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JP3547938B2 - Bias control circuit - Google Patents
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JP3547938B2 - Bias control circuit - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バイアス電圧を供給するタイミングに制約があるFETを使用した回路において、そのタイミングを制御するバイアス制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、移動通信装置の普及に伴って、高周波素子の利用が増加している。たとえば、携帯電話の送信パワーアンプ内においては、GaAs FETという高周波素子の使用が主流となってきている。このFETは、ゲート、ドレイン、ソースの3端子にバイアス電圧を供給するタイミングに制約があり、この制約を守らなかった場合、FET内部で電流が過大に流れ、FETの性能劣化ないし破壊を引き起こす。
【0003】
このため、従来の携帯電話で用いられているバイアス制御回路では、次のような方法により、FETに供給する電圧のタイミングを管理している。
図6は第1の従来技術におけるバイアス制御回路の構成図を示す。
図において電池端子VBATTから+3.6Vの電圧が昇圧型DC−DCコンバータ601と反転型DC−DCコンバータ603に供給される。
【0004】
昇圧型DC−DCコンバータ601は、電源電圧を昇圧して+5Vの電圧を出力し、反転型DC−DCコンバータ603は、電源電圧を反転して−3.6Vの電圧をゲートに出力する。
スイッチ602は、インバータ606を介して制御部604から入力されるPABAT信号に応じて、昇圧型DC−DCコンバータ601からの出力電圧をドレインへ導通する。
【0005】
送信パワーアンプ605は、たとえばGaAs FETであり、ゲートに反転型DC−DCコンバータ603からの−3.6Vの電圧と、ドレインに昇圧型DC−DCコンバータ601からスイッチ602を介して+5Vの電圧とが供給される。
この送信パワーアンプ605のFETにおいて、ゲートとドレインとに電圧を供給するタイミングは次の通りでなければならない。
(1)電源供給時はゲートに負電圧を供給し、ゲート電圧が所定の電圧に達した後、ドレインに正電圧を供給する。
(2)電源供給停止時はドレインへの電圧供給を停止した後、ゲートへの電圧供給を停止する。
【0006】
もし、電圧の供給/供給停止のタイミングが上記(1)、(2)と異なり逆転すると、FET内でドレイン電流が過大に流れ、その結果、電池の消耗や、FETの性能劣化ないし破壊を引き起こす。
制御部604はマイクロコンピュータにより実現され、出力ポートからGATE ON信号、PABAT信号を出力する。詳しくは、GATE ON信号により反転型DC−DCコンバータ603の動作/非動作を制御し、PABAT信号により、昇圧型DC−DCコンバータ601の動作/非動作およびスイッチ602の導通を制御する。
【0007】
図7において、図6のバイアス制御回路のタイム・チャートを示す。
制御部604のPABAT信号((B))の”L”期間は、制御部604のGATE ON信号((A))の”L”期間より短い。制御部604は、上記(1)、(2)の制約を満たすように、同図(A)、(B)のタイミングでGATE ON信号、PABAT信号を出力する。
GATE ON信号が反転型DC−DCコンバータ603に入力されると、反転型DC−DCコンバータ603は、GATE ON信号が”L”の間、+3.6Vの電源電圧を−3.6Vに反転して、(E)に示す信号を出力する。
【0008】
PABAT信号が昇圧型DC−DCコンバータ601に入力されると、昇圧型DC−DCコンバータ601は、PABAT信号が”L”の間、+3.6Vの電源電圧を+5Vに昇圧して、(D)に示す信号を出力する。また、PABAT信号は、インバータ606を介してスイッチ602にも入力され、PABAT信号が”L”の期間、スイッチ602は昇圧型DC−DCコンバータ601からの出力電圧を導通し、(F)に示す信号を出力する。
【0009】
このように第1の従来技術においては、GATE ON信号およびPABAT信号の出力タイミングにより、FETへの電圧供給タイミングを制御している。
次に、図8に第2の従来技術におけるバイアス制御回路を示す。
図8において、VBATT+3.6V、制御部604、昇圧型DC−DCコンバータ601、反転型DC−DCコンバータ603、スイッチ602、送信パワーアンプ605は、第1の従来技術と同様である。
【0010】
同図は、図6に対して、昇圧型DC−DCコンバータ601にPABAT信号が入力される代わりに、GATE ON信号が入力されている点が異なっている。これにより昇圧型DC−DCコンバータ601の出力期間が長くなるので、スイッチ602が導通している間は、確定した+5V電圧を送信パワーアンプ605のドレインに供給することになる。
【0011】
図9に図8のバイアス制御回路のタイム・チャートを示す。
