專利名稱：檢波電路及高頻電路的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種生成與交流信號的強度相對應的直流電壓的檢波電路。而且，本 發(fā)明涉及一種具有此種檢波電路的高頻電路。
背景技術(shù)：
搭載在無線通訊裝置中的發(fā)送用功率放大器(power amplifier)，通常是和生 成與其輸出信號(高頻信號)的強度相對應的直流電壓的檢波電路一起使用的。這是為 了根據(jù)檢波輸出(將由檢波電路所生成的直流電壓稱作“檢波輸出”，以下相同)來調(diào)整 輸入到發(fā)送用功率放大器中的發(fā)送信號的電平，以實現(xiàn)發(fā)送功率的優(yōu)化(消耗功率控制 或者雜散(spurious)控制)。尤其在無線LANdocal area network，局域網(wǎng)絡)用終端 或 WiMAX(worldwide interoperability for microwave access,微波存取全球互通) 用終端等小型無線通訊裝置中，大多是搭載了集成有放大電路與檢波電路的功率放大器 IC (integrated circuit，集成電路)的裝置。作為此種發(fā)送用功率放大器的一例，在專利文獻1及專利文獻2中公開了一種功 率放大器，包括功率放大電路，其包含功率放大用晶體管；檢波電路，其包含陽極端子通 過電容器連接于功率放大用晶體管的集電極端子的檢波二極管。專利文獻1所記載的功率放大器中，通過設置將偏壓電流供給到功率放大用晶體 管的基極端子及檢波二極管的陽極端子的電流放大用晶體管，來實現(xiàn)檢波電路的消耗功率 的降低，以及來自檢波電路的串音信號(crosstalk signal)所引起的噪音的降低。另外，在專利文獻2所記載的功率放大器(半導體集成電路)中，通過設置與檢波 二極管的陽極端子連接的偏壓用晶體管(也稱作“射極跟隨器晶體管”)來實現(xiàn)檢波振幅的 擴大。專利文獻1 日本公開專利公報特開2007-30(^62號公報(2007年11月15日公 開)專利文獻2 日本公開專利公報特開2009-141589號公報(2009年6月25日公開)

發(fā)明內(nèi)容
然而，在使用檢波二極管生成與高頻信號的強度相對應的直流電壓的現(xiàn)有的功率 放大器中，由于檢波二極管的導通電壓依賴于溫度，因此存在檢波特性根據(jù)溫度發(fā)生變動 的問題。另外，如專利文獻1及2所記載的功率放大器，當采用將檢波電路的輸入端子(檢 波二極管的陽極端子)連接于功率放大電路的輸出端子(功率放大用晶體管的集電極端 子)的現(xiàn)有的構(gòu)成時，會發(fā)生檢波輸出受到連接于功率放大電路的輸出端子的設備的特性 阻抗(characteristic impedance)的影響的問題。作為與構(gòu)成發(fā)送用功率放大器的功率 放大電路的輸出端子連接的設備，例如可列舉天線。眾所周知的是天線的特性阻抗會根據(jù) 環(huán)境大幅變動。
為此可慮如下方法將功率放大電路設為多級構(gòu)成，無需將輸出自最終級的輸出 信號輸入到檢波電路中，而是將輸入到最終級的輸入信號，也就是將輸出自驅(qū)動級的輸 出 信號輸入到檢波電路中，以此使檢波輸出不易受到與功率放大電路的輸出端子連接的設備 的特性阻抗的影響。實際上，作為搭載在無線通訊裝置中的發(fā)送用功率放大器，大多是由具 有25dBm 30dBm左右的放大率的2 3級的放大用晶體管構(gòu)成的，如果采用將輸出自驅(qū) 動級的輸出信號輸入到檢波電路中的構(gòu)成，則可避免檢波輸出受到天線的特性阻抗的影響 的問題。但是如此一來，檢波二極管的導通電壓的溫度依賴性所引起的檢波輸出的偏移，會 與驅(qū)動級的放大率的溫度依賴性所引起的檢波輸出的偏移疊加，從而導致檢波特性的溫度 依賴性變得更大。