改善射频功率放大器线性度的方法、补偿电路及通信终端技术

本发明专利技术公开了一种改善射频功率放大器线性度的方法，同时也公开了用于实施该方法的补偿电路及具有该补偿电路的通信终端。该方法中，在共发射极放大器的晶体管的基极与集电极之间连接补偿电路，用于抵消晶体管的基极与集电极之间的电容随射频信号变化造成的影响。本发明专利技术不需要引入额外的直流功耗，并且不会引起其他射频功率放大器性能的恶化。相应的补偿电路易于与主体放大电路集成，且不影响主体放大电路的其他性能，可调性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种改善射频功率放大器线性度的方法，同时也涉及用于实施该方法的补偿电路及具有该补偿电路的通信终端，属于无线通信

技术介绍
当前，各种各样的便携式无线通信设备得到了广泛的应用。这些无线通信设备使用射频功率放大器来增强信号的幅度，使信号通过天线发射并对外传输。随着4GLTE系统的广泛应用，无线通信系统对射频功率放大器的效率和线性度指标的要求越来越高。另一方面，便携式无线通信设备的尺寸越做越小，集成度越来越高，同时成本越来越低，这就要求线性化技术也在较小的尺寸和较低的成本下实现。对于射频功率放大器来说，其线性度和功率效率为负相关关系，因此射频功率放大器容易出现非线性放大现象。非线性放大会导致信道内信号失真和信道外频谱泄露，前者导致传输信号的误差向量(EVM)恶化，后者会引起邻频干扰。在现有技术中，改善射频功率放大器的线性度和功率效率的方法有很多种，其中最直接的方法是改进电路设计，例如Doherty射频功率放大器设计方案、动态偏置技术、射频包络消除与恢复技术等。然而在实现过程中，这些方法均存在其局限和困难，目前大多停留在理论研究阶段。改善射频功率放大器线性度的另一个有效途径是采用线性化技术。它可以在较少牺牲功率效率的条件下提高射频功率放大器的线性度。在理想情况下，经过线性化技术，射频功率放大器可以利用的线性化区域可以扩展到射频功率放大器的饱和区之下，从而在保证射频功率放大器效率的同时改善其线性度，使得信号失真度降低到可接受的范围内。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术所解决的首要技术问题在于提供一种改善射频功率放大器线性度的方法。该方法通过抵消共发射极放大器中，双极型晶体管(bipolarjunctiontransistor，简称为BJT)的基极-集电极电容变化造成的影响予以实现。本专利技术所解决的另一个技术问题在于提供一种用于实施上述方法的补偿电路。本专利技术所解决的又一个技术问题在于提供一种具有上述补偿电路的通信终端。为实现上述的专利技术目的，本专利技术采用下述的技术方案：一种改善射频功率放大器线性度的方法，在共发射极放大器的晶体管的基极与集电极之间连接补偿电路，所述补偿电路用于抵消所述晶体管的基极与集电极之间的电容随射频信号变化造成的影响。其中较优地，所述补偿电路利用不同偏置条件下二极管的非线性电容变化予以实现。一种补偿电路，包括具有公共节点的电感、电容和二极管，所述电感的另一端连接偏置电压，所述电容的另一端连接所述晶体管的基极，所述二极管的阳极连接所述晶体管的集电极，阴极连接所述公共节点。或者，一种补偿电路，包括具有公共节点的电感、电容和二极管，所述电感的另一端连接偏置电压，所述电容的另一端连接所述晶体管的集电极；所述二极管的阳极连接所述公共节点，阴极连接所述晶体管的基极。或者，一种补偿电路，分为第一补偿电路和第二补偿电路两部分，其中所述第一补偿电路的一端连接在所述晶体管的基极，另一端接地；所述第二补偿电路的一端连接在所述晶体管的集电极，另一端接地。其中较优地，所述第一补偿电路包括具有公共节点的第一电感、第一电容和第一二极管，其中所述第一电感的另一端连接第一偏置电压，所述第一电容的另一端接地，所述第一二极管的阳极连接所述公共节点，阴极连接所述晶体管的基极。其中较优地，所述第二补偿电路包括具有公共节点的第二电感、第二电容和第二二极管，其中所述第二电感的另一端连接第二偏置电压，所述第二电容的另一端接地，所述第二二极管的阳极连接所述晶体管的集电极，阴极连接所述公共节点。其中较优地，通过设置偏置电压，使二极管的压降小于导通电压。其中较优地，所述电容一方面起到隔直的作用，另一方面与二极管的寄生电容一起抵消所述晶体管的基极与集电极之间的电容随射频信号变化造成的影响。其中较优地，所述电感为高频扼流电感。其中较优地，所述晶体管是NPN类型的双极型晶体管。其中较优地，所述晶体管是HBT晶体管。一种芯片，包括上述的补偿电路。一种通信终端，包括上述的补偿电路或者芯片。与现有技术相比较，本专利技术主要利用不同偏置条件下二极管的非线性电容来补偿在射频信号摆幅下造成的双极型晶体管中的电容Cbc的变化，从而提高整个射频功率放大器的线性度。本专利技术不需要引入额外的直流功耗，并且不会引起其他射频功率放大器性能的恶化。相应的补偿电路易于与主体放大电路集成，且不影响主体放大电路的其他性能，可调性高。附图说明图1为一个典型的共发射极放大器的电路原理图；图2(a)为图1所示的共发射极放大器工作在A类时的输出负载曲线图；图2(b)为图1所示的共发射极放大器工作在A类时，晶体管106的基极a1与集电极b1的电压波形图；图3为本专利技术的第一实施例的电路原理图；图4为具有图3所示补偿电路的共发射极放大器的电路原理图；图5为本专利技术的第二实施例的电路原理图；图6为具有图5所示补偿电路的共发射极放大器的电路原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的
技术实现思路
做进一步的详细说明。图1所示为一个典型的共发射极放大器。这种结构被广泛应用于射频功率放大器中。其中，101是输入隔直电容，104是输出隔直电容，106是NPN类型的双极型晶体管，105是负载阻抗ZL，偏置电压VBB通过电感102加到晶体管106的基极a1，偏置电压VCC通过电感103加到晶体管106的集电极b1。图2(a)所示为上述的共发射极放大器工作在A类(即完全线性范围)时的输出负载曲线，其中A、B和C是负载曲线上的三个偏置点。不考虑高阶效应，共发射极放大器的基极输入电压与集电极输出电压相位相差180度，对应的增益可表述为：Av=VoutVin=-gmRL---(1)]]>其中，gm是双极型晶体管的跨导，RL是负载阻抗ZL的实部。图2(b)所示为上述共发射极放大器工作在A类(即完全线性范围)时，晶体管106的基极a1与集电极b1的电压波形。从图中可见，在A点附近时，基极与集电极之间的压差Vbc接近最大值，此时晶体管中寄生的基极与集电极间电容Cbc达到最大值；当工作点从A点经过B点再到达C点的过程中，基极与集电极之间的压差Vbc逐渐减小，并开始反偏，此时对应的寄生的基极与集电极间电容Cbc也逐渐减小，当达到C点时，Cbc达到最小值。图2(a)和图2(b)所示的现象表明：当射频功率放大器工作在射频信号的较大摆幅下时，基极与集电极之间的电容Cbc会发生较大的变化，从而导致射频功率放大器工作在非线性状态。因此，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善射频功率放大器线性度的方法，其特征在于：在共发射极放大器的晶体管的基极与集电极之间连接补偿电路，所述补偿电路用于抵消所述晶体管的基极与集电极之间的电容随射频信号变化造成的影响。

