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償電路。
背景技術(shù):
在移動通信系統(tǒng)中,射頻功率放大器的效率和線性度都直接影響通信過程中的能耗和質(zhì)量。終端設(shè)備需要在不同的場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足移動通信協(xié)議對功耗和線性度的要求。但由于晶體管的溫度特性會造成射頻功率放大器工作點的變化,一般來說,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導致射頻功率放大器性能惡化,不能滿足移動通信協(xié)議對功耗和線性度的指標。有效的解決方法是在射頻功率放大器中加入溫補電路來補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償電路存在一些問題:在高溫情況下,射頻功率放大器的偏置電流id會被溫度補償電路抬高,導致放大器的直流工作點被抬高,進而電路的功耗增加,進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性度會進一步惡化;在低溫情況下,射頻功率放大器的偏置電流id會被溫度補償電路拉低,射頻功率放大器的直流工作點被壓低,會導致射頻功率放大器在放大的信號為大信號時,射頻功率放大器的增益突起,功率回退時射頻功率放大器的線性度變差。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明實施例期望提供一種射頻功率放大器的溫度補償電路,可以解決射頻功率放大器的直流工作點受溫度影響而發(fā)生變化,不能工作在線性放大區(qū),導致線性度變差的問題。為達到上述目的,本發(fā)明實施例的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
本發(fā)明實施例提供了一種射頻功率放大器的溫度補償電路;所述溫度補償電路包括:溫度控制電路及負反饋電路;其中,
所述溫度控制電路,用于產(chǎn)生與溫度相對應的第一電信號,根據(jù)所述第一電信號調(diào)整第一節(jié)點的第二電信號;所述第一節(jié)點為所述溫度控制電路和所述負反饋電路的連接點;
所述負反饋電路,用于基于所述第二電信號,通過第二節(jié)點向射頻功率放大器提供負反饋信號;其中,所述第二電信號,用于使所述負反饋電路的阻值變化,以調(diào)整與所述阻值相關(guān)的所述負反饋信號;所述第二節(jié)點為所述負反饋電路和所述射頻功率放大器輸入端的連接點;
其中,所述負反饋信號,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,通過所述第一節(jié)點與所述可調(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;
所述穩(wěn)態(tài)電源,通過所述第一節(jié)點與所述可調(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;
所述鉗位電路,與所述第一節(jié)點相連,用于限制所述第二電信號的上限;
所述濾波電路,與所述第一節(jié)點相連,用于濾除所述第二電信號中的干擾信號;
所述可調(diào)電阻電路,與所述第一節(jié)點相連,用于調(diào)節(jié)所述第二電信號。
上述技術(shù)方案中,所述負反饋電路,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個串聯(lián)的晶體管,所述晶體管的柵極與所述第一節(jié)點相連,用于使所述負反饋電路的阻值隨所述第二電信號變化而變化;
所述電阻電路,包括n個電阻和1個接地電阻,其中n個電阻與所述n個晶體管并聯(lián),用于向所述n個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)點和所述晶體管組電路之間;
所述第二電容,位于第三節(jié)點和所述晶體管組電路之間;
所述第三節(jié)點為所述負反饋電路和所述射頻功率放大器輸出端的連接點。
上述技術(shù)方案中,所述負反饋電路,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個反相器,每個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,每個反相器的輸入端與所述第一節(jié)點相連,用于將所述第二電信號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變化而變化;
所述電阻電路,包括m路電阻組和1個接地電阻,所述m路電阻組中每路電阻組包括n個電阻,所述n個電阻與所述晶體管組電路中每路的n個晶體管并聯(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)點和所述晶體管組電路之間;
所述第二電容,位于第三節(jié)點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)點為所述負反饋電路和所述射頻功率放大器輸出端的連接點。
