[发明专利]移动电话机的功率放大器

说明书

本申请要求1999年8月31日在日本专利局申请、转让序号为平治11-246435，题为“移动电话机的功率放大器”的专利申请的优先权，这里把该申请包括进来以供参考。

本发明总的说来涉及电池使用寿命的延长，具体地说，涉及W-CDMA(宽带码分多址)移动电话机的一种功率放大器。

移动电话机确定其与基地台之间的距离，并通过监控其收信功率控制其发射功率。图3示出了移动电话机中功率放大器的结构。图3中，高功率放大器(HPA)21在自动功率控制器(APC)23的控制下放大输入信号的功率，并将放大后的信号馈给发射天线24。功率监控器22监控收自HPA21的发射功率。APC23根据收自电话机的数字信号处理器(DSP，图中未示出)或控制CPU(中央处理机，图中未示出)的输出指示和输出监控器的输出控制HPA21的发射功率。输出指示是对从DSP或CPU输出的数字信号进行数-模变换得出的直流信号。此直流信号用来控制例如协议中的发射功率。

HPA21的高效电源(PAE)是确定电池使用寿命的一个重要因素。图4和图5为输入/输出功率与确定功率消耗的PAE之间的关系曲线。

举例说，采用GaAs场效应晶体管(FET)作为功率放大器的HPA21构制得在峰值发射功率附近得出最大PAE，如图4中所示。但在一般使用状态的低频情况下要求峰值发射功率时，实际使用中的电池使用寿命是通过提高高频下使用的低/中功率的PAE有效加以延长的。

鉴于上述情况，各种不同的解决方案应运而生。如图5中所示，通常根据HPA21的输出控制流经HPA21的直流偏置电流。输出功率曲线P1，P2和P3与PAE曲线E1，E2和E3匹配。P1和E1是较低直流偏置电流的，P3和E3是较高直流偏置电流的。

HPA的功率放大器通常采用GaAs场效应晶体管，是一个高效率的晶体管。GaAs场效应晶体管的静态特性各不相同，如图6中所示。从图6中看到，两个GaAs场效应晶体各自的静态特性曲线不同。

为将图6的漏极电流控制到最佳值，应最大限度地减小场效应晶体管静态特性上的个别差别。但由于生产率下降可能会提高生产成本，因而在目前情况下是不可能这样做的。

因此，本发明的目的是提供移动电话机的一种，能通过精确控制确定功率放大器的PAE的直流偏置电流延长电池在正常使用状态的使用寿命的功率放大器。这里之所以采用这种措施是因为提高功率放大器的平均PAE，在极经常使用的低/中发射功率电平下提高PAE很重要。

上述目的可通过给移动电话机提供一种功率放大器达到。在这种功率放大器中，功率放大部分采用一个晶体管作为功率放大器件，由一个非易失性存储器记录晶体管的静态特性测定数据。晶体管的直充偏置电流根据功率放大部分的发射功率、参照静态特性测定数据通过改变晶体管的栅压、在栅压固定的情况下改变晶体管的漏极电压或控制栅压和漏极电压控制。

结合附图阅读下面的详细说明可以清楚理解本发明的上述和其它目的、特点和优点。附图中：

图1是本发明一个实施例移动电话机功率放大器的示意图；

图2A是图1中所示功率放大器制造公司初步程序的流程示意图；

图2B是图1中所示偏置控制器的操作流程图；

图3示出了一般移动电话机中功率放大器的结构；

图4是HPA中输入/输出功率特性和PAE之间的关系曲线；

图5是HPA的直流偏置电流根据HPA的输出控制时HAP中输入/输出功率特性与PAE之间的关系曲线；

图6是用作HPA的功率放大器件的GaAs场效应晶体管的静态特性数据曲线。

下面参看附图说明本发明的一个最佳实施例。在下面的说明中，周知的功能或结构可能会使本发明在不必要的细节方面变得模糊，因而这里不再详述。

图1是本发明移动电话机功率放大器(以下称HPA模件)的原理图。图1中，HPA11，非易失性存储器12和输出监控器13都装在一个芯片的HPA模件上。HPA11包括稍后即将说明的偏置电流设定电路HPA11的功率放大器件采用GaAs场效应晶体管。非易失性存储器12采用例如EEPROM(电可擦可编程只读存储器)。

GaAs场效应晶体管的静态特性数据预先记录在非易失性存储器12中。具体地说，在HPA模件11投入市场之前，测定GaAs场效应晶体管的静态特性，即如图6中所示的Vg-Id特性曲线，采用4位EEPROM时绘制成16(=2⁴)种数据，然后记入非易失性存储器12中。