功率放大器制造技术

一种功率放大器，包含晶体管、温度传感器及滤波器。晶体管用以接收偏压信号并放大射频信号。温度传感器设置在晶体管附近，用以侦测晶体管的温度以相应地在控制节点提供电压信号。滤波器耦接于温度传感器，用以对电压信号进行滤波以产生滤波电压。偏压信号是依据滤波电压调整。电压调整。电压调整。

【技术实现步骤摘要】
功率放大器


[0001]本专利技术是关于功率放大器，特别是具有温度补偿的功率放大器，其在温度变化时可维持增益实质上不变。

技术介绍

[0002]几乎所有的电子设备都会使用功率放大器，尤其是智能型手机、无线网络(WiFi)热点及其他无线设备等射频(radio frequency，RF)装置。功率放大器将低功率射频信号转换为高功率射频信号。在运作时，功率放大器会因为流过的电流而持续升温，功率放大器产生的热会降低增益，因而降低功率放大器的线性度及信号质量。由于热可随着时间增加而累积，因此在长帧数据的传输期间，线性度及信号质量的下降特别明显。
[0003]因此，需要一种功率放大器，其能够在功率放大器内部及/或外部产生热的情况下可保持实质上恒定的增益。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种功率放大器，包含晶体管、温度传感器及滤波器。晶体管用以接收偏压信号并放大射频信号。温度传感器设置在晶体管附近，用以侦测晶体管的温度以相应地在控制节点提供电压信号。滤波器耦接于温度传感器，用以对电压信号进行滤波以产生滤波电压。偏压信号是依据滤波电压调整。
附图说明
[0005]图1是本专利技术实施例中一种功率放大器的模块图。图2是第1图中电压信号的波形图。图3是第1图中滤波信号的波形图。图4是第1图中滤波器的电路图。图5是第1图中偏压电路的电路图。图6显示第1图中功率放大器的波形。图7是本专利技术实施例中另一种功率放大器的模块图。图8是本专利技术实施例中另一种功率放大器的模块图。图9是本专利技术实施例中另一种功率放大器部分的模块图。图10是本专利技术实施例中另一种功率放大器的模块图。符号说明1,7,8,9,100:功率放大器10:放大阶段11,13:参考端12:温度传感器14,80:滤波器
16:偏压电路18:电流源20,30:包络22:载波32:滤波载波140:可变阻抗组件160:电流源60:增益70:加法器90:第二芯片92:第一芯片920:取样保持电路921:缓冲器922:取样电路924:保持电路925:差动放大器926:电压电流转换器C,Cgnd,923:电容Cs:分流电容D1:二极管GaAs:砷化镓I:电流N1:控制节点Nref:参考节点R,R1,R2:电阻Sb:偏压信号Sc:控制信号SOI:硅覆绝缘体Srfi:RF输入信号Srfo:RF输出信号SW1,SW2:开关t,t0,t1:时间T1至T4:晶体管V+:初始电压V
‑
:更新电压Vb1:偏压电压Vcc:供应电压Vf:滤波电压Vss:接地电压或公共电压
VTD:电压信号
具体实施方式
[0006]本文将参考图式详细描述例示性实施例，以利对本揭露内容的理解。本揭露内容仅用以例示性说明的目的，不用以限制的目的。
[0007]图1是本专利技术实施例中一种功率放大器1的模块图。藉由抵消起因于功率放大器1的自发热所引发的温度变化，功率放大器1可随着时间增加保持实质上恒定的增益。此外，功率放大器1可对表示功率放大器1的温度的温度侦测信号进行预处理，以提高温度补偿的精度及速度，从而提高功率放大器1的线性度及信号质量。
[0008]功率放大器1可包含放大阶段10、温度传感器12、滤波器14、偏压电路16及电流源18。放大阶段10可包含晶体管T1。温度传感器12可设置于放大阶段10附近，具体而言，可设置于晶体管T1附近。晶体管T1可以是双极结面晶体管(bipolar junction transistor，BJT)，例如异质结双极晶体管(heterojunction bipolar transistor，HBT)。在一些实施例中，温度传感器12可紧邻晶体管T1。温度传感器12耦接于滤波器14，滤波器14耦接于偏压电路16，且偏压电路16耦接于晶体管T1。温度传感器12可包含二极管D1。二极管D1包含第一端及耦接于参考端13的第二端。二极管D1的第一端可为阳极，第二端可为阴极。电流源18包含耦接于参考端11的第一端及耦接于二极管D1第一端的第二端。晶体管T1包含耦接于参考端11的第一端、耦接于参考端13的第二端、及耦接于偏压电路16的控制端，晶体管T1用以接收偏压信号Sb及射频(radio frequency，RF)输入信号Srfi。参考端11可提供电源电压Vcc，例如3.3V，参考端13可提供接地电压或公共电压Vss，例如0V。
