chǎn)生相對(duì)于參考電壓變化的電壓；以及分壓電路，用于分壓所產(chǎn)生的電壓。所述增益控制電路利用連續(xù)改變的所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電阻值來(lái)連續(xù)改變輸入的高頻信號(hào)的衰減。參考電壓電路將由分壓電路獲得的電壓提供給所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和/或漏極作為內(nèi)部參考電壓，由此抵消由所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓對(duì)增益控制電路中的高頻信號(hào)的衰減的變化施加的影響。
在這種情況下，所述增益控制電路還可以包括連接到所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和漏極的電阻器。所述參考電壓電路可以包括設(shè)置在參考電壓端子和接地端子之間的參考電壓分壓電路，用于分壓所述參考電壓；以及設(shè)置在參考電壓端子和接地端子之間且彼此并聯(lián)的兩個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管，作為所述多個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在所述兩個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，一個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以被配置成使得通過(guò)參考電壓分壓電路獲得的電壓被施加到該第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極，第一電阻器設(shè)置在該第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和參考電壓端子之間，并且第二電阻器被設(shè)置在該第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和接地端子之間。另一個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以被配置成使得該第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極連接到該一個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極，第三電阻器設(shè)置在該另一個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和參考電壓端子之間，并且設(shè)置彼此串聯(lián)連接的第四電阻器和第五電阻器作為該另一個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和接地端子之間的分壓電路。第四電阻器和第五電阻器之間的電位可以作為內(nèi)部參考電壓被輸出。
或者，根據(jù)本發(fā)明的高頻放大電路包括一個(gè)端子組，該端子組包括分別向其輸入待放大的第一和第二高頻信號(hào)的第一和第二信號(hào)輸入端子，用于分別輸出放大后的高頻信號(hào)的第一和第二信號(hào)輸出端子，向其施加控制電壓的增益控制端子，以及向其施加參考電壓的參考電壓端子；第一放大器，設(shè)置在第一信號(hào)輸入端子和第一信號(hào)輸出端子之間，用于放大輸入的第一高頻信號(hào)；第二放大器，設(shè)置在第二信號(hào)輸入端子和第二信號(hào)輸出端子之間，用于放大輸入的第二高頻信號(hào)；第一增益控制電路，設(shè)置在第一信號(hào)輸入端子和第一信號(hào)輸出端子之間且與第一放大器串聯(lián)，用于根據(jù)施加到增益控制端子上的控制電壓來(lái)改變輸入的第一高頻信號(hào)的衰減；第二增益控制電路，設(shè)置在第二信號(hào)輸入端子和第二信號(hào)輸出端子之間且與第二放大器串聯(lián)，用于根據(jù)施加到增益控制端子上的控制電壓來(lái)改變輸入的第二高頻信號(hào)的衰減；以及參考電壓電路，用于根據(jù)施加到參考電壓端子的參考電壓來(lái)產(chǎn)生第一和第二內(nèi)部參考電壓，并將所產(chǎn)生的第一和第二內(nèi)部參考電壓分別提供給第一和第二增益控制電路。所述第一增益控制電路可以包括用于在其柵極接收控制電壓的第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述第一增益控制電路的電阻值根據(jù)給定的控制電壓而改變。所述第二增益控制電路可以包括用于在其柵極接收控制電壓的第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述第二增益控制電路的電阻值根據(jù)給定的控制電壓而改變。所述參考電壓電路包括多個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管，用于利用第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓產(chǎn)生相對(duì)于參考電壓變化的電壓，以及分壓電路，用于對(duì)所產(chǎn)生的電壓進(jìn)行分壓且產(chǎn)生第一和第二內(nèi)部參考電壓。所述第一和第二增益控制電路利用連續(xù)改變的所述第一和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電阻值來(lái)分別連續(xù)改變輸入的第一和第二高頻信號(hào)的衰減。參考電壓電路將由分壓電路產(chǎn)生的第一和第二內(nèi)部參考電壓分別提供給所述第一和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和/或漏極，由此分別抵消由所述第一和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓對(duì)第一和第二增益控制電路中的高頻信號(hào)的衰減的變化施加的影響。
在這種情況下，所述第一和第二增益控制電路還可以包括連接到所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和漏極的電阻器。
所述參考電壓電路可以包括設(shè)置在參考電壓端子和接地端子之間的參考電壓分壓電路，用于分壓所述參考電壓；設(shè)置在參考電壓端子和接地端子之間且彼此并聯(lián)的兩個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管，作為所述多個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在所述兩個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以被配置成使得通過(guò)參考電壓分壓電路獲得的電壓被施加到該第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極，第一電阻器設(shè)置在該第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和參考電壓端子之間，并且第二電阻器設(shè)置在該第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和接地端子之間。另一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以被配置成使得該第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極與該一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極相連，第三電阻器設(shè)置在該另一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和參考電壓端子之間，并且設(shè)置第四電阻器到第七電阻器作為在該另一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和接地端子之間的分壓電路。包括第四和第五電阻器的第一電阻串聯(lián)電路與包括第六和第七電阻器的第二電阻串聯(lián)電路彼此并聯(lián)。第四電阻器和第五電阻器之間的電位可以作為第一內(nèi)部參考電壓輸出到第一增益控制電路；而第六電阻器和第七電阻器之間的電位可以作為第二內(nèi)部參考電壓輸出到第二增益控制電路。
或者，所述參考電壓電路可以包括設(shè)置在參考電壓端子和接地端子之間的參考電壓分壓電路，用于分壓所述參考電壓；設(shè)置在參考電壓端子和接地端子之間且彼此并聯(lián)的兩個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管，作為所述多個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在所述兩個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以被配置成使得通過(guò)參考電壓分壓電路獲得的電壓被施加到該第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極，第一電阻器設(shè)置在該第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和參考電壓端子之間，并且第二電阻器被設(shè)置在該第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和接地端子之間。另一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管可以被配置成使得該第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極與該一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極相連，第三電阻器設(shè)置在該另一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和參考電壓端子之間，并且設(shè)置串聯(lián)連接的第四、第五和第六電阻器作為在該另一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和接地端子之間的分壓電路。第五電阻器和第六電阻器之間的電位可以作為第一內(nèi)部參考電壓輸出到第一增益控制電路；而第四電阻器和第五電阻器之間的電位可以作為第二內(nèi)部參考電壓輸出到第二增益控制電路。
或者，根據(jù)本發(fā)明的高頻放大電路包括一個(gè)端子組，該端子組包括向其輸入待放大的高頻信號(hào)的信號(hào)輸入端子，用于輸出放大后的高頻信號(hào)的信號(hào)輸出端子，向其施加控制電壓的增益控制端子，以及向其施加參考電壓的參考電壓端子；連接在所述信號(hào)輸入端子和信號(hào)輸出端子之間的信號(hào)線，用于使輸入的高頻信號(hào)在其中流過(guò)；設(shè)置在信號(hào)線上的放大器，用于放大輸入的高頻信號(hào)；控制電壓電路，用于根據(jù)施加到增益控制端子的控制電壓產(chǎn)生內(nèi)部控制電壓；以及設(shè)置在信號(hào)線上的增益控制電路，用于根據(jù)內(nèi)部控制電壓來(lái)改變?cè)谛盘?hào)線上流過(guò)的高頻信號(hào)的衰減。所述增益控制電路可以包括在信號(hào)輸入端子和接地端子之間設(shè)置的第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，用于在其柵極接收控制電壓，并且在其源極和/或漏極上接收內(nèi)部控制電壓，所述增益控制電路的電阻值根據(jù)給定的控制電壓而改變。所述控制電壓電路可以包括其閾值電壓基本上等于所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓的第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管，該第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管被設(shè)置來(lái)利用閾值電壓產(chǎn)生相對(duì)于控制電壓變化的內(nèi)部參考電壓。所述增益控制電路利用連續(xù)變化的所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電阻值來(lái)連續(xù)地改變?cè)谛盘?hào)線上流過(guò)的高頻信號(hào)的衰減?？刂齐妷弘娐穼⑺鰞?nèi)部控制電壓提供給增益控制電路，由此抵消由所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓對(duì)增益控制電路中的高頻信號(hào)的衰減的變化施加的影響。
在這種情況下，所述增益控制電路還可以包括連接到所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和漏極的電阻器?？刂齐妷弘娐愤€可以包括在參考電壓端子和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極之間設(shè)置的電阻器；以及在接地端子和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極之間設(shè)置的電阻器?？梢詫⒖刂齐妷菏┘咏o所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極。所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和/或源極可以連接到所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極或漏極。
根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)通信終端包括高頻電路模塊，該高頻電路模塊包括合成部件、發(fā)射部件、接收部件和共用部件。所述發(fā)射部件包括用于將輸入調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有彼此不同的發(fā)射頻率的多個(gè)發(fā)射信號(hào)的調(diào)制器；以及多個(gè)放大部件，分別用于放大通過(guò)調(diào)制器獲得的多個(gè)發(fā)射信號(hào)。所述多個(gè)放大部件中的每個(gè)包括具有可變?cè)鲆娴母哳l放大電路，用于放大通過(guò)調(diào)制器獲得的多個(gè)發(fā)射信號(hào)中的一個(gè)；帶通濾波器，用于從通過(guò)高頻放大電路放大的發(fā)射信號(hào)中提取出預(yù)定頻段的信號(hào)分量；具有固定增益的高輸出高頻放大電路，用于放大由帶通濾波器提取的信號(hào)；以及隔離器，設(shè)置在高輸出高頻放大電路和共用部件之間，用于使信號(hào)在從高輸出高頻放大電路到共用部件的一個(gè)方向上。至少一個(gè)高頻放大電路是上述高頻放大電路之一。
