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一種射頻功率放大器的溫度補(bǔ)償電路的制作方法

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一種射頻功率放大器的溫度補(bǔ)償電路的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域中的射頻功率放大技術(shù),尤其涉及一種射頻功率放大器的溫度補(bǔ)償電路。



背景技術(shù):

在移動(dòng)通信系統(tǒng)中,射頻功率放大器的效率和線(xiàn)性度都直接影響通信過(guò)程中的能耗和質(zhì)量。終端設(shè)備需要在不同的場(chǎng)景和地域都能正常工作,這就要求射頻功率放大器的工作溫度范圍至少可以覆蓋-25℃~85℃,即在低溫和高溫環(huán)境下射頻功率放大器的性能都能滿(mǎn)足移動(dòng)通信協(xié)議對(duì)功耗和線(xiàn)性度的要求。但由于晶體管的溫度特性會(huì)造成射頻功率放大器工作點(diǎn)的變化,一般來(lái)說(shuō),溫度升高,射頻功率放大器增益下降;溫度降低,放大器增益上升。

但是,晶體管的溫度特性會(huì)導(dǎo)致射頻功率放大器性能惡化,不能滿(mǎn)足移動(dòng)通信協(xié)議對(duì)功耗和線(xiàn)性度的指標(biāo)。有效的解決方法是在射頻功率放大器中加入溫補(bǔ)電路來(lái)補(bǔ)償晶體管的這種溫度特性。然而,常用的射頻功率放大器的溫度補(bǔ)償電路存在一些問(wèn)題:在高溫情況下,射頻功率放大器的偏置電流id會(huì)被溫度補(bǔ)償電路抬高,導(dǎo)致放大器的直流工作點(diǎn)被抬高,進(jìn)而電路的功耗增加,進(jìn)一步推高射頻功率放大器的工作溫度,射頻功率放大器的放大線(xiàn)性度會(huì)進(jìn)一步惡化;在低溫情況下,射頻功率放大器的偏置電流id會(huì)被溫度補(bǔ)償電路拉低,射頻功率放大器的直流工作點(diǎn)被壓低,會(huì)導(dǎo)致射頻功率放大器在放大的信號(hào)為大信號(hào)時(shí),射頻功率放大器的增益突起,功率回退時(shí)射頻功率放大器的線(xiàn)性度變差。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

有鑒于此,本發(fā)明實(shí)施例期望提供一種射頻功率放大器的溫度補(bǔ)償電路,可以解決射頻功率放大器的直流工作點(diǎn)受溫度影響而發(fā)生變化,不能工作在線(xiàn)性放大區(qū),導(dǎo)致線(xiàn)性度變差的問(wèn)題。為達(dá)到上述目的,本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種射頻功率放大器的溫度補(bǔ)償電路;所述溫度補(bǔ)償電路包括:溫度控制電路及負(fù)反饋電路;其中,

所述溫度控制電路,用于產(chǎn)生與溫度相對(duì)應(yīng)的第一電信號(hào),根據(jù)所述第一電信號(hào)調(diào)整第一節(jié)點(diǎn)的第二電信號(hào);所述第一節(jié)點(diǎn)為所述溫度控制電路和所述負(fù)反饋電路的連接點(diǎn);

所述負(fù)反饋電路,用于基于所述第二電信號(hào),通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)向射頻功率放大器提供負(fù)反饋信號(hào);其中,所述第二電信號(hào),用于使所述負(fù)反饋電路的阻值變化,以調(diào)整與所述阻值相關(guān)的所述負(fù)反饋信號(hào);所述第二節(jié)點(diǎn)為所述負(fù)反饋電路和所述射頻功率放大器輸入端的連接點(diǎn);

其中,所述負(fù)反饋信號(hào),用于輸入所述射頻功率放大器,使得所述射頻功率放大器的增益變化。

上述技術(shù)方案中,所述溫度控制電路,包括:溫控電源、穩(wěn)態(tài)電源、鉗位電路、濾波電路和可調(diào)電阻電路;其中,

所述溫控電源,通過(guò)所述第一節(jié)點(diǎn)與所述可調(diào)電阻電路連接,用于向所述可調(diào)電阻電路提供隨溫度改變的電信號(hào);

所述穩(wěn)態(tài)電源,通過(guò)所述第一節(jié)點(diǎn)與所述可調(diào)電阻電路連接,用于向所述可調(diào)電阻電路提供固定值的電信號(hào);

所述鉗位電路,與所述第一節(jié)點(diǎn)相連,用于限制所述第二電信號(hào)的上限;

所述濾波電路,與所述第一節(jié)點(diǎn)相連,用于濾除所述第二電信號(hào)中的干擾信號(hào);

所述可調(diào)電阻電路,與所述第一節(jié)點(diǎn)相連,用于調(diào)節(jié)所述第二電信號(hào)。

上述技術(shù)方案中,所述負(fù)反饋電路,包括:晶體管組電路、電阻電路、第一電容和第二電容;其中,

所述晶體管組電路,包括n個(gè)串聯(lián)的晶體管,所述晶體管的柵極與所述第一節(jié)點(diǎn)相連,用于使所述負(fù)反饋電路的阻值隨所述第二電信號(hào)變化而變化;

所述電阻電路,包括n個(gè)電阻和1個(gè)接地電阻,其中n個(gè)電阻與所述n個(gè)晶體管并聯(lián),用于向所述n個(gè)晶體管提供直流零電平;其中,n為大于3的正整數(shù);