專利文獻2中記載有如下內(nèi)容將互相串聯(lián)連接的偏壓用晶體管(與專利文獻2 中稱作“射極跟隨器晶體管”的晶體管不同的晶體管)及偏壓用二極管，與互相串聯(lián)連接的 偏壓用晶體管(稱作“射極跟隨器晶體管”的晶體管)及檢波二極管并聯(lián)連接，由此，當在 同一制造制程中將這些元件形成于半導體基板上時，可降低檢波特性的溫度依賴性。但是 存在如下問題當檢波二極管的導通電壓的溫度依賴性所引起的檢波輸出的偏移與驅(qū)動級 的放大率的溫度依賴性所引起的檢波輸出的偏移疊加時，根據(jù)專利文獻2所記載的方法， 無法通過消除檢波輸出的偏移來實現(xiàn)溫度補償。本發(fā)明是鑒于所述問題而完成的，其目的在于比以往更容易且更有效地抑制檢波 電路的檢波特性的溫度依賴性。為了達成所述目的，本發(fā)明的檢波電路包括二極管檢波電路，其包含通過偏壓電 阻連接于電源的二極管，且使用所述二極管生成與交流信號的強度相對應的直流電壓；晶 體管放大電路，其包含通過負載電阻連接于電源的晶體管，且使用所述晶體管將由所述二 極管檢波電路所生成的直流電壓放大；所述檢波電路具有如下的溫度范圍，即伴隨所述 偏壓電阻的溫度變化的所述晶體管放大電路的輸出電壓的變化量，與伴隨所述負載電阻的 溫度變化的所述晶體管放大電路的輸出電壓的變化量之和，為伴隨所述二極管的溫度變化 的所述晶體管放大電路的輸出電壓的變化量以上。根據(jù)所述構(gòu)成，可利用伴隨所述偏壓電阻的溫度變化的所述晶體管放大電路的輸 出電壓的變化量與伴隨所述負載電阻的溫度變化的所述晶體管放大電路的輸出電壓的變 化量，來消除伴隨所述二極管的溫度變化的所述放大電路的輸出電壓的變化量。因此，與現(xiàn) 有技術(shù)相比，產(chǎn)生如下效果通過僅由溫度系數(shù)大的電阻體構(gòu)成所述偏壓電阻及所述負載 電阻，便可更容易且更有效地抑制檢波輸出的溫度依賴性。根據(jù)本發(fā)明的檢波電路，其具有如下的溫度范圍，即伴隨偏壓電阻的溫度變化的 晶體管放大電路的輸出電壓的變化量與伴隨負載電阻的溫度變化的晶體管放大電路的輸 出電壓的變化量之和，為伴隨二極管的溫度變化的放大電路的輸出電壓的變化量以上。由 此可消除伴隨二極管的溫度變化的放大電路的輸出電壓的變化量，從而，產(chǎn)生通過僅由溫 度系數(shù)大的電阻體構(gòu)成偏壓電阻及負載電阻便可比以往更容易且更有效地抑制檢波輸出 溫度依賴性的效果。


圖1是表示具有本發(fā)明的檢波電路的高頻電路的構(gòu)成的方塊圖。
圖2是表示圖1所示的高頻電路中所包含的主高頻電路的構(gòu)成的方塊圖。圖3是表示圖1所示的檢波電路的第一構(gòu)成例的電路圖。 圖4是表示圖1所示的檢波電路的第二構(gòu)成例的電路圖。圖5是表示圖1所示的檢波電路的第三構(gòu)成例的電路圖。圖6是表示圖1所示的檢波電路的第四構(gòu)成例的電路圖。圖7是表示在圖4所示的檢波電路中由TaN薄膜電阻構(gòu)成偏壓電阻及負載電阻時 的檢波特性的圖表。圖8是表示在圖4所示的檢波電路中由基極層電阻構(gòu)成偏壓電阻及負載電阻時的 檢波特性的圖表。圖9是表示在圖4所示的檢波電路中將形成為npn型的晶體管、二極管、基極層電 阻及集電極層電阻形成于單一基板上時的俯視圖及截面圖。(附圖標記說明)I-主高頻電路2-信號分支電路3、3B_ 二極管檢波電路4、4A_放大電路(晶體管放大電路)5-偏壓電阻6-負載電阻10、10A、10B、10C-檢波電路12-輸入點14-輸出點15-電感器16-檢波二極管18-偏壓電阻20-電容器24-負載電阻26-雙極晶體管(第一雙極晶體管)28-雙極晶體管(第二雙極晶體管)34-電源40-SI 基板41-子集電極層42-集電極層43-基極層44-基極電極45-射極層46-結(jié)合電極47-射極電極48-集電極電極49-絕緣體
50-基極接觸電極51-集電極接觸電極52-射極接觸電極100-高頻電路