從結(jié)合附圖的本發(fā)明的下述詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其他目的、特點(diǎn)、方面和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加明顯。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的高頻放大電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是示出包括圖1中所示的高頻放大電路的蜂窩電話終端的無(wú)線部件的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖3是在圖1所示的高頻放大電路中包括的增益控制電路的電路圖；圖4是示出圖3所示的增益控制電路中的控制電壓和插入損失之間的關(guān)系的曲線圖；圖5是在圖1中示出的高頻放大電路中包括的參考電壓電路的電路圖；圖6是示出圖3所示的增益控制電路中的控制電壓和輸入/輸出功率比之間的關(guān)系的曲線圖；圖7是示出圖3所示的增益控制電路中的控制電壓和增益控制靈敏度之間的關(guān)系的曲線圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的高頻放大電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖9是在圖8所示的高頻放大電路中包括的增益控制電路的電路圖；圖10A是示出圖9所示的增益控制電路中包括的第一FET中的控制電壓和插入損失之間的關(guān)系的曲線圖；圖10B是示出圖9所示的增益控制電路中包括的第二FET中的控制電壓和插入損失之間的關(guān)系的曲線圖；圖10C是示出圖9所示的增益控制電路中包括的FET連接的電路中的控制電壓和插入損失之間的關(guān)系的曲線圖；圖11是示出圖9所示的增益控制電路中的控制電壓和輸入/輸出功率比之間的關(guān)系的曲線圖；圖12是示出圖9所示的增益控制電路中的控制電壓和增益控制靈敏度之間的關(guān)系的曲線圖；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的高頻放大電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖14是在圖13所示的高頻放大電路中包括的參考電壓電路的電路圖；圖15是示出圖13所示的高頻放大電路中包括的增益控制電路中的控制電壓和輸入/輸出功率比之間的關(guān)系的曲線圖；圖16是示出圖13所示的高頻放大電路中包括的增益控制電路中的控制電壓和增益控制靈敏度之間的關(guān)系的曲線圖；
圖17是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的高頻放大電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖18是圖17所示的高頻放大電路中包括的參考電壓電路的電路圖；圖19是示出在圖17所示的高頻放大電路中包括的第一增益控制電路中的控制電壓和輸入/輸出功率比之間的關(guān)系的曲線圖；圖20是示出在圖17所示的高頻放大電路中包括的第一增益控制電路中的控制電壓和增益控制靈敏度之間的關(guān)系的曲線圖；圖21是示出在圖17所示的高頻放大電路中包括的第二增益控制電路中的控制電壓和輸入/輸出功率比之間的關(guān)系的曲線圖；圖22是示出在圖17所示的高頻放大電路中包括的第二增益控制電路中的控制電壓和增益控制靈敏度之間的關(guān)系的曲線圖；圖23是示出圖17所示的高頻放大電路中包括的參考電壓電路的另一示例的電路圖；圖24是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的高頻放大電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖25是圖24所示的高頻放大電路中包括的增益控制電路的電路圖；圖26是示出在圖25所示的增益控制電路中的控制電壓和插入損失之間的關(guān)系的曲線圖；圖27是在圖24所示的高頻放大電路中包括的控制電壓電路的電路圖；圖28是示出在圖25所示的增益控制電路中控制電壓和輸入/輸出功率比之間的關(guān)系的曲線圖；圖29是示出在圖25所示的增益控制電路中控制電壓和增益控制靈敏度之間的關(guān)系的曲線圖；圖30是常規(guī)高頻放大電路的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖31是示出常規(guī)高頻放大電路中控制電壓和輸出功率之間的關(guān)系的曲線圖；圖32是示出輸入到常規(guī)高頻放大電路的突發(fā)信號(hào)的信號(hào)波形圖；和圖33是常規(guī)高頻放大電路中包括的增益控制電路的電路圖。
發(fā)明詳述第一實(shí)施例圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的高頻放大電路10的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖2是示出包括圖1所示的高頻放大電路10的蜂窩電話終端的無(wú)線部件的結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖1中示出的高頻放大電路10用作圖2中示出的蜂窩電話終端的無(wú)線部件中的高頻放大電路202和/或高頻放大電路206。換言之，根據(jù)本實(shí)施例的蜂窩電話終端是圖2中示出的移動(dòng)通信終端，其中高頻放大電路202和206中的至少一個(gè)具有圖1中示出的高頻放大電路10的結(jié)構(gòu)。
在詳細(xì)描述高頻放大電路10之前，將詳細(xì)描述圖2中示出的蜂窩電話終端的無(wú)線部件。根據(jù)本實(shí)施例的蜂窩電話終端可兼容于包括PDC系統(tǒng)和W-CDMA系統(tǒng)的多個(gè)通信系統(tǒng)。如圖2所示，蜂窩電話終端的無(wú)線部件包括發(fā)射部件200、合成部件300、接收部件400和共用部件500。
合成部件300包括溫控晶體振蕩器301(圖2中標(biāo)為“TCXO”)、鎖相環(huán)電路302(圖2中標(biāo)為“PLL”)、以及壓控振蕩器303(圖2中標(biāo)為“VCO”)。合成部件300將具有預(yù)定頻率的信號(hào)提供給發(fā)射部件200和接收部件400。
發(fā)射部件200包括調(diào)制器201、高頻放大電路202和206、帶通濾波器203和207、高輸出高頻放大電路204和208，以及隔離器205和209。調(diào)制器201基于輸入信號(hào)，使用具有彼此不同的發(fā)射頻率的載波來(lái)執(zhí)行兩種方式的調(diào)制，并且輸出兩個(gè)發(fā)射信號(hào)(下文，稱為“第一和第二發(fā)射信號(hào)”)。在第一放大部件中包括高頻放大電路202、帶通濾波器203、高輸出高頻放大電路204和隔離器205。在第二放大部件中包括高頻放大電路206、帶通濾波器207、高輸出高頻放大電路208和隔離器209，第二放大部件和第一放大部件相互獨(dú)立地工作。
調(diào)制器201將例如根據(jù)PDC系統(tǒng)調(diào)制的發(fā)射信號(hào)(發(fā)射頻率大約900MHz)輸出作為第一發(fā)射信號(hào)，而將根據(jù)W-CDMA系統(tǒng)調(diào)制的發(fā)射信號(hào)(發(fā)射頻率大約1.9GHz)輸出作為第二發(fā)射信號(hào)。第一和第二發(fā)射信號(hào)被分別輸入到第一和第二放大部件。高頻放大電路202是一個(gè)可變?cè)鲆娣糯箅娐?，并且將第一發(fā)射信號(hào)(1mW或更小)放大到最大大約為10mW。帶通濾波器203從由高頻放大電路202放大的高頻信號(hào)中提取發(fā)射波段的信號(hào)分量。高輸出高頻放大電路204是固定增益放大電路，并且將從帶通濾波器203輸出的高頻信號(hào)(10mW或更小)放大到最大大約為1W。隔離器205使得信號(hào)沿從高輸出高頻放大電路204到共用部件500的方向傳遞。在第二放大部件中包括的元件以基本上相同的行為工作。
共用部件500包括天線501和502，以及雙工器503和504。雙工器503具有連接到隔離器205的輸出端的TX端子，連接到接收部件400的兩個(gè)輸入端子中的一個(gè)的RX端子，以及連接到天線501的ANT端子。雙工器504具有連接到隔離器209的輸出端的TX端子，連接到接收部件400的兩個(gè)輸入端子中的另一個(gè)的RX端子，以及連接到天線502的ANT端子。
接收部件400包括高頻放大電路401和403、帶通濾波器402、404和406，以及解調(diào)器405。高頻放大電路401將由天線501接收的接收信號(hào)放大，并且?guī)V波器402從高頻放大電路401輸出的輸出信號(hào)中提取發(fā)射波段的信號(hào)分量。高頻放大電路403將由天線502接收的接收信號(hào)放大，并且?guī)V波器404從高頻放大電路403輸出的輸出信號(hào)中提取發(fā)射波段的信號(hào)分量。解調(diào)器405對(duì)由帶通濾波器402和404提取的兩個(gè)信號(hào)分量和從合成部件300輸出的信號(hào)進(jìn)行混頻。帶通濾波器406從解調(diào)器405輸出的輸出信號(hào)中提取中頻信號(hào)。
下文，參照?qǐng)D1來(lái)詳細(xì)描述高頻放大電路10。高頻放大電路10包括匹配電路11、增益控制電路12、參考電壓電路13、放大器14、匹配電路15、放大器16和匹配電路17。高頻放大電路10還包括信號(hào)輸入端子21、信號(hào)輸出端子22、增益控制端子23、參考電壓端子31、電源端子32和33，以及接地端子34到38。如上所述，高頻放大電路10用作圖2中示出的蜂窩電話終端中的高頻放大電路202和/或高頻放大電路206。
增益控制電路12包括信號(hào)輸入端子121、信號(hào)輸出端子122、增益控制端子123、參考電壓端子124，以及接地端子125和126。參考電壓電路13包括參考電壓端子131、參考電壓輸出端子132以及接地端子133。參考電壓輸出端子132連接到參考電壓端子124。參考電壓端子131和接地端子133分別連接到參考電壓端子31和接地端子36。增益控制端子123連接到增益控制端子23。接地端子125和126分別連接到接地端子34和35。電源端子32和33分別連接到放大器14和16的電源端子。接地端子37和38分別連接到放大器14和16的接地端子。
高頻放大電路10對(duì)輸入的高頻信號(hào)執(zhí)行電平調(diào)整，并且隨后執(zhí)行兩級(jí)放大。將待放大的高頻信號(hào)從信號(hào)輸入端子21輸入，并且從信號(hào)輸出端子22輸出放大后的信號(hào)。為了控制高頻放大電路10的增益，向增益控制端子23提供控制電壓VC。向參考電壓端子31提供預(yù)定參考電壓Vref，并且分別向電源端子32和33提供預(yù)定電源電壓Vdd1和Vdd2。
匹配電路11、15和17是阻抗匹配電路，用于對(duì)輸入信號(hào)執(zhí)行阻抗變換。放大器14執(zhí)行第一級(jí)放大，而放大器16執(zhí)行第二級(jí)放大。增益控制電路12根據(jù)施加到增益控制端子23的控制電壓VC來(lái)衰減輸入信號(hào)，并且輸出衰減后的信號(hào)。
更詳細(xì)地，信號(hào)輸入端子21連接到匹配電路11的輸入端子。匹配電路11的輸出端子連接到增益控制電路12的信號(hào)輸入端子121。增益控制電路12的信號(hào)輸出端子122連接到放大器14的輸入端子。放大器14的輸出端子連接到匹配電路15的輸入端子。匹配電路15的輸出端子連接到放大器16的輸入端子相連。放大器16的輸出端子連接到匹配電路17的輸入端子。匹配電路17的輸出端子連接到信號(hào)輸出端子22。
通過(guò)匹配電路11將輸入的高頻信號(hào)輸入到增益控制電路12，并且由增益控制電路12對(duì)該輸入的高頻信號(hào)進(jìn)行衰減。由放大器14對(duì)從增益控制電路12輸出的輸出信號(hào)進(jìn)行放大。通過(guò)匹配電路15將從放大器14輸出的輸出信號(hào)輸入到放大器16并由放大器16進(jìn)行放大。通過(guò)匹配電路17將從放大器16輸出的輸出信號(hào)從信號(hào)輸出端子22輸出。
下文，詳細(xì)描述由高頻放大電路10執(zhí)行的增益控制。增益控制電路12基于施加到增益控制端子23上的控制電壓VC改變?cè)鲆婵刂齐娐?2的電阻值，從而來(lái)衰減輸入高頻信號(hào)。參考電壓電路13獲得用于補(bǔ)償增益控制電路12的電阻值的變化的參考電壓Vref1(即，如果控制電壓VC是恒定的，那么增益控制電路12的電阻值也是恒定時(shí)的電壓)，并且將參考電壓Vref1提供給增益控制電路12。高頻放大電路10因此通過(guò)使用施加到增益控制端子23的控制電壓VC和通過(guò)參考電壓電路13獲得的參考電壓Vref1來(lái)控制增益控制電路12中的衰減，從而執(zhí)行增益控制。
圖3是示出增益控制電路12的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的電路圖。如圖3所示，信號(hào)輸入端子121連接到電容器43的一端以及電容器51的一端。電容器43的另一端連接到FET 41的源極、電阻器42的一端以及電阻器45的一端。電阻器45的另一端連接到參考電壓端子124。電阻器42的另一端連接到FET 41的漏極以及電容器44的一端。信號(hào)輸出端子122連接到電容器44的另一端以及電容器56的一端。
電容器51的另一端連接到電阻器52的一端。電阻器52的另一端連接到電容器53的一端。電容器53的另一端連接到接地端子125。電容器56的另一端連接到電阻器57的一端。電阻器57的另一端連接到電容器58的一端。電容器58的另一端連接到接地端子126。增益控制端子123連接到電阻器46的一端。電阻器46的另一端連接到FET 41的柵極。
在增益控制電路12中，可變電阻電路40包括設(shè)置在信號(hào)輸入端子121和信號(hào)輸出端子122之間的FET 41、電阻器42、以及電容器43和44。衰減電路50包括設(shè)置在信號(hào)輸入端子121和接地端子125之間的電容器51和53，以及電阻器52。衰減電路55包括設(shè)置在信號(hào)輸出端子122和接地端子126之間的電容器56和58，以及電阻器57。
由于電容器43和44設(shè)置在信號(hào)輸入端子121和信號(hào)輸出端子122之間，所以端子121和122之間的直流電阻無(wú)限大。由于電容器51和53設(shè)置在信號(hào)輸入端子121和接地端子125之間，所以端子121和125之間的直流電阻也無(wú)限大。由于電容器56和58設(shè)置在信號(hào)輸出端子122和接地端子126之間，所以端子122和126之間的直流電阻也無(wú)限大。
在增益控制電路12中，F(xiàn)ET 41的源極和漏極可以彼此替換。電阻器45的一端可以連接到FET 41的漏極以及電阻器42的另一端，而不是FET 41的源極和電阻器42的一端。在衰減電路50中，電容器51和電阻器52可以彼此替換，電阻器52和電容器53可以彼此替換，并且可以省掉電容器51和53中的一個(gè)?？梢詫?duì)衰減電路55進(jìn)行基本上相同的修改。
下文，將介紹包括在增益控制電路12中的作為可變電阻器的FET41的操作。在增益控制電路12中，F(xiàn)ET 41的源極和漏極之間的電阻值是根據(jù)施加到增益控制端子123的控制電壓VC和施加到參考電壓端子124的參考電壓Vref1來(lái)改變的。結(jié)果是，改變了信號(hào)輸入端子121和信號(hào)輸出端子122之間的衰減。因此，執(zhí)行了高頻放大電路10的增益控制。
圖4是示出增益控制電路12中的控制電壓和插入損失之間的關(guān)系的曲線圖。在圖4中，橫軸表示施加到FET 41的柵極的控制電壓VC，而縱軸表示FET 41的源極和漏極之間的衰減。從圖4可以意識(shí)到，F(xiàn)ET41的源極和漏極之間的阻抗處于以下三種狀態(tài)之一。
(a)當(dāng)VC＜VC(off)時(shí)，固定為約-20dB；(b)當(dāng)VC＞VC(on)時(shí)，固定為約0dB；和(c)當(dāng)VC(off)≤VC≤VC(on)時(shí)，根據(jù)VC的值而連續(xù)變化。
下文中，上述(a)中的狀態(tài)被稱為“斷開(kāi)狀態(tài)”，上述(b)中的狀態(tài)被稱為“導(dǎo)通狀態(tài)”，而上述(c)中的狀態(tài)被稱為“可變電阻狀態(tài)”。FET 41的閾值電壓被表示為Vth1，F(xiàn)ET 41的柵極、源極和漏極上的電位分別被表示為Vg、Vs和Vd。VC(off)和VC(on)之間的差被表示為Vw。
假設(shè)電阻器42、45和46的電阻值足夠高，并且這些電阻器上的壓降可以忽略，那么FET 41的柵極上的電位基本上等于控制電壓VC，而FET 41的源極和漏極上的電位基本上等于參考電壓Vref1。即，實(shí)現(xiàn)公式(11)到(13)。
Vg＝VC (11)Vd＝Vref1(12)Vs＝Vref1(13)當(dāng)FET 41正好被置于斷開(kāi)狀態(tài)(即，當(dāng)如果柵極上的電位變得高于當(dāng)前值那么FET 41將不處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí))，F(xiàn)ET 41的柵極和源極上的電位具有由公式(14)表示的關(guān)系。
Vg-Vs＝Vth1 (14)在此點(diǎn)上，公式(15)也可以實(shí)現(xiàn)。