所述第一電容,位于所述第二節(jié)點(diǎn)和所述晶體管組電路之間;

所述第二電容,位于第三節(jié)點(diǎn)和所述晶體管組電路之間;

所述第三節(jié)點(diǎn)為所述負(fù)反饋電路和所述射頻功率放大器輸出端的連接點(diǎn)。

上述技術(shù)方案中,所述負(fù)反饋電路,包括:反相器組電路、晶體管組電路、并聯(lián)電阻電路、第一電容和第二電容;其中,

所述反相器組電路,包括m個(gè)反相器,每個(gè)反相器的輸出端與所述晶體管組電路中每路晶體管組的輸入端相連,每個(gè)反相器的輸入端與所述第一節(jié)點(diǎn)相連,用于將所述第二電信號(hào)反向后傳輸給所述晶體管組電路;

所述晶體管組電路,包括m路并聯(lián)的晶體管組,每路晶體管組包括n個(gè)串聯(lián)的晶體管,用于使所述隨所述晶體管組電路的阻值隨第二電信號(hào)變化而變化;

所述電阻電路,包括m路電阻組和1個(gè)接地電阻,所述m路電阻組中每路電阻組包括n個(gè)電阻,所述n個(gè)電阻與所述晶體管組電路中每路的n個(gè)晶體管并聯(lián),用于向所述m路并聯(lián)的晶體管組提供直流零電平;

所述第一電容,位于所述第二節(jié)點(diǎn)和所述晶體管組電路之間;

所述第二電容,位于第三節(jié)點(diǎn)和所述晶體管組電路之間;

其中,m為大于1的正整數(shù),n為大于3的正整數(shù),所述第三節(jié)點(diǎn)為所述負(fù)反饋電路和所述射頻功率放大器輸出端的連接點(diǎn)。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種射頻功率放大電路,所述射頻功率放大電路包括:溫度補(bǔ)償電路和射頻功率放大器;其中,

所述溫度補(bǔ)償電路包括:溫度控制電路及負(fù)反饋電路;其中,

所述溫度控制電路,用于產(chǎn)生與溫度相對(duì)應(yīng)的第一電信號(hào),根據(jù)所述第一電信號(hào)調(diào)整第一節(jié)點(diǎn)的第二電信號(hào);所述第一節(jié)點(diǎn)為所述溫度控制電路和所述負(fù)反饋電路的連接點(diǎn);

所述負(fù)反饋電路,用于基于所述第二電信號(hào),通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)向射頻功率放大器提供負(fù)反饋信號(hào);其中,所述第二電信號(hào),用于使所述負(fù)反饋電路的阻值變化,以調(diào)整與所述阻值相關(guān)的所述負(fù)反饋信號(hào);所述第二節(jié)點(diǎn)為所述負(fù)反饋電路連接射頻功率放大器輸入端的端點(diǎn);

其中,所述負(fù)反饋信號(hào),用于輸入所述射頻功率放大器,使得所述射頻功率放大器的增益變化。

所述射頻功率放大器,包括:

至少一個(gè)輸入端和至少一個(gè)輸出端,用于放大輸入信號(hào);

其中,所述輸入端與第二節(jié)點(diǎn)連接,用于接收所述輸入信號(hào);

所述輸出端通過(guò)第三節(jié)點(diǎn)與所述負(fù)反饋電路連接,用于輸出輸入信號(hào)放大的輸出信號(hào);其中,所述射頻功率放大器的增益是隨溫度變化的。

上述技術(shù)方案中,所述電路還包括:偏置電路;

所述偏置電路,包括偏置信號(hào)輸出端,所述偏置信號(hào)輸出端與所述第二節(jié)點(diǎn)相連,用于向所述射頻功率放大器提供直流偏置信號(hào)。

上述技術(shù)方案中,所述射頻功率放大器,包括:放大晶體管,所述放大晶體管的輸入端連接所述第二節(jié)點(diǎn)。

上述技術(shù)方案中,所述射頻功率放大器,包括:n個(gè)放大晶體管,所述n個(gè)放大晶體管串聯(lián),第一個(gè)放大晶體管的輸入端連接所述第二節(jié)點(diǎn)。

上述技術(shù)方案中,所述射頻功率放大器,還包括:隔直電容,用于連接所述第二節(jié)點(diǎn)和所述負(fù)反饋電路。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的射頻功率放大器的溫度補(bǔ)償電路,在溫度補(bǔ)償電路中設(shè)置溫度控制電路和負(fù)反饋電路,所述溫度控制電路可以根據(jù)溫度調(diào)整第一節(jié)點(diǎn)的第二電信號(hào),然后將第二電信號(hào)提供給負(fù)反饋電路,所述負(fù)反饋電路基于所述第二電信號(hào),向射頻功率放大器提供與溫度相關(guān)的負(fù)反饋信號(hào),這里的負(fù)反饋信號(hào),輸入到射頻功率放大器之后,可以使得射頻功率放大器產(chǎn)生與溫度相反的作用,從而可以削弱溫度對(duì)射頻功率放大器的影響,解決現(xiàn)有技術(shù)中由于溫度的影響而導(dǎo)致射頻功率放大器放大線(xiàn)性變差,不能穩(wěn)定工作在線(xiàn)性放大區(qū)的問(wèn)題,通過(guò)在射頻功率放大電路中增加溫度補(bǔ)償電路,穩(wěn)定射頻功率放大器的工作點(diǎn),提高射頻功率放大電路的穩(wěn)定性和工作效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例射頻功率放大器的溫度補(bǔ)償電路的基本組成結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一射頻功率放大器的溫度補(bǔ)償電路的具體組成結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中溫控電源和穩(wěn)態(tài)電源產(chǎn)生的電信號(hào)與溫度的關(guān)系示意圖;

圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中不同可調(diào)電阻阻值對(duì)應(yīng)的第二電信號(hào)隨溫度變化的示意圖;

圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中晶體管的等效導(dǎo)通電阻與柵極電壓的關(guān)系示意圖;

圖6為本發(fā)明實(shí)施例一中晶體管組等效成電阻的射頻功率放大電路的具體組成結(jié)構(gòu)示意圖;

圖7為本發(fā)明實(shí)施例一射頻功率放大電路的具體組成結(jié)構(gòu)示意圖;

圖8為本發(fā)明實(shí)施例一負(fù)反饋電路的接入隔直電容的射頻功率放大電路的具體組成結(jié)構(gòu)示意圖;

圖9為本發(fā)明實(shí)施例二射頻功率放大器的溫度補(bǔ)償電路具體組成結(jié)構(gòu)示意圖;

圖10為本發(fā)明實(shí)施例三射頻功率放大電路的具體組成結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例中,射頻功率放大器的溫度補(bǔ)償電路用于補(bǔ)償溫度對(duì)射頻功率放大器增益的影響,使射頻功率放大器工作在線(xiàn)性工作區(qū)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大;所述溫度補(bǔ)償電路包括溫度控制電路和負(fù)反饋電路,溫度控制電路產(chǎn)生與溫度相對(duì)應(yīng)的第一電信號(hào),并根據(jù)所述第一電信號(hào)調(diào)整第一節(jié)點(diǎn)的第二電信號(hào);第二電信號(hào)通過(guò)所述第一節(jié)點(diǎn)提供給所述負(fù)反饋電路,改變所述負(fù)反饋電路中的負(fù)反饋電路的阻值,進(jìn)而調(diào)整向射頻功率放大器反饋的負(fù)反饋信號(hào),使得射頻功率放大器的增益變化,對(duì)射頻功率放大器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

其中,所述第一節(jié)點(diǎn)為所述溫度控制電路和所述負(fù)反饋電路的連接點(diǎn);

為了能夠更加詳盡地了解本發(fā)明的特點(diǎn)與技術(shù)內(nèi)容,下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)闡述。

本發(fā)明實(shí)施例中,射頻功率放大器的溫度補(bǔ)償電路的基本組成結(jié)構(gòu)如圖1所示,所述溫度補(bǔ)償電路包括:溫度控制電路101和負(fù)反饋電路102。

所述溫度控制電路101,用于產(chǎn)生與溫度相對(duì)應(yīng)的第一電信號(hào),根據(jù)所述第一電信號(hào)調(diào)整第一節(jié)點(diǎn)的第二電信號(hào);所述第一節(jié)點(diǎn)為所述溫度控制電路和所述負(fù)反饋電路的連接點(diǎn)。

所述溫度控制電路101產(chǎn)生與溫度相對(duì)應(yīng)的第一電信號(hào)為:所述溫度控制電路101可以根據(jù)電路內(nèi)溫度的變化,產(chǎn)生隨溫度變化而變化的第一電信號(hào),當(dāng)溫度升高或降低時(shí),所述第一電信號(hào)增大或者減小,所述第一電信號(hào)可以為電壓信號(hào)或者電流信號(hào)。所述根據(jù)所述第一電信號(hào)調(diào)整第一節(jié)點(diǎn)的第二電信號(hào)為:由于第一節(jié)點(diǎn)連接所述溫度控制電路101和所述負(fù)反饋電路102,當(dāng)所述第一電信號(hào)根據(jù)溫度的變化而改變時(shí),會(huì)引起第一節(jié)點(diǎn)上第二電信號(hào)的變化,也就是所述第二信號(hào)也會(huì)根據(jù)溫度的變化而變化;其中,所述第二電信號(hào)可以是電壓信號(hào)或者電流信號(hào)。

所述負(fù)反饋電路102,用于基于所述第二電信號(hào),通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)向射頻功率放大器提供負(fù)反饋信號(hào);其中,所述第二電信號(hào),用于使所述負(fù)反饋電路的阻值變化,以調(diào)整與所述阻值相關(guān)的所述負(fù)反饋信號(hào);所述第二節(jié)點(diǎn)為所述負(fù)反饋電路和射頻功率放大器輸入端的連接點(diǎn)。

其中,所述負(fù)反饋信號(hào)用于輸入射頻功率放大器,使得射頻功率放大器的增益變化,所述負(fù)反饋信號(hào)根據(jù)第一節(jié)點(diǎn)的第二電信號(hào)變化而變化,輸入射頻功率放大器之后,對(duì)所述射頻功率放大器的增益起到溫度對(duì)增益作用的反作用,可以抵消射頻功率放大器的增益受溫度影響而引起的變化。所述負(fù)反饋電路基于101b所述第二電信號(hào),通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)向所述射頻功率放大器102提供負(fù)反饋信號(hào)為:所述負(fù)反饋電路101b的阻值受到所述第二電信號(hào)的控制,所述第二電信號(hào),用于使所述負(fù)反饋電路101b的阻值變化,以調(diào)整與所述阻值相關(guān)的所述負(fù)反饋信號(hào)。當(dāng)所述第二電信號(hào)隨溫度的變化而改變時(shí),所述負(fù)反饋電路101b的阻值也隨著第二電信號(hào)而改變,進(jìn)而改變與所述阻值相關(guān)的負(fù)反饋信號(hào);所述負(fù)反饋電路101b的一端通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)與射頻功率放大器102的輸入端相連,通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)向射頻功率放大器102提供負(fù)反饋信號(hào),所述負(fù)反饋電路101b的另一端通過(guò)第三節(jié)點(diǎn)與所述功率放電器102的輸出端相連。