本發(fā)明實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:溫度補償電路和射頻功率放大器;其中,
所述溫度補償電路包括:溫度控制電路及負反饋電路;其中,
所述溫度控制電路,用于產(chǎn)生與溫度相對應的第一電信號,根據(jù)所述第一電信號調(diào)整第一節(jié)點的第二電信號;所述第一節(jié)點為所述溫度控制電路和所述負反饋電路的連接點;
所述負反饋電路,用于基于所述第二電信號,通過第二節(jié)點向射頻功率放大器提供負反饋信號;其中,所述第二電信號,用于使所述負反饋電路的阻值變化,以調(diào)整與所述阻值相關(guān)的所述負反饋信號;所述第二節(jié)點為所述負反饋電路連接射頻功率放大器輸入端的端點;
其中,所述負反饋信號,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:
至少一個輸入端和至少一個輸出端,用于放大輸入信號;
其中,所述輸入端與第二節(jié)點連接,用于接收所述輸入信號;
所述輸出端通過第三節(jié)點與所述負反饋電路連接,用于輸出輸入信號放大的輸出信號;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,包括偏置信號輸出端,所述偏置信號輸出端與所述第二節(jié)點相連,用于向所述射頻功率放大器提供直流偏置信號。
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。
上述技術(shù)方案中,所述射頻功率放大器,包括:n個放大晶體管,所述n個放大晶體管串聯(lián),第一個放大晶體管的輸入端連接所述第二節(jié)點。
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)點和所述負反饋電路。
本發(fā)明實施例所提供的射頻功率放大器的溫度補償電路,在溫度補償電路中設(shè)置溫度控制電路和負反饋電路,所述溫度控制電路可以根據(jù)溫度調(diào)整第一節(jié)點的第二電信號,然后將第二電信號提供給負反饋電路,所述負反饋電路基于所述第二電信號,向射頻功率放大器提供與溫度相關(guān)的負反饋信號,這里的負反饋信號,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致射頻功率放大器放大線性變差,不能穩(wěn)定工作在線性放大區(qū)的問題,通過在射頻功率放大電路中增加溫度補償電路,穩(wěn)定射頻功率放大器的工作點,提高射頻功率放大電路的穩(wěn)定性和工作效率。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例射頻功率放大器的溫度補償電路的基本組成結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明實施例一射頻功率放大器的溫度補償電路的具體組成結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明實施例一中溫控電源和穩(wěn)態(tài)電源產(chǎn)生的電信號與溫度的關(guān)系示意圖;
圖4為本發(fā)明實施例一中不同可調(diào)電阻阻值對應的第二電信號隨溫度變化的示意圖;
圖5為本發(fā)明實施例一中晶體管的等效導通電阻與柵極電壓的關(guān)系示意圖;
圖6為本發(fā)明實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)明實施例一負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)明實施例二射頻功率放大器的溫度補償電路具體組成結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10為本發(fā)明實施例三射頻功率放大電路的具體組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明實施例中,射頻功率放大器的溫度補償電路用于補償溫度對射頻功率放大器增益的影響,使射頻功率放大器工作在線性工作區(qū)對輸入信號進行放大;所述溫度補償電路包括溫度控制電路和負反饋電路,溫度控制電路產(chǎn)生與溫度相對應的第一電信號,并根據(jù)所述第一電信號調(diào)整第一節(jié)點的第二電信號;第二電信號通過所述第一節(jié)點提供給所述負反饋電路,改變所述負反饋電路中的負反饋電路的阻值,進而調(diào)整向射頻功率放大器反饋的負反饋信號,使得射頻功率放大器的增益變化,對射頻功率放大器進行溫度補償。
其中,所述第一節(jié)點為所述溫度控制電路和所述負反饋電路的連接點;
為了能夠更加詳盡地了解本發(fā)明的特點與技術(shù)內(nèi)容,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實現(xiàn)進行詳細闡述。
本發(fā)明實施例中,射頻功率放大器的溫度補償電路的基本組成結(jié)構(gòu)如圖1所示,所述溫度補償電路包括:溫度控制電路101和負反饋電路102。