同図は、制御部604のGATE ON信号((A))が”L”の間、昇圧型DC−DCコンバータ601が動作するので、(D)に示すように、図7に対して昇圧型DC−DCコンバータ601の出力タイミングが異なっている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、第1、第2の従来技術のバイアス制御回路においては、次のような問題があった。
すなわち、まず第1の従来技術においては、図10のタイム・チャートに示すように、制御部604の誤動作によりGATE ON信号の出力(A)とPABAT信号の出力(B)の出力タイミングが逆転した場合、送信パワーアンプ605にバイアス電圧を供給する反転型DC−DCコンバータ603((E))とスイッチ602((F))の立ち上がりと立ち下がりのタイミングが逆転し、FETが劣化ないし破壊されるという問題があった。上記誤動作は、たとえば、ノイズにより制御部604が暴走した場合や、バッテリ電圧の低下により動作が不安定になった場合などに生じる。
【0013】
上記は制御部604が誤動作した場合に起こる問題であるが、制御部604が正常に動作した場合においても問題がある。
その1つは、昇圧型DC−DCコンバータ601および反転型DC−DCコンバータ603が、図7中の(a)、(b)に示した区間で無駄な電流を消費することである。この原因は、(a)の区間については、上記の逆転を防止するために、あらかじめ2信号の出力タイミングの間に必要以上の時間差をとっているからであり、(b)の区間については、実際の送信信号期間よりも早い時点でPABAT信号を出力しているからである。早い時点でPABAT信号を出力しているのは、送信信号期間の開始時に、確定した+5V電圧を供給するために、その立ち上がり時間(昇圧型DC−DCコンバータ601の出力段にコンデンサがあるため必然的になまっている)を見込んでいるからである。
【0014】
他の1つの問題は、図7中の(c)に示した区間で、送信パワーアンプ605において無駄な電力を消費することである。これは、(c)の区間では、スイッチ602を介して昇圧型DC−DCコンバータ601からバイアス電圧が供給されるのが原因となっている。
次に、第2の従来技術においては、図11のタイム・チャートに示すように、制御部604の誤動作によりGATE ON信号((A))とPABAT信号((B))の出力期間が逆転した場合、(d)の区間で反転型DC−DCコンバータ603((E))とスイッチ602((F))の立ち上がりと立ち下がりとタイミングが逆転し、送信パワーアンプ605に電源を供給するタイミングが逆転するので、FETの劣化ないし破壊を引き起こすという問題があった。
【0015】
上記の点に鑑み本発明は、上記した従来技術の課題を一掃し、FETの劣化および破壊からの保護および低消費電力化を図るバイアス制御回路を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るバイアス制御回路は、FETのゲートに供給する第1バイアス電圧およびソースまたはドレインに供給する第2バイアス電圧の供給を制御するバイアス制御回路であって、第1、第2バイアス電圧の供給タイミングを示す第1信号、第2信号を生成する生成手段と、第1信号が有効なとき第1バイアス電圧をゲートに出力する第1電源手段と、第1信号が有効なとき所定の電圧を出力する第2電源手段と、第2電源の出力とソースまたはドレインとの間に設けられたスイッチ手段と、第1信号および第2信号がともに有効なときスイッチ手段を導通することにより、所定の電圧を第2バイアス電圧として前記ソースまたはドレインに供給する制御手段とを備えることを特徴とする。
【0017】
また、第1電源手段はその出力が確定したことを示す確定信号を出力し、前記生成手段は確定信号により第2信号を生成することを特徴とすることもできる。
また、前記制御手段は、第1信号と第2信号との論理積をとることを特徴とすることもできる。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1は、第1の実施形態におけるバイアス制御回路の構成図である。
バイアス制御回路は、昇圧型DC−DCコンバータ101と、スイッチ102と、反転型DC−DCコンバータ103と、制御部104と、送信パワーアンプ105と、NORゲート106とから構成され、携帯電話中の送信部最終段の送信パワーアンプ(FET)に対するバイアス電圧の供給を制御する。
【0019】
図1においてVBATTは、バッテリから供給される+3.6Vの電源電圧を示す。
昇圧型DC−DCコンバータ101は、制御部104の制御下で、+3.6Vの電源電圧を昇圧して+5Vの電圧を出力する。
反転型DC−DCコンバータ103は、制御部104の制御の下で、+3.6Vの電源電圧を反転して−3.6Vの電圧を出力する。
【0020】
制御部104はマイクロコンピュータにより実現され、出力ポートからGATE ON信号、PABAT信号を出力する。詳しくは、GATE ON信号により、昇圧型DC−DCコンバータ101および反転型DC−DCコンバータ103の動作/非動作を制御し、同信号をNORゲート106に出力する。またPABAT信号をNORゲート106に出力する。PABAT信号の”L”の期間はGATE ON信号の”L”の期間より短く、従来技術に比べて、立ち下がりタイミングが送信信号期間の開始時点に近付いている。なお、この送信信号期間は、国内携帯電話機(PDC)ではTDMAタイムスロット20msの1/3デューティで約6.67msである。