[0009]晶体管T1可接收RF输入信号Srfi及偏压信号Sb，并放大RF输入信号Srfi的功率以产生RF输出信号Srfo。偏压信号Sb可为电流信号或电压信号。例如，在一些实施例中，偏压信号Sb可以是电流信号。温度传感器12可侦测晶体管T1的温度以相应地在控制节点N1提供电压信号VTD。电流源18可对二极管D1提供恒定电流。操作于恒定电流的二极管D1可用作绝对温度补偿(complementary to absolute temperature，CTAT)组件，二极管D1的跨压随温度的升高而降低，导致电压信号VTD降低。因此，电压信号VTD可用以表示功率放大器1的温度。在一些实施例中，于预定温度下，二极管D1可将电压信号VTD设定于默认(preset)准位。例如，在摄氏25度的预定温度下，电压信号VTD的默认准位可以是1.2V，在摄氏100度的温度下，电压信号VTD的准位可以是1.1V，以及在摄氏
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50度的温度下，电压信号VTD的准位可以是1.3V。在一些实施例中，二极管D1可由双极结面晶体管(BJT)代替，例如由异质结双极晶体管(HBT)代替。BJT可以二极管形式连接，或加以偏压以设置至操作区，例如饱和区。滤波器14可以是低通滤波器，对电压信号VTD进行滤波，以产生滤波电压Vf。偏压电路16可依据滤波电压Vf产生偏压信号Sb，以及将偏压信号Sb提供至晶体管T1。当功率放大器1进行数据传输时，可调整偏压信号Sb，以将增益保持在实质上恒定的准位。例如，偏压信号Sb可随温度的增加而增加，以维持实质上恒定的增益。此外，电流源18还可对偏压电路16提供电流。
[0010]为获取晶体管T1准确的温度值，温度传感器12可设置在晶体管T1附近。然而，晶体管T1及温度传感器12之间的短距使得从晶体管T1到温度传感器12的信号耦合增加，将高频率的噪声引入电压信号VTD。高频噪声可对应RF输出信号Srfo的频率。例如，当RF输出射频信号Srfo为WiFi信号时，高频噪声可为5GHz。此外，藉由来自晶体管T1的信号耦合，二极管
D1可导通，因而产生电压信号VTD的电压截波(clipping)。经由偏压信号Sb，电压截波可将低频噪声引入RF输出信号Srfo中。例如，低频噪声可以是80MHz及/或160MHz。高频及低频噪声都会导致不准确甚至错误的温度补偿，并可导致RF输出射频信号Srfo的误差向量幅度(error vector magnitude，EVM)或动态误差向量幅度(dynamic error vector magnitude，DEVM)恶化。
[0011]滤波器14可彻底而迅速地滤除电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率放大器，其特征在于，包含：一第一晶体管，设置成接收一偏压信号并放大一射频信号；一温度传感器，设置在该第一晶体管附近，且用以侦测该第一晶体管的一温度，以相应地在一控制节点提供一第一电压信号；及一第一滤波器，耦接于该温度传感器，且用以对该第一电压信号进行滤波，以产生一滤波电压；其中，该偏压信号是依据该滤波电压调整。2.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，另包含一偏压电路，耦接该第一滤波器，用以依据该滤波电压产生该偏压信号。3.如权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，其中该偏压电路包含：一第二晶体管，包含耦接于一第一参考端的一第一端，一第二端，及一控制端；一第三晶体管，包含一第一端，一第二端，及耦接于该第三晶体管的该第一端的一控制端；及一第四晶体管，包含耦接于该第三晶体管的该第二端的一第一端，耦接于一第二参考端的一第二端，及耦接于该第四晶体管的该第一端的一控制端。4.如权利要求3所述的功率放大器，其特征在于，其中，该偏压电路另包含一第一电阻，该第一电阻包含耦接于该第二晶体管的该第二端的一第一端，及一第二端。5.如权利要求4所述的功率放大器，其特征在于，其中，该偏压电路另包含一接地电容，该接地电容包含耦接于该第一电阻的该第二端的一第一端，及耦接于该第二参考端的一第二端。6.如权利要求3所述的功率放大器，其特征在于，其中该偏压电路另包含一第二电阻，该第二电阻包含耦接于该第二晶体管的该控制端的一第一端，及耦接于该第三晶体管的该第一端的一第二端。7.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，另包含一分流电容，设置于该控制节点及一第一参考端之间。8.如权利要求7所述的功率放大器，其特征在于，其中，该分流电容及该温度传感器并联耦接。9.如权利要求7所述的功率放大器，其特征在于，其中，该分流电容设置于该第一晶体管附近。10.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，另包含一偏压电路，该偏压电路包含该温度传感器，且用以依据一可变电流产生该偏压信号。11.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，其中，该第一滤波器包含一...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭天云，陈智圣，
申请(专利权)人：立积电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：