所述溫度控制電路101,用于產(chǎn)生與溫度相對應的第一電信號,根據(jù)所述第一電信號調(diào)整第一節(jié)點的第二電信號;所述第一節(jié)點為所述溫度控制電路和所述負反饋電路的連接點。
所述溫度控制電路101產(chǎn)生與溫度相對應的第一電信號為: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,當溫度升高或降低時,所述第一電信號增大或者減小,所述第一電信號可以為電壓信號或者電流信號。所述根據(jù)所述第一電信號調(diào)整第一節(jié)點的第二電信號為:由于第一節(jié)點連接所述溫度控制電路101和所述負反饋電路102,當所述第一電信號根據(jù)溫度的變化而改變時,會引起第一節(jié)點上第二電信號的變化,也就是所述第二信號也會根據(jù)溫度的變化而變化;其中,所述第二電信號可以是電壓信號或者電流信號。
所述負反饋電路102,用于基于所述第二電信號,通過第二節(jié)點向射頻功率放大器提供負反饋信號;其中,所述第二電信號,用于使所述負反饋電路的阻值變化,以調(diào)整與所述阻值相關(guān)的所述負反饋信號;所述第二節(jié)點為所述負反饋電路和射頻功率放大器輸入端的連接點。
其中,所述負反饋信號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,所述負反饋信號根據(jù)第一節(jié)點的第二電信號變化而變化,輸入射頻功率放大器之后,對所述射頻功率放大器的增益起到溫度對增益作用的反作用,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。所述負反饋電路基于101b所述第二電信號,通過第二節(jié)點向所述射頻功率放大器102提供負反饋信號為:所述負反饋電路101b的阻值受到所述第二電信號的控制,所述第二電信號,用于使所述負反饋電路101b的阻值變化,以調(diào)整與所述阻值相關(guān)的所述負反饋信號。當所述第二電信號隨溫度的變化而改變時,所述負反饋電路101b的阻值也隨著第二電信號而改變,進而改變與所述阻值相關(guān)的負反饋信號;所述負反饋電路101b的一端通過第二節(jié)點與射頻功率放大器102的輸入端相連,通過第二節(jié)點向射頻功率放大器102提供負反饋信號,所述負反饋電路101b的另一端通過第三節(jié)點與所述功率放電器102的輸出端相連。
實施例一
在本發(fā)明實施例一中,所述射頻功率放大器的溫度補償電路的具體組成結(jié)構(gòu)如圖2所示,所述溫度補償電路包括溫度控制電路201和負反饋電路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,通過所述第一節(jié)點與所述可調(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;所述溫控電源的電信號與絕對溫度成正比。
所述穩(wěn)態(tài)電源,通過所述第一節(jié)點與所述可調(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;所述穩(wěn)態(tài)電源的電信號不隨溫度的變化而變化。
本發(fā)明實施例一中,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)電源的電流信號與溫度的線性關(guān)系,iref代表穩(wěn)態(tài)電源的電流信號,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與溫度的線性關(guān)系,i0表示電流信號可以調(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irt與溫度temp之間的線性關(guān)系示意圖,irt的電流信號也就是所述可調(diào)電阻電路的電流信號,irt=iref-ith。
所述鉗位電路,與所述第一節(jié)點相連,用于限制所述第二電信號的上限;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,可以將電信號固定在指定的值上,穩(wěn)定電路中的電信號。具有穩(wěn)定電信號作用的鉗位電路均可以用于發(fā)明本實施例的電路中。
所述濾波電路,與所述第一節(jié)點相連,用于濾除所述第二電信號中的干擾信號;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)點相連,用于調(diào)節(jié)所述第二電信號;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,通過可調(diào)電阻rt可以調(diào)節(jié)第一節(jié)點的第二電信號隨溫度變化的斜線斜率,具體變化關(guān)系如圖4所示,所述第二電信號為第一節(jié)點的電壓信號,根據(jù)歐姆定律,第一節(jié)點的電壓vg可以表示為vg=((th-tl)/vg1-vgh)×(th-temp),其中,vg1為temp=tl時斜線1中vg對應的取值,vgh為temp=tl時斜線1中vg對應的取值,圖4中斜線1、2、3分別表示rt取不同值時vg與temp的線性關(guān)系,可見,通過調(diào)節(jié)rt,可以改變vg與temp線性關(guān)系的斜率。所述mm1可以抵消負反饋電路中串聯(lián)晶體管組的閾值電壓隨工藝的波動,在對于溫度補償性能要求不高的應用中,可以將mm1去掉以節(jié)省芯片的面積。