【0021】
NORゲート106はGATE ON信号とPABAT信号がともに”L”であるときのみ、”H”を出力する。
スイッチ102はNORゲート106の出力が”H”の間、導通することにより昇圧型DC−DCコンバータ101の出力の+5V電圧を送信パワーアンプ105のドレインに供給する。
【0022】
送信パワーアンプ105はGaAs FETなどのFETであり、ゲートに反転型DC−DCコンバータ103からの−3.6Vの電圧、ドレインに昇圧型DC−DCコンバータ101からの+5Vの電圧がスイッチ102を介してバイアス電圧として供給される。
以上のように構成された本実施形態におけるバイアス制御回路について、その動作を説明する。
【0023】
図2は図1のバイアス制御回路の制御部104が正常に動作した場合のタイム・チャートである。
制御部104は、従来の技術で既述した(1)、(2)を満たすように、同図GATE ON信号((A))、PABAT信号((B))のタイミングでGATE ON信号、PABAT信号を出力する。
【0024】
この2つの信号がNORゲート106に入力され、(C)で示す信号が出力される。
一方、GATE ON信号((A))が昇圧型DC−DCコンバータ101および反転型DC−DCコンバータ103に入力されると、昇圧型DC−DCコンバータ101は+3.6Vの電源電圧を+5Vに昇圧して(D)に示す信号を出力し、反転型DC−DCコンバータ103は+3.6Vの電源電圧を−3.6Vに反転して(E)に示す信号を出力する。
【0025】
(C)で示す信号がスイッチ102に入力されている期間、スイッチ102は昇圧型DC−DCコンバータ101からの出力電圧を導通し、(F)に示す信号を出力する。
図2において、スイッチ102の出力((F))は、第1の従来技術のタイム・チャート(図7)と比較すると、図7の(c)の時間が無くなっている。このため、送信パワーアンプ105に無駄なく電源供給ができる。また昇圧型DC−DCコンバータ101および反転型DC−DCコンバータ103による消費電力の無駄を低減することができる。なぜなら、NORゲートにより送信パワーアンプ105に電圧を供給するタイミングが保証されているため、制御部104のGATE ON出力の”L”の期間を必要最少限に短くすることができるからである。
【0026】
図3は、図1のバイアス制御回路の制御部104が誤動作した場合のタイム・チャートである。
同図は、図2に対してGATE ON信号((A))とPABAT信号((B))の出力タイミングが逆転している点が異なっている。
このように、(A)と(B)の出力タイミングが逆転した場合でも、NORゲート106により論理積をとるため、ゲートに供給される反転型DC−DCコンバータ103((E))と、ドレインに供給されるスイッチ102((F))の立ち上がり立ち下がりのタイミングは逆転しない。このためFETの劣化ないし破壊を回避することができ、その後、制御部104が正常に動作するようになれば、この回路は通常通り使用することができる。
【0027】
図4は、第2の実施形態におけるバイアス制御回路の構成図である。
同図において、バイアス制御回路は、昇圧型DC−DCコンバータ101と、スイッチ102と、反転型DC−DCコンバータ103と、制御部104と、送信パワーアンプ105と、NORゲート106と、ディレイ回路307とインバータ308とから構成され、第1の実施形態同様、携帯電話中の送信部最終段の送信パワーアンプ(FET)に対するバイアス電圧の供給を制御する。VBATTは、バッテリから供給される+3.6Vの電源電圧を示す。同図において、VBATT、昇圧型DC−DCコンバータ101、スイッチ102、制御部104、送信パワーアンプ105は第1の実施形態と同様である。
【0028】
反転型DC−DCコンバータ103は、GATE ON信号の制御の下で、+3.6Vの電源電圧を反転して−3.6Vの電圧を出力する。また、この反転型DC−DCコンバータ103は、電圧の反転の際、所定出力(同図の場合−3.6V)の95%以上100%以下の間(−3.42V〜−3.6V)、ロジック信号(以下REG信号と呼ぶ)”H”を出力する。これは、REG信号が”H”を出力する期間は、反転型DC−DCコンバータ103からほぼ安定した電圧がゲートに供給されるので、この間はドレインの電圧供給が可能なことを意味する。
【0029】
インバータ308は、反転型DC−DCコンバータ103のREG信号を反転する。
ディレイ回路307は、インバータ308を介して反転型DC−DCコンバータ103のREG信号の遅延信号をNORゲート106に出力する。
NORゲート106はGATE ON信号およびディレイ回路307の信号がともに”L”であるときのみ、”H”を出力する。
【0030】
図5に図4のバイアス制御回路のタイム・チャートを示す。
同図において、反転型DC−DCコンバータ103のREG信号は、反転型DC−DCコンバータ103((F))が−3.42Vから−3.6Vの間、(B)に示されるような信号を出力する。
