專利名稱：改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種射頻功率放大器的偏壓電路，尤其涉及一種用以改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路。
背景技術(shù)：
圖1為顯示用于射頻功率放大器的現(xiàn)有的偏壓電路的一例子的示意圖。參照圖1，在現(xiàn)有的電阻型偏壓電路中，偏壓電壓源Vbias經(jīng)由偏壓電阻104供給至射頻晶體管102的基極，借以提供射頻晶體管102的基極電流。電容106連接于放大器的射頻輸入端口與射頻晶體管102的基極，借以耦合射頻輸入信號(而非直流信號)至射頻晶體管102的基極。射頻晶體管102的集極經(jīng)由輸出匹配電路108作為放大器的輸出端口?，F(xiàn)有的電阻型偏壓電路的缺點(diǎn)為僅能提供有限的偏壓電流控制。舉例而言，倘若偏壓電阻104具小電阻值，除非偏壓電壓源Vbias隨著溫度改變，否則溫度變動會造成關(guān)聯(lián)于射頻晶體管102的靜態(tài)電流產(chǎn)生不可接受的變動。另一方面，倘若偏壓電阻104具大電阻值，則射頻晶體管102于高驅(qū)動位階時發(fā)生偏壓不足或者具有不期望的大靜態(tài)偏壓電流。
圖2為顯示用于射頻功率放大器的現(xiàn)有的偏壓電路的另一例子的示意圖。圖2所示的現(xiàn)有的主動型偏壓電路為圖1所示的現(xiàn)有的電阻型偏壓電路的改良。參照圖2，現(xiàn)有的主動型偏壓電路包含一偏壓晶體管202，借以允許射頻晶體管102按照射頻驅(qū)動位階而汲取適量的偏壓電流，同時仍然維持低的靜態(tài)電流。偏壓電壓源Vbias經(jīng)由偏壓電阻104施加至偏壓晶體管202的基極。偏壓晶體管202是一射極隨耦型晶體管。偏壓晶體管202的集極連接至Vcc?，F(xiàn)有的主動型偏壓電路還具有低阻抗的優(yōu)點(diǎn)。
然而，圖2所示的主動型偏壓電路具有偏壓晶體管202可能進(jìn)入飽和狀態(tài)的缺點(diǎn)。具體而言，當(dāng)射頻晶體管102被驅(qū)動成高功率輸出的狀態(tài)時，射頻輸入信號的一部分會從射頻晶體管102的集極反過頭來耦合至射頻晶體管102的基極，隨后可能進(jìn)入主動型偏壓電路中。結(jié)果，偏壓晶體管202被射頻輸入信號中的耦合至偏壓晶體管202的部分驅(qū)動至飽和狀態(tài)，使得其本身的操作行為更加非線性。在此種情況下，主動型偏壓電路無法跟隨射頻輸入信號來提供線性偏壓電流至射頻晶體管102。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本實(shí)用新型的一目的在于提供一種改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路，借由將射頻輸入信號中的二次諧波成分導(dǎo)入地面，以防止偏壓晶體管受到射頻輸入信號的影響，因而改善射頻功率放大器的線性度。
依據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供一種改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路，該射頻功率放大器包括一射頻晶體管與一第一電容，其中該射頻晶體管具有一集極、一射極、與一基極，而該第一電容的一端連接于該射頻晶體管的該基極且另一端用以接收一射頻輸入信號。此偏壓電路包含一偏壓晶體管，具有一集極、一射極、與一基極，其中該集極連接至一直流電壓源且該基極連接至一偏壓電壓源；一第二電容，具有一第一端子與一第二端子，該第一端子連接于該偏壓晶體管的該射極；以及一第一電感，具有一第三端子與一第四端子，該第三端子連接于該第二電容的該第二端子且該第四端子連接于一地面。該第二電容與該第一電感形成一第一LC串聯(lián)諧振電路，用以使該射頻輸入信號中的耦合至該偏壓晶體管的部分被直接導(dǎo)入地面，借以改良該射頻功率放大器的線性度。
依據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，此偏壓電路還包含一第二電感，連接于該射頻晶體管的該基極與該偏壓晶體管的該射極間，用以隔絕該射頻輸入信號中的耦合至該偏壓晶體管的部分。
較佳地，該第一LC串聯(lián)諧振電路系設(shè)計成其諧振頻率等于該射頻輸入信號的二次諧波的頻率。