具體實施例方式參照圖1對本實施方式所涉及的檢波電路10的構(gòu)成進行說明。圖1是表示具有本實施方式的檢波電路10的高頻電路100的構(gòu)成的方塊圖。如圖1所示，高頻電路100除了包括主高頻電路1以外，還包括信號分支電路2， 抽取由主高頻電路1的信號傳遞路徑傳送的高頻信號(交流信號)的一部分；二極管檢波 電路3，生成與由信號分支電路2所抽出的高頻信號的強度相對應的直流電壓；放大電路4， 將由二極管檢波電路3所生成的直流電壓放大。本實施方式的檢波電路10由二極管檢波 電路3與放大電路4構(gòu)成。二極管檢波電路3中所包含的檢波二極管(未圖示)的陽極端子，如圖1所示，通 過偏壓電阻5連接于電源7，可對該檢波二極管施加從電源7的電壓減去偏壓電阻5的壓降 (voltage drop)部分所得的正向偏壓。即，該檢波二極管的動作點由電源7的電壓與偏壓 電阻5的電阻值所規(guī)定。另外，所謂檢波二極管的導通電壓是指正向電流上升的電壓，其與 正向電流流動時的正向壓降一致。另外，放大電路4中所包含的雙極晶體管(bipolar transistor)(未圖示)的集 電極端子，如圖1所示，通過負載電阻6連接于電源8，可對該雙極晶體管的集電極端子施加 從電源8的電壓減去負載電阻6的壓降部分所得的電壓。即，該雙極晶體管的動作點是由 電源8的電壓與負載電阻6所規(guī)定。二極管檢波電路3中所包含的檢波二極管的導通電壓具有負的溫度特性。因此， 如果正向偏壓為常量，則當溫度上升時檢波輸出向較大的值偏移，而當溫度降低時檢波輸 出向較小的值偏移。另一方面，偏壓電阻5具有正的溫度特性。因此，當溫度上升時對檢波 二極管施加的偏壓電壓下降，檢波輸出向較小的值偏移，當溫度降低時對檢波二極管施加 的偏壓電壓上升，檢波輸出向較大的值偏移。因此，如果使偏壓電阻5與檢波二極管熱耦 合，則伴隨偏壓電阻5的溫度變化的檢波輸出的偏移，將會向消除伴隨檢波二極管的溫度 變化的檢波輸出的偏移的方向發(fā)揮作用。但是，以往在半導體制程中使用的金屬薄膜電阻的溫度系數(shù)為100ppm/°C以下。因 此，在使用金屬薄膜電阻構(gòu)成偏壓電阻5時，伴隨偏壓電阻5的溫度變化的正向偏壓的偏移 量低于伴隨檢波二極管的溫度變化的導通電壓的偏移量，從而無法通過伴隨偏壓電阻5的 溫度變化的檢波輸出的偏移來消除伴隨檢波二極管的溫度變化的檢波輸出的偏移。尤其是，如圖2所示，在主高頻電路1中采用通過驅(qū)動級Ia及功率級(最終級)Ib 來放大高頻信號的多級放大的構(gòu)成，且將從驅(qū)動級Ia所輸出的輸出信號輸入到二極管檢 波電路3的情況下，除了必需消除伴隨檢波二極管的溫度變化的檢波輸出的偏移之外，還 必需消除伴隨驅(qū)動級Ia的溫度變化的檢波輸出的偏移(構(gòu)成驅(qū)動級的晶體管通常具有正 的溫度系數(shù))，然而，通過由金屬薄膜電阻構(gòu)成的偏壓電阻5卻無法實現(xiàn)此目的。因此，在本實施方式的檢波電路10中，使用具有充分大的正的溫度系數(shù)的電阻體構(gòu)成偏壓電阻5，由此，使伴隨偏壓電阻5的溫度變化的檢波輸出的偏移量達到伴隨檢波二 極管的溫度變化的檢波輸出的偏移量以上。更具體而言，使用具有500ppm/°C以上的溫度系 數(shù)的電阻體構(gòu)成偏壓電阻5，由此，使伴隨偏壓電阻5的溫度變化的檢波輸出的偏移量達到 伴隨檢波二極管的溫度變化的檢波輸出的偏移量以上。

另外，此處，對通過伴隨偏壓電阻5的溫度變化的檢波輸出的偏移來消除伴隨檢 波二極管的溫度變化的檢波輸出的偏移的構(gòu)成進行了說明，但本發(fā)明并不限定于此。即，既 可采用通過伴隨負載電阻6的溫度變化的檢波輸出的偏移來消除伴隨檢波二極管的溫度 變化的檢波輸出的偏移的構(gòu)成，也可采用通過伴隨偏壓電阻5的溫度變化的檢波輸出的偏 移及伴隨負載電阻6的溫度變化的檢波輸出的偏移的雙方，來消除伴隨檢波二極管的溫度 變化的檢波輸出的偏移的構(gòu)成。即，通過選擇構(gòu)成偏壓電阻5的電阻體及構(gòu)成負載電阻6 的電阻體中的至少一種電阻體，而使伴隨偏壓電阻5的溫度變化的檢波輸出的偏移量與伴 隨負載電阻6的溫度變化的檢波輸出的偏移量之和，高于伴隨檢波二極管的溫度變化的檢 波輸出的偏移量，以此也能實施本發(fā)明?？