所述負反饋電路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個串聯(lián)的晶體管,所述晶體管的輸入端與所述第一節(jié)點相連,用于使所述負反饋電路的阻值隨所述第二電信號變化而變化;所述晶體管組電路包括n個串聯(lián)晶體管ms1,ms2,...,msn,n為大于3的正整數(shù)。每個晶體管的柵極均與第一節(jié)點相連,由第一節(jié)點的第二電信號也就是vg控制每個晶體管的柵極電壓,當晶體管工作在線性工作區(qū)時,晶體管的等效導通電阻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成線性正比例關(guān)系,所述n個串聯(lián)晶體管的等效導通電阻可以表示為req1,req2,…,reqn。
所述電阻電路,包括n個電阻和1個接地電阻,其中n個電阻與所述n個晶體管并聯(lián),用于向所述n個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的取值遠大于等效導通電阻值req1,req2,…,reqn,所述負反饋電路的負反饋特性取決于串聯(lián)總電阻req=req1+req2+…+reqn,可以將n個晶體管等效地看成n個電阻。由負反饋電路原理可知,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)點和所述晶體管組電路之間,可以表示為cf1,可以用于過濾電路中的直流電流。
所述第二電容,位于第三節(jié)點和所述晶體管組電路之間,可以表示為cf2,可以用于過濾電路中的直流電流;所述第三節(jié)點為所述負反饋電路和所述射頻功率放大器輸出端的連接點。
本發(fā)明實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:溫度補償電路701、射頻功率放大器702和偏置電路703;所述溫度補償電路包括:溫度控制電路701a和負反饋電路701b。
所述溫度控制電路701a,用于產(chǎn)生與溫度相對應的第一電信號,根據(jù)所述第一電信號調(diào)整第一節(jié)點的第二電信號;所述第一節(jié)點為所述溫度控制電路701a和所述負反饋電路701b的連接點。
所述溫度控制電路701a產(chǎn)生與溫度相對應的第一電信號為: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,當溫度升高或降低時,所述第一電信號增大或者減小,所述第一電信號可以為電壓信號或者電流信號。所述根據(jù)所述第一電信號調(diào)整第一節(jié)點的第二電信號為:由于第一節(jié)點連接所述溫度控制電路701a和所述負反饋電路701b,當所述第一電信號根據(jù)溫度的變化而改變時,會引起第一節(jié)點上第二電信號的變化,也就是所述第二信號也會根據(jù)溫度的變化而變化;其中,所述第二電信號可以是電壓信號或者電流信號。
所述負反饋電路701b,用于基于所述第二電信號,通過第二節(jié)點向所述射頻功率放大器702提供負反饋信號;其中,所述第二電信號,用于使所述負反饋電路701b的阻值變化,以調(diào)整與所述阻值相關(guān)的所述負反饋信號;所述第二節(jié)點為所述負反饋電路701b和所述射頻功率放大器702輸入端的連接點。
其中,所述負反饋信號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,所述負反饋信號根據(jù)第一節(jié)點的第二電信號變化而變化,輸入所述射頻功率放大器702之后,對所述射頻功率放大器702的增益起到溫度對增益作用的反作用,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。所述負反饋電路基于701b所述第二電信號,通過第二節(jié)點向所述射頻功率放大器702提供負反饋信號為:所述負反饋電路701b的阻值受到所述第二電信號的控制,所述第二電信號,用于使所述負反饋電路701b的阻值變化,以調(diào)整與所述阻值相關(guān)的所述負反饋信號。當所述第二電信號隨溫度的變化而改變時,所述負反饋電路701b的阻值也隨著第二電信號而改變,進而改變與所述阻值相關(guān)的負反饋信號;所述負反饋電路701b的一端通過第二節(jié)點與所述射頻功率放大器702的輸入端相連,通過第二節(jié)點向所述射頻功率放大器702提供負反饋信號,所述負反饋電路701b的另一端通過第三節(jié)點與所述功率放電器702的輸出端相連。