Vg＝VC(off) (15)通過(guò)用公式(13)和(15)來(lái)替代公式(14)，可以使用VC(off)得到公式(16)。VC(on)可以由公式(17)表示。
VC(off)＝Vref1+Vth1 (16)VC(on)＝Vref1+Vth1+Vw (17)根據(jù)公式(11)到(13)和(16)，可以明白的是，在FET 41正好被置于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)的FET 41的各端子上的電位由FET 41的閾值電壓Vth1和施加到參考電壓端子124的電壓值Vref1來(lái)確定。
在增益控制電路12中，通過(guò)在用于補(bǔ)償電阻值的參考電壓Vref1被施加到參考電壓端子124的狀態(tài)下改變施加到增益控制端子123的控制電壓VC，從而改變FET 41的柵極和源極之間的電位。因此，改變了FET 41的源極和漏極之間的導(dǎo)通電阻值。結(jié)果是，信號(hào)輸入端子121和信號(hào)輸出端子122之間的衰減根據(jù)控制電壓VC變化。因此，執(zhí)行了增益控制。
增益控制電路12包括信號(hào)輸入端子121和接地端子125之間的衰減電路50以及信號(hào)輸出端子122和接地端子126之間的衰減電路55。當(dāng)控制電壓VC變化并且FET 41的源極和漏極之間的電阻值也因此變化時(shí)，F(xiàn)ET 41的源極和漏極之間的阻抗變化。衰減電路50和55用來(lái)減小阻抗中的變化。
圖5是示出參考電壓電路13的具體結(jié)構(gòu)的電路圖。如圖5所示，參考電壓端子131連接到電阻器61的一端。電阻器61的另一端連接到電阻器62的一端、電阻器63的一端以及電阻器65的一端。電阻器63的另一端連接到FET 67的柵極和電阻器64的一端。下文中，在電阻器63的另一端、FET 67的柵極以及電阻器64的該一端的連接點(diǎn)上的電位被表示V1。電阻器65的另一端連接到FET 67的漏極。參考電壓輸出端子132連接到FET 67的源極和電阻器66的一端。接地端子133連接到電阻器62的另一端、電阻器64的另一端以及電阻器66的另一端。參考電壓輸出端子132可以連接到FET 67的漏極而不是源極。
下文中，將介紹參考電壓電路13的操作。假設(shè)電阻器65和66的電阻值足夠高并且在FET 67的漏極和源極之間流動(dòng)的電流可以被忽略。在FET 67的閾值電壓為Vth時(shí)，施加到FET 67的柵極的電壓V1由使用FET 67的閾值電壓Vth和從參考電壓輸出端子132輸出的電壓值Vref1的公式(21)表示。
Vref1＝V1-Vth (21)在參考電壓電路13中，通過(guò)合適地選擇電阻器61到64的電阻值來(lái)將電位V1設(shè)定為預(yù)定的理想值。
在使用相同的半導(dǎo)體工藝來(lái)制造增益控制電路12和參考電壓電路13的情況下，電路12和13中包括的FET的閾值電壓彼此基本相等。因此，實(shí)現(xiàn)公式(22)。
Vth1＝Vth (22)因此，根據(jù)公式(16)、(17)、(21)和(22)，由公式(23)和(24)來(lái)表示增益控制電路12中的VC(off)和VC(on)。
VC(off)＝V1 (23)VC(on)＝V1+Vw (24)公式(23)和公式(24)都不包括依賴于FET的閾值電壓的項(xiàng)。因此，即使當(dāng)FET的閾值電壓變化時(shí)，VC(off)和VC(on)不受此種變化的影響，并且由增益控制電路12執(zhí)行的增益控制也不受此種變化影響。由于這個(gè)原因，可以減小由FET的閾值電壓的變化引起的增益的變化。
接下來(lái)，將描述在高頻放大電路10中的FET的閾值電壓變化時(shí)的增益控制特性的具體示例。這里，作為示例，將描述在從信號(hào)輸入端子121輸入的信號(hào)的頻率為1.95GHz且施加到參考電壓端子131的參考電壓Vref為3V的條件下執(zhí)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)于這種情況，在FET 41和FET 67的閾值電壓Vth為-0.6V、-0.5V和-0.4V的情況下，施加到增益控制端子123的控制電壓從0V變到3V。該結(jié)果將被示出。
圖6是示出工作在上述條件下的增益控制電路12中的控制電壓和輸入/輸出功率比之間的關(guān)系的曲線圖。圖7是示出工作在上述條件下的增益控制電路12中的控制電壓和增益控制靈敏度之間的關(guān)系的曲線圖。在圖6和圖7中，橫軸表示施加到增益控制端子23的控制電壓VC。在圖6中，縱軸表示在輸入到信號(hào)輸入端子121的輸入信號(hào)的功率和從信號(hào)輸出端子122輸出的輸出信號(hào)的功率之間的比值PG。在圖7中，縱軸表示增益控制靈敏度GS。所述“增益控制靈敏度”由通過(guò)利用控制電壓來(lái)差分圖6中示出的功率比值PG而獲得的差分系數(shù)表示。
根據(jù)圖6和圖7，即使當(dāng)FET的閾值電壓變化時(shí)，增益控制電路12的特性也基本上不受此種變化的影響。因此，即使當(dāng)FET的閾值電壓由于制造工藝的不一致性或工作溫度的變化而改變時(shí)，高頻放大電路10也可以減小增益控制特性以及增益控制靈敏度的變化。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的高頻放大電路可以減小由于包括在增益控制電路中的FET的閾值電壓變化而引起的增益的變化。
參考電壓電路13可以包括在電阻器63、64和FET 67的柵極的連接點(diǎn)之間具有足夠高電阻值的電阻器。
第二實(shí)施例圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的高頻放大電路18的結(jié)構(gòu)的方框圖。類似于根據(jù)第一實(shí)施例的高頻放大電路10，圖8中示出的高頻放大電路18用作圖2中示出的蜂窩電話終端中的高頻放大電路202和/或高頻放大電路206。換言之，根據(jù)本實(shí)施例的蜂窩電話終端是圖2中示出的蜂窩電話終端，其中高頻放大電路202和206中的至少一個(gè)具有圖8中示出的高頻放大電路18的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例的元件中，與第一實(shí)施例中的那些相同的元件具有相同的參考標(biāo)記，并且省略其說(shuō)明。
高頻放大電路18與根據(jù)第一實(shí)施例的高頻放大電路10(圖1)的區(qū)別在于包括增益控制電路19而不是增益控制電路12，并且另外包括接地端子39。高頻放大電路18的操作基本上與高頻放大電路10的操作相同。
增益控制電路19包括信號(hào)輸入端子191、信號(hào)輸出端子192、增益控制端子193、參考電壓端子194，以及接地端子195到197。參考電壓輸出端子132連接到參考電壓端子194。增益控制端子193連接到增益控制端子23。接地端子195到197分別連接到接地端子34、35和39。
圖9是示出增益控制電路19的具體結(jié)構(gòu)的電路圖。如圖9所示，信號(hào)輸入端子191連接到電容器75的一端以及電容器51的一端。電容器75的另一端連接到FET 71的源極、電阻器73的一端以及電阻器77的一端。電阻器77的另一端連接到參考電壓端子194。電阻器73的另一端連接到電阻器74的一端、FET 71的漏極以及FET 72的源極。電阻器74的另一端連接到FET 72的漏極和電容器76的一端。信號(hào)輸出端子192連接到電容器76的另一端以及電容器56的一端。電容器51、53和電阻器52以與第一實(shí)施例中相同的方式相連。接地端子195連接到電容器53的另一端。電容器56、58和電阻器57以與第一實(shí)施例中相同的方式相連。接地端子196連接到電容器58的另一端。
增益控制端子193連接到電阻器81的一端。電阻器81的另一端連接到電阻器82的一端和電阻器78的一端。下文中，在電阻器81的另一端、電阻器82的一端以及電阻器78的一端的連接點(diǎn)上的電位被表示為VC1。電阻器78的另一端連接到FET 71的柵極。電阻器82的另一端連接到電阻器83的一端以及電阻器79的一端。下文中，在電阻器82的另一端、電阻器83的一端以及電阻器79的一端的連接點(diǎn)處的電位被表示為VC2。電阻器79的另一端連接到FET 72的柵極。接地端子197連接到電阻器83的另一端。
在增益控制電路19中，可變電阻電路70包括設(shè)置在信號(hào)輸入端子191和信號(hào)輸出端子192之間的FET 71和72、電阻器73和74、和電容器75和76。衰減電路50包括設(shè)置在信號(hào)輸入端子191和接地端子195之間的電容器51、53和電阻器52。衰減電路55包括設(shè)置在信號(hào)輸出端子192和接地端子196之間的電容器56、58和電阻器57。分壓電路80包括設(shè)置在增益控制端子193和接地端子197之間的電阻器81到83。
類似于第一實(shí)施例，在增益控制電路19中，信號(hào)輸入端子191和信號(hào)輸出端子192之間的直流電阻、信號(hào)輸入端子191和接地端子195之間的直流電阻、以及信號(hào)輸出端子192和接地端子196之間的直流電阻都是無(wú)限大的。
同樣在增益控制電路19中，F(xiàn)ET 71的源極和漏極可以彼此替換。FET 72的源極和漏極可以彼此替換。在衰減電路50，電容器51和電阻器52可以彼此替換，電阻器52和電容器53可以彼此替換，并且可以省掉電容器51和53中的一個(gè)。對(duì)衰減電路55進(jìn)行基本上相同的修改。
電阻器77的一端連接到FET 71的漏極、電阻器73的另一端以及FET 72的源極，而不是FET 71的源極和電阻器73的一端?；蛘撸娮杵?7的一端可以連接到FET 72的漏極以及電阻器74的另一端?？勺冸娮桦娐?0可以包括在源極和漏極之間具有多個(gè)柵極的多柵極FET，而不是FET 71和72。
下文中，將介紹包括在增益控制電路19中的作為可變電阻的FET71和72的操作。同樣在增益控制電路19中，F(xiàn)ET 71的源極和FET 72的漏極之間的電阻值根據(jù)施加到增益控制端子193的控制電壓VC和施加到參考電壓端子194的參考電壓Vref1而改變。結(jié)果是，信號(hào)輸入端子191和信號(hào)輸出端子192之間的衰減被改變。因此，執(zhí)行了高頻放大電路18的增益控制。
圖10A、圖10B和圖10C是分別示出FET 71、FET72和包括彼此連接的FET 71和FET 72的電路(下文稱為“FET連接電路”)中的控制電壓和插入損失之間的關(guān)系的曲線圖。在圖10A中，橫軸表示施加到FET 71的柵極的電壓VC1，而縱軸表示FET 71的源極和漏極之間的衰減。在圖10B中，橫軸表示施加到FET 72的柵極的電壓VC2，而縱軸表示FET 72的源極和漏極之間的衰減。
從圖10A可以意識(shí)到，F(xiàn)ET 71的源極和漏極之間的阻抗處于以下三種狀態(tài)之一。
(a1)當(dāng)VC1＜VC1(off)時(shí)，固定為約-20dB；(b1)當(dāng)VC1＞VC1(on)時(shí)，固定為約0dB；和(c1)當(dāng)VC1(off)≤VC1≤VC1(on)時(shí)，根據(jù)VC1的值而連續(xù)變化。
類似地，從圖10B可以意識(shí)到，F(xiàn)ET 72的源極和漏極之間的阻抗處于以下三種狀態(tài)之一。
(a2)當(dāng)VC2＜VC2(off)時(shí)，固定為約-20dB；(b2)當(dāng)VC2＞VC2(on)時(shí)，固定為約0dB；和(c2)當(dāng)VC2(off)≤VC2≤VC2(on)時(shí)，根據(jù)VC2的值而連續(xù)變化。
下文中，F(xiàn)ET 71的閾值電壓被表示為Vth1，F(xiàn)ET 71的柵極、源極和漏極上的電位分別被表示為Vg1、Vs1和Vd1。VC1(off)和VC1(on)之間的差被表示為Vw。
假設(shè)電阻器73、74、77到79的電阻值足夠高，并且這些電阻器上的壓降可以忽略，那么FET 71的柵極上的電位基本上等于電壓VC1，而FET 71的源極和漏極上的電位基本上等于參考電壓Vref1，即，實(shí)現(xiàn)公式(31)到(33)。
Vg1＝VC1 (31)Vd1＝Vref1(32)Vs1＝Vref1(33)當(dāng)FET 71正好被置于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，F(xiàn)ET 71的柵極和源極上的電位具有公式(34)表示的關(guān)系。
Vg1-Vs1＝Vth1 (34)在此點(diǎn)上，公式(35)也可以實(shí)現(xiàn)。
Vg1＝VC1(off) (35)通過(guò)用公式(33)和(35)來(lái)替代公式(34)，使用VC1(off)可以得到公式(36)。VC1(on)可以由公式(37)表示。
VC1(off)＝Vref1+Vth1 (36)VC1(on)＝Vref1+Vth1+Vw(37)根據(jù)公式(31)到(33)和(36)，可以明白的是，在FET 71正好被置于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)的FET 71的各端子上的電位由FET 71的閾值電壓Vth1和施加到參考電壓端子194的電壓值Vref1來(lái)確定。
FET 72的柵極、源極和漏極上的電位分別被表示為Vg2、Vs2和Vd2。假設(shè)FET 72的閾值電壓等于FET 71的閾值電壓Vth1，并且VC2(off)和VC2(on)之間的差等于Vw。對(duì)于FET 72，類似于FET71，實(shí)現(xiàn)公式(41)到(47)。
Vg2＝VC2 (41)Vd2＝Vref1(42)Vs2＝Vref1(43)Vg2-Vs2＝Vth1 (44)Vg2＝VC2(off) (45)VC2(off)＝Vref1+Vth1 (46)
VC2(on)＝Vref1+Vth1+Vw(47)根據(jù)公式(41)到(43)和(46)，可以明白的是，在FET 72正好被置于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)的FET 72的各端子上的電位由FET 72的閾值電壓Vth1和施加到參考電壓端子194的電壓值Vref1來(lái)確定。
接下來(lái)，將介紹FET連接電路。電阻器81到83的電阻值將分別被表示為R1到R3。α＝(R1+R2+R3)/(R2+R3)，β＝(R1+R2+R3)/R3。當(dāng)電壓VC1變成VC1(off)和VC1(on)時(shí)，控制電壓VC的值分別表示為VC1off和VC1on。當(dāng)電壓VC2變成VC2(off)和VC2(on)時(shí)，控制電壓VC的值分別表示為VC2off和VC2on。通過(guò)公式(51)到(54)來(lái)表示這些值。
VC1off＝α×VC1(off) (51)VC1on＝α×VC1(on)(52)VC2off＝β×VC2(off) (53)VC2on＝β×VC2(on)(54)假設(shè)FET 71和72的特性彼此相同，VC1(off)和VC1(on)分別匹配VC2(off)和VC2(on)。由于α＜β，公式(55)和(56)被實(shí)現(xiàn)。
VC1off＜VC2off(55)VC1on＜VC2on (56)由于VC1(off)＜VC1(on)和VC2(off)＜VC2(on)，公式(57)和(58)被實(shí)現(xiàn)。
VC1off＜VC1on (57)VC2off＜VC2on (58)根據(jù)公式(55)到(58)，應(yīng)該明白的是，在VC1off、VC1on、VC2off和VC2on中，VC1off最小，而VC2on最大。
圖10C示出了在FET連接電路中控制電壓和插入損失之間的關(guān)系。在圖10C中，橫軸表示施加到增益控制端子193的控制電壓VC，而縱軸表示FET 71的源極和FET 72的漏極之間的衰減。從圖10C可以意識(shí)到，F(xiàn)ET 71的源極和FET 72的漏極之間的阻抗處于以下三種狀態(tài)之一。
(a3)當(dāng)VC＜VC(off)時(shí)，固定為約-40dB；(b3)當(dāng)VC＞VC(on)時(shí)，固定為約0dB；和(c3)當(dāng)VC(off)≤VC≤VC(on)時(shí)，根據(jù)VC的值而連續(xù)變化。
