高线性温稳功率自适应偏置电路、电子电路及电子设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种高线性温稳功率自适应偏置电路，包括：线性补偿单元、稳压模块及功率放大管；所述功率放大管的第一端耦接至所述线性补偿单元的输出端及信号输入源，所述功率放大管的第三端接地，所述功率放大管的第二端作为所述偏置电路的输出端；所述信号输入源用于提供频率固定、振幅固定的输入信号；所述稳压模块的输出端耦接至所述线性补偿单元的输入端，所述稳压模块用于输出一固定的第一偏置电压至所述线性补偿单元；所述线性补偿单元用于在所述第一偏置电压的作用下，产生一恒定的第一补偿电压和一恒定的第一补偿电流为所述功率放大管的第一端提供稳定的补偿，以使所述功率放大管的第一端的偏置点与所述信号输入源的输入功率相匹配。源的输入功率相匹配。源的输入功率相匹配。

【技术实现步骤摘要】
高线性温稳功率自适应偏置电路、电子电路及电子设备


[0001]本技术涉及功率放大器领域，尤其涉及高线性温稳功率自适应偏置电路、电子电路及电子设备。

技术介绍

[0002]高效率的功放一般为非线性功放，所以必须采取适当的线性化技术来提高功放的线性度,使得功放具有较高效率的同时具有高线性度。偏置电路的选择对于提高功率放大器的效率和线性度至关重要。为了在效率和线性度之间取得良好折中，一个重要的方法是让HBT的偏置点随输入信号的功率变化而变化。
[0003]现有技术如图1所示，HBT0的基极偏置电流由HBT1和HBT2组成的电流镜提供。偏置电流的大小受到偏置控制电压Vcc和电阻R11的控制。HBT1的基极结点电压大约为两倍的基
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射结电压，增加了二极管连接形式的HBT3到偏置电路的左边,以维持HBT1基极恰当的直流电平。线性化电路由HBT1和旁路电容C3组成。当输入功率增大时,线性化电路提供给HBT0增大的基极偏压和集电极电流。当温度升高时，由于R12和R13的作用,HBT1和HBT2中增大的电流得到抑制，实现了对温度的稳定。由于R13增大了偏置的阻抗,降低了线性化作用，增加旁路电容C4与电阻R13并联,就可同时实现线性化和温度稳定的目的，但该偏置电路无法实现HBT1输出一个稳定的补偿电压和补偿电流，其线性化的效果并不好。

技术实现思路

[0004]本技术提供了一种高线性温稳功率自适应偏置电路、电子电路及电子设备，以实现为功率放大管的基极提供稳定补偿电流和稳定补偿电压，使功率放大管能更好的工作在线性放大区。
[0005]根据本技术的第一方面，提供了一种高线性温稳功率自适应偏置电路，包括：线性补偿单元、稳压模块及功率放大管；所述功率放大管的第一端耦接至所述线性补偿单元的输出端及信号输入源，所述功率放大管的第三端接地，所述功率放大管的第二端作为所述偏置电路的输出端；
[0006]所述信号输入源被配置为向所述功率放大管的第一端输入一频率固定、振幅固定的输入信号；
[0007]所述稳压模块的输出端耦接至所述线性补偿单元的输入端，所述稳压模块被配置为输出一固定的第一偏置电压至所述线性补偿单元；
[0008]所述线性补偿单元被配置为在所述第一偏置电压的作用下，产生一恒定的第一补偿电压和一恒定的第一补偿电流为所述功率放大管的第一端提供稳定的补偿，以使所述功率放大管的第一端的偏置点与所述信号输入源的输入功率相匹配；
[0009]所述稳压模块的第一端及所述线性补偿单元的第一端均耦接至电源端。
[0010]可选的，所述稳压模块包括反馈单元、第一输出MOS管及误差放大器模块；
[0011]所述误差放大器模块的第一差分输入端耦接至所述反馈单元的第二端，所述误差
