用于射频放大器的电压基准电路制造技术

本发明专利技术提供了一种用于射频放大器的电压基准电路，所述电压基准电路通过线性化电路与射频放大器连接；其包括第一分压器与第二分压器，所述第一分压器由第一电阻构成且与所述线性化电路的偏置晶体管的基极连接；所述第二分压器与线性化电路的偏置晶体管的基极连接，所述第二分压器包括以二极管方式连接的第二晶体管、第三晶体管；其中，所述第二分压器还包括一调节单元，所述调节单元分别与所述第二晶体管、第三晶体管及线性化电路连接，所述调节单元可调节所述偏置电路输出电流的大小，用以补偿功率放大器因温度而变化的静态电流。本发明专利技术的用于射频放大器的电压基准电路可以随温度变化动态调节偏置电路输出至射频放大器的驱动电流，提升了偏置电路对放大器的温度补偿效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
用于射频放大器的电压基准电路


[0001]本专利技术涉及射频微波领域，更具体地涉及一种用于射频放大器的电压基准电路。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术的发展，信号调制技术愈发复杂，对发射机中的核心器件功率放大器的线性输出功率提出了更高的要求。
[0003]在常规的射频放大器系统中，随着输入功率的增加，功率管处于大信号工作状态下，由于非线性电容与PN结(二极管)整流效应存在，随着输入功率的增加，功率管的基射极之间的电压下降，引起调幅调相失真，线性度下降。同时，温度变化会也会导致功率管基极、集电极电流发生改变，电流增益也随温度上升而下降，而且温度升高时PN结开启电压下降，导致功率管静态工作点发生改变，恶化功率放大器输出性能。
[0004]针对上述问题，目前通常为射频放大器系统配置偏置电路，用于补偿由温度变化和输入功率增加引发的性能恶化问题，从而提升功率放大器线性输出功率。
[0005]如图1所示，为现有技术的偏置电路与射频放大器连接的结构示意图。整个偏置电路由线性化电路和电压基准电路组成。
[0006]其中线性化电路由晶体管HBT1和电容C1、电阻R1、电阻Rb共同组成。晶体管HBT1与射频放大器的晶体管HBT0特性相同，用于补偿由于输入功率增大，作为功率管的晶体管HBT0基
‑
射极电压下降。电阻Rb与电容C1用于调节进入偏置电路的射频信号量。
[0007]如图1所示：在放大器工作时，随着输入信号RFin的增加，放大器的线性度随着晶体管HBT0的工作状态的变化逐渐降低，需要通过偏置电路提供额外的补偿电流来提升电路的线性度，由于晶体管HBT1和电容C1，射频信号通过电阻R1流入到偏置电路中，然后因为晶体管HBT1的基
‑
射极二极管整流作用，整流之后的射频信号转化为直流信号流入晶体管HBT0中，为电路提供了补偿，使得电路的线性度提升。
[0008]电压基准电路由两个分压器组成，用于稳定控制晶体管HBT1的基极电压，从而调节晶体管HBT1射极驱动电流。另外，现在常用的电压基准电路(偏置电路)由图2所示。
[0009]如图2所示，电压基准电路由两个基射二极管HBT2、HBT3(晶体管管基
‑
集极相连构成)与电阻R2组成。电阻R2为可变分压器，用于控制晶体管HBT1的基极电位，调节电阻R2的阻值，从而调节偏置电路输出的驱动电流。
[0010]在上述图2中，晶体管HBT1的射极电流用于驱动功率管HBT0，而晶体管HBT1工作状态由其基极电压Vbe1控制。偏置电路驱动电流公式为：
[0011]Ib＝I
e1
＝I
b1
+I
c1
≈I
b1
(1+β)
[0012]Ib1由电压基准电路确定。二极管与电阻R2构成电压基准电路，通过调节电压基准电路，控制晶体管HBT1基极电压电流，从而控制偏置电路输出电流。
[0013]电阻R2与两个二级管位于电压V2支路中，成串联结构互相分压。HBT1基极位于R2与两个二极管串联分压节点上，HBT1基极电压Vbe1与两个二极管分压电位相同。根据基尔霍夫电压电流定律可得：
[0014]V
be1
＝2V
Diode
＝V2‑
R2*I2[0015]I2＝I3+I4[0016]V
be1
＝2V
Diode
＝V2‑
r2*(I3+I4)
[0017]V2为外部输入电压为固定值，因为电流I3远大于电流I4。且电流I3由二极管管芯面积决定，所以电压Vbe1由电阻R2的电阻值与二极管的管芯面积(晶体管构成的基射二极管)确定。整个偏置电流调节R2值与管芯面积(晶体管构成的基射二极管)控制偏置输出电流。
[0018]由于芯片生产代工厂商工艺存在客观限制，晶体管管芯面积不能随心所欲进行修改，设计上存在较大的限制。在管芯面积确定情况下，仅依靠电阻R2控制输出电流，调节精准度大打折扣。同时，偏置电路温度补偿效果也会随着电阻R2阻值改变发生巨大变动。
[0019]另外：温度升高导致晶体管HBT0基极电流Ib0、晶体管HBT1射极电流Ie1升高(温度降低，效果相反)。电流Ib支路上抑制电流变化的负反馈器件为镇流电阻Rb，支路电流Ib升高，电阻Rb上压降升高，晶体管HBT0的Vce电压降低，支路电流Ib降低。且Rb的电阻值越大，负反馈抑制效果越好。但是，电阻Rb的电阻值也参与调节偏置电路驱动电流大小中，且呈负相关；另外在线性化电路中，电阻Rb起到调节耦合射频信号大小的作用，并不能使其无限增大。
[0020]电流I2支路上起到温度负反馈效果为电阻R2。具体地，晶体管HBT1基极电流Ib1(I4)随温度升高而升高，且二极管支路电流I3也随温度升高而升高，从而导致支路电流I2升高，电阻R2上电压升高，二极管基准电压下降，晶体管HBT1的偏置电压Vbe1下降，电流Ie2降低，支路电流Ib降低。且电阻R2值越高，负反馈抑制效果越好。由于电阻R2参与控制偏置电路输出电流，且阻值与电流大小呈负相关，二者折中又会导致温度补偿效果变差，尤其在输出大电流条件下补偿效果极差。
[0021]综上所述，该电压基准电路的温度补偿效果差，尤其是在功率管HBT0输出大电流条件下补偿效果十分恶劣。
[0022]因此，有必要提供一种改进的用于射频放大器的电压基准电路来克服上述缺陷。