在這種情況下，VC(off)和VC(on)分別由公式(59)和(60)表示，VC(off)＝VC1off＝α×VC1(off)＝α×(Vref1+Vth1) (59)VC(on)＝VC2on＝β×VC2(on)＝β×(Vref1+Vth1+Vw)(60)在增益控制電路19中，通過(guò)在用于補(bǔ)償電阻值的參考電壓Vref1被施加到參考電壓端子194的情況下改變施加到增益控制端子193的控制電壓VC，從而改變FET 71和FET 72的柵極和源極之間的電壓。因此，F(xiàn)ET 71的源極和FET 72的漏極之間的導(dǎo)通電阻值被改變。結(jié)果是，信號(hào)輸入端子191和信號(hào)輸出端子192之間的衰減根據(jù)控制電壓VC變化。因此，執(zhí)行了增益控制。增益控制電路19中的衰減電路50和55的功能和第一實(shí)施例中相同。
高頻放大電路18包括如圖3所示的參考電壓電路13。參考電壓電路13的結(jié)構(gòu)和操作如上述第一實(shí)施例中所述，并且將不再在這里描述。同樣對(duì)于高頻放大電路18，實(shí)現(xiàn)了公式(61)和(62)。
Vref1＝V1-Vth(61)Vth1＝Vth(62)因此，根據(jù)公式(59)到(62)，增益控制電路19中的VC(off)和VC(on)分別由公式(63)和(64)表示。
VC(Off)＝α×V1(63)VC(on)＝β×(V1+Vw)(64)公式(63)和公式(64)都不包括依賴于FET的閾值電壓的項(xiàng)。因此，即使當(dāng)FET的閾值電壓變化時(shí)，增益控制電路19中的VC(off)和VC(on)也不受此種變化的影響，并且由增益控制電路19執(zhí)行的增益控制也不受此種變化的影響。由于這個(gè)原因，可以減小由FET的閾值電壓中的變化引起的增益的變化。
接下來(lái)，將介紹當(dāng)高頻放大電路18中的FET的閾值電壓變化時(shí)的增益控制特性的具體示例。這里，作為示例，將描述在與第一實(shí)施例中所述的輸入信號(hào)的頻率、參考電壓、FET的閾值電壓和控制電壓一樣的情況下執(zhí)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。與圖6和圖7中示出的那些對(duì)應(yīng)的關(guān)于高頻放大電路18的結(jié)果如圖11和圖12中所示。
根據(jù)圖11和圖12，即使當(dāng)FET的閾值電壓變化時(shí)，增益控制電路19的特性也基本上不受此種變化的影響。因此，即使當(dāng)FET的閾值電壓由于制造工藝的不一致性或工作溫度的變化而改變時(shí)，高頻放大電路18也可以減小增益控制特性以及增益控制靈敏度的變化。
與圖6和圖7中示出的特性相比較，圖11和圖12中所示的特性呈現(xiàn)出其中輸入/輸出功率比變化的控制電壓的較大范圍和增益控制靈敏度的較低峰值(大約90dB/V)。因此，高頻放大電路18的動(dòng)態(tài)范圍可以被擴(kuò)大，而不必提高用于獲得控制電壓VC的D/A變換器的分辨度，同時(shí)防止控制電路被擴(kuò)大或復(fù)雜化。
由于可變電阻電路70包括多個(gè)FET 71和72，所以，輸入到可變電阻電路70的輸入端的信號(hào)的電平可以分配到多個(gè)FET。因此，可以在不增加FET的柵極寬度的情況下改善FET相對(duì)于輸入信號(hào)的失真特性。
第三實(shí)施例圖13是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的高頻放大電路600的結(jié)構(gòu)的方框圖。類似于根據(jù)第一實(shí)施例的高頻放大電路10，圖13中示出的高頻放大電路600用作圖2中示出的蜂窩電話終端中的高頻放大電路202和/或高頻放大電路206。換言之，根據(jù)本實(shí)施例的蜂窩電話終端是圖2中示出的蜂窩電話終端，其中高頻放大電路202和206中的至少一個(gè)具有圖13中示出的高頻放大電路600的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例的元件中，與第一實(shí)施例中的那些相同的元件具有相同的參考標(biāo)記，并且省略其說(shuō)明。
高頻放大電路600與根據(jù)第一實(shí)施例的高頻放大電路10(圖1)的區(qū)別在于包括參考電壓電路601而不是參考電壓電路13。高頻放大電路600的操作基本上與高頻放大電路10的操作相同。與高頻放大電路10不同，包括在高頻放大電路600中的參考電壓電路601具有一種電路結(jié)構(gòu)，該電路結(jié)構(gòu)考慮到在增益控制電路12中包括的FET的閾值電壓與在參考電壓電路601中包括的FET的閾值電壓彼此不同。
參考電壓電路601包括參考電壓端子701、參考電壓輸出端子702和接地端子703。參考電壓輸出端子702連接到參考電壓端子124。參考電壓端子701和接地端子703分別連接到參考電壓端子31和接地端子36。
下文中，將介紹由高頻放大電路600執(zhí)行的增益控制。增益控制電路12通過(guò)根據(jù)施加到增益控制端子23的控制電壓VC改變?cè)鲆婵刂齐娐?2的電阻值，從而衰減輸入高頻信號(hào)。參考電壓電路601獲得用于補(bǔ)償增益控制電路12中的FET的電阻值中的變化的參考電壓Vref1(即，如果控制電壓VC恒定那么增益控制電路12的電阻值也恒定時(shí)的電壓)，并且將該參考電壓Vref1提供給增益控制電路12。高頻放大電路600因此通過(guò)使用施加到增益控制端子23的控制電壓VC和由參考電壓電路601獲得的參考電壓Vref1來(lái)控制增益控制電路12中的衰減，從而執(zhí)行增益控制。
增益控制電路12的結(jié)構(gòu)和操作與關(guān)于根據(jù)第一實(shí)施例的高頻放大電路10描述的結(jié)構(gòu)和操作相同，并不在此再次描述。
圖14是示出參考電路601的具體結(jié)構(gòu)的電路圖。如圖14所示，參考電壓端子701連接到電阻器704的一端。電阻器704的另一端連接到電阻器705的一端、電阻器708的一端以及電阻器712的一端。電阻器705的另一端連接到FET 710的柵極以及電阻器706的一端。下文中，電阻器705的另一端、FET 710的柵極和電阻器706的一端的連接點(diǎn)處的電位被表示為V2。電阻器708的另一端連接到FET 710的漏極。FET 710的源極連接到電阻器709的一端和電阻器711的一端。電阻器712的另一端連接到FET 713的漏極。電阻器711的另一端連接到FET 713的柵極。FET 713的源極連接到電阻器714的一端。下文中，F(xiàn)ET 713的源極和電阻器714的一端的連接點(diǎn)處的電位被表示為V3。參考電壓輸出端子702連接到電阻器714的另一端以及電阻器715的一端。電阻器707的一端連接到電阻器706的另一端、電阻器709的另一端以及電阻器715的另一端。下文中，電阻器707的一端、電阻器706的另一端、電阻器709的另一端以及電阻器715的另一端的連接點(diǎn)處的電位被表示為V4。接地端子703連接到電阻器707的另一端。
對(duì)于包括在參考電壓電路601中的電阻器704到707的每一個(gè)，使用具有約幾KΩ的電阻值的電阻器。對(duì)于電阻708、709、711、712、714和715中的每一個(gè)，使用具有約幾十KΩ的電阻值的電阻器。在增益控制電路12中包括的FET 41具有約-0.55V的閾值電壓。包括在參考電壓電路601中的FET 710和FET 713中的每一個(gè)具有一個(gè)如下所述的與FET 41不同的閾值電壓，如-0.4V、-0.5V和-0.6V。
下文中，介紹參考電壓電路601的操作。假設(shè)電阻器708和709的電阻值足夠高并且在FET 710的漏極和源極之間流動(dòng)的電流可以被忽略，電阻器712、714和715的電阻值足夠高并且在FET 713的漏極和源極之間流動(dòng)的電流可以被忽略。
在FET 710和FET 713的閾值電壓為Vth2的情況下，施加到FET710的柵極的電壓V2利用FET 710和FET 713的閾值電壓Vth2和電壓值V3由公式(71)表示。
V2＝V3+2·Vth2(71)參考電壓輸出端子702的電壓Vref1利用電壓值V3和V4由公式(72)表示，其中電阻器714和715的電阻值分別為R4和R5，且γ＝R5/(R4+R5)。
Vref1＝γ·V3-(γ-1)·V4 (72)通過(guò)用公式(71)來(lái)替代公式(72)，參考電壓輸出端子702的電壓Vref1的值利用電壓值V2和V4以及閾值電壓Vth2由公式(73)表示。
Vref1＝γ·(V2-2·Vth2)-(γ-1)·V4(73)根據(jù)公式(16)、(17)和(73)，增益控制電路12中的VC(off)和VC(on)分別由公式(74)和(75)表示，其中包括在增益控制電路12中的FET 41的閾值電壓為Vth1。
VC(off)＝Vth1-2·γ·Vth2+γ·V2-(γ-1)·V4(74)VC(on)＝Vth1-2·γ·Vth2+γ·V2-(γ-1)·V4+Vw (75)在公式(74)和(75)中，關(guān)于閾值電壓Vth1和Vth2的項(xiàng)被定義為δ＝Vth1-2·γ·Vth2。由于γ＝R5/(R4+RS)，所以γ＜1。從上面可以明白的是，即使當(dāng)Vth1和Vth2為不同的值時(shí)，通過(guò)合適地設(shè)定γ的值，可以使δ為0。換言之，在公式(74)和(75)中每一個(gè)包括的包含閾值電壓的項(xiàng)都可以通過(guò)根據(jù)Vth1和Vth2的值來(lái)設(shè)定γ的值而使其為零。
在半導(dǎo)體芯片上形成的高頻放大電路中包括的FET具有近似相同的閾值電壓。但是，應(yīng)該注意的是，當(dāng)這些FET包括具有不同柵極寬度的柵極或在FET的源電極和漏電極之間設(shè)置多個(gè)柵電極時(shí)，F(xiàn)ET的閾值電壓具有不同值。雖然如此，即使當(dāng)這些FET的閾值電壓由于其結(jié)構(gòu)不同而不同時(shí)，這些FET的閾值電壓根據(jù)工作溫度變化而改變的量近似相同。
因此，即使當(dāng)參考電壓電路601中的FET的閾值電壓和增益控制電路12中的FET的閾值電壓彼此不同時(shí)，通過(guò)合適地選擇參考電壓電路601中的電阻器714和715的電阻值，可以防止VC(off)和VC(on)受到FET的閾值電壓的變化的影響。因此，增益控制電路12的增益控制特性也不會(huì)如此受影響。因此，可以減小由FET的閾值電壓的變化引起的增益的變化。
接下來(lái)，描述當(dāng)高頻放大電路600中的FET的閾值電壓變化時(shí)增益控制特性的具體示例。這里，作為示例，將描述在從信號(hào)輸入端子121輸入的信號(hào)的頻率為1.95GHz且施加到參考電壓端子701的參考電壓Vref為3V的情況下執(zhí)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)于此種情況，在FET710和FET 713的閾值電壓Vth2為-0.6V、-0.5V和-0.4V的情況下，施加到增益控制端子123的控制電壓從0V變到3V。該結(jié)果將被示出。
圖15是示出工作在上述條件下的增益控制電路12中的控制電壓和輸入/輸出功率比之間的關(guān)系的曲線圖。圖16是示出工作在上述條件下的增益控制電路12中的控制電壓和增益控制靈敏度之間的關(guān)系的曲線圖。在圖15和圖16中，橫軸表示施加到增益控制端子23上的控制電壓VC。在圖15中，縱軸表示輸入到信號(hào)輸入端子121的輸入信號(hào)的功率和從信號(hào)輸出端子122輸出的輸出信號(hào)的功率之間的比值PG。在圖16中，縱軸表示增益控制靈敏度GS。
根據(jù)圖15和圖16，即使當(dāng)FET的閾值電壓變化，增益控制電路12的特性也基本上不受這種變化的影響。因此，即使當(dāng)FET的閾值電壓由于制造工藝的不一致性或工作溫度的變化而造成變化時(shí)，高頻放大電路600也可以減小增益控制特性以及增益控制靈敏度的變化。
如上所述，即使在增益控制電路中的FET的閾值電壓和參考電壓電路中的FET的閾值電壓彼此不同時(shí)，根據(jù)本實(shí)施例的高頻放大電路也可以減小由于包括在增益控制電路中的FET的閾值電壓變化引起的增益的變化。
第四實(shí)施例圖17是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的高頻放大電路602的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖17中示出的高頻放大電路602用作圖2中示出的蜂窩電話終端中的高頻放大電路202和高頻放大電路206。換言之，根據(jù)本實(shí)施例的蜂窩電話終端是圖2中示出的蜂窩電話終端，其中高頻放大電路202和206一起具有圖17中示出的高頻放大電路602的結(jié)構(gòu)。
下文中，參照?qǐng)D17來(lái)詳細(xì)描述高頻放大電路602。高頻放大電路602包括匹配電路11、增益控制電路(第一增益控制電路)12、參考電壓電路603、放大器14、匹配電路15、放大器16、匹配電路17、匹配電路611、增益控制電路(第二增益控制電路)612、放大器614、匹配電路615、放大器616和匹配電路617。
高頻放大電路602還包括信號(hào)輸入端子21、信號(hào)輸出端子22、增益控制端子23、參考電壓端子31、電源端子32和33，以及接地端子34到38。高頻放大電路602還包括信號(hào)輸入端子651、信號(hào)輸出端子652、電源端子653和654，以及接地端子655到658。
增益控制電路12包括信號(hào)輸入端子121、信號(hào)輸出端子122、增益控制端子123、參考電壓端子124、以及接地端子125和126。增益控制電路612包括信號(hào)輸入端子621、信號(hào)輸出端子622、增益控制端子623、參考電壓端子624、以及接地端子625和626。
參考電壓電路603包括參考電壓端子721、參考電壓輸出端子(第一參考電壓輸出端子)722、參考電壓輸出端子(第二參考電壓輸出端子)723和接地端子724。參考電壓輸出端子722和723分別連接到參考電壓端子124和624。參考電壓端子721連接到參考電壓端子31。接地端子724連接到接地端子36。
增益控制端子123連接到增益控制端子23。接地端子125和126分別連接到接地端子34和35。電源端子32和33分別連接到放大器14和16的電源端子。接地端子37和38分別連接到放大器14和16的接地端子。
增益控制端子623連接到增益控制端子23。接地端子625和626分別連接到接地端子657和658。電源端子653和654分別連接到放大器614和616的電源端子。接地端子655和656分別連接到放大器614和616的接地端子。
高頻放大電路602對(duì)輸入的高頻信號(hào)執(zhí)行電平調(diào)整，并隨后執(zhí)行兩級(jí)放大。將待放大的高頻信號(hào)從信號(hào)輸入端子21或信號(hào)輸入端子651輸入，并且從信號(hào)輸出端子22或信號(hào)輸出端子652輸出放大后的信號(hào)。
為了控制高頻放大電路602的增益，向增益控制端子23提供控制電壓VC。向參考電壓端子31提供預(yù)定參考電壓Vref，并且分別向電源端子32和33提供預(yù)定電源電壓Vdd1和Vdd2。分別向電源端子653和654提供預(yù)定電源電壓Vdd3和Vdd4。
匹配電路11、15、17、611、615和617是阻抗匹配電路，用于對(duì)輸入信號(hào)執(zhí)行阻抗變換。放大器14和614執(zhí)行第一級(jí)放大，而放大器16和616執(zhí)行第二級(jí)放大。增益控制電路12和612根據(jù)施加到增益控制端子23上的控制電壓VC來(lái)衰減輸入信號(hào)，并且輸出衰減后的信號(hào)。
更詳細(xì)地，信號(hào)輸入端子21連接到匹配電路11的輸入端子。匹配電路11的輸出端子連接到增益控制電路12的信號(hào)輸入端子121。增益控制電路12的信號(hào)輸出端子122連接到放大器14的輸入端子。放大器14的輸出端子連接到匹配電路15的輸入端子。匹配電路15的輸出端子連接到放大器16的輸入端子。放大器16的輸出端子連接到匹配電路17的輸入端子。匹配電路17的輸出端子連接到信號(hào)輸出端子22。
信號(hào)輸入端子651連接到匹配電路611的輸入端子。匹配電路611的輸出端子連接到增益控制電路612的信號(hào)輸入端子621。增益控制電路612的信號(hào)輸出端子622連接到放大器614的輸入端子。放大器614的輸出端子連接到匹配電路615的輸入端子。匹配電路615的輸出端子連接到放大器616的輸入端子。放大器616的輸出端子連接到匹配電路617的輸入端子。匹配電路617的輸出端子連接到信號(hào)輸出端子652。