放大器模块的输出端耦接至所述第一输出MOS管的栅极；所述第一差分输入端被配置为接收所述反馈单元的第二端的电压作为反馈电压，并与所述误差放大器模块的第二差分输入端输入的基准电压进行差分放大，以产生第二偏置电压并输出至所述第一输出MOS管；
[0012]所述第一输出MOS管的第一端耦接至所述反馈单元的第一端，且所述第一输出MOS管的第一端作为所述稳压模块的输出端，所述第一输出MOS管的第二端耦接至所述电源端；所述第一输出MOS管被配置为接收所述第二偏置电压并输出所述第一偏置电压；
[0013]所述反馈单元的第三端接地；所述反馈单元被配置为将所述第一偏置电压以第一比例反馈至所述误差放大器模块的第一差分输入端，并与所述误差放大器模块形成负反馈结构。
[0014]可选的，所述误差放大器模块包括第一偏置单元、第二偏置单元及共源共栅放大单元；
[0015]所述第一偏置单元的输出端耦接至所述共源共栅放大单元，被配置为向所述共源共栅放大单元输入第二偏置电流；
[0016]所述共源共栅放大单元的第一端及所述第二偏置单元的第一端均耦接至所述电源端，所述第二偏置单元的第二端及所述第一偏置单元的第二端均接地；其中：
[0017]所述共源共栅放大单元的第一差分输入端以及第二差分输入端分别作为所述误差放大器模块的第一差分输入端及第二差分输入端，并分别被配置为接收所述反馈电压与所述基准电压，并在所述第二偏置电流的偏置作用下，将所述基准电压与所述反馈电压进行差分放大后产生所述第二偏置电压；
[0018]所述第二偏置单元被配置为在所述电源端的输入电压的作用下，产生第三偏置电压作用于所述共源共栅放大单元。
[0019]可选的，所述第一偏置单元包括偏置电流源、第一开关MOS管、第一偏置MOS管及第二偏置MOS管；
[0020]所述偏置电流源被配置为为所述第一偏置MOS管和所述第二偏置MOS管构成的电流镜结构提供第一偏置电流；
[0021]所述第一开关MOS管的第二端接所述偏置电流源，所述第一开关MOS管的第一端接所述第一偏置MOS管的第二端，所述第一开关MOS管的栅极接第一使能信号；所述第一使能信号被配置为控制所述第一开关MOS管的开通与截止；
[0022]所述第一偏置MOS管的栅极接所述偏置电流源，所述第一偏置MOS管的栅极接所述第二偏置MOS管的栅极；
[0023]所述第二偏置MOS管的第二端作为所述第一偏置单元的输出端；
[0024]所述第一偏置MOS管、所述第二偏置MOS管及所述第二开关MOS管的第一端均接地。
[0025]可选的，所述第二偏置单元包括第一可调电阻及第一偏置电阻；所述共源共栅放大单元包括共源共栅结构；
[0026]所述第一可调电阻的第一端作为所述第二偏置单元的第一端，所述第一可调电阻的第二端接所述第一偏置电阻的第一端；所述第一可调电阻被配置为对所述共源共栅放大单元进行分压，在所述电源端的输入电压的作用下产生所述第三偏置电压；所述第三偏置电压被配置为导通所述共源共栅放大单元的共源共栅结构；
[0027]所述第一偏置电阻的第二端接地。
[0028]可选的，所述第二偏置电路还包括第二开关MOS管和第三开关MOS管；
[0029]所述第二开关MOS管的第一端作为所述第二偏置单元的第一端，所述第二开关MOS管的第二端接所述第一可调电阻的第一端；
[0030]所述第三开关MOS管的第二端接所述第一偏置电阻的第二端，所述第三开关MOS管的第一端接地；其中：
[0031]所述第二开关MOS管的栅极接第二使能信号；所述第三开关MOS管的栅极接第一使能信号；所述第二开关MOS管及所述第三开关MOS管共同被配置为完全导通所述第二偏置单元；其中所述第一使能信号通过一反相器反相，以得到所述第二使能信号。
[0032]可选的，所述第一偏置单元还包括第一滤波MOS管；