ディレイ回路307は、インバータ308を介した反転型DC−DCコンバータ103のREG信号((B))を、遅延させて(C)に示されるような信号をNORゲート106に出力する。このとき、ディレイ回路307の出力(C)の立ち下がりが送信信号期間の始まりと同時になるよう調節している。
【0031】
【発明の効果】
本発明に係るバイアス制御回路は、FETのゲートに供給する第1バイアス電圧およびソースまたはドレインに供給する第2バイアス電圧の供給を制御するバイアス制御回路であって、第1、第2バイアス電圧の供給タイミングを示す第1信号、第2信号を生成する生成手段と、第1信号が有効なとき第1バイアス電圧をゲートに出力する第1電源手段と、第1信号が有効なとき所定の電圧を出力する第2電源手段と、第2電源の出力とソースないしドレインとの間に設けられたスイッチ手段と、第1信号および第2信号がともに有効なときスイッチ手段を導通することにより、所定の電圧を第2バイアス電圧として前記ドレインに供給する制御手段とを備えているので、前記生成手段の第1、第2信号の生成タイミングが誤動作により逆転しても、前記制御手段は第1、第2信号がともに有効なときしかスイッチを導通しないところから、ゲートに供給する第1バイアス電圧およびソースまたはドレインに供給する第2バイアス電圧の供給タイミングは逆転せず、FETの劣化ないし破壊を防ぐ効果がある。また、このようにFETへの供給タイミングが保証されているので、前記生成手段の第1、第2信号の生成タイミングの間の時間差を必要最小限に抑えることができ、消費電力を低減できるという効果がある。
【0032】
第1電源手段はその出力が確定したことを示す確定信号を出力し、前記生成手段は確定信号により第2信号を生成するような構成であるので、第1バイアス電圧がゲートに供給された後にスイッチ手段が第2バイアス電圧をソースまたはドレインに供給することがより確実になり、これにより供給タイミングが守られFETの劣化ないし破壊を防ぐという効果がある。加えて、生成手段が生成する信号が1つになり、生成手段の制御が容易になるという効果もある。
【0033】
また、前記制御手段は、第1信号と第2信号との論理積をとるような構成であり、これによりゲートを1つだけで前記制御手段が実現できるので、回路を小型化できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態のバイアス制御回路の構成図である。
【図2】第1の実施形態の制御部が正常に動作した場合のタイム・チャートを示す。
【図3】第1の実施形態の制御部が誤動作をした場合のタイム・チャートを示す。
【図4】第2の実施形態のバイアス制御回路の構成図である。
【図5】第2の実施形態のバイアス制御回路におけるタイム・チャートである。
【図6】第1の従来技術におけるバイアス制御回路の構成図である。
【図7】第1の従来技術において制御部が正常に動作した場合のタイム・チャートである。
【図8】第2の従来技術におけるバイアス制御回路の構成図である
【図9】第2の従来技術において制御部が正常に動作した場合のタイム・チャートを示す。
【図10】第1の従来技術において制御部が誤動作をした場合のタイム・チャートを示す。
【図11】第2の従来技術において制御部が誤動作をした場合のタイム・チャートを示す。
【符号の説明】
101 昇圧型DC−DCコンバータ
102 スイッチ
103 反転型DC−DCコンバータ
104 制御部
105 送信パワーアンプ
106 NORゲート
306 インバータ
307 ディレイ回路
601 昇圧型DC−DCコンバータ
602 スイッチ
603 反転型DC−DCコンバータ
604 制御部
605 送信パワーアンプ
606 インバータ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a bias control circuit for controlling the timing of a circuit using an FET having a restriction on the timing of supplying a bias voltage.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the spread of mobile communication devices, the use of high frequency devices has been increasing. For example, in transmission power amplifiers of mobile phones, the use of high-frequency devices called GaAs FETs has become mainstream. In this FET, there is a restriction on the timing of supplying a bias voltage to the three terminals of the gate, drain and source. If this restriction is not respected, an excessive current flows inside the FET, causing performance degradation or destruction of the FET.