所述射頻功率放大器702,包括:至少一個輸入端和至少一個輸出端,用于放大輸入信號;其中,所述輸入端與第二節(jié)點連接,用于接收所述輸入信號;所述輸出端通過第三節(jié)點與所述負反饋電路701b連接,用于輸出輸入信號放大后的輸出信號;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,將所述輸入信號放大后在輸出端輸出,所述放大后的輸出信號為射頻功率放大器702的輸出信號;所述輸入信號,包括負反饋電路反饋701b的負反饋信號、偏置電路703提供的直流偏置信號以及外部電路提供的射頻信號。
所述偏置電路703,包括偏置信號輸出端,所述偏置信號輸出端與所述第二節(jié)點相連,用于向所述射頻功率放大器提供直流偏置信號。
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,通過所述第一節(jié)點與所述可調(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;所述溫控電源的電信號與絕對溫度成正比。
所述穩(wěn)態(tài)電源,通過所述第一節(jié)點與所述可調(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;所述穩(wěn)態(tài)電源的電信號不隨溫度的變化而變化。
本實施例中,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)點相連,用于限制所述第二電信號的上限;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,可以將電信號固定在指定的值上,穩(wěn)定電路中的電信號。具有穩(wěn)定電信號作用的鉗位電路均可以用于發(fā)明本實施例的電路中。
所述濾波電路,與所述第一節(jié)點相連,用于濾除所述第二電信號中的干擾信號;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)點相連,用于調(diào)節(jié)所述第二電信號;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可以抵消負反饋電路中串聯(lián)晶體管組的閾值電壓隨工藝的波動,在對于溫度補償性能要求不高的應用中,可以將mm1去掉以節(jié)省芯片的面積。
所述負反饋電路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個串聯(lián)的晶體管,所述晶體管的輸入端與所述第一節(jié)點相連,用于使所述負反饋電路的阻值隨所述第二電信號變化而變化;所述晶體管組電路包括n個串聯(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-半導體(metal-oxide-semiconductor,mos)場效應管,每個mos管的柵極均與第一節(jié)點相連,由第一節(jié)點的第二電信號也就是vg控制每個mos管的柵極電壓。
所述電阻電路,包括n個電阻和1個接地電阻,其中n個電阻與所述n個晶體管并聯(lián),用于向所述n個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的取值遠大于等效導通電阻值req1,req2,…,reqn,所述負反饋電路701b的負反饋特性取決于串聯(lián)總電阻req=req1+req2+…+reqn,可以將n個晶體管等效地看成n個電阻,晶體管等效成電阻的示意圖如圖6所示。由負反饋電路原理可知,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的增益越小;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)點和所述晶體管組電路之間,可以表示為cf1,可以用于過濾電路中的直流電流。
所述第二電容,位于第三節(jié)點和所述晶體管組電路之間,可以表示為cf2,可以用于過濾電路中的直流電流,其中,所述第三節(jié)點為所述負反饋電路701b和所述射頻功率放大器702輸出端的連接點。
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,放大晶體管的輸出端連接第三節(jié)點,用于在輸入端接收輸入信號,將所述輸入信號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,當工作溫度由常溫上升到高溫時,射頻功率放大器702的增益會降低,當工作溫度由常溫下降到低溫時,射頻功率放大器702的增益會升高??梢詫⑸漕l功率放大器702的正常工作溫度設(shè)置為25℃,當工作溫度超過正常工作溫度時,即為高溫,當工作溫度低于正常工作溫度時,即為低溫。