通過(guò)匹配電路611將輸入到輸入信號(hào)端子651的高頻信號(hào)輸入到增益控制電路612，并且由增益控制電路612對(duì)該輸入高頻信號(hào)進(jìn)行衰減。由放大器614對(duì)從增益控制電路612輸出的輸出信號(hào)進(jìn)行放大。通過(guò)匹配電路615將從放大器614輸出的輸出信號(hào)輸入到放大器616，并由放大器616對(duì)該信號(hào)進(jìn)行放大。通過(guò)匹配電路617將從放大器616輸出的輸出信號(hào)從信號(hào)輸出端子652輸出。
增益控制電路12和612的結(jié)構(gòu)和操作與關(guān)于根據(jù)第一實(shí)施例的高頻放大電路10的上述結(jié)構(gòu)和操作相同，并在此不再進(jìn)行描述。
增益控制電路12的控制電壓VC由公式(76)和(77)表示，其中增益控制電路12的參考電壓端子124的電壓為Vref3，并且增益控制電路12的FET 41的閾值電壓為Vth3。
VC(off)＝Vref3+Vth3 (76)VC(on)＝Vref3+Vth3+Vw(77)增益控制電路612的控制電壓VC由公式(78)和(79)表示，其中增益控制電路612的參考電壓端子624的電壓為Vref4，并且增益控制電路612的FET的閾值電壓為Vth4。
VC(off)＝Vref4+Vth4(78)VC(on)＝Vref4+Vth4+Vw (79)因此，通過(guò)使用施加到增益控制端子23的控制電壓VC和由參考電壓電路603獲得的參考電壓Vref3和Vref4來(lái)控制增益控制電路12中的衰減以及增益控制電路612中的衰減，從而來(lái)執(zhí)行高頻放大電路602的增益控制。
圖18是示出參考電壓電路603的具體結(jié)構(gòu)的電路圖。如圖18所示，參考電壓端子721連接到電阻器725的一端。電阻器725的另一端連接到電阻器726的一端、電阻器729的一端以及電阻器733的一端。電阻器726的另一端連接到FET 731的柵極以及電阻器727的一端。下文中，電阻器726的另一端、FET 731的柵極和電阻器727的一端的連接點(diǎn)處的電位被表示為V5。電阻器729的另一端連接到FET731的漏極。FET 731的源極連接到電阻器730的一端和電阻器732的一端。電阻器733的另一端連接到FET 734的漏極。電阻器732的另一端連接到FET 734的柵極。FET 734的源極連接到電阻器735的一端以及電阻器737的一端。下文中，F(xiàn)ET 734的源極、電阻器735的一端以及電阻器737的一端的連接點(diǎn)處的電位被表示為V6。參考電壓輸出端子722連接到電阻器735的另一端以及電阻器736的一端。參考電壓輸出端子723連接到電阻器737的另一端以及電阻器738的一端。電阻器728的一端連接到電阻器727的另一端、電阻器730的另一端、電阻器736的另一端以及電阻器738的另一端。下文中，電阻器728的一端、電阻器727的另一端、電阻器730的另一端、電阻器736的另一端以及電阻器738的另一端的連接點(diǎn)處的電位被表示為V7。接地端子724連接到電阻器728的另一端。
對(duì)于包括在參考電壓電路603中的電阻器725到728中的每一個(gè)，使用具有約幾KΩ的電阻值的電阻器。對(duì)于電阻729、730、732、733和735到738中的每一個(gè)，使用具有約幾十KΩ的電阻值的電阻器。在增益控制電路12和612中包括的FET的每個(gè)具有約-0.55V的閾值電壓。包括在參考電壓電路601中的FET 731和FET 734中的每一個(gè)具有一個(gè)如下所述的與FET 41不同的閾值電壓，如-0.4V、-0.5V和-0.6V。
下文中，將介紹參考電壓電路603的操作。假設(shè)電阻器729和730的電阻值足夠高，并且在FET 731的漏極和源極之間流動(dòng)的電流可以被忽略，電阻器733、735、736、737和738的電阻值足夠高，并且在FET 734的漏極和源極之間流動(dòng)的電流可以被忽略。
其中FET 731和FET 734的閾值電壓為Vth5，施加到FET 731的柵極的電壓V5利用FET 731和FET 734的閾值電壓Vth5和電壓值V6由公式(80)表示。
V5＝V6+2·Vth5(80)參考電壓輸出端子(第一參考電壓輸出端子)722的電壓Vref3利用電壓值V6和V7由公式(81)表示，其中電阻器735和736的電阻值分別為R6和R7，且ε＝R7/(R6+R7)。
Vref3＝ε·V6-(ε-1)·V7(81)通過(guò)用公式(80)來(lái)替代公式(81)，參考電壓輸出端子722的電壓Vref3的值利用電壓值V5和V7以及閾值電壓Vth5由公式(82)表示。
Vref3＝ε·(V5-2·Vth5)-(ε-1)·V7(82)同樣，參考電壓輸出端子(第二參考電壓輸出端子)723的電壓Vref4利用電壓值V6和V7由公式(83)表示，其中電阻器737和738的電阻值分別為R8和R9，且ξ＝R9/(R8+R9)。
Vref4＝ξ·V6-(ξ-1)·V7(83)通過(guò)用公式(80)來(lái)替代公式(83)，參考電壓輸出端子723的電壓Vref4的值利用電壓值V5和V7以及閾值電壓Vth5由公式(84)表示。
Vref4＝ξ·(V5-2·Vth5)-(ξ-1)·V7 (84)根據(jù)公式(76)、(77)和(82)，增益控制電路(第一增益控制電路)12中的VC(off)和VC(on)分別由公式(85)和(86)表示。
VC(off)＝Vth3-2·ε·Vth5+ε·V5-(ε-1)·V7(85)VC(on)＝Vth3-2·ε·Vth5+ε·V5-(ε-1)·V7+Vw (86)同樣，根據(jù)公式(78)、(79)和(84)，增益控制電路(第二增益控制電路)612中的VC(off)和VC(on)分別由公式(87)和(88)表示。
VC(off)＝Vth4-2·ξ·Vth5+ξ·V5-(ξ-1)·V7 (87)VC(on)＝Vth4-2·ξ·Vth5+ξ·V5-(ξ-1)·V7+Vw(88)在公式(85)和(86)中，關(guān)于FET的閾值電壓Vth3和Vth5的項(xiàng)被定義為η＝Vth3-2·ε·Vth5。由于ε＝R7/(R6+R7)，所以ε＜1。從上面可以明白的是，即使當(dāng)Vth3和Vth4為不同的值時(shí)，通過(guò)合適地設(shè)定ε的值，可以使η為0。
類似地，在公式(87)和(88)中，關(guān)于FET的閾值電壓Vth4和Vth5的項(xiàng)被定義為κ＝Vth4-2·ξ·Vth5。由于ξ＝R9/(R8+R9)，所以ξ＜1。從上面可以明白的是，即使當(dāng)Vth4和Vth5為不同的值時(shí)，通過(guò)合適地設(shè)定ξ的值，可以使κ為0。
換言之，在公式(85)和(86)的每一個(gè)中包含閾值電壓的項(xiàng)可以通過(guò)根據(jù)Vth3和Vth5的值來(lái)選擇ε的值而使其為零。同樣地，在公式(87)和(88)的每一個(gè)中包含閾值電壓的項(xiàng)可以通過(guò)根據(jù)Vth4和Vth5的值來(lái)選擇ξ的值使其為零。
在半導(dǎo)體芯片上形成的高頻放大電路中包括的FET具有近似相同的閾值電壓。但是，應(yīng)該注意的是，當(dāng)FET包括具有不同的柵極寬度的柵極或在FET的源電極和漏電極之間設(shè)置多個(gè)柵電極時(shí)，F(xiàn)ET的閾值電壓具有不同值。雖然如此，即使當(dāng)FET的閾值電壓由于其結(jié)構(gòu)不同而不同時(shí)，這些FET的閾值電壓根據(jù)工作溫度變化而改變的量近似相同。
因此，即使當(dāng)參考電壓電路603中的FET的閾值電壓、增益控制電路12中的FET的閾值電壓以及增益控制電路612中的FET的閾值電壓彼此不同時(shí)，通過(guò)合適地選擇參考電壓電路603的電阻器735、736、737和738的電阻值，可以防止VC(off)和VC(on)受到FET的閾值電壓的變化的影響。因此，第一增益控制電路12和第二增益控制電路612的增益控制特性也不會(huì)如此受影響。因此，可以減小由FET的閾值電壓的變化而引起的增益的變化。
接下來(lái)，將介紹具有不同頻率和不同信號(hào)電平的高頻信號(hào)被輸入到高頻放大電路602的信號(hào)輸入端子21和651的情形。
通常，由輸入到增益控制電路的信號(hào)的信號(hào)電平來(lái)確定增益控制電路中使用的FET的尺寸。當(dāng)FET具有不同尺寸時(shí)，F(xiàn)ET具有不同的閾值電壓。由于即使當(dāng)增益控制電路12和增益控制電路612的FET具有不同的閾值電壓時(shí)，高頻放大電路602的參考電壓電路603也能正常工作，所以高頻放大電路602不必包括多個(gè)參考電壓電路。因此，高頻放大電路602允許靈活地設(shè)置這兩個(gè)增益控制電路中的FET的尺寸，并因此具有減小的規(guī)模。
接下來(lái)，將介紹當(dāng)高頻放大電路602中的FET的閾值電壓變化時(shí)增益控制特性的具體示例。這里，作為示例，將描述在從信號(hào)輸入端子121輸入的信號(hào)的頻率為1.95GHz、施加到參考電壓端子721的參考電壓Vref為3V且從信號(hào)輸入端子621輸入的信號(hào)的頻率為810MHz的情況下執(zhí)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)于此種情況，在FET 731和FET 734的閾值電壓Vth5為-0.6V、-0.5V和-0.4V的情況下，施加到增益控制端子123的控制電壓從0V變到3V。該結(jié)果將被示出。
圖19是示出工作在上述條件下的增益控制電路12中的控制電壓和輸入/輸出功率比之間的關(guān)系的曲線圖。圖20是示出工作在上述條件下的增益控制電路12中的控制電壓和增益控制靈敏度之間的關(guān)系的曲線圖。在圖19和圖20中，橫軸表示施加到增益控制端子23上的控制電壓VC。在圖19中，縱軸表示在輸入到信號(hào)輸入端子121的輸入信號(hào)的功率和從信號(hào)輸出端子122輸出的輸出信號(hào)的功率之間的比值PG。在圖20中，縱軸表示增益控制靈敏度GS。
圖21是示出工作在上述條件下的增益控制電路612中的控制電壓和輸入/輸出功率比之間的關(guān)系的曲線圖。圖22是示出工作在上述條件下的增益控制電路612中的控制電壓和增益控制靈敏度之間的關(guān)系的曲線圖。在圖21和圖22中，橫軸表示施加到增益控制端子23上的控制電壓VC。在圖21中，縱軸表示在輸入到信號(hào)輸入端子621的輸入信號(hào)的功率和從信號(hào)輸出端子622輸出的輸出信號(hào)的功率之間的比值PG。在圖22中，縱軸表示增益控制靈敏度GS。
根據(jù)圖19到圖22，即使當(dāng)FET的閾值電壓變化，增益控制電路12和612的特性也基本上不受此種變化的影響。因此，即使當(dāng)FET的閾值電壓由于制造工藝的不一致性或工作溫度的變化而變化時(shí)，高頻放大電路602也可以減小增益控制特性以及增益控制靈敏度的變化。
如上所述，即使在增益控制電路中的FET的閾值電壓和參考電壓電路中的FET的閾值電壓彼此不同時(shí)，根據(jù)本實(shí)施例的高頻放大電路也可以減小由于包括在增益控制電路中的FET的閾值電壓變化而引起的增益的變化。
取代參考電壓電路603，可以使用圖23中示出的參考電壓電路604?？梢蕴峁┗旧舷嗤男ЧＴ趨⒖茧妷弘娐?04中，電阻器735、736和739串聯(lián)連接在FET 734的漏極和電阻器728之間。參考電壓輸出端子722連接在電阻器736和739之間，并且參考電壓輸出端子723連接在電阻器735和736之間。
第五實(shí)施例圖24是示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的高頻放大電路605的結(jié)構(gòu)的方框圖。類似于根據(jù)第一實(shí)施例的高頻放大電路10，圖24中示出的高頻放大電路605用作圖2中示出的蜂窩電話終端中的高頻放大電路202和/或高頻放大電路206。換言之，根據(jù)本實(shí)施例的蜂窩電話終端是圖2中示出的蜂窩電話終端，其中高頻放大電路202和206中的至少一個(gè)具有圖24中示出的高頻放大電路605的結(jié)構(gòu)。
下文中，參照?qǐng)D24來(lái)詳細(xì)描述高頻放大電路605。高頻放大電路605包括匹配電路11、增益控制電路606、控制電壓電路607、放大器14、匹配電路15、放大器16和匹配電路17。高頻放大電路605還包括信號(hào)輸入端子21、信號(hào)輸出端子22、增益控制端子23、參考電壓端子31、電源端子32和33，以及接地端子34、35、37、38和659。
增益控制電路606包括信號(hào)輸入端子751、信號(hào)輸出端子752、增益控制端子758、參考電壓端子757、以及接地端子755和756?？刂齐妷弘娐?07包括參考電壓端子764、控制電壓輸入端子767、參考電壓輸出端子765、控制電壓輸出端子766以及接地端子768。接地端子755和756分別連接到接地端子34和35。
控制電壓輸出端子766連接到增益控制端子758。參考電壓輸出端子765連接到參考電壓端子757。參考電壓端子764連接到參考電壓端子31。接地端子768連接到接地端子659。
電源端子32和33分別連接到放大器14和16的電源端子。接地端子37和38分別連接到放大器14和16的接地端子。
高頻放大電路605對(duì)輸入的高頻信號(hào)執(zhí)行電平調(diào)整，并隨后執(zhí)行兩級(jí)放大。將待放大的高頻信號(hào)從信號(hào)輸入端子21輸入，并且從信號(hào)輸出端子22輸出放大后的信號(hào)。為了控制高頻放大電路605的增益，向增益控制端子23提供控制電壓VC。向參考電壓端子31提供預(yù)定參考電壓Vref，并且分別向電源端子32和33提供預(yù)定電源電壓Vdd1和Vdd2。
匹配電路11、15和17是阻抗匹配電路，用于對(duì)輸入信號(hào)執(zhí)行阻抗變換。放大器14執(zhí)行第一級(jí)放大，而放大器16執(zhí)行第二級(jí)放大。增益控制電路606根據(jù)施加到增益控制端子23上的控制電壓VC來(lái)衰減輸入信號(hào)，并且輸出衰減后的信號(hào)。
更詳細(xì)地，信號(hào)輸入端子21連接到匹配電路11的輸入端子。匹配電路11的輸出端子連接到增益控制電路606的信號(hào)輸入端子751。增益控制電路606的信號(hào)輸出端子752連接到放大器14的輸入端子。放大器14的輸出端子連接到匹配電路15的輸入端子。匹配電路15的輸出端子連接到放大器16的輸入端子。放大器16的輸出端子連接到匹配電路17的輸入端子。匹配電路17的輸出端子連接到信號(hào)輸出端子22。
通過(guò)匹配電路11將輸入的高頻信號(hào)輸入到增益控制電路606，并且由增益控制電路606對(duì)該輸入高頻信號(hào)進(jìn)行衰減。由放大器14對(duì)從增益控制電路606輸出的輸出信號(hào)進(jìn)行放大。通過(guò)匹配電路15將從放大器14輸出的輸出信號(hào)輸入到放大器16，并由放大器16進(jìn)行放大。通過(guò)匹配電路17將從放大器16輸出的輸出信號(hào)從信號(hào)輸出端子22輸出。
下文中，描述由高頻放大電路605執(zhí)行的增益控制。增益控制電路606通過(guò)根據(jù)施加到增益控制端子23的控制電壓VC改變?cè)鲆婵刂齐娐?06的電阻值來(lái)衰減輸入的高頻信號(hào)。
控制電壓電路607獲得控制電壓VC3和用于補(bǔ)償增益控制電路606的FET 760的電阻值中的變化的參考電壓Vref5，并且將該控制電壓VC3和參考電壓Vref5給予增益控制電路606。高頻放大電路605因此通過(guò)使用施加到增益控制端子23的控制電壓VC和由參考電壓電路607獲得的控制電壓VC3和參考電壓Vref5來(lái)控制增益控制電路606中的衰減，從而執(zhí)行增益控制。
圖25是示出參考電壓電路606的具體結(jié)構(gòu)的電路圖。如圖25所示，信號(hào)輸入端子751連接到電容器51的一端、電容器56的一端以及信號(hào)輸出端子752。電容器51的另一端連接到FET 760的漏極以及電阻器761的一端。電阻器761的另一端連接到FET 760的源極、電容器53的一端以及電阻器763的一端。電容器53的另一端連接到接地端子755。電容器56的另一端連接到電阻器57的一端。電阻器57的另一端連接到電容器58的一端。電容器58的另一端連接到接地端子756。增益控制端子758連接到電阻器763的另一端。參考電壓端子757連接到電阻器762的一端。FET 760的柵極連接到電阻器762的另一端。
