功率放大器制造技术

本发明专利技术提供一种功率放大器电路，其包含电流产生器和电流镜驱动器。所述电流产生器具有连接到第一电压源的第一输入和被配置成产生第一电流的输出。所述电流产生器包含第一晶体管、第二晶体管、第一电阻器和第二电阻器。所述第一晶体管具有连接到地的发射极。所述第二晶体管具有连接到所述第一晶体管的基极的基极和连接到地的发射极。所述第一电阻器连接于所述第一电压源与所述第一晶体管的集极之间。所述第二电阻器连接于所述第一电压源与所述第二晶体管的集极之间。所述电流镜驱动具有连接到所述电流产生器的所述输出以接收所述第一电流的第一输入和被配置成产生第二电流的输出。

【技术实现步骤摘要】
功率放大器
本公开涉及一种功率放大器，且更确切地说，涉及一种用于功率放大器的偏压电路。
技术介绍
功率放大器是用于放大待发射信号的无线收发器中的电路。随着无线收发器中的电路的复杂性增加，功率放大器应具有更多功能和更佳性能。然而，因为功率放大器的偏压电压或电流可随操作温度或电压源改变而变化，这将对功率放大器的性能产生不利影响。
技术实现思路
根据本公开的一方面，一种功率放大器电路包含电流产生器和电流镜驱动器。所述电流产生器具有连接到第一电压源的第一输入和被配置成产生第一电流的输出。所述电流产生器包含第一晶体管、第二晶体管、第一电阻器和第二电阻器。所述第一晶体管具有连接到地的发射极。所述第二晶体管具有连接到所述第一晶体管的基极的基极和连接到地的发射极。所述第一电阻器连接于所述第一电压源与所述第一晶体管的集极之间。所述第二电阻器连接于所述第一电压源与所述第二晶体管的集极之间。所述电流镜驱动具有连接到所述电流产生器的所述输出以接收所述第一电流的第一输入和被配置成产生第二电流的输出。根据本公开的另一方面，一种功率放大器电路包含电流产生器和带隙电路。所述电流产生器具有连接到第一电压源的第一输入和被配置成产生第一电流的输出。所述带隙电路具有连接到所述电流产生器的所述输出以接收所述第一电流的第一输入和被配置成产生参考电压的输出。附图说明图1A是说明根据本公开的一些实施例的功率放大器的示意图。图1B、图1C、图1D、图1E、图1F、图1G和图1H说明根据本公开的一些实施例的在图1A中示出的功率放大器的模拟结果。图2是说明根据本公开的一些实施例的功率放大器的示意图。图3是说明根据本公开的一些实施例的功率放大器的示意图。图4是说明根据本公开的一些实施例的功率放大器的示意图。图5A是说明根据本公开的一些实施例的带隙参考电路的示意图。图5B、图5C和图5D说明根据本公开的一些实施例的在图5A中示出的带隙参考电路的模拟结果。图6是说明根据本公开的一些实施例的带隙参考电路的示意图。图7是说明根据本公开的一些实施例的带隙参考电路的示意图。图8是说明根据本公开的一些实施例的带隙参考电路的示意图。在整个图式和详细描述中使用共同参考标号来指示相同或类似组件。根据以下结合附图作出的具体实施方式可容易地理解本专利技术。具体实施方式虽然特别参考便携式收发器来描述，但是用于对砷化镓(GaAs)功率放大器加偏压的电路和方法(也被称作GaAs偏压电路)可在需要提供偏压电流和电压的任何GaAs装置中实施。此外，下文所描述的电路可使用集成的双极场效应晶体管(BIFET)工艺来制造，所述集成的双极场效应晶体管工艺利用场效应晶体管的较低接通电压。此外，在特定实施例中，下文所描述的晶体管包含使用被称作BIFET工艺或BiHEMT工艺的工艺制造的双极结型晶体管(被称作BJT)，其包含异质结双极结型晶体管(被称作HBT)和场效应晶体管(被称作FET)或假象高电子迁移性晶体管(被称作pHEMT)。在一些实施例中，下文所描述的晶体管可使用被称作GaAs、磷化铟(InP)、硅-锗(SiGe)、氮化镓(GaN)、互补型金属氧化物半导体(CMOS)、绝缘体上硅(SOI)或任何其它合适工艺的工艺来制造。如本文中所使用，提及晶体管的基极、发射极、集极或其它组件或其它电路组件连接到另一晶体管的基极、发射极、集极或其它组件或其它电路组件可指代直接连接，或指代其间安置有另一电路组件(例如晶体管)的连接。