[0003]
Therefore, in a bias control circuit used in a conventional mobile phone, the timing of the voltage supplied to the FET is managed by the following method.
FIG. 6 shows a configuration diagram of a bias control circuit according to the first conventional technique.
In the figure, a voltage of +3.6 V is supplied from a battery terminal VBATT to a step-up DC-DC converter 601 and an inverting DC-DC converter 603.
[0004]
The boost DC-DC converter 601 boosts the power supply voltage and outputs a voltage of +5 V, and the inverting DC-DC converter 603 inverts the power supply voltage and outputs a voltage of -3.6 V to the gate.
Switch 602 conducts the output voltage from step-up DC-DC converter 601 to the drain according to the PABAT signal input from control unit 604 via inverter 606.
[0005]
The transmission power amplifier 605 is, for example, a GaAs FET, and has a gate having a voltage of -3.6 V from the inverting DC-DC converter 603 and a drain having a voltage of +5 V from the step-up DC-DC converter 601 via the switch 602. Is supplied.
In the FET of the transmission power amplifier 605, the timing for supplying a voltage to the gate and the drain must be as follows.
(1) When power is supplied, a negative voltage is supplied to the gate, and after the gate voltage reaches a predetermined voltage, a positive voltage is supplied to the drain.
(2) When the power supply is stopped, the voltage supply to the drain is stopped, and then the voltage supply to the gate is stopped.
[0006]
If the voltage supply / supply stop timing is reversed, unlike the above (1) and (2), the drain current will flow excessively in the FET, and as a result, the battery will be consumed and the performance of the FET will be deteriorated or destroyed. .
The control unit 604 is realized by a microcomputer, and outputs a GATE ON signal and a PABAT signal from an output port. Specifically, the operation / non-operation of the inverting DC-DC converter 603 is controlled by the GATE ON signal, and the operation / non-operation of the step-up DC-DC converter 601 and the conduction of the switch 602 are controlled by the PABAT signal.
[0007]
FIG. 7 shows a time chart of the bias control circuit of FIG.
The “L” period of the PABAT signal ((B)) of the control unit 604 is shorter than the “L” period of the GATE ON signal ((A)) of the control unit 604. The control unit 604 outputs a GATE ON signal and a PABAT signal at the timings shown in FIGS. 3A and 3B so as to satisfy the restrictions (1) and (2).
When the GATE ON signal is input to the inversion type DC-DC converter 603, the inversion type DC-DC converter 603 inverts the power supply voltage of + 3.6V to -3.6V while the GATE ON signal is "L". Then, the signal shown in (E) is output.
[0008]
When the PABAT signal is input to the boost DC-DC converter 601, the boost DC-DC converter 601 boosts the power supply voltage of +3.6 V to +5 V while the PABAT signal is “L”, and (D) Is output. The PABAT signal is also input to the switch 602 via the inverter 606, and during the period when the PABAT signal is “L”, the switch 602 conducts the output voltage from the boost DC-DC converter 601 and is shown in FIG. Output a signal.
[0009]
As described above, in the first conventional technique, the voltage supply timing to the FET is controlled by the output timing of the GATE ON signal and the PABAT signal.
Next, FIG. 8 shows a bias control circuit according to a second conventional technique.
In FIG. 8, VBATT + 3.6 V, a control unit 604, a step-up DC-DC converter 601, an inverting DC-DC converter 603, a switch 602, and a transmission power amplifier 605 are the same as those in the first related art.
[0010]
6 is different from FIG. 6 in that the GATE ON signal is input to the boost DC-DC converter 601 instead of the PABAT signal. As a result, the output period of the step-up DC-DC converter 601 becomes longer, so that the determined +5 V voltage is supplied to the drain of the transmission power amplifier 605 while the switch 602 is conducting.
[0011]
FIG. 9 shows a time chart of the bias control circuit of FIG.
In the figure, the boost DC-DC converter 601 operates while the GATE ON signal ((A)) of the control unit 604 is "L", so that as shown in FIG. The output timing of the DC-DC converter 601 is different.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The first and second prior art bias control circuits have the following problems.
That is, in the first prior art, as shown in the time chart of FIG. 10, the output timing of the GATE ON signal (A) and the output timing of the PABAT signal (B) are reversed due to a malfunction of the control unit 604. In this case, the rising and falling timings of the inverting DC-DC converter 603 ((E)) for supplying the bias voltage to the transmission power amplifier 605 and the switch 602 ((F)) are reversed, and the FET is deteriorated or destroyed. There was a problem. The malfunction occurs, for example, when the control unit 604 runs away due to noise or when the operation becomes unstable due to a decrease in battery voltage.