在增益控制電路606中，可變電阻電路759包括設(shè)置在信號(hào)輸入端子751和接地端子755之間的FET 760、電阻器761以及電容器51和53。
衰減電路55包括設(shè)置在信號(hào)輸出端子752和接地端子756之間的電容器56和58以及電阻器57。由于電容器51和53設(shè)置在信號(hào)輸入端子751和接地端子755之間，所以端子751和755之間的直流電阻無(wú)限大。由于電容器56和58設(shè)置在信號(hào)輸出端子752和接地端子756之間，所以端子752和756之間的直流電阻也無(wú)限大。
在增益控制電路606中，F(xiàn)ET 760的源極和漏極可以彼此替換。電阻器763的一端可以連接到FET 760的漏極以及電阻器761的一端，而不是FET 760的源極和電阻器761的另一端。
在衰減電路55中，電容器56和電阻器57可以彼此替換，電阻器57和電容器58可以彼此替換，并且可以省掉電容器56和58中的一個(gè)。
下文中，將介紹在增益控制電路606中包括的FET 760作為可變電阻器的情形。
在增益控制電路606中，F(xiàn)ET 760的源極和漏極之間的電阻值是根據(jù)施加到增益控制端子758的控制電壓VC3和施加到參考電壓端子757的參考電壓Vref5來(lái)改變的。結(jié)果是，改變了在信號(hào)輸入端子751和信號(hào)輸出端子752之間的衰減。按照這種行為，執(zhí)行高頻放大電路605的增益控制。
圖26是示出可變電阻電路759的控制電壓和增益控制電路606中的插入損失之間的關(guān)系的曲線圖。在圖26中，橫軸表示施加到FET760的源極或漏極上的控制電壓VC3，而縱軸表示信號(hào)輸入端子751和信號(hào)輸出端子752之間的衰減。
從圖26可以意識(shí)到，F(xiàn)ET 760的源極和漏極之間的阻抗處于以下三種狀態(tài)之一。
(a)當(dāng)VC3＜VC3(off)時(shí)，固定為約-20dB；(b)當(dāng)VC3＞VC3(on)時(shí)，固定為約0dB；和(c)當(dāng)VC3(off)≤VC3≤VC3(on)時(shí)，根據(jù)VC3的值而連續(xù)變化。
下文中，上述(a)中的狀態(tài)被稱為“斷開(kāi)狀態(tài)”，上述(b)中的狀態(tài)被稱為“導(dǎo)通狀態(tài)”，而上述(c)中的狀態(tài)被稱為“可變電阻狀態(tài)”。FET 760的閾值電壓被表示為Vth6，F(xiàn)ET 760的柵極、源極和漏極上的電位分別被表示為Vg3、Vs3和Vd3。VC3(off)和VC3(on)之間的差被表示為Vw。
假設(shè)電阻器761、762和763的電阻值足夠高，并且這些電阻器上的壓降可以忽略，那么FET 760的柵極上的電位基本上等于參考電壓Vref5，而FET 760的源極和漏極上的電位基本上等于控制電壓VC3。
即，實(shí)現(xiàn)公式(89)到(91)。
Vg3＝Vref5 (89)Vd3＝VC3(90)Vs3＝VC3(91)當(dāng)FET 760正好被置于斷開(kāi)狀態(tài)(即，當(dāng)如果柵極上的電位變得高于當(dāng)前值那么FET 760將不處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí))，F(xiàn)ET 760的柵極和源極上的電位具有公式(92)表示的關(guān)系。
Vg3-Vs3＝Vth6(92)在此點(diǎn)上，公式(93)也可以實(shí)現(xiàn)。
Vs3＝VC3(on) (93)通過(guò)用公式(91)和(93)來(lái)替代公式(92)，可以使用VC3(on)獲得公式(94)。VC3(off)由公式(95)表示。
VC3(on)＝Vref5-Vth6(94)VC3(off)＝Vref5-Vth6-Vw(95)根據(jù)公式(94)和(95)可以明白的是，在FET 760正好被置于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)的FET 760的各端子上的電位由FET 760的閾值電壓Vth6和施加到參考電壓端子757的電壓值Vref5確定。
在增益控制電路606中，通過(guò)在將電壓Vref5施加到參考電壓端子757的情況下改變控制電壓VC3，從而來(lái)改變FET 760的柵極和源極之間的電位，該控制電壓VC3施加到增益控制端子758并且包括用于補(bǔ)償FET 760的閾值電壓的補(bǔ)償電壓。因此，F(xiàn)ET 760的源極和漏極之間的導(dǎo)通電阻值被改變。按照這種行為，信號(hào)輸入端子751和信號(hào)輸出端子752之間的衰減根據(jù)控制電壓VC變化。因此，執(zhí)行了增益控制。
增益控制電路606包括信號(hào)輸出端子752和接地端子756之間的衰減電路55。當(dāng)改變控制電壓VC并且FET 760的源極和漏極之間的電阻值也因此變化時(shí)，F(xiàn)ET 760的源極和漏極之間的阻抗變化。衰減電路55用來(lái)減小阻抗的變化。
圖27是示出控制電壓電路607的具體結(jié)構(gòu)的電路圖。如圖27所示，參考電壓端子764連接到電阻器769的一端。電阻器769的另一端連接到電阻器770的一端以及電阻器774的一端。電阻器770的另一端連接到電阻器771的一端以及電阻器772的一端。電阻器774的另一端連接到FET 775的漏極。FET 775的源極連接到電阻器776的一端以及控制電壓輸出端子766。參考電壓輸出端子765連接到電阻器772的另一端?？刂齐妷狠斎攵俗?67連接到電阻器773的一端。電阻器773的另一端連接到FET 775的柵極。接地端子768連接到電阻器771的另一端以及電阻器776的另一端。
對(duì)于包括在控制電壓電路607中的電阻器769到771中的每一個(gè)，使用具有約幾百Ω到約幾十KΩ的電阻值的電阻器。對(duì)于電阻772、773、774和776中的每一個(gè)，使用具有約幾十KΩ的電阻值的電阻器。
下文中，將介紹控制電壓電路607的操作。假設(shè)電阻器774和776的電阻值足夠高并且在FET 775的漏極和源極之間流動(dòng)的電流可以被忽略。還假設(shè)電阻器773的電阻值足夠高并且電阻器773上的壓降可以被忽略。其中FET 775的閾值電壓為Vth7，控制電壓輸入端子767上的電壓VC和控制電壓輸出端子766上的電壓VC3之間的關(guān)系由公式(96)表示。
VC＝VC3+Vth7 (96)根據(jù)電阻器769、770和771的電阻值來(lái)設(shè)定參考電壓輸出端子765上的參考電壓Vref5。
在使用相同的半導(dǎo)體工藝制造增益控制電路606和控制電壓電路607的情況下，在電路606和607中包括的FET的閾值電壓基本上彼此相等。因此，實(shí)現(xiàn)公式(97)。
Vth6＝Vth7 (97)因此，根據(jù)公式(94)到(97)，增益控制電路606的VC(on)和VC(off)由公式(98)和(99)表示。
VC(on)＝Vref5(98)VC(off)＝Vref5-Vw(99)公式(98)和(99)都不包括依賴于FET的閾值電壓的項(xiàng)。因此，即使當(dāng)FET的閾值電壓變化時(shí)，VC(off)和VC(on)也不受此種變化的影響，并且由增益控制電路606執(zhí)行的增益控制也不會(huì)受此種變化的影響。由于這個(gè)原因，可以減小由FET的閾值電壓的變化而引起的增益的變化。
接下來(lái)，將介紹當(dāng)高頻放大電路605中的FET的閾值電壓變化時(shí)增益控制特性的具體示例。這里，作為示例，將描述在從信號(hào)輸入端子21輸入的信號(hào)的頻率為1.95GHz且施加到參考電壓端子31的參考電壓Vref為3.5V的情況下執(zhí)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)于此種情況，在FET760和FET 775的閾值電壓為-0.6V、-0.5V和-0.4V的情況下，施加到增益控制端子23的控制電壓VC從0V變到3V。該結(jié)果將被示出。
圖28是示出工作在上述條件下的增益控制電路606中的控制電壓和輸入/輸出功率比之間的關(guān)系的曲線圖。圖29是示出工作在上述條件下的增益控制電路606中的控制電壓和增益控制靈敏度之間的關(guān)系的曲線圖。在圖28和圖29中，橫軸表示施加到增益控制端子23上的控制電壓VC。在圖28中，縱軸表示在輸入到信號(hào)輸入端子751的輸入信號(hào)的功率和從信號(hào)輸出端子752輸出的輸出信號(hào)的功率之間的比值PG。在圖29中，縱軸表示增益控制靈敏度GS。
根據(jù)圖28和圖29，即使當(dāng)FET 760和775的閾值電壓變化，增益控制電路606的特性也基本上不受此種變化的影響。因此，即使當(dāng)FET的閾值電壓由于制造工藝的不一致性或工作溫度的變化而變化時(shí)，高頻放大電路605也可以減小增益控制特性以及增益控制靈敏度的變化。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的高頻放大電路可以減小由于包括在增益控制電路中的FET的閾值電壓變化而引起的增益的變化。
在上述每一個(gè)實(shí)施例中，下述修改是適用的。例如，在第一到第四實(shí)施例中，增益控制電路在輸入端和輸出端都包括衰減電路?；蛘撸鶕?jù)應(yīng)用所要求的增益控制電路的特性，增益控制電路可以僅在輸入端包括衰減電路，僅在輸出端包括衰減電路，或在輸入端和輸出端都不包括衰減電路。在第五實(shí)施例中，增益控制電路可以不包括衰減電路。
在上述每一個(gè)實(shí)施例中，高頻放大電路包括參考電壓端子31和電源端子32和33?；蛘撸瑓⒖茧妷憾俗?1還可以用作電源端子32或33。利用此種結(jié)構(gòu)，可以減少高頻放大電路中包括的端子的數(shù)目，并且可以減小高頻放大電路的安裝面積。
雖然已經(jīng)詳細(xì)介紹了本發(fā)明，但上述說(shuō)明書(shū)在各個(gè)方面都只是說(shuō)明性的，而不是限制性的。應(yīng)該理解的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以進(jìn)行許多其他的修改和變形。
權(quán)利要求
1.一種具有可變?cè)鲆娴母哳l放大電路，包括一個(gè)端子組，包括向其輸入待放大的高頻信號(hào)的信號(hào)輸入端子、用于輸出放大后的高頻信號(hào)的信號(hào)輸出端子、向其施加控制電壓的增益控制端子以及向其施加參考電壓的參考電壓端子；放大器，設(shè)置在所述信號(hào)輸入端子和所述信號(hào)輸出端子之間，用于放大所述輸入的高頻信號(hào)；增益控制電路，設(shè)置在所述信號(hào)輸入端子和所述信號(hào)輸出端子之間且與所述放大器串聯(lián)連接，用于根據(jù)施加到所述增益控制端子的所述控制電壓來(lái)改變所述輸入的高頻信號(hào)的衰減；以及參考電壓電路，用于從施加到所述參考電壓端子上的所述參考電壓來(lái)產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓，并將所產(chǎn)生的內(nèi)部參考電壓提供給所述增益控制電路；其中所述增益控制電路包括至少一個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，用于在其柵極接收所述控制電壓，所述增益控制電路的電阻值根據(jù)所述給定的控制電壓而變化；所述參考電壓電路包括第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其閾值電壓基本上等于所述至少一個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓，所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管被設(shè)置來(lái)產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓，該內(nèi)部參考電壓相對(duì)于所述參考電壓偏移了所述閾值電壓；所述增益控制電路利用連續(xù)變化的所述至少一個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電阻值來(lái)連續(xù)地改變所述輸入的高頻信號(hào)的衰減；并且所述參考電壓電路將所述內(nèi)部參考電壓提供給所述至少一個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和/或漏極，由此抵消由所述至少一個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓對(duì)所述增益控制電路中的所述高頻信號(hào)的衰減的變化施加的影響。
2.如權(quán)利要求1所述的高頻放大電路，還包括設(shè)置在所述信號(hào)輸入端子和接地端子之間的衰減電路，并且該衰減電路包括彼此串聯(lián)連接的電阻器和電容器。
3.如權(quán)利要求1所述的高頻放大電路，還包括設(shè)置在所述信號(hào)輸出端子和接地端子之間的衰減電路，并且該衰減電路包括彼此串聯(lián)連接的電阻器和電容器。
4.如權(quán)利要求1所述的高頻放大電路，還包括設(shè)置在所述信號(hào)輸入端子和接地端子之間的衰減電路以及設(shè)置在所述信號(hào)輸出端子和所述接地端子之間的衰減電路，每個(gè)衰減電路包括彼此串聯(lián)連接的電阻器和電容器。
5.如權(quán)利要求1所述的高頻放大電路，其中所述增益控制電路還包括連接到所述至少一個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和漏極的電阻器。
6.如權(quán)利要求1所述的高頻放大電路，其中所述增益控制電路包括控制電壓分壓電路，設(shè)置在所述增益控制端子和接地端子之間，用于對(duì)所述控制電壓進(jìn)行分壓，以獲得多個(gè)電壓；多個(gè)彼此串聯(lián)連接的所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并且每個(gè)所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極上將要施加由所述控制電壓分壓電路獲得的所述電壓；以及多個(gè)電阻器，連接到所述多個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和漏極。
7.如權(quán)利要求1所述的高頻放大電路，其中所述參考電壓電路包括參考電壓分壓電路，設(shè)置在所述參考電壓端子和接地端子之間，用于對(duì)所述參考電壓進(jìn)行分壓；設(shè)置在所述參考電壓端子和所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極之間的電阻器；以及設(shè)置在所述接地端子和所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極之間的電阻器；其中在由所述參考電壓分壓電路獲得的電壓被施加到所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極的情況下，所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極或源極處的電位被輸出作為所述內(nèi)部參考電壓。
