[发明专利]功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及使用BiFET工艺形成的功率放大器，特别涉及能够在不增加芯片面积和成本的情况下抑制漏电流的功率放大器。

背景技术

以往的GaAs-FET功率放大器具有负的阈值电压，所以，存在需要负的栅极偏置电压这样的缺点。相对于此，GaAs-HBT（异质结双极晶体管）功率放大器不需要负的栅极偏置电压，能够进行单一电源动作，并且具有比FET类均匀的器件特性。因此，近年来，在CDMA等便携电话或无线LAN等中广泛使用GaAs-HBT功率放大器。

最近，在与GaAs-HBT同一基板上制作FET的BiFET工艺开始应用于产品。通常，在GaAs类BiFET工艺的情况下，搭载有HBT和耗尽型（常开（normally ON））FET。进而，在最近的学会（IEEE：2008年Radio Frequency Integrated Circuits Symposium）中，报告了如下工艺：除了HBT及耗尽型FET外，在同一基板上还制作增强型FET（常闭（normally OFF））。

在近年来的面向便携用途的BiFET功率放大器中，由使能电压（enable voltage）产生的ON/OFF功能（启动功能（enable function））的装载正在进行标准化。在这样的功率放大器中，当耗尽型FET的阈值电压发生偏差时，存在参考电压以及集电极电流显著变动的问题。通常，功率放大器中的无功电流（没有RF输入功率的状态下的偏置电流）的大小决定线性增益的大小。因此，抑制由工艺偏差导致的增益变动是设计的重要课题之一。此外，也要求降低使能电压。

对此，提出了抑制由工艺偏差导致的增益变动的参考电压产生电路（例如，参照专利文献1的图1）。进而，还提出了使用耗尽型FET来降低使能电压的接通（ON）电压的参考电压发生电路（例如，参照专利文献1的图3）。

专利文献：日本特开2010－124408号公报。

图44是表示参考例1的功率放大器的使能电压和漏电流的关系的图。在该功率放大器中，专利文献1的图12的功率放大电路的参考电压发生电路中应用了专利文献1的图3的电路。即，在参考例1中，使用低使能电压型的参考电压产生电路，从而以较低的使能电压（大于1.3V）进行动作。

图45是表示参考例2的功率放大器的使能电压和漏电流的关系的图。在该功率放大器中，专利文献1的图12的功率放大电路的参考电压产生电路中应用了专利文献1的图1的电路，并且在参考电压产生电路的前级设置有两级变换器（inverter）。参考例2的参考电压产生电路是对应于大于2.1V的使能电压的电路，所以，以利用变换器对较低的使能电压（大于1.3V）升压后的电压进行动作。

当前，作为使能电压的数字接口（digital interface）的规格，强烈要求：使能端子的电流容量为0.1mA以下；在使能电压低（0～0.5V）的情况下，功率放大器断开（关闭（shutdown））；在使能电压高（大于1.3V）的情况下，功率放大器接通（ON），流过偏置电流，成为可放大状态。

相对于此，在图44中，使能电压为0V时的漏电流良好，但是，使能电压为0.5V时的漏电流比图45大。因此，如果不具有关闭功能的变换器的工作电流为10μA以下，并且其他区块（block）的漏电流充分低，则参考例2适于满足使能电压的规格。尤其是在使能电压为0.5V时，也容易满足标准要求的关闭时的功率放大器整体的漏电流规格（小于10μA）。但是，降低在关闭时也持续工作的变换器的消耗电流也很重要。

在变换器中，如果增大晶体管的集电极负载，则能够降低电流。但是，在晶体管的阈值电压为－0.8V左右的情况下，为了将消耗电流抑制为数μA左右，需要使集电极负载为约100kΩ。通常，在面向便携用途的BiFET功率放大器中利用金属薄膜电阻，但是，其薄层电阻值为30～60Ω左右，非常低。因此，为了制作100kΩ的金属薄膜电阻，需要非常大的布局面积，芯片尺寸增加。最近，也存在能够利用kΩ级的金属电阻的情况下，但是，工艺工序相应变长，使成本增加。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的是得到能够在不增加芯片面积和成本的情况下抑制漏电流的功率放大器。