[0033]所述第一滤波MOS管的栅极接所述第二偏置MOS管的栅极及所述第一偏置MOS管的栅极；所述第一滤波MOS管的第一端和第二端均接地；所述第一滤波MOS管被配置为对所述第一偏置电流进行滤波。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高线性温稳功率自适应偏置电路，其特征在于，包括：线性补偿单元、稳压模块及功率放大管；所述功率放大管的第一端耦接至所述线性补偿单元的输出端及信号输入源，所述功率放大管的第三端接地，所述功率放大管的第二端作为所述偏置电路的输出端；所述信号输入源被配置为向所述功率放大管的第一端输入一频率固定、振幅固定的输入信号；所述稳压模块的输出端耦接至所述线性补偿单元的输入端，所述稳压模块被配置为输出一固定的第一偏置电压至所述线性补偿单元；所述线性补偿单元被配置为在所述第一偏置电压的作用下，产生一恒定的第一补偿电压和一恒定的第一补偿电流为所述功率放大管的第一端提供稳定的补偿，以使所述功率放大管的第一端的偏置点与所述信号输入源的输入功率相匹配；所述稳压模块的第一端及所述线性补偿单元的第一端均耦接至电源端。2.根据权利要求1所述的高线性温稳功率自适应偏置电路，其特征在于，所述稳压模块包括反馈单元、第一输出MOS管及误差放大器模块；所述误差放大器模块的第一差分输入端耦接至所述反馈单元的第二端，所述误差放大器模块的输出端耦接至所述第一输出MOS管的栅极；所述第一差分输入端被配置为接收所述反馈单元的第二端的电压作为反馈电压，并与所述误差放大器模块的第二差分输入端输入的基准电压进行差分放大，以产生第二偏置电压并输出至所述第一输出MOS管；所述第一输出MOS管的第一端耦接至所述反馈单元的第一端，且所述第一输出MOS管的第一端作为所述稳压模块的输出端，所述第一输出MOS管的第二端耦接至所述电源端；所述第一输出MOS管被配置为接收所述第二偏置电压并输出所述第一偏置电压；所述反馈单元的第三端接地；所述反馈单元被配置为将所述第一偏置电压以第一比例反馈至所述误差放大器模块的第一差分输入端，并与所述误差放大器模块形成负反馈环路。3.根据权利要求2所述的高线性温稳功率自适应偏置电路，其特征在于，所述误差放大器模块包括第一偏置单元、第二偏置单元及共源共栅放大单元；所述第一偏置单元的输出端耦接至所述共源共栅放大单元，被配置为向所述共源共栅放大单元输入第二偏置电流；所述共源共栅放大单元的第一端及所述第二偏置单元的第一端均耦接至所述电源端，所述第二偏置单元的第二端及所述第一偏置单元的第二端均接地；其中：所述共源共栅放大单元的第一差分输入端以及第二差分输入端分别作为所述误差放大器模块的第一差分输入端及第二差分输入端，并分别被配置为接收所述反馈电压与所述基准电压，并在所述第二偏置电流的偏置作用下，将所述基准电压与所述反馈电压进行差分放大后产生所述第二偏置电压；所述第二偏置单元被配置为在所述电源端的输入电压的作用下，产生第三偏置电压作用于所述共源共栅放大单元。4.根据权利要求3所述的高线性温稳功率自适应偏置电路，其特征在于，所述第一偏置单元包括偏置电流源、第一开关MOS管、第一偏置MOS管及第二偏置MOS管；所述偏置电流源被配置为为所述第一偏置MOS管和所述第二偏置MOS管构成的电流镜结构提供第一偏置电流；
所述第一开关MOS管的第二端接所述偏置电流源，所述第一开关MOS管的第一端接所述第一偏置MOS管的第二端，所述第一开关MOS管的栅极接第一使能信号；所述第一使能信号被配置为控制所述第一开关MOS管的开通与截止；所述第一偏置MOS管的栅极接所述偏置电流源，所述第一偏置MOS管的栅极接所述第二偏置MOS管的栅极；所述第二偏置MOS管的第二端作为所述第一偏置单元的输出端；所述第一偏置MOS管、所述第二偏置MOS管的第一端均接地。5.根据权利要求4所述的高线性温稳功率自适应偏置电路，其特征在于，所述第二偏置单元包括第一可调电阻及第一偏置电阻；所述共源共栅放大单元包括共源共栅结构；所述第一可调电阻的第一端作为所述第二偏置单元的第一端，所述第一可调电阻的第二端接所述第一偏置电阻的第一端；所述第一可调电阻被配置为对所述共源共栅放大单元进行分压，在所述电源端的输入电压的作用下产生所述第三偏置电压；所述第三偏置电压被配置为导通所述共源共栅放大单元的共源共栅结构；所述第一偏置电阻的第二端接地。