8.一種具有可變?cè)鲆娴母哳l放大電路，包括一個(gè)端子組，包括向其輸入待放大的高頻信號(hào)的信號(hào)輸入端子、用于輸出放大后的高頻信號(hào)的信號(hào)輸出端子、向其施加控制電壓的增益控制端子以及向其施加參考電壓的參考電壓端子；放大器，設(shè)置在所述信號(hào)輸入端子和所述信號(hào)輸出端子之間，用于放大所述輸入的高頻信號(hào)；增益控制電路，設(shè)置在所述信號(hào)輸入端子和所述信號(hào)輸出端子之間且與所述放大器串聯(lián)連接，用于根據(jù)施加到所述增益控制端子上的所述控制電壓來(lái)改變所述輸入的高頻信號(hào)的衰減；以及參考電壓電路，用于從施加到所述參考電壓端子上的所述參考電壓來(lái)產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓，并將所產(chǎn)生的內(nèi)部參考電壓提供給所述增益控制電路；其中所述增益控制電路包括第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，用于在其柵極上接收所述控制電壓，所述增益控制電路的電阻值根據(jù)所述給定的控制電壓而變化；所述參考電壓電路包括多個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管和分壓電路，所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管用于產(chǎn)生相對(duì)于所述參考電壓偏移了所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓的電壓，所述分壓電路用于對(duì)所產(chǎn)生的電壓進(jìn)行分壓；所述增益控制電路利用連續(xù)變化的所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電阻值來(lái)連續(xù)地改變所述輸入的高頻信號(hào)的衰減；并且所述參考電壓電路將由所述分壓電路獲得的電壓提供給所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和/或漏極作為所述內(nèi)部參考電壓，由此抵消由所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓對(duì)所述增益控制電路中的所述高頻信號(hào)的衰減的變化施加的影響。
9.如權(quán)利要求8所述的高頻放大電路，其中所述增益控制電路還包括連接到所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和漏極的電阻器。
10.如權(quán)利要求8所述的高頻放大電路，其中所述參考電壓電路包括參考電壓分壓電路，設(shè)置在所述參考電壓端子和接地端子之間，用于對(duì)所述參考電壓進(jìn)行分壓；以及作為所述多個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的兩個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管，設(shè)置在所述參考電壓端子和所述接地端子之間，并且彼此并聯(lián)連接；其中在所述兩個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，一個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管被配置成使得由所述參考電壓分壓電路獲得的電壓被施加到該第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極，第一電阻器設(shè)置在該第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和所述參考電壓端子之間，并且第二電阻器設(shè)置在該第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和所述接地端子之間；另一個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管被配置成使得該另一個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極連接到所述一個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極，第三電阻器設(shè)置在該另一個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和所述參考電壓端子之間，并且在該另一個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和所述接地端子之間設(shè)置彼此串聯(lián)連接的第四電阻器和第五電阻器作為所述分壓電路；并且所述第四電阻器和所述第五電阻器之間的電位被輸出作為所述內(nèi)部參考電壓。
11.一種具有可變?cè)鲆娴母哳l放大電路，包括一個(gè)端子組，包括分別向其輸入待放大的第一和第二高頻信號(hào)的第一和第二信號(hào)輸入端子、分別用于輸出放大后的高頻信號(hào)的第一和第二信號(hào)輸出端子、向其施加控制電壓的增益控制端子以及向其施加參考電壓的參考電壓端子；第一放大器，設(shè)置在所述第一信號(hào)輸入端子和所述第一信號(hào)輸出端子之間，用于放大所述輸入的第一高頻信號(hào)；第二放大器，設(shè)置在所述第二信號(hào)輸入端子和所述第二信號(hào)輸出端子之間，用于放大所述輸入的第二高頻信號(hào)；第一增益控制電路，設(shè)置在所述第一信號(hào)輸入端子和所述第一信號(hào)輸出端子之間且與所述第一放大器串聯(lián)連接，用于根據(jù)施加到所述增益控制端子上的所述控制電壓來(lái)改變所述輸入的第一高頻信號(hào)的衰減；第二增益控制電路，設(shè)置在所述第二信號(hào)輸入端子和所述第二信號(hào)輸出端子之間且與所述第二放大器串聯(lián)連接，用于根據(jù)施加到所述增益控制端子上的所述控制電壓來(lái)改變所述輸入的第二高頻信號(hào)的衰減；以及參考電壓電路，用于從施加到所述參考電壓端子上的所述參考電壓來(lái)產(chǎn)生第一和第二內(nèi)部參考電壓，并將所產(chǎn)生的第一和第二內(nèi)部參考電壓分別提供給所述第一和第二增益控制電路；其中所述第一增益控制電路包括第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，用于在其柵極上接收所述控制電壓，所述第一增益控制電路的電阻值根據(jù)所述給定的控制電壓而變化；所述第二增益控制電路包括第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管，用于在其柵極上接收所述控制電壓，所述第二增益控制電路的電阻值根據(jù)所述給定的控制電壓而變化；所述參考電壓電路包括多個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管和分壓電路，所述第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管用于產(chǎn)生相對(duì)于所述參考電壓偏移了所述第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓的電壓，所述分壓電路用于對(duì)所產(chǎn)生的電壓進(jìn)行分壓并產(chǎn)生所述第一和第二內(nèi)部參考電壓；所述第一和第二增益控制電路利用連續(xù)變化的所述第一和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電阻值來(lái)分別連續(xù)地改變所述輸入的第一和第二高頻信號(hào)的衰減；并且所述參考電壓電路將由所述分壓電路產(chǎn)生的所述第一和第二內(nèi)部參考電壓分別提供給所述第一和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和/或漏極，由此分別抵消由所述第一和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓對(duì)所述第一和第二增益控制電路中的所述高頻信號(hào)的衰減的變化施加的影響。
12.如權(quán)利要求11所述的高頻放大電路，其中所述第一增益控制電路還包括連接到所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和漏極的電阻器。
13.如權(quán)利要求11所述的高頻放大電路，其中所述第二增益控制電路還包括連接到所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和漏極的電阻器。
14.如權(quán)利要求11所述的高頻放大電路，其中所述參考電壓電路包括參考電壓分壓電路，設(shè)置在所述參考電壓端子和接地端子之間，用于對(duì)所述參考電壓進(jìn)行分壓；作為所述多個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的兩個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管，設(shè)置在所述參考電壓端子和所述接地端子之間，并且彼此并聯(lián)連接；在所述兩個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管被配置成使得由所述參考電壓分壓電路獲得的電壓被施加到該一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極，第一電阻器設(shè)置在該一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和所述參考電壓端子之間，并且第二電阻器設(shè)置在該一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和所述接地端子之間；另一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管被配置成使得該另一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極連接到前述一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極，第三電阻器設(shè)置在該另一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和所述參考電壓端子之間，并且第四到第七電阻器作為所述分壓電路設(shè)置在該另一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和所述接地端子之間；包括所述第四和第五電阻器的第一電阻器串聯(lián)電路與包括所述第六和第七電阻器的第二電阻器串聯(lián)電路彼此并聯(lián)連接；所述第四電阻器和所述第五電阻器之間的電位作為所述第一內(nèi)部參考電壓輸出到所述第一增益控制電路；并且所述第六電阻器和所述第七電阻器之間的電位作為所述第二內(nèi)部參考電壓輸出到所述第二增益控制電路。
15.如權(quán)利要求11所述的高頻放大電路，其中所述參考電壓電路包括參考電壓分壓電路，設(shè)置在所述參考電壓端子和接地端子之間，用于對(duì)所述參考電壓進(jìn)行分壓；作為所述多個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的兩個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管，設(shè)置在所述參考電壓端子和接地端子之間，并且彼此并聯(lián)連接；在所述兩個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管中，一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管被配置成使得由所述參考電壓分壓電路獲得的電壓被施加到該一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極，第一電阻器設(shè)置在該一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和所述參考電壓端子之間，并且第二電阻器設(shè)置在該一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和所述接地端子之間；另一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管被配置成使得該另一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極連接到所述一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極，第三電阻器設(shè)置在該另一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和所述參考電壓端子之間，并且在該另一個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和所述接地端子之間設(shè)置串聯(lián)連接的第四、第五和第六電阻器作為所述分壓電路；所述第五電阻器和所述第六電阻器之間的電位作為所述第一內(nèi)部參考電壓輸出到所述第一增益控制電路；并且所述第四電阻器和所述第五電阻器之間的電位作為所述第二內(nèi)部參考電壓輸出到所述第二增益控制電路。
16.一種具有可變?cè)鲆娴母哳l放大電路，包括一個(gè)端子組，包括向其輸入待放大的高頻信號(hào)的信號(hào)輸入端子、用于輸出放大后的高頻信號(hào)的信號(hào)輸出端子、向其施加控制電壓的增益控制端子，以及向其施加參考電壓的參考電壓端子；信號(hào)線，連接在所述信號(hào)輸入端子和所述信號(hào)輸出端子之間，用于允許所述輸入的高頻信號(hào)流過(guò)；放大器，設(shè)置在所述信號(hào)線上，用于放大所述輸入的高頻信號(hào)；控制電壓電路，用于從施加到所述增益控制端子上的所述控制電壓來(lái)產(chǎn)生內(nèi)部控制電壓；以及增益控制電路，設(shè)置在所述信號(hào)線上，用于根據(jù)所述內(nèi)部控制電壓來(lái)改變?cè)谒鲂盘?hào)線上流過(guò)的所述高頻信號(hào)的衰減；其中所述增益控制電路包括設(shè)置在所述信號(hào)輸入端子和接地端子之間的第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，用于在其柵極接收所述參考電壓，并且在其源極和/或漏極接收所述內(nèi)部控制電壓，所述增益控制電路的電阻值根據(jù)所述給定的內(nèi)部控制電壓而變化；所述控制電壓電路包括其閾值電壓基本上等于所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓的第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管，該第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管被設(shè)置來(lái)用于產(chǎn)生所述內(nèi)部控制電壓，該內(nèi)部控制電壓相對(duì)于所述控制電壓偏移了所述閾值電壓的量；所述增益控制電路利用連續(xù)變化的所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電阻值來(lái)連續(xù)地改變流過(guò)所述信號(hào)線的所述高頻信號(hào)的衰減；并且所述控制電壓電路將所述內(nèi)部控制電壓提供給所述增益控制電路，由此抵消由所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的所述閾值電壓對(duì)所述增益控制電路中的所述高頻信號(hào)的衰減的變化施加的影響。
17.如權(quán)利要求16所述的高頻放大電路，其中所述增益控制電路還包括連接到所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的所述源極和所述漏極的電阻器。
18.如權(quán)利要求16所述的高頻放大電路，其中所述控制電壓電路還包括設(shè)置在所述參考電壓端子和所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極之間的電阻器；以及設(shè)置在所述接地端子和所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極之間的電阻器；其中所述控制電壓被施加到所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極上；并且所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的所述漏極和/或所述源極連接到所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的所述源極或所述漏極。