實(shí)施例一

在本發(fā)明實(shí)施例一中,所述射頻功率放大器的溫度補(bǔ)償電路的具體組成結(jié)構(gòu)如圖2所示,所述溫度補(bǔ)償電路包括溫度控制電路201和負(fù)反饋電路202。

所述溫度控制電路201包括溫控電源、穩(wěn)態(tài)電源、鉗位電路、濾波電路和可調(diào)電阻電路。

所述溫控電源,通過(guò)所述第一節(jié)點(diǎn)與所述可調(diào)電阻電路連接,用于向所述可調(diào)電阻電路提供隨溫度改變的電信號(hào);所述溫控電源的電信號(hào)與絕對(duì)溫度成正比。

所述穩(wěn)態(tài)電源,通過(guò)所述第一節(jié)點(diǎn)與所述可調(diào)電阻電路連接,用于向所述可調(diào)電阻電路提供固定值的電信號(hào);所述穩(wěn)態(tài)電源的電信號(hào)不隨溫度的變化而變化。

本發(fā)明實(shí)施例一中,所述溫控電源和所述穩(wěn)態(tài)電源均為電流源,所述溫控電源和所述穩(wěn)態(tài)電源產(chǎn)生的電信號(hào)與溫度的關(guān)系如圖3所示。其中,圖(1)為穩(wěn)態(tài)電源的電流信號(hào)與溫度的線(xiàn)性關(guān)系,iref代表穩(wěn)態(tài)電源的電流信號(hào),i1為穩(wěn)態(tài)電源的固定值,temp表示溫度;圖(2)ith表示溫控電源的電流信號(hào)與溫度的線(xiàn)性關(guān)系,i0表示電流信號(hào)可以調(diào)節(jié)的最大值,temp表示溫度,th和tl分別表示溫度的上下限,溫控電源的工作溫度范圍包括-25℃至85℃,ith的表達(dá)式為:ith=(i0/(th-tl))×(temp-tl),iref和ith的方向相反,圖(3)為方向相反的iref和ith抵消后的電流信號(hào)irt與溫度temp之間的線(xiàn)性關(guān)系示意圖,irt的電流信號(hào)也就是所述可調(diào)電阻電路的電流信號(hào),irt=iref-ith。

所述鉗位電路,與所述第一節(jié)點(diǎn)相連,用于限制所述第二電信號(hào)的上限;在圖2中用vgclamp表示,所述鉗位電路可以是由二極管、電容器、電阻等電路元器件組成的簡(jiǎn)單鉗位電路,也可以是由三極管、電容器、電阻等電路元器件組成的三極管鉗位電路,可以將電信號(hào)固定在指定的值上,穩(wěn)定電路中的電信號(hào)。具有穩(wěn)定電信號(hào)作用的鉗位電路均可以用于發(fā)明本實(shí)施例的電路中。

所述濾波電路,與所述第一節(jié)點(diǎn)相連,用于濾除所述第二電信號(hào)中的干擾信號(hào);所述濾波電路可以由電容組成,圖2中用c1表示。

所述可調(diào)電阻電路,與所述第一節(jié)點(diǎn)相連,用于調(diào)節(jié)所述第二電信號(hào);所述可調(diào)電阻電路由可調(diào)電阻rt和晶體管mm1串聯(lián)組成,通過(guò)可調(diào)電阻rt可以調(diào)節(jié)第一節(jié)點(diǎn)的第二電信號(hào)隨溫度變化的斜線(xiàn)斜率,具體變化關(guān)系如圖4所示,所述第二電信號(hào)為第一節(jié)點(diǎn)的電壓信號(hào),根據(jù)歐姆定律,第一節(jié)點(diǎn)的電壓vg可以表示為vg=((th-tl)/vg1-vgh)×(th-temp),其中,vg1為temp=tl時(shí)斜線(xiàn)1中vg對(duì)應(yīng)的取值,vgh為temp=tl時(shí)斜線(xiàn)1中vg對(duì)應(yīng)的取值,圖4中斜線(xiàn)1、2、3分別表示rt取不同值時(shí)vg與temp的線(xiàn)性關(guān)系,可見(jiàn),通過(guò)調(diào)節(jié)rt,可以改變vg與temp線(xiàn)性關(guān)系的斜率。所述mm1可以抵消負(fù)反饋電路中串聯(lián)晶體管組的閾值電壓隨工藝的波動(dòng),在對(duì)于溫度補(bǔ)償性能要求不高的應(yīng)用中,可以將mm1去掉以節(jié)省芯片的面積。