【技术特征摘要】
1.一种改善射频功率放大器线性度的方法，其特征在于：
在共发射极放大器的晶体管的基极与集电极之间连接补偿电路，所述补偿电路用于抵
消所述晶体管的基极与集电极之间的电容随射频信号变化造成的影响。
2.如权利要求1所述改善射频功率放大器线性度的方法，其特征在于：
所述补偿电路利用不同偏置条件下二极管的非线性电容变化予以实现。
3.一种补偿电路，用于实现权利要求1或2所述改善射频功率放大器线性度的方法，其
特征在于：
所述补偿电路包括具有公共节点的电感、电容和二极管，所述电感的另一端连接偏置
电压，所述电容的另一端连接所述晶体管的基极；所述二极管的阳极连接所述晶体管的集
电极，阴极连接所述公共节点。
4.一种补偿电路，用于实现权利要求1或2所述改善射频功率放大器线性度的方法，其
特征在于：
所述补偿电路包括具有公共节点的电感、电容和二极管，所述电感的另一端连接偏置
电压，所述电容的另一端连接所述晶体管的集电极；所述二极管的阳极连接所述公共节点，
阴极连接所述晶体管的基极。
5.如权利要求3或4所述的补偿电路，其特征在于：
在所述二极管的两端并联一个电容。
6.一种补偿电路，用于实现权利要求1或2所述改善射频功率放大器线性度的方法，其
特征在于：
所述补偿电路分为第一补偿电路和第二补偿电路两部分，其中所述第一补偿电路的一
端连接在所述晶体管的基极，另一端接地；所述第二补偿电路的一端连接在所述晶体管的
集电极，另一端接地。
7.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈吉，
申请(专利权)人：上海唯捷创芯电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31