[0013]
Although the above is a problem that occurs when the control unit 604 malfunctions, there is also a problem when the control unit 604 operates normally.
One is that the step-up DC-DC converter 601 and the inverting DC-DC converter 603 consume useless current in the sections shown in FIGS. 7A and 7B. The reason for this is that in the section (a), an unnecessary time difference is previously taken between the output timings of the two signals in order to prevent the above-mentioned reverse rotation, and in the section (b), This is because the PABAT signal is output earlier than the actual transmission signal period. The reason why the PABAT signal is output at an early point is that, at the start of the transmission signal period, in order to supply a fixed +5 V voltage, its rise time (necessary because there is a capacitor in the output stage of the step-up DC-DC converter 601). It is because it is expected).
[0014]
Another problem is that useless power is consumed in the transmission power amplifier 605 in the section shown in FIG. 7C. This is because the bias voltage is supplied from the boost DC-DC converter 601 via the switch 602 in the section (c).
Next, in the second prior art, as shown in the time chart of FIG. 11, the output period of the GATE ON signal ((A)) and the output period of the PABAT signal ((B)) were reversed due to a malfunction of the control unit 604. In this case, in the section (d), the rising and falling timings of the inverting DC-DC converter 603 ((E)) and the switch 602 ((F)) are reversed, and the timing of supplying power to the transmission power amplifier 605 is changed. Since it is reversed, there is a problem that deterioration or destruction of the FET is caused.
[0015]
In view of the above, it is an object of the present invention to provide a bias control circuit that eliminates the above-mentioned problems of the prior art, protects the FET from deterioration and destruction, and reduces power consumption.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a bias control circuit according to the present invention is a bias control circuit that controls supply of a first bias voltage supplied to a gate of a FET and a second bias voltage supplied to a source or a drain. 1, generating means for generating a first signal indicating a supply timing of a second bias voltage, a second signal, a first power supply means for outputting a first bias voltage to a gate when the first signal is valid, and a first signal Second power supply means for outputting a predetermined voltage when is effective, switch means provided between the output of the second power supply and the source or drain, and switch means when both the first signal and the second signal are effective And a control means for supplying a predetermined voltage as the second bias voltage to the source or the drain by conducting the current.
[0017]
Further, the first power supply unit may output a determination signal indicating that the output is determined, and the generation unit may generate the second signal based on the determination signal.
Further, the control means may take a logical product of the first signal and the second signal.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of the bias control circuit according to the first embodiment.
The bias control circuit includes a step-up DC-DC converter 101, a switch 102, an inverting DC-DC converter 103, a control unit 104, a transmission power amplifier 105, and a NOR gate 106. The supply of the bias voltage to the transmission power amplifier (FET) at the last stage of the transmission unit is controlled.
[0019]
In FIG. 1, VBATT indicates a power supply voltage of +3.6 V supplied from the battery.
The boost DC-DC converter 101 boosts the power supply voltage of +3.6 V and outputs a voltage of +5 V under the control of the control unit 104.
Under the control of the control unit 104, the inversion type DC-DC converter 103 inverts the power supply voltage of + 3.6V and outputs a voltage of -3.6V.
[0020]
The control unit 104 is realized by a microcomputer, and outputs a GATE ON signal and a PABAT signal from an output port. Specifically, the operation / non-operation of the boost DC-DC converter 101 and the inverting DC-DC converter 103 is controlled by the GATE ON signal, and the same signal is output to the NOR gate 106. Further, it outputs a PABAT signal to NOR gate 106. The “L” period of the PABAT signal is shorter than the “L” period of the GATE ON signal, and the fall timing is closer to the start point of the transmission signal period as compared with the related art. Note that this transmission signal period is about 6.67 ms with a 1/3 duty of 20 ms TDMA time slot in a domestic portable telephone (PDC).
[0021]
The NOR gate 106 outputs “H” only when both the GATE ON signal and the PABAT signal are “L”.
The switch 102 conducts while the output of the NOR gate 106 is “H”, and thereby supplies the +5 V voltage of the output of the step-up DC-DC converter 101 to the drain of the transmission power amplifier 105.
[0022]
The transmission power amplifier 105 is an FET such as a GaAs FET. The gate of the transmission power amplifier 105 receives a voltage of −3.6 V from the inverting DC-DC converter 103 and the drain thereof receives a voltage of +5 V from the step-up DC-DC converter 101 via the switch 102. And supplied as a bias voltage.
The operation of the bias control circuit according to the present embodiment configured as described above will be described.
[0023]
FIG. 2 is a time chart when the control unit 104 of the bias control circuit of FIG. 1 operates normally.