19.一種移動(dòng)通信終端，包括高頻電路模塊，包括合成部件、發(fā)射部件、接收部件和共用部件；其中所述發(fā)射部件包括調(diào)制器，用于將輸入的調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有彼此不同的發(fā)射頻率的多個(gè)發(fā)射信號(hào)；以及多個(gè)放大部件，分別用于放大通過(guò)所述調(diào)制器獲得的所述多個(gè)發(fā)射信號(hào)；所述多個(gè)放大部件中的每一個(gè)包括具有可變?cè)鲆娴母哳l放大電路，用于放大通過(guò)所述調(diào)制器獲得的所述多個(gè)發(fā)射信號(hào)中的一個(gè)；帶通濾波器，用于從通過(guò)所述高頻放大電路放大的發(fā)射信號(hào)中提取出預(yù)定頻段的信號(hào)分量；具有固定增益的高輸出高頻放大電路，用于放大由所述帶通濾波器提取的信號(hào)；以及隔離器，設(shè)置在所述高輸出高頻放大電路和所述共用部件之間，用于使所述信號(hào)在從所述高輸出高頻放大電路到所述共用部件的一個(gè)方向上；并且所述高頻放大電路中的至少一個(gè)包括一個(gè)端子組，包括向其輸入待放大的高頻信號(hào)的信號(hào)輸入端子、用于輸出放大后的高頻信號(hào)的信號(hào)輸出端子、向其施加控制電壓的增益控制端子，以及向其施加參考電壓的參考電壓端子；放大器，設(shè)置在所述信號(hào)輸入端子和所述信號(hào)輸出端子之間，用于放大所述輸入的高頻信號(hào)；增益控制電路，設(shè)置在所述信號(hào)輸入端子和所述信號(hào)輸出端子之間且與所述放大器串聯(lián)連接，用于根據(jù)施加到所述增益控制端子上的所述控制電壓來(lái)改變所述輸入的高頻信號(hào)的衰減；以及參考電壓電路，用于從施加到所述參考電壓端子上的所述參考電壓來(lái)產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓，并將所產(chǎn)生的內(nèi)部參考電壓提供給所述增益控制電路；其中所述增益控制電路包括至少一個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，用于在其柵極接收所述控制電壓，所述增益控制電路的電阻值根據(jù)所述給定的控制電壓而變化；所述參考電壓電路包括第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其閾值電壓基本上等于所述至少一個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓，所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管被設(shè)置來(lái)產(chǎn)生所述內(nèi)部參考電壓，該內(nèi)部參考電壓相對(duì)于所述參考電壓偏移了所述閾值電壓；所述增益控制電路利用連續(xù)變化的所述至少一個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電阻值來(lái)連續(xù)地改變所述輸入的高頻信號(hào)的衰減；并且所述參考電壓電路將所述內(nèi)部參考電壓提供給所述至少一個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和/或漏極，由此抵消由所述至少一個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓對(duì)所述增益控制電路中的所述高頻信號(hào)的衰減的變化施加的影響。
20.如權(quán)利要求19所述的移動(dòng)通信終端，其中所述增益控制電路包括設(shè)置在所述增益控制端子和接地端子之間的控制電壓分壓電路，用于對(duì)所述控制電壓進(jìn)行分壓，以獲得多個(gè)電壓；彼此串聯(lián)連接的多個(gè)所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并且每個(gè)所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極上將要施加由所述控制電壓分壓電路獲得的所述電壓；以及連接到所述多個(gè)第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和漏極的多個(gè)電阻器。
21.一種移動(dòng)通信終端，包括高頻電路模塊，包括合成部件、發(fā)射部件、接收部件和共用部件；其中所述發(fā)射部件包括調(diào)制器，用于將輸入的調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有彼此不同的發(fā)射頻率的多個(gè)發(fā)射信號(hào)；以及多個(gè)放大部件，分別用于放大通過(guò)所述調(diào)制器獲得的所述多個(gè)發(fā)射信號(hào)；所述多個(gè)放大部件中的每個(gè)包括具有可變?cè)鲆娴母哳l放大電路，用于放大通過(guò)所述調(diào)制器獲得的所述多個(gè)發(fā)射信號(hào)中的一個(gè)；帶通濾波器，用于從通過(guò)所述高頻放大電路放大的所述發(fā)射信號(hào)中提取預(yù)定頻段的信號(hào)分量；具有固定增益的高輸出高頻放大電路，用于放大由所述帶通濾波器提取的所述信號(hào)；以及隔離器，設(shè)置在所述高輸出高頻放大電路和所述共用部件之間，用于使所述信號(hào)在從所述高輸出高頻放大電路到所述共用部件的一個(gè)方向上；并且所述高頻放大電路中的至少一個(gè)包括一個(gè)端子組，包括向其輸入待放大的高頻信號(hào)的信號(hào)輸入端子、用于輸出放大后的高頻信號(hào)的信號(hào)輸出端子、向其施加控制電壓的增益控制端子，以及向其施加參考電壓的參考電壓端子；放大器，設(shè)置在所述信號(hào)輸入端子和所述信號(hào)輸出端子之間，用于放大所述輸入的高頻信號(hào)；增益控制電路，設(shè)置在所述信號(hào)輸入端子和所述信號(hào)輸出端子之間且與所述放大器串聯(lián)連接，用于根據(jù)施加到所述增益控制端子上的所述控制電壓來(lái)改變所述輸入的高頻信號(hào)的衰減；以及參考電壓電路，用于從施加到所述參考電壓端子上的所述參考電壓來(lái)產(chǎn)生內(nèi)部參考電壓，并將所產(chǎn)生的內(nèi)部參考電壓提供給所述增益控制電路；其中所述增益控制電路包括第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，用于在其柵極接收所述控制電壓，所述增益控制電路的電阻值根據(jù)所述給定的控制電壓而變化；所述參考電壓電路包括多個(gè)第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管和分壓電路，所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管用于產(chǎn)生相對(duì)于所述參考電壓偏移了所述第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓的電壓，所述分壓電路用于對(duì)所產(chǎn)生的電壓進(jìn)行分壓；所述增益控制電路利用連續(xù)變化的所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電阻值來(lái)連續(xù)地改變所述輸入的高頻信號(hào)的衰減；并且所述參考電壓電路將由所述分壓電路獲得的電壓作為所述內(nèi)部參考電壓提供給所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和/或漏極，由此抵消由所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓對(duì)所述增益控制電路中的所述高頻信號(hào)的衰減的變化施加的影響。
22.一種移動(dòng)通信終端，包括高頻電路模塊，包括合成部件、發(fā)射部件、接收部件和共用部件；其中所述發(fā)射部件包括調(diào)制器，用于將輸入的調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有彼此不同的發(fā)射頻率的多個(gè)發(fā)射信號(hào)；以及多個(gè)放大部件，分別用于放大通過(guò)所述調(diào)制器獲得的所述多個(gè)發(fā)射信號(hào)；所述多個(gè)放大部件中的每個(gè)包括具有可變?cè)鲆娴母哳l放大電路，用于放大通過(guò)所述調(diào)制器獲得的多個(gè)發(fā)射信號(hào)中的一個(gè)；帶通濾波器，用于從通過(guò)所述高頻放大電路放大的所述發(fā)射信號(hào)中提取預(yù)定頻段的信號(hào)分量；具有固定增益的高輸出高頻放大電路，用于放大由所述帶通濾波器提取的信號(hào)；以及隔離器，設(shè)置在所述高輸出高頻放大電路和所述共用部件之間，用于使所述信號(hào)在從所述高輸出高頻放大電路到所述共用部件的一個(gè)方向上；并且所述高頻放大電路中的至少一個(gè)包括一個(gè)端子組，包括分別向其輸入待放大的第一和第二高頻信號(hào)的第一和第二信號(hào)輸入端子、分別用于輸出放大后的高頻信號(hào)的第一和第二信號(hào)輸出端子、向其施加控制電壓的增益控制端子以及向其施加參考電壓的參考電壓端子；第一放大器，設(shè)置在所述第一信號(hào)輸入端子和所述第一信號(hào)輸出端子之間，用于放大所述輸入的第一高頻信號(hào)；第二放大器，設(shè)置在所述第二信號(hào)輸入端子和所述第二信號(hào)輸出端子之間，用于放大所述輸入的第二高頻信號(hào)；第一增益控制電路，設(shè)置在所述第一信號(hào)輸入端子和所述第一信號(hào)輸出端子之間且與所述第一放大器串聯(lián)連接，用于根據(jù)施加到所述增益控制端子上的所述控制電壓來(lái)改變所述輸入的第一高頻信號(hào)的衰減；第二增益控制電路，設(shè)置在所述第二信號(hào)輸入端子和所述第二信號(hào)輸出端子之間且與所述第二放大器串聯(lián)連接，用于根據(jù)施加到所述增益控制端子上的所述控制電壓來(lái)改變所述輸入的第二高頻信號(hào)的衰減；以及參考電壓電路，用于從施加到所述參考電壓端子上的所述參考電壓來(lái)產(chǎn)生第一和第二內(nèi)部參考電壓，并將所產(chǎn)生的第一和第二內(nèi)部參考電壓分別提供給所述第一和第二增益控制電路；其中所述第一增益控制電路包括第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，用于在其柵極接收所述控制電壓，所述第一增益控制電路的電阻值根據(jù)所述給定的控制電壓而變化；所述第二增益控制電路包括第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管，用于在其柵極接收所述控制電壓，所述第二增益控制電路的電阻值根據(jù)所述給定的控制電壓而變化；所述參考電壓電路包括多個(gè)第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管和分壓電路，所述第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管用于產(chǎn)生相對(duì)于所述參考電壓偏移了所述第三場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓的電壓，所述分壓電路用于對(duì)所產(chǎn)生的電壓進(jìn)行分壓并產(chǎn)生所述第一和第二內(nèi)部參考電壓；所述第一和第二增益控制電路利用連續(xù)變化的所述第一和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電阻值來(lái)分別連續(xù)地改變所述輸入的第一和第二高頻信號(hào)的衰減；并且所述參考電壓電路將由所述分壓電路產(chǎn)生的所述第一和第二內(nèi)部參考電壓分別提供給所述第一和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極和/或漏極，由此分別抵消由所述第一和第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓對(duì)所述第一和第二增益控制電路中的所述高頻信號(hào)的衰減的變化施加的影響。
23.一種移動(dòng)通信終端，包括高頻電路模塊，包括合成部件、發(fā)射部件、接收部件和共用部件；其中所述發(fā)射部件包括調(diào)制器，用于將輸入的調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有彼此不同的發(fā)射頻率的多個(gè)發(fā)射信號(hào)；以及多個(gè)放大部件，分別用于放大通過(guò)所述調(diào)制器獲得的所述多個(gè)發(fā)射信號(hào)；所述多個(gè)放大部件中的每個(gè)包括具有可變?cè)鲆娴母哳l放大電路，用于放大通過(guò)所述調(diào)制器獲得的所述多個(gè)發(fā)射信號(hào)中的一個(gè)；帶通濾波器，用于從通過(guò)所述高頻放大電路放大的所述發(fā)射信號(hào)中提取預(yù)定頻段的信號(hào)分量；具有固定增益的高輸出高頻放大電路，用于放大由所述帶通濾波器提取的所述信號(hào)；以及隔離器，設(shè)置在所述高輸出高頻放大電路和所述共用部件之間，用于使所述信號(hào)在從所述高輸出高頻放大電路到所述共用部件的一個(gè)方向上；并且所述高頻放大電路中的至少一個(gè)包括一個(gè)端子組，包括向其輸入待放大的高頻信號(hào)的信號(hào)輸入端子、用于輸出放大后的高頻信號(hào)的信號(hào)輸出端子、向其施加控制電壓的增益控制端子以及向其施加參考電壓的參考電壓端子；信號(hào)線，連接在所述信號(hào)輸入端子和所述信號(hào)輸出端子之間，用于允許所述輸入的高頻信號(hào)流過(guò)；放大器，設(shè)置在所述信號(hào)線上，用于放大所述輸入的高頻信號(hào)；控制電壓電路，用于從施加到所述增益控制端子上的所述控制電壓來(lái)產(chǎn)生內(nèi)部控制電壓；以及增益控制電路，設(shè)置在所述信號(hào)線上，用于根據(jù)所述內(nèi)部控制電壓來(lái)改變?cè)谒鲂盘?hào)線上流過(guò)的所述高頻信號(hào)的衰減；其中所述增益控制電路包括設(shè)置在所述信號(hào)輸入端子和接地端子之間的第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管，用于在其柵極接收所述參考電壓，并且在其源極和/或漏極接收所述內(nèi)部控制電壓，所述增益控制電路的電阻值根據(jù)所述給定的內(nèi)部控制電壓而變化；所述控制電壓電路包括其閾值電壓基本上等于所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓的第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管，該第二場(chǎng)效應(yīng)晶體管被設(shè)置來(lái)用于產(chǎn)生所述內(nèi)部參考電壓，該內(nèi)部參考電壓相對(duì)于所述控制電壓偏移了所述閾值電壓；所述增益控制電路利用連續(xù)變化的所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電阻值來(lái)連續(xù)地改變流過(guò)所述信號(hào)線的所述高頻信號(hào)的衰減；并且所述控制電壓電路將所述內(nèi)部控制電壓提供給所述增益控制電路，由此抵消由所述第一場(chǎng)效應(yīng)晶體管的所述閾值電壓對(duì)所述增益控制電路中的所述高頻信號(hào)的衰減的變化施加的影響。
全文摘要
增益控制電路12包括作為可變電阻器工作的FET 41。將施加到柵極控制端子23的控制電壓VC提供給FET 41的柵極。將由參考電壓電路13獲得的參考電壓Vref1提供給FET 41的源極和漏極?？刂茀⒖茧妷篤ref1以便補(bǔ)償FET 41的閾值電壓的變化。FET 41的電阻值根據(jù)控制電壓VC變化，并且因此高頻放大電路10的增益也連續(xù)變化。
文檔編號(hào)H03F3/189GK1738195SQ20051008464
公開(kāi)日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2005年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月20日
發(fā)明者中山雅央, 高木恒洋, 稻森正彥, 本吉要 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社