刹捎么朔N構(gòu)成的理由如下。S卩，由于負載電阻6也具有負的溫度系數(shù)，因此當 溫度上升時放大電路4中所包含的雙極晶體管的集電極電位下降，檢波輸出向較小的值偏 移，而當溫度降低時放大電路4中所包含的雙極晶體管的集電極電位上升，檢波輸出向較 大的值偏移。因此，如果用具有較大的溫度系數(shù)的電阻體構(gòu)成負載電阻6，則可獲得與用具 有較大的溫度系數(shù)的電阻體構(gòu)成偏壓電阻5的情況相同的作用。尤其，如果用具有較大的 溫度系數(shù)的電阻體構(gòu)成偏壓電阻5及負載電阻6的雙方，則如圖2所示，即使在主高頻電路 1中采用通過驅(qū)動級Ia及功率級(最終級)Ib對高頻信號進行多級放大的構(gòu)成，且將從驅(qū) 動級Ia所輸出的輸出信號輸入到二極管檢波電路3的情況下，除了容易消除伴隨檢波二極 管的溫度變化的檢波輸出的偏移以外，也容易消除伴隨驅(qū)動級Ia的溫度變化的檢波輸出 的偏移。(構(gòu)成例1)其次，參照圖3對檢波電路10的更具體的構(gòu)成例進行說明。圖3是表示檢波電路 10的第一構(gòu)成例的電路圖。圖3所示的二極管檢波電路3包含檢波二極管16，其陽極端子連接于輸入點12， 其陰極端子接地；偏壓電阻18(相當于圖1中的偏壓電阻5)，其一端子連接于輸入點12，其 另一端子連接于輸出點14 ；電容器(condenser) 20，其一端子連接于輸出點14，其另一端子 接地；二極管檢波電路3通過輸出點14輸出與經(jīng)由輸入點12輸入的高頻信號的強度相對 應的直流電壓。二極管檢波電路3的輸出點14通過電阻22連接于電源34，而從電源34的 電壓減去電阻22及偏壓電阻18的壓降部分所得的電壓作為正向偏壓被施加至檢波二極管 16。因此，即便在高頻信號的電壓值低于檢波二極管16的導通電壓(通常為1.2V以下) 時，也可獲得與高頻信號的強度相對應的直流電壓。由信號分支電路2所抽取的高頻信號經(jīng)由輸入點12而輸入到二極管檢波電路3。 在高頻信號的電壓值為正的期間(更準確地說，施加至檢波二極管16的電壓成為導通電壓 以上的期間)，檢波二極管16成為導通狀態(tài)，輸入點12的電位被箝制(clamp)在接地電位 附近。另一方面，在高頻信號的電壓值為負的期間(更準確地說，施加至檢波二極管16的 電壓成為導通電壓以下的期間)，檢波二極管16成為斷開狀態(tài)，輸入點12的電位大致等于高頻信號的電壓值。以所述方式由檢波二極管16整流的高頻信號，通過由偏壓電阻18與 電容器20所構(gòu)成的低通濾波器而實現(xiàn)平滑化。由此，可將輸出點14的電位作為與高頻信 號的強度相對應的值。另外，圖3所示的放大電路4包含集電極端子通過負載電阻24(相當于圖1中的 負載電阻6)連接于電源34、基極端子連接于二極管檢波電路3的輸出點14且射極端子接 地的雙極晶體管26，放大電路4對從二極管檢波電路3的輸出點14所輸出的直流電壓進行 放大。由于雙極晶體管26的集電極端子經(jīng)由負載電阻24連接于電源34，因此對雙極晶體 管26的集電極端子施加從電源34的電壓減去負載電阻24的壓降部分所得的電壓。由放 大電路4放大的直流電壓(即檢波輸出)經(jīng)由輸出端子32輸出到外部。此處，偏壓電阻18及負載電阻24分別由具有500ppm/°C以上的溫度系數(shù)的電阻體 構(gòu)成，檢波二極管16、偏壓電阻18及負載電阻24以互相熱耦合的方式接近配置。由此，可 通過伴隨偏壓電阻18的溫度變化的檢波輸出的偏移及伴隨負載電阻24的溫度變化的檢波 輸出的偏移的雙方，來消除伴隨檢波二極管16的溫度變化的檢波輸出的偏移。(構(gòu)成例2)接下來，參照圖4對檢波電路10的第二構(gòu)成例進行說明。圖4是表示檢波電路10 的第二構(gòu)成例(檢波電路10A)的電路圖。