6.根据权利要求5所述的高线性温稳功率自适应偏置电路，其特征在于，所述第二偏置单元还包括第二开关MOS管和第三开关MOS管；所述第二开关MOS管的第一端作为所述第二偏置单元的第一端，所述第二开关MOS管的第二端接所述第一可调电阻的第一端；所述第三开关MOS管的第二端接所述第一偏置电阻的第二端，所述第三开关MOS管的第一端接地；其中：所述第二开关MOS管的栅极接第二使能信号；所述第三开关MOS管的栅极接第一使能信号；所述第二开关MOS管及所述第三开关MOS管共同被配置为完全导通所述第二偏置单元；所述第一使能信号经过反相器反相得到所述第二使能信号。7.根据权利要求6所述的高线性温稳功率自适应偏置电路，其特征在于，所述第一偏置单元还包括第一滤波MOS管；所述第一滤波MOS管的栅极接所述第二偏置MOS管的栅极及所述第一偏置MOS管的栅极；所述第一滤波MOS管的第一端和第二端均接地；所述第一滤波MOS管被配置为对所述第一偏置电流进行滤波。8.根据权利要求7所述的高线性温稳功率自适应偏置电路，其特征在于，所述第二偏置单元还包括第二滤波MOS管；所述第二滤波MOS管的栅极接所述第一可调电阻的第二端；所述第二滤波MOS管的第一端和第二端均接地；所述第二滤波MOS管被配置为对所述电源端的输入电压进行滤波。9.根据权利要求8所述的高线性温稳功率自适应偏置电路，其特征在于，所述第一输出MOS管、所述第一滤波MOS管、所述第二滤波MOS管、所述第二开关MOS管、所述第一偏置MOS管及所述第二偏置MOS管均为NMOS管；所述第一开关MOS管为PMOS管。10.根据权利要求2至9任一项所述高线性温稳功率自适应偏置电路，其特征在于，所述误差放大器模块是基于BiMOS工艺。11.根据权利要求2所述的高线性温稳功率自适应偏置电路，其特征在于，所述反馈单
元包括第一反馈电阻和第二反馈电阻；所述第一反馈电阻的第一端接所述第一输出MOS管的第一端，所述第一反馈电阻的第二端接所述误差放大器模块的第一差分输入端；所述第二反馈电阻的第一端接所述第一反馈电阻的第二端，所述第二反馈电阻的第二端作为所述反馈单元的第三端。12.根据权利要求11所述的高线性温稳功率自适应偏置电路，其特征在于，所述反馈单元还包括第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻；所述第一分压电阻的第一端作为所述反馈单元的第一端接所述第一输出MOS管的第一端，所述第一分压电阻的第二端接所述第二分压电阻的第一端；所述第一分压电阻的第二端被配置为输出第一调节电压；所述第二分压电阻的第二端接所述第三分压电阻的第一端；所述第二分压电阻的第二端被配置为输出第二调节电压；所述第三分压电阻的第二端接所述第一反馈电阻的第一端；所述第三分压电阻的第二端被配置为输出第三调节电压。13.根据权利要求2所述的高线性温稳功率自适应偏置电路，其特征在于，所述稳压模块还包括第三滤波MOS管；所述第三滤波MOS管的栅极接所述误差放大器模块的输出端；所述第三滤波MOS管的第一端和第二端均接地；所述第三滤波MOS管被配置为对所述第二偏置电压进行滤波。14.根据权利要求13所述的高线性温稳功率自适应偏置电路，其特征在于，所述第三滤波MOS管为NMOS管。15.根据权利要求12所述的高线性温稳功率自适应偏置电路，其特征在于，所述高线性温稳功率自适应偏置电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔杰，陆建新，
申请(专利权)人：上海昂璞微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：