依據(jù)本實(shí)用新型的再一方面，此偏壓電路還包含一第三電容，具有一第五端子與一第六端子，該第五端子連接于該偏壓晶體管的該基極；以及一第三電感，具有一第七端子與一第八端子，該第七端子連接于該第三電容的該第六端子且該第八端子連接于該地面。該第三電容與該第三電感形成一第二LC串聯(lián)諧振電路，用以使該射頻輸入信號中的耦合至該偏壓晶體管的部分被直接導(dǎo)入地面，藉以改良該射頻功率放大器的線性度。
較佳地，該第二LC串聯(lián)諧振電路設(shè)計成其諧振頻率等于該射頻輸入信號的二次諧波的頻率。
本實(shí)用新型還提供一種改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路，該射頻功率放大器包括一射頻晶體管與一第一電容，其中該射頻晶體管具有一集極、一射極、與一基極，而該第一電容的一端連接于該射頻晶體管的該基極且另一端用以接收一射頻輸入信號，該偏壓電路包含一偏壓晶體管，具有一集極、一射極、與一基極，其中該集極連接至一直流電壓源且該基極連接至一偏壓電壓源；以及一第二電容，具有一第一端子與一第二端子，該第一端子連接于該偏壓晶體管的該基極；以及一第一電感，具有一第三端子與一第四端子，該第三端子連接于該第二電容的該第二端子且該第四端子連接于一地面，其中該第二電容與該第一電感形成一LC串聯(lián)諧振電路，用以使該射頻輸入信號中的耦合至該偏壓晶體管的部分被直接導(dǎo)入地面，借以改良該射頻功率放大器的線性度。
綜上所述，本實(shí)用新型提供的改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路，借由將射頻輸入信號中的二次諧波成分導(dǎo)入地面，可防止偏壓晶體管受到射頻輸入信號的影響，因而改善了射頻功率放大器的線性度。


圖1為顯示用于射頻功率放大器的現(xiàn)有的偏壓電路的一例子的示意圖。
圖2為顯示用于射頻功率放大器的現(xiàn)有的偏壓電路的另一例子的示意圖。
圖3(a)為顯示依據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的偏壓電路的示意圖。
圖3(b)為顯示依據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的偏壓電路的示意圖。
具體實(shí)施方式
下文中的說明與附圖將使本實(shí)用新型的前述與其它目的、特征、與優(yōu)點(diǎn)更明顯。茲將參照圖標(biāo)詳細(xì)說明依據(jù)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。
圖3(a)為顯示依據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路的示意圖。參照圖3(a)，在依據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路中，偏壓電壓源Vbias經(jīng)由電阻303供應(yīng)電流至串聯(lián)的二極管連接型晶體管301與302。具體而言，二極管連接型晶體管301與302中的每一個具有其基極連接于其集極的形式而形成二極管。位于二極管連接型晶體管301的集極處的電壓為二倍的VBE。此電壓施加至偏壓晶體管202的基極，其中偏壓晶體管202為射極隨耦晶體管。偏壓晶體管202的集極連接至直流電壓源Vcc。因?yàn)樯錁O電壓為基極電壓減去VBE，所以偏壓晶體管202的射極電壓等于VBE(2VBE-VBE＝VBE)。此即應(yīng)用于射頻晶體管102的偏壓電壓。
為了防止射頻輸入信號從射頻晶體管102反過頭來耦合至偏壓晶體管202，導(dǎo)致偏壓晶體管202被驅(qū)動至飽和狀態(tài)，一電感304設(shè)置于偏壓晶體管202的射極與射頻晶體管102的基極間。電感304可降低射頻輸入信號中的耦合至偏壓晶體管202的部分，借以防止偏壓晶體管202被驅(qū)動至飽和狀態(tài)。因此，射頻功率放大器的線性度獲得改善。
雖然電感304可有效地降低射頻輸入信號中的耦合至偏壓晶體管202的部分，但仍無法將的完全隔絕。因此，依據(jù)本實(shí)用新型的用于射頻功率放大器的偏壓電路還包含相互串聯(lián)的一電容305與一電感306。如圖3(a)所示，電容305與電感306串聯(lián)于偏壓晶體管202的射極與地面間，使得電容305與電感306構(gòu)成一個LC串聯(lián)諧振電路。在此實(shí)施例中，由電容305與電感306所構(gòu)成的LC串聯(lián)諧振電路是提供來使射頻輸入信號的二次諧波被導(dǎo)入地面。既然LC串聯(lián)諧振電路的諧振頻率是由電容305與電感306的阻抗值所共同決定，故可依據(jù)射頻輸入信號的二次諧波的頻率來適當(dāng)設(shè)計電容305與電感306各自的阻抗值，借以構(gòu)成具有諧振頻率等于射頻輸入信號的二次諧波的頻率的LC串聯(lián)諧振電路。據(jù)此，當(dāng)射頻輸入信號部分地耦合至偏壓晶體管202時，射頻輸入信號中的二次諧波成分可經(jīng)由電容305與電感306所構(gòu)成的LC串聯(lián)諧振電路導(dǎo)入地面。借此方式，防止偏壓晶體管202受到射頻輸入信號的影響，因而改善射頻功率放大器的線性度。