圖4所示的二極管檢波電路3具有與圖3所示的二極管檢波電路3相同的構(gòu)成。另 一方面，圖4所示的放大電路4A是，在圖3所示的放大電路4中附加了射極跟隨器(emitter follower)而成的電路。更具體而言，圖4所示的放大電路4A，除了包含集電極端子通過負 載電阻24連接于電源34、基極端子連接于二極管檢波電路3的輸出點14且射極端子接地 的第一雙極晶體管26以外，還包含集電極端子經(jīng)由負載電阻27連接于電源34、基極端子 連接于第一雙極晶體管26的集電極端子且射極端子連接于輸出端子36的第二雙極晶體管 28，放大電路4A將用放大電路4進行放大的直流電壓(即檢波輸出)通過與第二雙極晶體 管28的射極端子連接的輸出端子36輸出到外部。另外，在本構(gòu)成例中，由電容器11構(gòu)成 信號分支電路2。此外，構(gòu)成圖4所示的檢波電路IOA的各電路，可通過例如InGaAs/GaAs HBT(Hetero-Junction Bipolar Transistor 異質(zhì)結(jié)雙極晶體管)制程而形成在單一基板 上。構(gòu)成二極管檢波電路3的檢波二極管16，可采用與構(gòu)成放大電路4A的(異質(zhì)結(jié))雙極 晶體管26及28通用的npn型的二極管。更具體而言，可通過將npn型結(jié)構(gòu)中的射極層與基 極層加以結(jié)合，或者通過將npn型結(jié)構(gòu)中的集電極層與基極層加以結(jié)合來實現(xiàn)檢波二極管 16。另外，作為電容器20，可使用具有2層配線電極與層間絕緣膜的MIM(Metal Insulator Metal，金屬絕緣體金屬)結(jié)構(gòu)的電容器(capacitor)來實現(xiàn)。 當通過InGaAs/GaAs HBT制程將檢波路徑形成在單一基板上時，通?？紤]到高的 形成精度，會使用金屬電阻作為電阻。作為金屬電阻，通常為由NiCr或TaN等構(gòu)成的電 阻，其溫度系數(shù)為100ppm/°C以下。在圖4所示的檢波電路10A中，也使用TaN薄膜電阻作 為電阻22及負載電阻27。另一方面，作為偏壓電阻18及負載電阻24，考慮到與InGaAs/ GaAs HBT制程的相容性，使用形成在基極層中的基極層電阻。此外，基極層的溫度系數(shù)為 2000ppm/°C以下。另外，在所使用的制程中基極層的薄層電阻值為200Ω以下。圖7及圖8表示通過HBT制程制造圖4所示的檢波電路10A時的評估結(jié)果。圖7是表示由TaN薄膜電阻構(gòu)成偏壓電阻18及負載電阻24時的檢波特性的圖表，圖8是表示 由基極層電阻構(gòu)成偏壓電阻18及負載電阻24時的檢波特性的圖表。在任一圖表中均為橫 軸Pout表示 作為主要電路的主高頻電路1所輸出的高頻信號的強度，縱軸Vdet表示檢波 電路IOA所輸出的檢波輸出。另外，在圖7中，上方的實線表示檢波電路IOA在85°C時的檢 波特性，下方的實線表示檢波電路IOA在-40°C時的檢波特性。在圖8中，實線表示檢波電 路IOA在-40°C時的檢波特性，虛線表示檢波電路IOA在85°C時的檢波特性，粗實線表示檢 波電路IOA在25°C時的檢波特性。參照圖7所示的圖表，可看出當由TaN薄膜電阻構(gòu)成偏壓電阻18及負載電阻24 時，在85°C時與-40°C時，檢波輸出最大相差約0. IV左右。另一方面，參照圖8所示的圖表， 可看出當由基極層電阻構(gòu)成偏壓電阻18及負載電阻24時，在主高頻電路1所輸出的高頻 信號的強度為OdBm到20dBm的范圍內(nèi)，能良好地抑制檢波輸出的溫度依賴性。此外，在以上的說明中，作為具有較大溫度系數(shù)的電阻使用了基極層電阻，當然， 也可以使用集電極層電阻。這是因為雖然集電極層的薄層電阻較小而不適合于高電阻，但 其具有與基極層電阻相同程度的溫度系數(shù)。另外，在圖7及圖8中表示了通過InGaAs/GaAs HBT制程所制造的檢波電路10的效果，但是通過其他制造制程所制造的檢波電路10也能獲 得相同的效果。