技术实现思路

[0023]本专利技术的目的是提供一种用于射频放大器的电压基准电路，本专利技术的用于射频放大器的电压基准电路可以动态调节偏置电路输出至射频放大器的驱动电流，提升了偏置电路对放大器的温度补偿效果。
[0024]为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于射频放大器的电压基准电路，所述电压基准电路通过线性化电路与射频放大器连接，所述电压基准电路与线性化电路构成所述射频放大器的偏置电路，以为所述射频放大器提供偏置电流；其包括第一分压器与第二分压器，所述第一分压器由第一电阻构成且与所述线性化电路的偏置晶体管的基极连接，以调节控制所述偏置晶体管基射结电压；所述第二分压器与线性化电路的偏置晶体管的基极连接，以为所述偏置晶体管提供基射结的基准电压，所述第二分压器包括以二极管方式连接的第二晶体管、第三晶体管；其中，所述第二分压器还包括一调节单元，所述调节单元分别与所述第二晶体管、第三晶体管及线性化电路连接，所述调节单元可调节所述偏置电路输出电流的大小，用以补偿功率放大器因温度而变化的静态电流。
[0025]较佳地，所述调节单元包括第二电阻与第四晶体管，所述第四晶体管与第二晶体管、第三晶体管串联连接，所述第二电阻与以二极管方式连接的第二晶体管并联连接。
[0026]较佳地，所述第四晶体管的集电极与所述第二晶体管的发射极连接，其发射极与所述第三晶体管的集电极连接，第二电阻的一端与所述线性化电路连接，其另一端与所述第四晶体管的基极连接。
[0027]较本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于射频放大器的电压基准电路，所述电压基准电路通过线性化电路与射频放大器连接，所述电压基准电路与线性化电路构成所述射频放大器的偏置电路，以为所述射频放大器提供偏置电流；其包括第一分压器与第二分压器，所述第一分压器由第一电阻构成且与所述线性化电路的偏置晶体管的基极连接，以调节控制所述偏置晶体管基射结电压；所述第二分压器与线性化电路的偏置晶体管的基极连接，以为所述偏置晶体管提供基射结的基准电压，所述第二分压器包括以二极管方式连接的第二晶体管、第三晶体管；其特征在于，所述第二分压器还包括一调节单元，所述调节单元分别与所述第二晶体管、第三晶体管及线性化电路连接，所述调节单元可调节所述偏置电路输出电流的大小，用以补偿功率放大器因温度而变化的静态电流。2.如权利要求1所述的用于射频放大器的电压基准电路，其特征在于，所述调节单元包括第二电阻与第四晶体管，所述第四晶体管与第二晶体管、第三晶体管串联连接，所述第二电阻与以二极管方式连接的第二晶体管并...

【专利技术属性】
技术研发人员：李一虎，张宗楠，樊龙，王鹏，周竣峰，
申请(专利权)人：四川和芯微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：