一種功率放大器偏置電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及功率放大器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是指一種具有穩(wěn)定增益作用功率放大器的溫度補償電路。功率放大器溫度補償電路實現(xiàn)了在高線性度、高效率的基礎(chǔ)上，功率放大器整個溫度變化范圍內(nèi)具有良好的溫度特性指標(biāo)。
【專利說明】—種功率放大器偏置電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功率放大器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是指一種具有穩(wěn)定增益作用的功率放大器溫度補償電路。
【背景技術(shù)】 [0002]功率放大器作為各種無線通訊系統(tǒng)發(fā)射機(jī)中的關(guān)鍵部件，各通信標(biāo)準(zhǔn)對其各項指標(biāo)均有嚴(yán)格要求，隨著數(shù)據(jù)傳輸量的增大，當(dāng)前的3G/4G標(biāo)準(zhǔn)對功率放大器提出了更為苛刻的要求，在高線性度、高效率的基礎(chǔ)上，還要求功率放大器在整個溫度變化范圍內(nèi)具有良好的溫度特性指標(biāo)。
[0003]砷化鎵異質(zhì)結(jié)器件(GaAs HBT)是一種具有高線性度與高效率性能的射頻器件，被廣泛應(yīng)用在移動通信系統(tǒng)中的線性功率放大器設(shè)計中，但目前釆用GaAs HBT器件設(shè)計的功率放大器的性能在不同溫度下存在較大偏差，因為溫度變化會引起功率晶體管的結(jié)壓降及放大倍數(shù)變化，從而導(dǎo)致功率放大器的增益受溫度影響而有較大變化。對于一個典型的二級功率放大器來說，其增益隨溫度的變化通常在23dB，這會導(dǎo)致使用該功率放大器的手持設(shè)備性能隨溫度變化偏差很大，為了補償這種性能偏差，就需要釆用溫度補償技術(shù)來補償功率放大器的增益隨溫度變化而產(chǎn)生的這一偏差。目前的功率放大器溫度補償技術(shù)中，主要集中在設(shè)計帶溫度補償?shù)钠秒娐放c釆用帶溫度補償?shù)碾娫措妷嚎刂齐娐穪韺崿F(xiàn)溫度補償。如圖1中所示。偏置電壓Vref是不隨溫度變化的恒壓源。二極管Q1，Q2產(chǎn)生一個跟蹤Q4溫度的結(jié)電壓。通過選取適當(dāng)?shù)腣ref和Rl的值，可以使得Q4的偏置電流獲得適當(dāng)?shù)臏囟认禂?shù)，確保功放的增益和輸出功率不隨溫度變化。但是，圖1的電路只能在較小溫度范圍內(nèi)正常工作。在極端溫度條件下，有時會造成Q4偏置電流過低不能正常開啟的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出了一種帶有最低輸出電流保護(hù)的恒壓源電路，可以避免上述情況的出現(xiàn)，從而使得功率放大器在整個溫度變化范圍內(nèi)具有良好的溫度特性指標(biāo)
本發(fā)明采用一種用三輸入的運算放大器來實現(xiàn)的最低輸出電流保護(hù)的恒壓源電路。當(dāng)省去虛線框中的PM2，PMll和RFI時，圖2所事電路是一種典型的LDO穩(wěn)壓電源，輸出電壓Vref =(m+1)Vl
新增加的PMll和輸出管PMlO形成1:n的電流鏡。故PMll的輸出電流 If = 1/n
VFI = If*RFI = (1*RFI)/n
當(dāng)VFI>VFV時，PM2截止，所示電路與正常穩(wěn)壓電源工作相同。
[0005]當(dāng)VFKVFV時，PM2導(dǎo)通，PMl截止，所示電路的輸出將從恒壓源變成恒流源。輸出電流1 = n*If = n*Vl/RF1.這就意味著輸出電流將不會低于這個值?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0006]圖1是傳統(tǒng)的功率放大器偏置電路圖；圖2是本發(fā)明的一種實現(xiàn)方式圖；圖3是無最低電流保護(hù)的偏置電路輸出電壓和電流隨溫度的變化圖；圖4是帶最低電流保護(hù)的偏置電路的輸出電壓和電流隨溫度的變化圖。
【具體實施方式】
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明主要涉及采用一種用三輸入的運算放大器來實現(xiàn)的最低輸出電流保護(hù)的恒壓源電路。
[0008]當(dāng)省去虛線框中的PM2，PMll和RFI時，圖2所示電路是一種典型的LDO穩(wěn)壓電源。偏置電流源與PMO，PMl, NM0,匪1，匪10，匪11，PMlO和PMll組成一個典型的兩級運算放大器。其輸出端驅(qū)動的PM12產(chǎn)生VREF給外部電路供電，電阻分壓器m*RFV和RFV產(chǎn)生一個反饋電壓VFV和輸入信號Vl共同驅(qū)動運算放大器的輸入端。當(dāng)環(huán)路增益很高時，VFV與Vl之間的誤差很小，輸出電壓Vref =(m+l) Vl是一個不隨溫度變化的恒定電壓，如圖3A所示。
[0009]由于HBT的開啟電壓隨溫度上升而下降，故在上述恒定偏置電壓作用下，功率放大器的偏置電流隨溫度上升而上升，如圖3B中的實線所示。從而補償了功率放大器的增益隨溫度下降的問題。但由于工藝參數(shù)的變化，某些產(chǎn)品批次的HBT開啟電壓過高，造成低溫下VREF與兩倍的HBT開啟電壓相差不大，偏置電流急劇下降，從而使得功率放大器在低溫時輸出功率大幅度降低，甚至不能開啟的情況，如圖3B中虛線所示。受此影響，造成功率放大器成品率下降，產(chǎn)品成本上升。
[0010]在本發(fā)明中，新增加的PMll和輸出管PMlO形成1:n的電流鏡。當(dāng)VFKVFV時，PMl截止，PM2導(dǎo)通，電路進(jìn)入電流工作模式。在運算放大器提供的高增益條件下，VFI=Vl0故PMll的輸出電流
If =V1/RFI= 1/n
因此,輸出電流1 = n*If = n*Vl/RF1.
[0011]如圖4所示，在低溫時，電路進(jìn)入電流反饋模式，此模式下，電路輸出電流IBIAS穩(wěn)定在n*Vl/RFI，不隨溫度變化，輸出電壓VREF則雖溫度下降而上升。從而保證了功率放大器在低溫時的偏置電流不低于設(shè)定值，從而正常工作。
[0012]在上述方案中，采用一種用三輸入的運算放大器來實現(xiàn)的最低輸出電流保護(hù)的恒壓源電路是這個發(fā)明的重點。
[0013]綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0014](1)、偏置電路輸出電流不會低于n*Vl/RFI，保證了功率放大器在極端溫度下不會由于偏置電流過低造成截止，無功率輸出的情況。
[0015](2)、相對于其他溫度補償電路，本發(fā)明采用閉環(huán)控制，保證偏置電流不低于某值，
可靠性更高。
[0016]( 3 )、相對于其他溫度補償電路，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本更低。
[0017]本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人應(yīng)該得知在本發(fā)明的啟示下做出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.功率放大器溫度補償電路，其特征在于實現(xiàn)了在高線性度、高效率的基礎(chǔ)上，功率放大器整個溫度變化范圍內(nèi)具有良好的溫度特性指標(biāo)。
2.帶有最低輸出電流保護(hù)的恒壓源電路的溫度補償電路。
【文檔編號】H03F1/30GK103684278SQ201310409672
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】許文, 呂全立 申請人:許文