例如，在使用基于GaAs或者Si晶片的半導體元件制程來制造檢波電路10 時也能獲得相同的效果。此處，圖9表示將形成為npn型的雙極晶體管26、檢波二極管16、偏壓電阻18及 負載電阻24形成在單一基板上時的俯視圖及截面圖。圖9是將形成為npn型的晶體管、二 極管、基極層電阻及集電極層電阻形成在單一基板上時的俯視圖及截面圖。另外，在圖9中表示了由基極層電阻構(gòu)成偏壓電阻18、由集電極層電阻構(gòu)成負載 電阻24的例子，但也可以是，偏壓電阻18及負載電阻24均由基極層電阻構(gòu)成，或者均由集 電極層電阻構(gòu)成。另外，也可以由集電極層電阻構(gòu)成偏壓電阻18，由基極層電阻構(gòu)成負載電 阻24。此外，圖4所示的雙極晶體管28可具有與雙極晶體管26相同的構(gòu)成，因此圖9中省 略說明。如圖9的俯視圖及A-A’截面圖所示，在SI基板40上形成有子集電極層41。如圖 9所示，偏壓電阻18具有其子集電極層41上形成有集電極層42，集電極層42上形成有基 極層43，并且形成在基極層43上的兩個基極接觸電極50上形成有基極電極44的構(gòu)成。檢波二極管16具有其子集電極層41上形成有集電極層42及集電極接觸電極51， 且集電極層42上形成有基極層43的構(gòu)成。而且，在檢波二極管16中，其基極層43上形成 有基極接觸電極50及射極層45，基極接觸電極50通過結(jié)合電極46而與集電極接觸電極 51結(jié)合。并且，檢波二極管16進一步具有其射極層45上形成有射極接觸電極52，且射極 接觸電極52上形成有射極電極47的構(gòu)成。雙極晶體管26具有其子集電極層41上形成有集電極層42及集電極接觸電極51， 集電極接觸電極51上形成有集電極電極48，集電極層42上形成有基極層43的構(gòu)成。而 且，雙極晶體管26進一步具有其基極層43上形成有射極層45及基極接觸電極50，射極層 45上形成有射極接觸電極52，射極接觸電極52上形成有射極電極47的構(gòu)成。此外，基極 接觸電極50以包圍射極層45的方式形成為“ 二”字形。負載電阻24具有子集電極層41上形成有兩個集電極接觸電極51，兩個集電極接觸電極51上分別形成有集電極電極48的構(gòu)成。 另外，如圖9所示，偏壓電阻18、檢波二極管16、雙極晶體管26及負載電阻24被 絕緣體49絕緣。此外，本實施方式中表示了形成為npn型的雙極晶體管26、28及檢波二極管16，但 并非限定于此，例如也可采用pnp型的晶體管、二極管。(構(gòu)成例3)接下來，參照圖5對檢波電路10的第三構(gòu)成例進行說明。圖5是表示檢波電路10 的第三構(gòu)成例(檢波電路10B)的電路圖。在圖5所示的檢波電路IOB中，二極管檢波電路3B包含檢波二極管16，其陰極 端子連接于輸入點12，其陽極端子經(jīng)由偏壓電阻18(相當于圖1中的偏壓電阻5)連接于輸 出點14 ；電感器15，其一端子連接于輸入點12，另一端子接地；電阻19與電容器20，各自 的一端子連接于輸出點14，另一端子接地；二極管檢波電路3B將經(jīng)由輸入點12輸入的高 頻信號中所包含的信號波通過輸出點14加以輸出。二極管檢波電路3B的輸出點14通過 電阻22連接于電源34，而從電源34的電壓中減去電阻22及偏壓電阻18的壓降部分所得 的電壓作為正向偏壓被施加至檢波二極管16。另一方面，圖5所示的放大電路4具有與圖 3所示的放大電路4相同的構(gòu)成，由二極管檢波電路3B所生成的直流電壓被放大電路4反 轉(zhuǎn)放大后，經(jīng)由輸出端子32輸出到外部。在本具體例中，偏壓電阻18及負載電阻24也分別由具有500ppm/°C以上的溫度系 數(shù)的電阻體所構(gòu)成，檢波二極管16、偏壓電阻18及負載電阻24以互相熱耦合的方式接近配 置。