图1A是说明根据本公开的一些实施例的功率放大器100的示意图。功率放大器100包含电流产生器110、零增益晶体管开关120、电流镜驱动器130和晶体管M141。在一些实施例中，功率放大器100的所有晶体管是HBT。替代地，功率放大器100可包含任何其它类型的晶体管。电流产生器110包含晶体管M111、M112、M113和M114，以及电阻器R111和R112。晶体管M111和M112的发射极连接到地晶体管M111的基极连接到晶体管M112的基极。晶体管M111的集极连接到晶体管M113的集极和晶体管M114的发射极。晶体管M112的集极连接到电阻器112。晶体管M113的发射极连接到晶体管M111和M112的基极。晶体管M113的基极经连接以接收控制电压(或启用电压)V110。晶体管M113的集极连接到晶体管M114的发射极和晶体管M111的集极。晶体管M114的基极和集极连接到电阻器R111。电阻器R111连接于电压源VDD1与晶体管M114之间。电阻器R112连接于电压源VDD1与晶体管M112之间。电流产生器110被配置成接收控制电压V110并且在控制电压V110超过阈值(例如，3.2V)的情况下产生电流I110。在一些实施例中，电流I110可由以下方程式表达：在电阻器R111的值等于电阻器R112的值情况下，电流I110可由以下方程式表达，其中电流I110独立于电压源VDD1：在电阻器R111的值比电阻器R112的值大两倍的情况下，电流I110可由以下方程式表达，其中电流I110独立于功率放大器100的操作温度：图1B、图1C、图1D、图1E、图1F、图1G和图1H说明根据本公开的一些实施例的功率放大器100的模拟结果。如图1B中所示，x轴表示控制电压V110(V)，且y轴表示电流I110(mA)。如图1C中所示，x轴表示控制电压V110(V)，且y轴表示电流I110(mA)。如图1D中所示，x轴表示功率放大器100的操作温度(℃)，且y轴表示电流I110(mA)。如图1E中所示，x轴表示电压源(V)，且y轴表示电流I110(mA)。如图1F中所示，x轴表示功率放大器100的操作温度(℃)，且y轴表示电流I131和I141(mA)。如图1G中所示，x轴表示电压源VDD2(V)，且y轴表示电流I131(mA)。如图1H中所示，x轴表示电压源VDD2(V)，且y轴表示电流I141(mA)。在一些实施例中，电流产生器110被配置成一旦控制电压V110超过阈值就产生基本恒定电流I110(例如，约179mA)。在一些实施例中，阈值和电流I110的值可取决于不同规范而改变。如图1B中所示，在控制电压V110小于2.3V的情况下，电流产生器110的电流I110为约0mA。换句话说，当电流产生器110关断时不产生输出电流。这可减小功率放大器100的功率消耗。根据实施例，当电流产生器110接通(例如，控制电压V110超过3.2V)时，电流I110对控制电压V110的偏离不敏感。举例来说，如说明功率放大器100的模拟结果的图1C中所示，随着控制电压V110从约3.5V改变到约5.5V，电流I110具有小于0.2％的变化。电流产生器110还对功率放大器的操作温度或电压源VDD1的偏离不敏感。举例来说，如图1D中所示，随着功率放大器100的操作温度从约-55℃变为约125℃，电流I110具有小于1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率放大器电路，其包括：/n电流产生器，其具有连接到第一电压源的第一输入和被配置成产生第一电流的输出，所述电流产生器包括：/n第一晶体管，其具有连接到地的发射极；/n第二晶体管，其具有连接到所述第一晶体管的基极的基极和连接到地的发射极；/n第一电阻器，其连接于所述第一电压源与所述第一晶体管的集极之间；和/n第二电阻器，其连接于所述第一电压源与所述第二晶体管的集极之间；和/n电流镜驱动，其具有连接到所述电流产生器的所述输出以接收所述第一电流的第一输入和被配置成产生第二电流的输出。/n