所述負(fù)反饋電路202包括:晶體管組電路、電阻電路、第一電容和第二電容。

所述晶體管組電路,包括n個(gè)串聯(lián)的晶體管,所述晶體管的輸入端與所述第一節(jié)點(diǎn)相連,用于使所述負(fù)反饋電路的阻值隨所述第二電信號(hào)變化而變化;所述晶體管組電路包括n個(gè)串聯(lián)晶體管ms1,ms2,...,msn,n為大于3的正整數(shù)。每個(gè)晶體管的柵極均與第一節(jié)點(diǎn)相連,由第一節(jié)點(diǎn)的第二電信號(hào)也就是vg控制每個(gè)晶體管的柵極電壓,當(dāng)晶體管工作在線(xiàn)性工作區(qū)時(shí),晶體管的等效導(dǎo)通電阻ron與晶體管柵極電壓vg存在一定的函數(shù)關(guān)系,ron與vg的函數(shù)關(guān)系曲線(xiàn)如圖5所示,圖5(1)中表示ron與vg成反比例關(guān)系,圖5(2)中表示1/ron與vg成線(xiàn)性正比例關(guān)系,所述n個(gè)串聯(lián)晶體管的等效導(dǎo)通電阻可以表示為req1,req2,…,reqn。

所述電阻電路,包括n個(gè)電阻和1個(gè)接地電阻,其中n個(gè)電阻與所述n個(gè)晶體管并聯(lián),用于向所述n個(gè)晶體管提供直流零電平;其中,n為大于3的正整數(shù);所述電阻電路包括n個(gè)與晶體管并聯(lián)的電阻,可以表示為rs1,rs2,…,rsn,接地電阻可以表示為rg。所述電阻rs1,rs2,…,rsn的取值遠(yuǎn)大于等效導(dǎo)通電阻值req1,req2,…,reqn,所述負(fù)反饋電路的負(fù)反饋特性取決于串聯(lián)總電阻req=req1+req2+…+reqn,可以將n個(gè)晶體管等效地看成n個(gè)電阻。由負(fù)反饋電路原理可知,射頻功率放大器在相同的電流偏置條件下,vg越大,req越小,射頻功率放大器的增益越??;vg越小,req越大,射頻功率放大器的增益越大。

所述第一電容,位于所述第二節(jié)點(diǎn)和所述晶體管組電路之間,可以表示為cf1,可以用于過(guò)濾電路中的直流電流。

所述第二電容,位于第三節(jié)點(diǎn)和所述晶體管組電路之間,可以表示為cf2,可以用于過(guò)濾電路中的直流電流;所述第三節(jié)點(diǎn)為所述負(fù)反饋電路和所述射頻功率放大器輸出端的連接點(diǎn)。

本發(fā)明實(shí)施例一還提供了一種射頻功率放大電路,所述射頻功率放大電路的基本組成結(jié)構(gòu)如圖7所示,包括:溫度補(bǔ)償電路701、射頻功率放大器702和偏置電路703;所述溫度補(bǔ)償電路包括:溫度控制電路701a和負(fù)反饋電路701b。

所述溫度控制電路701a,用于產(chǎn)生與溫度相對(duì)應(yīng)的第一電信號(hào),根據(jù)所述第一電信號(hào)調(diào)整第一節(jié)點(diǎn)的第二電信號(hào);所述第一節(jié)點(diǎn)為所述溫度控制電路701a和所述負(fù)反饋電路701b的連接點(diǎn)。

所述溫度控制電路701a產(chǎn)生與溫度相對(duì)應(yīng)的第一電信號(hào)為:所述溫度控制電路701a可以根據(jù)電路內(nèi)溫度的變化,產(chǎn)生隨溫度變化而變化的第一電信號(hào),當(dāng)溫度升高或降低時(shí),所述第一電信號(hào)增大或者減小,所述第一電信號(hào)可以為電壓信號(hào)或者電流信號(hào)。所述根據(jù)所述第一電信號(hào)調(diào)整第一節(jié)點(diǎn)的第二電信號(hào)為:由于第一節(jié)點(diǎn)連接所述溫度控制電路701a和所述負(fù)反饋電路701b,當(dāng)所述第一電信號(hào)根據(jù)溫度的變化而改變時(shí),會(huì)引起第一節(jié)點(diǎn)上第二電信號(hào)的變化,也就是所述第二信號(hào)也會(huì)根據(jù)溫度的變化而變化;其中,所述第二電信號(hào)可以是電壓信號(hào)或者電流信號(hào)。

所述負(fù)反饋電路701b,用于基于所述第二電信號(hào),通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)向所述射頻功率放大器702提供負(fù)反饋信號(hào);其中,所述第二電信號(hào),用于使所述負(fù)反饋電路701b的阻值變化,以調(diào)整與所述阻值相關(guān)的所述負(fù)反饋信號(hào);所述第二節(jié)點(diǎn)為所述負(fù)反饋電路701b和所述射頻功率放大器702輸入端的連接點(diǎn)。