應(yīng)注意雖然在前述實(shí)施例中，由電容305與電感306所構(gòu)成的LC串聯(lián)諧振電路系設(shè)計成等于射頻輸入信號的二次諧波的頻率，但本實(shí)用新型不限于此而得設(shè)計成LC串聯(lián)諧振電路的諧振頻率等于射頻輸入信號的基頻頻率、三次諧波的頻率、或更高階諧波的頻率。
圖3(b)為顯示依據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路的示意圖。應(yīng)注意在第二實(shí)施例中相同于第一實(shí)施例的構(gòu)成是以相同的參考符號標(biāo)示，因而下文省略此等相同構(gòu)成的詳細(xì)說明。依據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的用于射頻功率放大器的偏壓電路不同于第一實(shí)施利之處在于使用相互串聯(lián)的一電容307與一電感308來替代一電容305與一電感306。參照圖3(b)，電容307與電感308串聯(lián)于偏壓晶體管202的基極與地面間，使得電容307與電感308構(gòu)成一個LC串聯(lián)諧振電路。在此實(shí)施例中，由電容307與電感308所構(gòu)成的LC串聯(lián)諧振電路是提供來使射頻輸入信號的二次諧波被導(dǎo)入地面。既然LC串聯(lián)諧振電路的諧振頻率是由電容307與電感308的阻抗值所共同決定，故可依據(jù)射頻輸入信號的二次諧波的頻率來適當(dāng)設(shè)計電容307與電感308各自的阻抗值，借以構(gòu)成具有諧振頻率等于射頻輸入信號的二次諧波的頻率的LC串聯(lián)諧振電路。據(jù)此，當(dāng)射頻輸入信號部分地耦合至偏壓晶體管202時，射頻輸入信號中的二次諧波成分可經(jīng)由電容307與電感308所構(gòu)成的LC串聯(lián)諧振電路導(dǎo)入地面。借此方式，防止偏壓晶體管202受到射頻輸入信號的影響，因而改善射頻功率放大器的線性度。
應(yīng)注意雖然在前述第二實(shí)施例中，由電容307與電感308所構(gòu)成的LC串聯(lián)諧振電路設(shè)計成等于射頻輸入信號的二次諧波的頻率，但本實(shí)用新型不限于此而得設(shè)計成LC串聯(lián)諧振電路的諧振頻率等于射頻輸入信號的基頻頻率、三次諧波的頻率、或更高階諧波的頻率。
雖然本實(shí)用新型業(yè)已借由較佳實(shí)施例作為例示加以說明，應(yīng)了解的是本實(shí)用新型不限于此被揭露的實(shí)施例。相反地，本實(shí)用新型意欲涵蓋對于熟習(xí)此項(xiàng)技藝的人士而言是明顯的各種修改與相似配置。因此，權(quán)利要求的范圍應(yīng)根據(jù)最廣的詮釋，以包容所有此類修改與相似配置。
權(quán)利要求1.一種改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路，該射頻功率放大器包括一射頻晶體管與一第一電容，其中該射頻晶體管具有一集極、一射極、與一基極，而該第一電容的一端連接于該射頻晶體管的該基極且另一端用以接收一射頻輸入信號，其特征在于該偏壓電路包含一偏壓晶體管，具有一集極、一射極、與一基極，其中該集極連接至一直流電壓源且該基極連接至一偏壓電壓源；一第二電容，具有一第一端子與一第二端子，該第一端子連接于該偏壓晶體管的該射極；以及一第一電感，具有一第三端子與一第四端子，該第三端子連接于該第二電容的該第二端子且該第四端子連接于一地面，其中該第二電容與該第一電感形成一第一LC串聯(lián)諧振電路，用以使該射頻輸入信號中的耦合至該偏壓晶體管的部分被直接導(dǎo)入地面，借以改良該射頻功率放大器的線性度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路，其特征在于還包含一第二電感，連接于該射頻晶體管的該基極與該偏壓晶體管的該射極間，用以隔絕該射頻輸入信號中的耦合至該偏壓晶體管的部