低電圧・広帯域動作CDMA用HBT電力増幅器

摘要

This paper describes circuit design and measurement results of an HBT MMIC power amplifier module (PA) operating with a 2.5-V low reference voltage (V_(ref)) and a 2.8-V low collector supply voltages (V_(cc)). While covering 824-925-MHz broadband CDMA operation at 2.8-V V_(cc), the PA allows a 1.1-V low V_(cc) and 18-dBm P_(out) operation. This is realized by an on-chip step quiescent current selector monitoring collector voltage. Measurement results under the 2.8/1.1-V V_(cc) and 2.5-V V_(ref) bias conditions show that the PA meets J-/W-CDMA power and distortion specifications sufficiently over a wide temperature range from -20 to 85℃ while operating over a wideband from 824 to 925 MHz. For J-CDMA (IS-95B) modulation, the PA can deliver a 28-dBm P_(out), a 36% PAE, and a -50-dBc ACPR, while a 29-dBm P_(out), a 38% PAE, and a -40-dBc ACLR are achieved for W-CDMA (R99) modulation. In addition, the PA is capable of delivering a 18-dBm P_(out) and more than 23% PAE under 824-925-MHz and 1.1-V J-CDMA modulation test conditions. To the best of author's knowledge, this is the first report on a broadband CDMA PA operating with low V_(ref) and low V_(cc).%本報告では,CDMA用に開発した低電圧・広帯域動作HBT電力増幅器（PA）の設計及び実験結果について述べる.本PAは,コレクタ電源電圧（Vcc）2.8V,基準電圧（Vref）を含むその他のバイアス電源電圧2.5Vの低電圧動作と824～925NHz の広帯域動作を特徴とする.またVcc＝2.8V,出力電力（Pout）28dBm動作に加えて，Vcc＝1.1V，Pout＝18dBm動作を実現するために,Vccに応じてアイドル電流を切り替えるステップ電流制御回路を内蔵している． 試作したPAは,824～925MHzの広帯域且つVcc＝2.8/1.1V，Vref＝2.5Vの低電圧バイアス条件において，J-/W-CDMAに要求される隣接チャネル及び次隣接チャネル漏洩電力抑圧比（ACPR，NACPR）をPout＝28/18dhで満足するだけでなく,-20～＋85℃の広い温度範囲に亘って満足する.周波数824MHzのJ-CDHA変調信号測定では，Vcc＝2.8V時にPout＝28dBm,利得27.7dB,ACPR（900KHz離調）＜-50.5dBc，NACPR（1.98HHz離調）＜-58dBc．効率36％を，Vcc＝1.1V時にはPout＝18dBm,効率23％が得られた.また周波数824NHz，Vcc＝2.8V,W-CDNA（R99）変調信号測定では，Pout＝29dBm,利得27.6dB，効率38％，ACLR＜-44dBc，NACLR＜-57dBcという良好な特性が得られた．