带有功率控制模式的功率放大器偏置电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种带有功率控制模式的功率放大器偏置电路，它具有控制电压输入端、线性偏置电路、功率模式控制单元，功率模式控制单元包括第三晶体管、集电极与第三晶体管发射极相连接的第五晶体管、基极与第五晶体管基极相连接的第四晶体管，第三晶体管基极与第四晶体管集电极相连接并通过一上拉电阻与控制电压输入端相连接，且第四晶体管与第五晶体管的发射极分别接地，由于第五晶体管集电极和发射极间的等效电阻非常高，第三晶体管的集电极电流是高度稳定的。假设各晶体管具有相同的器件特性，那么它们就有相同的电路放大倍数，则抽取电流对于Ｖ↓［ＣＯＮ］端的电压摆动不敏感，从而达到稳定功率模式的目的。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种放大器偏置电路，尤其涉及一种用于手机上以提高手 机发射效率的带有功率控制模式的功率放大器偏置电路。
技术介绍
在无线移动通信系统中，功率放大器是决定移动终端电池使用时间的关键 部件。目前使用最多的移动终端是各种制式的手机，例如GSM、 WCDMA、 TD-SCDMA等，为了延长手机的通话时间和待机时间，通常利用偏置电路来提 高功率放大器的功率附加效率(Power Added Efficiency ，縮写为PAE , PAE-Poiit-Pin/Pdc)，这主要是因为电池的容量受到手机体积、重量的限制，所 以需要提高手机功率放大器的PAE来提高电池使用时间，即通话时间和待机时 间。对于传统的功率放大器，其最高的PAE—般出现在发射功率等级最大的时 候，当发射功率等级降低时，功率放大器的PAE也会相应降低。而手机的发射 功率是随着手机与基站距离远近而不断变化的，因此，提高低发射功率时的PAE 是延长手机通话时间和待机时间的关键。如图1所示的方框1中的部分是一种传统的线性化偏置电路，它本身是不 具备功率模式控制功能的。通过控制Vm来控制抽取电流IT3,从而控制放大管 HBT2的静态偏置电流，改变它的工作状态，在输入功率降低的时候，降低直流 工作点，减少功放消耗的直流功率，从而提高低输入功率下的PAE。具体推导过 程如下工b2 = (Vref-Vj /R「Id-工T3IC1=A^It^A冲(A2 + 1)+Ib2二A,(A2+l)+其中，Al和A2分别为晶体管HBT1和HBT2的电路放大倍数。这样我们就可 以通过控制加到V，端的高低电平，来使晶体管HBT1工作在高低两种功率模式， 从而提高低输入功率下的PAE。现有的偏置电路中在控制电压输入端V，与上述线性偏置电路1之间加入 了功率模式控制单元，如图3中框图部分，该功率模式控制单元包括晶体管HBT2 和晶体管HBT3，晶体管HBT2的集电极与线性偏置电路的晶体管HBT1的基极相 连，晶体管HBT2的发射极与晶体管HBT3的基极相连并通过 一下拉电阻接地，晶体管HBT2基极与晶体管HBT3的集电极相连并通过一上拉电阻接Ve。、，晶体管 HBT3的发射极也接地，该电路工作原理如下当V,为低电平时，晶体管HBT2和晶体管HBT3关断，161为0,偏置电路中 没有电流流入功率模式控制单元，晶体管HBT0为高偏置电流状态。当V,电压 超过两倍V^的时，晶体管HBT2和晶体管HBT3导通，功率模式控制单元从偏置 电路中抽取电流Iw，导致晶体管HBT1的基极和发射极电流降低，晶体管HBT0 中的电流也降低，从而工作在低偏置状态。这样，晶体管HBTO就可以根据输出 功率的大小选择偏置状态，使电路既能满足线性要求，又能提高在低输出功率 时的效率。但由于V,端的电压是来自基带的控制信号，它的电平会有不同程度的摆动，会造成抽取电流Ib,的变化，这有可能会导致功率放大管不能准确的在两种 功率模式下切换。
技术实现思路
本技术目的是为了克服现有技术的不足而提供一种功率模式稳定从而 可提高手机的通话时间和待机时间的具有功率控制模式的功率放大器偏置电 路。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是 一种带有功率控制模式 的功率放大器偏置电路，它具有控制电压输入端，其用于接收来自基带的控制电压；线性偏置电路，所述的线性偏置电路包括第一晶体管和第二晶体管，所述 的第一晶体管的基极与第二晶体管的发射极相连接；功率模式控制单元，所述的功率模式控制单元用于从所述的线性偏置电路 中抽取电流以控制第一晶体管的偏置状态；所述的功率模式控制单元包括集电极与所述的第二晶体管的基极相连接的 第三晶体管、集电极与所述的第三晶体管发射极相连接的第五晶体管、基极与 所述的第五晶体管基极相连接的第四晶体管，所述的第三晶体管基极与第四晶 体管集电极相连接并通过一上拉电阻与所述的控制电压输入端相连接，且第四 晶体管与第五晶体管的发射极分别接地。