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路，其特征在于該第一LC串聯(lián)諧振電路設(shè)計成其諧振頻率等于該射頻輸入信號的二次諧波的頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路，其特征在于還包含一第三電容，具有一第五端子與一第六端子，該第五端子連接于該偏壓晶體管的該基極；以及一第三電感，具有一第七端子與一第八端子，該第七端子連接于該第三電容的該第六端子且該第八端子連接于該地面，其中該第三電容與該第三電感形成一第二LC串聯(lián)諧振電路，用以使該射頻輸入信號中的耦合至該偏壓晶體管的部分被直接導(dǎo)入地面，借以改良該射頻功率放大器的線性度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路，其特征在于該第二LC串聯(lián)諧振電路設(shè)計成其諧振頻率等于該射頻輸入信號的二次諧波的頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路，其特征在于該偏壓電壓源包含一電阻，連接于一供應(yīng)電壓與該偏壓晶體管的該基極間；多個二極管，串聯(lián)于該偏壓晶體管的該基極與地面間，用以提供一預(yù)定的電壓給予該偏壓晶體管的該基極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路，其特征在于該多個二極管中的每一個是由一晶體管以其基極連接于其集極的方式所形成。
8.一種改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路，該射頻功率放大器包括一射頻晶體管與一第一電容，其中該射頻晶體管具有一集極、一射極、與一基極，而該第一電容的一端連接于該射頻晶體管的該基極且另一端用以接收一射頻輸入信號，其特征在于該偏壓電路包含一偏壓晶體管，具有一集極、一射極、與一基極，其中該集極連接至一直流電壓源且該基極連接至一偏壓電壓源；以及一第二電容，具有一第一端子與一第二端子，該第一端子連接于該偏壓晶體管的該基極；以及一第一電感，具有一第三端子與一第四端子，該第三端子連接于該第二電容的該第二端子且該第四端子連接于一地面，其中該第二電容與該第一電感形成一LC串聯(lián)諧振電路，用以使該射頻輸入信號中的耦合至該偏壓晶體管的部分被直接導(dǎo)入地面，借以改良該射頻功率放大器的線性度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路，其特征在于還包含一第二電感，連接于該射頻晶體管的該基極與該偏壓晶體管的該射極間，用以隔絕該射頻輸入信號中的耦合至該偏壓晶體管的部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路，其特征在于該LC串聯(lián)諧振電路設(shè)計成其諧振頻率等于該射頻輸入信號的二次諧波的頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路，其特征在于該偏壓電壓源包含一電阻，連接于一供應(yīng)電壓與該偏壓晶體管的該基極間；多個二極管，串聯(lián)于該偏壓晶體管的該基極與地面間，用以提供一預(yù)定的電壓給予該偏壓晶體管的該基極。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的改良射頻功率放大器的線性度的偏壓電路，其特征在于該多個二極管中的每一個是由一晶體管以其基極連接于其集極的方式所形成。
專利摘要一種偏壓電路包含一偏壓晶體管，具有一集極、一射極與一基極，其中集極連接至一直流電壓源、射極連接至一射頻晶體管且基極連接至一偏壓電壓源。一電容與一電感串聯(lián)耦合于該偏壓晶體管的射極與地面間或者串聯(lián)耦合于該偏壓晶體管的基極與地面間，借以形成一LC串聯(lián)諧振電路。該LC串聯(lián)諧振電路使射頻輸入信號中的耦合至偏壓晶體管的部分被直接導(dǎo)入地面，借以改良該射頻功率放大器的線性度。較佳地，該LC串聯(lián)諧振電路設(shè)計成其諧振頻率等于該射頻輸入信號的二次諧波的頻率。
文檔編號H03F1/32GK2631125SQ0326454
公開日2004年8月4日 申請日期2003年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
發(fā)明者葉秉君 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司