其中,所述負(fù)反饋信號(hào)用于輸入所述射頻功率放大器702,使得所述射頻功率放大器702的增益變化,所述負(fù)反饋信號(hào)根據(jù)第一節(jié)點(diǎn)的第二電信號(hào)變化而變化,輸入所述射頻功率放大器702之后,對(duì)所述射頻功率放大器702的增益起到溫度對(duì)增益作用的反作用,可以抵消射頻功率放大器702的增益受溫度影響而引起的變化。所述負(fù)反饋電路基于701b所述第二電信號(hào),通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)向所述射頻功率放大器702提供負(fù)反饋信號(hào)為:所述負(fù)反饋電路701b的阻值受到所述第二電信號(hào)的控制,所述第二電信號(hào),用于使所述負(fù)反饋電路701b的阻值變化,以調(diào)整與所述阻值相關(guān)的所述負(fù)反饋信號(hào)。當(dāng)所述第二電信號(hào)隨溫度的變化而改變時(shí),所述負(fù)反饋電路701b的阻值也隨著第二電信號(hào)而改變,進(jìn)而改變與所述阻值相關(guān)的負(fù)反饋信號(hào);所述負(fù)反饋電路701b的一端通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)與所述射頻功率放大器702的輸入端相連,通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)向所述射頻功率放大器702提供負(fù)反饋信號(hào),所述負(fù)反饋電路701b的另一端通過(guò)第三節(jié)點(diǎn)與所述功率放電器702的輸出端相連。

所述射頻功率放大器702,包括:至少一個(gè)輸入端和至少一個(gè)輸出端,用于放大輸入信號(hào);其中,所述輸入端與第二節(jié)點(diǎn)連接,用于接收所述輸入信號(hào);所述輸出端通過(guò)第三節(jié)點(diǎn)與所述負(fù)反饋電路701b連接,用于輸出輸入信號(hào)放大后的輸出信號(hào);其中,所述射頻功率放大器702的增益是隨溫度變化的。

所述射頻功率放大器702在輸入端接收輸入信號(hào),將所述輸入信號(hào)放大后在輸出端輸出,所述放大后的輸出信號(hào)為射頻功率放大器702的輸出信號(hào);所述輸入信號(hào),包括負(fù)反饋電路反饋701b的負(fù)反饋信號(hào)、偏置電路703提供的直流偏置信號(hào)以及外部電路提供的射頻信號(hào)。

所述偏置電路703,包括偏置信號(hào)輸出端,所述偏置信號(hào)輸出端與所述第二節(jié)點(diǎn)相連,用于向所述射頻功率放大器提供直流偏置信號(hào)。

所述溫度控制電路701a包括溫控電源、穩(wěn)態(tài)電源、鉗位電路、濾波電路和可調(diào)電阻電路。

所述溫控電源,通過(guò)所述第一節(jié)點(diǎn)與所述可調(diào)電阻電路連接,用于向所述可調(diào)電阻電路提供隨溫度改變的電信號(hào);所述溫控電源的電信號(hào)與絕對(duì)溫度成正比。

所述穩(wěn)態(tài)電源,通過(guò)所述第一節(jié)點(diǎn)與所述可調(diào)電阻電路連接,用于向所述可調(diào)電阻電路提供固定值的電信號(hào);所述穩(wěn)態(tài)電源的電信號(hào)不隨溫度的變化而變化。

本實(shí)施例中,所述溫控電源和所述穩(wěn)態(tài)電源均為電流源,圖7中ith表示溫控電流源,iref表示穩(wěn)態(tài)電流源。

所述鉗位電路,與所述第一節(jié)點(diǎn)相連,用于限制所述第二電信號(hào)的上限;在圖7中用vgclamp表示,所述鉗位電路可以是由二極管、電容器、電阻等電路元器件組成的簡(jiǎn)單鉗位電路,也可以是由三極管、電容器、電阻等電路元器件組成的三極管鉗位電路,可以將電信號(hào)固定在指定的值上,穩(wěn)定電路中的電信號(hào)。具有穩(wěn)定電信號(hào)作用的鉗位電路均可以用于發(fā)明本實(shí)施例的電路中。

所述濾波電路,與所述第一節(jié)點(diǎn)相連,用于濾除所述第二電信號(hào)中的干擾信號(hào);所述濾波電路可以由電容組成,圖7中用c1表示。

所述可調(diào)電阻電路,與所述第一節(jié)點(diǎn)相連,用于調(diào)節(jié)所述第二電信號(hào);所述可調(diào)電阻電路由可調(diào)電阻rt和晶體管mm1串聯(lián)組成。所述mm1可以抵消負(fù)反饋電路中串聯(lián)晶體管組的閾值電壓隨工藝的波動(dòng),在對(duì)于溫度補(bǔ)償性能要求不高的應(yīng)用中,可以將mm1去掉以節(jié)省芯片的面積。

所述負(fù)反饋電路701b包括:晶體管組電路、電阻電路、第一電容和第二電容。

所述晶體管組電路,包括n個(gè)串聯(lián)的晶體管,所述晶體管的輸入端與所述第一節(jié)點(diǎn)相連,用于使所述負(fù)反饋電路的阻值隨所述第二電信號(hào)變化而變化;所述晶體管組電路包括n個(gè)串聯(lián)晶體管ms1,ms2,...,msn,n為大于3的正整數(shù)。這里,晶體管為金屬-氧化物-半導(dǎo)體(metal-oxide-semiconductor,mos)場(chǎng)效應(yīng)管,每個(gè)mos管的柵極均與第一節(jié)點(diǎn)相連,由第一節(jié)點(diǎn)的第二電信號(hào)也就是vg控制每個(gè)mos管的柵極電壓。

