[发明专利]高频电路及高频模块

说明书

相关申请的交叉引用

2011年8月5日申请的申请号为2011-171642的日本专利申请所公开的内容，包括其说明书、附图及摘要，通过引用其整体的方式在此并入。

背景技术

本发明涉及一种高频电路及包含该电路的高频模块，并且尤其是涉及，当通过数字控制补偿由于半导体制造工艺中的变化导致的高频功率放大器电路中使用的高频功率放大晶体管的放大特性的变化时，有效改善补偿操作准确性的技术。

过去，MOS晶体管和双极晶体管已经被用于装在例如手机的无线通信终端的发射机中的RF功率放大器的功率放大晶体管。为了改善功率放大晶体管的放大特性，减小MOS晶体管的沟道长度和双极晶体管的基底宽度是有效的。

然而，MOS晶体管的沟道长度和双极晶体管的基底宽度由于MOS晶体管和双极晶体管的半导体制造工艺等而变化。因此，当MOS晶体管的沟道长度L变化时，MOS晶体管的沟道电导β变化，或者当双极晶体管的基底宽度Wb变化时，有效基底宽度通过早期效应变化并且集电极电流改变；因此，高频功率放大特性的稳定性有可能被削弱。

以下引用的专利文献1公开了一种高频功率放大器电路，该电路包括放大晶体管、电流模拟晶体管和偏置产生电路，其中通过比较以流过电流模拟晶体管的电流为基础产生的电压和通过电流-电压转换元件转换恒流电路的电流产生的参考电压，偏置产生电路提供给放大晶体管和电流模拟晶体管用于抑制由于短沟道效应或早期效应的改变的偏置。

以下引用的专利文献2公开了一种放大器，其包括偏置单元、放大器单元、电流检测元件、参考电流产生单元和电流比较器单元。偏置单元包括参考晶体管和复制放大晶体管。参考晶体管的第一偏置电流和复制放大晶体管的第二偏置电流被提供到电流检测元件。电流检测元件产生对应于第一偏置电流和第二偏置电流之间的差的检测电流。电流比较器单元控制复制放大晶体管的第二偏置电流，从而电流检测元件的检测电流与参考电流产生单元的参考电流一致。

（专利文献1）日本未决公开专利2005-123861

（专利文献2）日本未决公开专利2010-263405

发明内容

在本发明之前，本发明人从事在半导体制造工艺中对变化具有抵抗性的高频放大器的研究和开发。

在研究和开发中，本发明人研究了专利文献1公开的技术和专利文献2公开的技术作为相关技术。本发明人所作的检验阐明了两种技术具有以下问题：也就是，在两种技术中，由于半导体制造工艺变化引起的高频放大器的电路误差通过配置模拟系统的反馈环被检测和补偿；因此，操作模拟电路的功耗是巨大的。

另一方面，在本发明之前，本发明人检查了包括提供给半导体芯片中的放大器复制晶体管的栅极长度监测电路的高频功率放大器电路。偏置场效应晶体管和功率放大场效应晶体管耦合以配置电流镜，偏置控制电路产生的偏置电流被提供给偏置场效应晶体管。栅极长度监测电路产生基于栅极长度的检测电压，偏置控制电路根据检测电压控制偏置电流值；因此，功率放大场效应晶体管跨导的栅极长度依赖性被补偿了。当详细解释时，栅极长度监测电路的模拟检测电压通过A/D转换器被转换成数字信号，并且响应于数字信号，偏置控制电路开环控制偏置电流值。当进一步详细解释时，由A/D转换器转换的数字信号被提供给转换表格，偏置数字信息从转换表格中产生并且被提供到偏置控制电路。因此，在现有的第三种技术中，偏置控制电路以数字信号控制偏置电流值；因此，可以降低操作模拟电路的功耗，其已经被指出是上述两种技术的缺点。

在本发明之前，本发明人已经详细检验过第三种技术并且得到了如下结论。即，在第三种技术中，跨导的栅极长度依赖性通过偏置控制电路以数字信号开环控制偏置电流值来补偿；因此，也就存在欠补偿或过补偿的可能。原因不仅在于栅极长度监测电路的检测电压取决于栅极长度的事实，而且还在于例如栅极氧化层厚度和沟道迁移率等参数依半导体制造工艺而改变的事实。这是由本发明人在本发明之前所作的检验阐明的原因。因此，为了解决该问题，需要改变对应于半导体制造工艺参数等的改变的转换表格。也就是，即使半导体制造工艺参数改变，由转换表格产生的响应于来自A/D转换器的数字信号的偏置数字信息通过改变转换表格而被适当地改变。因此，可使得补偿操作适度。