更进一步地，所述的各晶体管为异质结双极晶体管。所述的第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管具有相同的器件特性。由于上述技术方案的运用，本技术与现有技术相比具有下列优点本 技术的功率模式控制单元中的第四晶体管与第五晶体管构成一个电流镜， 第三晶体管的发射极和第五晶体管的集电极串联到一起。由于第五晶体管集电 极和发射极间的等效电阻非常高，第三晶体管的集电极电流是高度稳定的。假 设各晶体管具有相同的器件特性，那么它们就有相同的电路放大倍数，则抽取 电流对于Vw端的电压摆动不敏感，从而达到稳定功率模式的目的。附图说明附图1为本技术带有功率模式控制单元的功率放大器偏置电路的电原 理框附图2为本技术功率模式控制单元的电路附图3为现有带有功率模式控制单元的功率放大器偏置电路的原理图。具体实施方式以下结合附图、举例详细说明本技术的具体内容如图1所示的功率放大器偏置电路，包括一用于接收来自基带的控制电压 输入端VC()N、线性偏置电路1、功率模式控制单元2，其中，线性偏置电路1 包括第一晶体管HBT1和第二晶体管HBT2，第一晶体管HBT1的基极与第二晶 体管HBT2的发射极相连接，第一晶体管HBT1的集电极作为输出端，第二晶 体管HBT2的集电极接参考电压、基极通过拉电阻Rl与参考电压连接。功率模式控制单元2连接在控制电压输入端Vcots与线性偏置电路1之间， 其用于从所述的线性偏置电路1中抽取电流以控制第一晶体管HBT1的偏置状 态，具体电路连接如图2所示，该功率模式控制单元包括集电极与第二晶体管 HBT2的基极相连接的第三晶体管HBT3、集电极与第三晶体管HBT3发射极相 连接的第五晶体管HBT5、基极与第五晶体管HBT5基极相连接的第四晶体管 HBT4，所述的第三晶体管HBT3基极与第四晶体管HBT4集电极相连接并通过 一上拉电阻R2与控制电压输入端VcoN相连接，且第四晶体管HBT4与第五晶 体管HBT5的发射极分别接地，上述各晶体管为异质结双极晶体管。电路具体原理如下第四晶体管HBT4和第五晶体管HBT5构成一个电流镜，第三晶体管HBT3 的发射极和第五晶体管HBT5的集电极串联在一起。由于第五晶体管HBT5集电极和发射极间的等效电阻非常高，第三晶体管HBT3的集电极电流是高度稳定的。 假设晶体管HBT3、 HBT4和HBT5具有相同的器件特性，那么它们就有相同的电 路放大倍数A，可以用等式来表示A3=A4=A5， IB4=IB5=IB， Ie4=I :5。则I"的推 导过程如下E3 = 2iE+ Ics = Ics +宁 昱R = !B2十！C4 = ^十^f'13因此，Ta —A2 A 'R ，从中可以清楚的看出，电流放大系数A越大，贝ij IT:i 与L相差的越小，也就是说抽取电流It3対于V^端的电压摆动不敏感，从而达 到稳定功率模式的目的。权利要求1、一种带有功率控制模式的功率放大器偏置电路，它具有控制电压输入端(VCON)，其用于接收来自基带的控制电压；线性偏置电路(1)，所述的线性偏置电路(1)包括第一晶体管(HBT1)和第二晶体管(HBT2)，所述的第一晶体管(HBT1)的基极与第二晶体管(HBT2)的发射极相连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有功率控制模式的功率放大器偏置电路，它具有　控制电压输入端（ＶＣＯＮ），其用于接收来自基带的控制电压；　线性偏置电路（１），所述的线性偏置电路（１）包括第一晶体管（ＨＢＴ１）和第二晶体管（ＨＢＴ２），所述的第一晶体管（ＨＢ Ｔ１）的基极与第二晶体管（ＨＢＴ２）的发射极相连接；　功率模式控制单元（２），所述的功率模式控制单元（２）用于从所述的线性偏置电路（１）中抽取电流以控制第一晶体管（ＨＢＴ１）的偏置状态；　其特征在于：所述的功率模式控制单元（２） 包括集电极与所述的第二晶体管（ＨＢＴ２）的基极相连接的第三晶体管（ＨＢＴ３）、集电极与所述的第三晶体管（ＨＢＴ３）发射极相连接的第五晶体管（ＨＢＴ５）、基极与所述的第五晶体管（ＨＢＴ５）基极相连接的第四晶体管（ＨＢＴ４），所述的第三晶体管（ＨＢＴ３）基极与第四晶体管（ＨＢＴ４）集电极相连接并通过一上拉电阻（Ｒ２）与所述的控制电压输入端（ＶＣＯＮ）相连接，且第四晶体管（ＨＢＴ４）与第五晶体管（ＨＢＴ５）的发射极分别接地。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毕晓君，陈立强，张海英，
申请(专利权)人：德可半导体昆山有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]