所述電阻電路,包括n個(gè)電阻和1個(gè)接地電阻,其中n個(gè)電阻與所述n個(gè)晶體管并聯(lián),用于向所述n個(gè)晶體管提供直流零電平;其中,n為大于3的正整數(shù);所述電阻電路包括n個(gè)與晶體管并聯(lián)的電阻,可以表示為rs1,rs2,…,rsn,所述接地電阻可以表示為rg。所述電阻rs1,rs2,…,rsn的取值遠(yuǎn)大于等效導(dǎo)通電阻值req1,req2,…,reqn,所述負(fù)反饋電路701b的負(fù)反饋特性取決于串聯(lián)總電阻req=req1+req2+…+reqn,可以將n個(gè)晶體管等效地看成n個(gè)電阻,晶體管等效成電阻的示意圖如圖6所示。由負(fù)反饋電路原理可知,射頻功率放大器702在相同的直流偏置條件下,vg越大,req越小,射頻功率放大器702的增益越??;vg越小,req越大,射頻功率放大器702的增益越大。

所述第一電容,位于所述第二節(jié)點(diǎn)和所述晶體管組電路之間,可以表示為cf1,可以用于過(guò)濾電路中的直流電流。

所述第二電容,位于第三節(jié)點(diǎn)和所述晶體管組電路之間,可以表示為cf2,可以用于過(guò)濾電路中的直流電流,其中,所述第三節(jié)點(diǎn)為所述負(fù)反饋電路701b和所述射頻功率放大器702輸出端的連接點(diǎn)。

所述射頻功率放大器702包括放大晶體管,所述放大晶體管的輸入端連接所述第二節(jié)點(diǎn),放大晶體管的輸出端連接第三節(jié)點(diǎn),用于在輸入端接收輸入信號(hào),將所述輸入信號(hào)放大后在輸出端輸出,所述射頻功率放大器702的增益受溫度的影響,當(dāng)工作溫度由常溫上升到高溫時(shí),射頻功率放大器702的增益會(huì)降低,當(dāng)工作溫度由常溫下降到低溫時(shí),射頻功率放大器702的增益會(huì)升高??梢詫⑸漕l功率放大器702的正常工作溫度設(shè)置為25℃,當(dāng)工作溫度超過(guò)正常工作溫度時(shí),即為高溫,當(dāng)工作溫度低于正常工作溫度時(shí),即為低溫。

進(jìn)一步地,所述射頻功率放大器702還可以包括隔直電容cblock1和cblock2,用于隔離外部電路的直流電流。其中,cblock1的一端與第二節(jié)點(diǎn)相連,另一端連接外部電路;cblock2的一端與第三節(jié)點(diǎn)相連,另一端連接外部電路。所述負(fù)反饋電路701b連接第二節(jié)點(diǎn)的一端還可以連接到cblock1與外部電路連接的一端,此時(shí)的電路結(jié)構(gòu)如圖8所示。

其中,所述射頻功率放大器702的晶體管可以為金屬-氧化物-半導(dǎo)體(metal-oxide-semiconductor,mos)場(chǎng)效應(yīng)管、異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(heterojunctionbipolartransistor,hbt)、雙極結(jié)型晶體管(bipolarjunctiontransistor,bjt)等具有射頻功率放大功能的電路元件。

所述偏置電路703包括電流源ib、晶體管m1和電阻r1,m1的柵極連接r1的一端,r1另一端連接m2的柵極,為所述射頻功率放大器提供直流偏置電流。

當(dāng)射頻功率放大電路的工作溫度由正常工作溫度上升到高溫時(shí),所述射頻功率放大器702的增益會(huì)降低,影響射頻功率放大電路的工作性能,此時(shí),所述第一節(jié)點(diǎn)的第二電信號(hào),也就是vg會(huì)隨著ith的減小而減小,由于vg向負(fù)反饋電路中串聯(lián)晶體管組提供柵極電壓,vg減小時(shí),串聯(lián)晶體管組的串聯(lián)總電阻req增大,減弱負(fù)反饋電路的反饋?zhàn)饔?,補(bǔ)償射頻功率放大器702的增益的降低,實(shí)現(xiàn)高溫增益的補(bǔ)償作用。

當(dāng)射頻功率放大電路的工作溫度由正常工作溫度下降到低溫時(shí),所述射頻功率放大器702的增益會(huì)升高,影響射頻功率放大電路的工作性能,此時(shí),所述第一節(jié)點(diǎn)的第二電信號(hào),也就是vg會(huì)隨著ith的增大而增大,由于vg向負(fù)反饋電路701b中串聯(lián)晶體管組提供柵極電壓,vg增大時(shí),串聯(lián)晶體管組的req減小,加強(qiáng)負(fù)反饋電路701b的反饋?zhàn)饔?,抑制射頻功率放大器702的增益的升高,實(shí)現(xiàn)低溫增益的補(bǔ)償作用。

實(shí)施例二

在本發(fā)明實(shí)施例二中,所述射頻功率放大器的溫度補(bǔ)償電路的具體組成結(jié)構(gòu)如圖9所示,所述溫度補(bǔ)償電路901包括溫度控制電路901a和負(fù)反饋電路901b,所述溫度控制電路901a與實(shí)施例一中的溫度控制電路201的具體組成結(jié)構(gòu)相同,這里不再贅述。

所述負(fù)反饋電路901b包括反相器組電路、晶體管組電路、并聯(lián)電阻電路、第一電容和第二電容;

所述反相器組電路,包括m個(gè)反相器,每個(gè)反相器的輸出端與所述晶體管組電路中每路晶體管組的輸入端相連,每個(gè)反相器的輸入端與所述第一節(jié)點(diǎn)相連,用于將所述第二電信號(hào)反向后傳輸給所述晶體管組電路,m為大于1的正整數(shù)。