由此，可通過伴隨偏壓電阻18的溫度變化的檢波輸出的偏移及伴隨負載電阻24的溫度 變化的檢波輸出的偏移的雙方，來消除伴隨檢波二極管16的溫度變化的檢波輸出的偏移。(構(gòu)成例4)接下來，參照圖6對檢波電路10的第四構(gòu)成例進行說明。圖6是表示檢波電路10 的第四構(gòu)成例(檢波電路10C)的電路圖。圖6所示的檢波電路IOC是，在圖3所示的檢波電路10中附加了電壓調(diào)整電阻25 而成的電路。二極管檢波電路3及放大電路4的構(gòu)成與圖3所示的對應電路的構(gòu)成相同。由于電壓調(diào)整電阻25與偏壓電阻18及負載電阻24串聯(lián)連接，所以有利于實現(xiàn)與 這些電阻相同的溫度補償效果。通過適當設定這3個電阻的溫度系數(shù)，可在檢波電路IOC 所要求的輸出功率范圍內(nèi)獲得良好地抑制溫度依賴性的檢波特性。在本發(fā)明的檢波電路中，優(yōu)選地，所述偏壓電阻及所述負載電阻的至少一個由溫 度系數(shù)為500ppm/°C以上的電阻體構(gòu)成。根據(jù)所述構(gòu)成，可進一步產(chǎn)生更確實地抑制檢波輸出的溫度依賴性的效果。在本發(fā)明的檢波電路中，優(yōu)選地，所述二極管及所述晶體管形成為包含射極層、基 極層及集電極層的通用的npn型，且所述偏壓電阻及所述負載電阻的至少一個由形成在所 述基極層中的基極層電阻或形成在所述集電極層中的集電極層電阻所構(gòu)成。根據(jù)所述構(gòu)成，進一步產(chǎn)生無需增加特別工序便可更確實地抑制檢波輸出的溫度 依賴性的效果。此外，所述二極管檢波電路例如可包含二極管，其陽極端子連接于輸入點，其陰 極端子接地；偏壓電阻，其一端子連接于所述輸入點，其另一端子連接于輸出點；電容器，其一端子連接于所述輸出點，其另一端子接地；所述二極管檢波電路從所述輸出點輸出與 經(jīng)由所述輸入點輸入的交流信號的強度相對應的直流電壓，所述二極管通過所述偏壓電阻 連接于電源。

另外，所述二極管檢波電路可包含二極管，其陰極端子連接于輸入點，其陽極端 子經(jīng)由偏壓電阻連接于輸出點；電感器，其一端子連接于所述輸入點，其另一端子接地；電 阻及電容器，其一端子連接于所述輸出點，其另一端子接地；所述二極管檢波電路從所述輸 出點輸出與經(jīng)由所述輸入點輸入的交流信號的強度相對應的直流電壓，所述二極管通過所 述偏壓電阻連接于電源。另外，所述晶體管放大電路可包含第一雙極晶體管，其集電極端子通過第一負載 電阻連接于電源，其基極端子連接于所述二極管檢波電路的輸出點，其射極端子接地；第二 雙極晶體管，其集電極端子經(jīng)由第二負載電阻連接于電源，其基極端子連接于所述第一雙 極晶體管的集電極端子，其射極端子接地。具有所述檢波電路的高頻電路也包含在本發(fā)明的范疇中。與所述的檢波電路相 同，與現(xiàn)有技術(shù)相比，產(chǎn)生更容易且更有效地抑制檢波輸出的溫度依賴性的效果。(備注事項)本發(fā)明并非限定于所述的各實施方式，可在權(quán)利要求所示的范圍內(nèi)進行各種變 更，將不同實施方式中所分別揭示的技術(shù)方法適當組合而獲得的實施方式也包含在本發(fā)明 的技術(shù)范圍內(nèi)。(工業(yè)上的可利用性)本發(fā)明的檢波電路可廣泛應用于高頻電路。例如可適合作為搭載在無線通訊裝置 上的發(fā)送用功率放大器使用。
權(quán)利要求
1.一種檢波電路(10)，包括二極管檢波電路(3)，其包含通過偏壓電阻(5、18)連接于電源的二極管(16)，且使用 所述二極管(16)生成與交流信號的強度相對應的直流電壓；以及晶體管放大電路G)，其包含通過負載電阻(6)連接于電源的晶體管( )，且使用所述 晶體管06)將由所述二極管檢波電路C3)所生成的直流電壓放大；所述檢波電路(10)的特征在于具有如下的溫度范圍，即伴隨所述偏壓電阻(5、18)的 溫度變化的所述晶體管放大電路⑷的輸出電壓的變化量，與伴隨所述負載電阻(6)的溫 