The control unit 104 controls the GATE ON signal (PAA) at the timing of the GATE ON signal ((A)) and the PABAT signal ((B)) to satisfy (1) and (2) described in the related art. Output a signal.
[0024]
These two signals are input to the NOR gate 106, and the signal indicated by (C) is output.
On the other hand, when the GATE ON signal ((A)) is input to the boost DC-DC converter 101 and the inverting DC-DC converter 103, the boost DC-DC converter 101 boosts the power supply voltage of + 3.6V to + 5V. Then, the signal shown in (D) is output, and the inverting DC-DC converter 103 inverts the power supply voltage of +3.6 V to -3.6 V and outputs the signal shown in (E).
[0025]
While the signal shown in (C) is being input to the switch 102, the switch 102 conducts the output voltage from the step-up DC-DC converter 101 and outputs the signal shown in (F).
In FIG. 2, the output ((F)) of the switch 102 is the same as the time chart (FIG. 7) of the first conventional technique (FIG. 7), but the time of FIG. Therefore, power can be supplied to the transmission power amplifier 105 without waste. Further, waste of power consumption by the step-up DC-DC converter 101 and the inverting DC-DC converter 103 can be reduced. This is because the timing of supplying a voltage to the transmission power amplifier 105 is guaranteed by the NOR gate, so that the “L” period of the GATE ON output of the control unit 104 can be shortened to the minimum necessary.
[0026]
FIG. 3 is a time chart when the control unit 104 of the bias control circuit of FIG. 1 malfunctions.
This figure is different from FIG. 2 in that the output timings of the GATE ON signal ((A)) and the PABAT signal ((B)) are reversed.
As described above, even when the output timings of (A) and (B) are reversed, since the logical product is obtained by the NOR gate 106, the inverting DC-DC converter 103 ((E)) supplied to the gate and the drain The timing of the rise and fall of the switch 102 ((F)) is not reversed. For this reason, deterioration or destruction of the FET can be avoided, and thereafter, when the control unit 104 operates normally, this circuit can be used as usual.
[0027]
FIG. 4 is a configuration diagram of a bias control circuit according to the second embodiment.
In the figure, the bias control circuit includes a step-up DC-DC converter 101, a switch 102, an inverting DC-DC converter 103, a control unit 104, a transmission power amplifier 105, a NOR gate 106, a delay circuit 307 And an inverter 308, and controls supply of a bias voltage to a transmission power amplifier (FET) at the last stage of the transmission unit in the mobile phone, as in the first embodiment. VBATT indicates a power supply voltage of +3.6 V supplied from the battery. In the figure, VBATT, a step-up DC-DC converter 101, a switch 102, a control unit 104, and a transmission power amplifier 105 are the same as those in the first embodiment.
[0028]
Under the control of the GATE ON signal, the inversion type DC-DC converter 103 inverts the power supply voltage of +3.6 V and outputs a voltage of -3.6 V. In addition, when the voltage is inverted, the inversion type DC-DC converter 103 is between 95% and 100% of a predetermined output (-3.6V in the case of FIG. 3) (-3.42V to -3.6V). , And outputs a logic signal (hereinafter referred to as a REG signal) “H”. This means that a substantially stable voltage is supplied to the gate from the inverting DC-DC converter 103 during the period when the REG signal outputs “H”, so that the drain voltage can be supplied during this period.
[0029]
The inverter 308 inverts the REG signal of the inverting DC-DC converter 103.
The delay circuit 307 outputs a delay signal of the REG signal of the inverting DC-DC converter 103 to the NOR gate 106 via the inverter 308.
The NOR gate 106 outputs “H” only when both the GATE ON signal and the signal of the delay circuit 307 are “L”.
[0030]
FIG. 5 is a time chart of the bias control circuit of FIG.
In the figure, the REG signal of the inverting DC-DC converter 103 is a signal as shown in (B) when the inverting DC-DC converter 103 ((F)) is between -3.42 V and -3.6 V. Is output.
The delay circuit 307 delays the REG signal ((B)) of the inverting DC-DC converter 103 via the inverter 308 and outputs a signal as shown in (C) to the NOR gate 106. At this time, adjustment is made so that the fall of the output (C) of the delay circuit 307 coincides with the start of the transmission signal period.