【技术特征摘要】
20190918 US 16/575,1331.一种功率放大器电路，其包括：
电流产生器，其具有连接到第一电压源的第一输入和被配置成产生第一电流的输出，所述电流产生器包括：
第一晶体管，其具有连接到地的发射极；
第二晶体管，其具有连接到所述第一晶体管的基极的基极和连接到地的发射极；
第一电阻器，其连接于所述第一电压源与所述第一晶体管的集极之间；和
第二电阻器，其连接于所述第一电压源与所述第二晶体管的集极之间；和
电流镜驱动，其具有连接到所述电流产生器的所述输出以接收所述第一电流的第一输入和被配置成产生第二电流的输出。


2.根据权利要求1所述的功率放大器电路，其中随着所述第一电压源具有约2V的电压变化，所述第一电流具有小于0.2％的电流变化。


3.根据权利要求1所述的功率放大器电路，其中所述第一电阻器的电阻与所述第二电阻器的电阻大体相同。


4.根据权利要求1所述的功率放大器电路，其中所述第一电阻器的电阻与所述第二电阻器的电阻的比为约2:1。


5.根据权利要求1所述的功率放大器电路，其中所述电流产生器另外包括：
第三晶体管，其具有连接到第二电压源的基极、连接到所述第一晶体管的所述基极的发射极和连接到所述第一晶体管的所述集极的集极；和
第四晶体管，其具有连接到所述第一晶体管的所述集极的发射极，其中所述第四晶体管的基极和所述第四晶体管的集极连接到所述第一电阻器。


6.根据权利要求1所述的功率放大器电路，其中所述电流产生器另外包括：
第三电阻器，其连接于所述第一晶体管的所述发射极与地之间；和
第四电阻器，其连接于所述第二晶体管的所述发射极与地之间。


7.根据权利要求1所述的功率放大器电路，其另外包括：
第一晶体管，其具有连接到所述电流产生器的所述输出的发射极和连接到所述电流镜驱动器的第二输入的集极；
第一电阻器，其连接于所述第一晶体管的所述集极与基极之间；和
第二电阻器，其连接于第二电压源与所述第一晶体管的所述基极之间。


8.根据权利要求1所述的功率放大器电路，其中所述电流镜驱动器包括：
第一晶体管，其具有连接到地的发射极和连接到所述电流产生器的所述输出的集极；
第二晶体管，其具有连接到所述电流镜驱动器的第二输入的基极、连接到所述第一晶体管的基极的发射极和连接到第二电压源的集极；
第一电阻器，其连接于所述第一晶体管的所述基极与所述第二晶体管的所述发射极之间；和
第二电阻器，其连接于所述第二晶体管的所述发射极与所述电流镜驱动器的所述输出之间。


9.根据权利要求8所述的功率放大器电路，其中所述电流镜驱动器另外包括连接于所述电流镜驱动器的所述第一晶体管的所述基极与所述电流镜驱动器的所述第二电阻器之间的第三电阻器。


10.根据权利要求1所述的功率放大器电路，其另外包括第一晶体管，所述第一晶体管具有连接到地的发射极、连接到所述电流镜驱动器的所述输出并且被配置成接收所述第二电流的基极，以及连接到输出匹配元件OMN的集极。


11.根据权利要求1所述的功率放大器电路，其中所述电流镜驱动器的所述输出连接到输入匹配元件IMN。


12.根据权利要求1所述的功率放大器电路，其中随着所述功率放大器...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁兆明，
申请(专利权)人：日月光半导体制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71