度變化的所述晶體管放大電路(4)的輸出電壓的變化量之和，達到伴隨所述二極管(16)的 溫度變化的所述晶體管放大電路⑷的輸出電壓的變化量以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢波電路(10)，其特征在于所述偏壓電阻(5、18)及所述負載電阻(6)中的至少一個由溫度系數(shù)為500ppm/°C以上 的電阻體所構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢波電路(10)，其特征在于所述二極管(16)及所述晶體管06)形成為包含射極層、基極層及集電極層的通用的 npn M ；所述偏壓電阻(5、18)及所述負載電阻(6)中的至少一個由形成在所述基極層的基極 層電阻或形成在所述集電極層的集電極層電阻所構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢波電路(10)，其特征在于所述二極管檢波電路C3)包含二極管(16)，其陽極端子連接于輸入點，陰極端子接 地；偏壓電阻(5、18)，其一端子連接于所述輸入點，另一端子連接于輸出點；電容器(20)， 其一端子連接于所述輸出點，另一端子接地；所述二極管檢波電路C3)從所述輸出點輸出與經(jīng)由所述輸入點輸入的交流信號的強 度相對應的直流電壓，所述二極管(16)通過所述偏壓電阻(5、18)連接于電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢波電路(10)，其特征在于所述二極管檢波電路C3)包含二極管(16)，其陰極端子連接于輸入點，陽極端子通過 偏壓電阻(5、18)連接于輸出點；電感器(15)，其一端子連接于所述輸入點，另一端子接地； 電阻與電容器(20)，其一端子連接于所述輸出點，另一端子接地；所述二極管檢波電路C3)從所述輸出點輸出與經(jīng)由所述輸入點輸入的交流信號的強 度相對應的直流電壓，所述二極管(16)通過所述偏壓電阻(5、18)連接于電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢波電路(10)，其特征在于所述晶體管放大電路(4)包括第一雙極晶體管( )，其集電極端子通過第一負載電 阻04)連接于電源，基極端子連接于所述二極管檢波電路的輸出點，且射極端子接地；第 二雙極晶體管( )，其集電極端子通過第二負載電阻(XT)連接于電源，基極端子連接于所 述第一雙極晶體管的集電極端子，且從射極端子輸出輸出電壓。
7.一種高頻電路(100)，其特征在于 包括權(quán)利要求1或2所述的檢波電路(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高頻電路(100)，其特征在于包括將高頻信號放大的驅(qū)動級(Ia)及將由所述驅(qū)動級(Ia)放大的高頻信號進一步放 大的功率級(Ib)，使用所述檢波電路(10)生成與由所述驅(qū)動級(Ia)放大的高頻信號的強度相對應的直 流電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高頻電路(100)，其特征在于 在所述驅(qū)動級(Ia)與所述檢波電路(10)之間插入有電容器。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明可抑制檢波電路的檢波特性的溫度依賴性。由溫度系數(shù)大的電阻體構(gòu)成偏壓電阻及/或負載電阻，由此利用伴隨偏壓電阻的溫度變化的檢波輸出的偏移及/或伴隨負載電阻的溫度變化的檢波輸出的偏移，來消除伴隨二極管檢波電路中所包含的檢波二極管的溫度變化的檢波輸出的偏移。
文檔編號H03F3/24GK102055420SQ20101053768
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者塚尾俊哉, 大石慎吾 申請人:夏普株式會社