[0031]
【The invention's effect】
A bias control circuit according to the present invention is a bias control circuit that controls supply of a first bias voltage supplied to a gate of a FET and a second bias voltage supplied to a source or a drain, and includes a first bias voltage and a second bias voltage. Generating means for generating first and second signals indicating supply timing, first power supply means for outputting a first bias voltage to the gate when the first signal is valid, and predetermined voltage when the first signal is valid A second power supply means for outputting a signal, a switch means provided between the output of the second power supply and a source or a drain, and conducting the switch means when both the first signal and the second signal are valid, thereby providing a predetermined And control means for supplying the second voltage as the second bias voltage to the drain, so that the generation timings of the first and second signals of the generation means are reversed due to malfunction. However, since the control means turns on the switch only when the first and second signals are both valid, the supply timing of the first bias voltage supplied to the gate and the second bias voltage supplied to the source or drain is reversed. Without this, there is an effect of preventing deterioration or destruction of the FET. Further, since the supply timing to the FET is guaranteed as described above, the time difference between the generation timings of the first and second signals of the generation unit can be minimized, and power consumption can be reduced. effective.
[0032]
The first power supply means outputs a determination signal indicating that the output is determined, and the generation means is configured to generate the second signal based on the determination signal, so that after the first bias voltage is supplied to the gate, It becomes more reliable that the switch means supplies the second bias voltage to the source or the drain, whereby the supply timing is protected and the FET is prevented from being deteriorated or destroyed. In addition, there is an effect that the number of signals generated by the generation unit becomes one, and control of the generation unit becomes easy.
[0033]
Further, the control means is configured to take a logical product of the first signal and the second signal, whereby the control means can be realized by using only one gate. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a bias control circuit according to a first embodiment.
FIG. 2 shows a time chart when the control unit of the first embodiment operates normally.
FIG. 3 shows a time chart when the control unit of the first embodiment malfunctions.
FIG. 4 is a configuration diagram of a bias control circuit according to a second embodiment.
FIG. 5 is a time chart in the bias control circuit according to the second embodiment.
FIG. 6 is a configuration diagram of a bias control circuit in the first related art.
FIG. 7 is a time chart when the control unit operates normally in the first related art.
FIG. 8 is a configuration diagram of a bias control circuit according to a second conventional technique. FIG. 9 is a time chart when a control unit operates normally in the second conventional technique.
FIG. 10 is a time chart when the control unit malfunctions in the first prior art.
FIG. 11 shows a time chart when a control unit malfunctions in the second conventional technique.
[Explanation of symbols]
101 Boost DC-DC Converter 102 Switch 103 Inverting DC-DC Converter 104 Control Unit 105 Transmission Power Amplifier 106 NOR Gate 306 Inverter 307 Delay Circuit 601 Boost DC-DC Converter 602 Switch 603 Inverting DC-DC Converter 604 Control Unit 605 Transmission power amplifier 606 Inverter

Claims (3)

FETのゲートに供給する第1バイアス電圧およびソースまたはドレインに供給する第2のバイアス電圧の供給を制御するバイアス制御回路であって、
第1、第2バイアス電圧の供給タイミングを示す第1信号、第2信号を生成する生成手段と、
第1信号が有効なときのみ第1バイアス電圧をゲートに出力する第1電源手段と、
第1信号が有効なときのみ電源電圧を昇圧して出力する第2電源手段と、
前記第2電源手段の出力とソースまたはドレインとの間に設けられたスイッチ手段と、
前記スイッチ手段を導通制御する期間より長い期間、前記電源手段からのバイアス電圧を出力させるよう制御し、前記第1信号及び前記第2信号がともに有効なとき前記スイッチ手段を導通することにより、前記第2電源手段により出力される電圧を第2バイアス電圧として前記ソースまたはドレインに供給する制御手段と
を備えることを特徴とするバイアス制御回路。
A bias control circuit for controlling supply of a first bias voltage supplied to a gate of the FET and a second bias voltage supplied to a source or a drain,
Generating means for generating first and second signals indicating supply timings of the first and second bias voltages;
First power supply means for outputting the first bias voltage to the gate only when the first signal is valid;
Second power supply means for boosting and outputting a power supply voltage only when the first signal is valid;
Switch means provided between an output of the second power supply means and a source or drain;
By controlling to output a bias voltage from the power supply unit for a period longer than the period of controlling the conduction of the switch unit, and conducting the switch unit when both the first signal and the second signal are valid, Control means for supplying a voltage output from a second power supply means to the source or drain as a second bias voltage.
第1電源手段はその出力が確定したことを示す確定信号を出力し、前記生成手段は、確定信号により第2信号を生成することを特徴とする請求項1記載のバイアス制御回路。2. The bias control circuit according to claim 1, wherein the first power supply unit outputs a determination signal indicating that the output is determined, and the generation unit generates the second signal based on the determination signal. 前記制御手段は、第1信号と第2信号との論理積をとることを特徴とする請求項1記載のバイアス制御回路。2. The bias control circuit according to claim 1, wherein said control means calculates a logical product of the first signal and the second signal.
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