所述m個(gè)反相器可以表示為a1,a2,…,am,每個(gè)反相器的電源端接到第一節(jié)點(diǎn),vg作為輸入信號(hào)。反相器a1,a2,…,am的輸出接到對(duì)應(yīng)的晶體管組的柵極。反相器a1,a2,…,am可以受邏輯信號(hào)ctrl1,ctrl2,…,ctrlm控制,從而實(shí)現(xiàn)多種反饋?zhàn)柚悼烧{(diào)的功能。

所述晶體管組電路,包括m路并聯(lián)的晶體管組,每路晶體管組包括n個(gè)串聯(lián)的晶體管,用于使所述隨所述晶體管組電路的阻值隨第二電信號(hào)變化而變化;所述每路晶體管組的柵極連接對(duì)應(yīng)的反相器的輸出端,m路并聯(lián)的晶體管組共同連接第一電容和第二電容,在射頻功率放大器的輸出端和輸入端形成負(fù)反饋的通路。

所述電阻電路,包括m路電阻組和1個(gè)接地電阻,所述m路電阻組中每路電阻組包括n個(gè)電阻,所述n個(gè)電阻與所述晶體管組電路中每路的n個(gè)晶體管并聯(lián),用于向所述m路并聯(lián)的晶體管組提供直流零電平;每一路中n個(gè)晶體管可以等效成n個(gè)電阻,與每一路中n個(gè)電阻并聯(lián),每一路的電阻取決于每一路晶體管的等效導(dǎo)通電阻之和,m路的總電阻為每一路電阻并聯(lián)之后的總電阻。其中,m為大于1的正整數(shù),n為大于3的正整數(shù)。

所述第一電容,位于所述第二節(jié)點(diǎn)和所述晶體管組電路之間;

所述第二電容,位于所述第三節(jié)點(diǎn)和所述晶體管組電路之間;

所述負(fù)反饋電路中每個(gè)反相器輸出的最大電壓等于電源端電壓,當(dāng)vg隨溫度變化時(shí),反相器輸出的最大電壓也同時(shí)隨溫度變化,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻功率放大電路的溫度補(bǔ)償作用。

在本發(fā)明實(shí)施例二中,還提供了一種射頻功率放大電路,所述射頻功率放大電路的具體組成結(jié)構(gòu)如圖9所示,所述射頻功率放大電路包括:溫度補(bǔ)償電路901、射頻功率放大器902和偏置電路903。

所述溫度補(bǔ)償電路901包括:溫度控制電路901a及負(fù)反饋電路901b;

其中,所述溫度控制電路901a用于產(chǎn)生與溫度相對(duì)應(yīng)的第一電信號(hào),根據(jù)所述第一電信號(hào)調(diào)整第一節(jié)點(diǎn)的第二電信號(hào);所述第一節(jié)點(diǎn)為所述溫度控制電路901a和所述負(fù)反饋電路901b的連接點(diǎn);

其中,所述負(fù)反饋電路901b用于基于所述第二電信號(hào),通過(guò)第二節(jié)點(diǎn)向射頻功率放大器提供負(fù)反饋信號(hào);其中,所述第二電信號(hào),用于使所述負(fù)反饋電路901b的阻值變化,以調(diào)整與所述阻值相關(guān)的所述負(fù)反饋信號(hào);所述第二節(jié)點(diǎn)為所述負(fù)反饋電路連接射頻功率放大器902輸入端的端點(diǎn);所述負(fù)反饋信號(hào),用于輸入所述射頻功率放大器,使得所述射頻功率放大器902的增益變化。

所述射頻功率放大器902包括:至少一個(gè)輸入端和至少一個(gè)輸出端,用于放大輸入信號(hào);

其中,所述輸入端與第二節(jié)點(diǎn)連接,用于接收所述輸入信號(hào);所述輸出端通過(guò)第三節(jié)點(diǎn)與所述負(fù)反饋電路連接,用于輸出輸入信號(hào)放大的輸出信號(hào);其中,所述射頻功率放大器902的增益是隨溫度變化的。

所述偏置電路903包括偏置信號(hào)輸出端,所述偏置信號(hào)輸出端與所述第二節(jié)點(diǎn)相連,用于向所述射頻功率放大器902提供直流偏置信號(hào)。

所述射頻功率放大器902和所述偏置電路903與實(shí)施例一中的射頻功率放大器202和偏置電路203中具體組成電路結(jié)構(gòu)相同,這里不再贅述。

實(shí)施例三

在本發(fā)明實(shí)施例三中,所述射頻功率放大電路的具體組成結(jié)構(gòu)如圖10所示,所述溫度補(bǔ)償電路1001和偏置電路1003可以是實(shí)施例一、實(shí)施例二中任一種實(shí)現(xiàn)方式,這里不再贅述。

所述射頻功率放大器1003包括n個(gè)放大晶體管,所述n個(gè)放大晶體管串聯(lián),每個(gè)晶體管的輸入端連接所述第二節(jié)點(diǎn),所述n個(gè)晶體管可以表示為m21,m22,…,m2k,其中k為大于1的正整數(shù),m2k的源極連接第三節(jié)點(diǎn),m21的漏極接地,所述射頻功率放大器的功率增益為放大晶體管串聯(lián)之后的總的增益。

以上所述,僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

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