進一步地,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)點相連,另一端連接外部電路;cblock2的一端與第三節(jié)點相連,另一端連接外部電路。所述負反饋電路701b連接第二節(jié)點的一端還可以連接到cblock1與外部電路連接的一端,此時的電路結(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-半導體(metal-oxide-semiconductor,mos)場效應管、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,所述射頻功率放大器702的增益會降低,影響射頻功率放大電路的工作性能,此時,所述第一節(jié)點的第二電信號,也就是vg會隨著ith的減小而減小,由于vg向負反饋電路中串聯(lián)晶體管組提供柵極電壓,vg減小時,串聯(lián)晶體管組的串聯(lián)總電阻req增大,減弱負反饋電路的反饋作用,補償射頻功率放大器702的增益的降低,實現(xiàn)高溫增益的補償作用。
當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,所述射頻功率放大器702的增益會升高,影響射頻功率放大電路的工作性能,此時,所述第一節(jié)點的第二電信號,也就是vg會隨著ith的增大而增大,由于vg向負反饋電路701b中串聯(lián)晶體管組提供柵極電壓,vg增大時,串聯(lián)晶體管組的req減小,加強負反饋電路701b的反饋作用,抑制射頻功率放大器702的增益的升高,實現(xiàn)低溫增益的補償作用。
實施例二
在本發(fā)明實施例二中,所述射頻功率放大器的溫度補償電路的具體組成結(jié)構(gòu)如圖9所示,所述溫度補償電路901包括溫度控制電路901a和負反饋電路901b,所述溫度控制電路901a與實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個反相器,每個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,每個反相器的輸入端與所述第一節(jié)點相連,用于將所述第二電信號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個反相器可以表示為a1,a2,…,am,每個反相器的電源端接到第一節(jié)點,vg作為輸入信號。反相器a1,a2,…,am的輸出接到對應的晶體管組的柵極。反相器a1,a2,…,am可以受邏輯信號ctrl1,ctrl2,…,ctrlm控制,從而實現(xiàn)多種反饋阻值可調(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變化而變化;所述每路晶體管組的柵極連接對應的反相器的輸出端,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反饋的通路。
所述電阻電路,包括m路電阻組和1個接地電阻,所述m路電阻組中每路電阻組包括n個電阻,所述n個電阻與所述晶體管組電路中每路的n個晶體管并聯(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個晶體管可以等效成n個電阻,與每一路中n個電阻并聯(lián),每一路的電阻取決于每一路晶體管的等效導通電阻之和,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)點和所述晶體管組電路之間;
所述負反饋電路中每個反相器輸出的最大電壓等于電源端電壓,當vg隨溫度變化時,反相器輸出的最大電壓也同時隨溫度變化,從而實現(xiàn)對射頻功率放大電路的溫度補償作用。
在本發(fā)明實施例二中,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:溫度補償電路901、射頻功率放大器902和偏置電路903。
所述溫度補償電路901包括:溫度控制電路901a及負反饋電路901b;
其中,所述溫度控制電路901a用于產(chǎn)生與溫度相對應的第一電信號,根據(jù)所述第一電信號調(diào)整第一節(jié)點的第二電信號;所述第一節(jié)點為所述溫度控制電路901a和所述負反饋電路901b的連接點;
其中,所述負反饋電路901b用于基于所述第二電信號,通過第二節(jié)點向射頻功率放大器提供負反饋信號;其中,所述第二電信號,用于使所述負反饋電路901b的阻值變化,以調(diào)整與所述阻值相關(guān)的所述負反饋信號;所述第二節(jié)點為所述負反饋電路連接射頻功率放大器902輸入端的端點;所述負反饋信號,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:至少一個輸入端和至少一個輸出端,用于放大輸入信號;
其中,所述輸入端與第二節(jié)點連接,用于接收所述輸入信號;所述輸出端通過第三節(jié)點與所述負反饋電路連接,用于輸出輸入信號放大的輸出信號;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包括偏置信號輸出端,所述偏置信號輸出端與所述第二節(jié)點相連,用于向所述射頻功率放大器902提供直流偏置信號。
所述射頻功率放大器902和所述偏置電路903與實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。
實施例三
在本發(fā)明實施例三中,所述射頻功率放大電路的具體組成結(jié)構(gòu)如圖10所示,所述溫度補償電路1001和偏置電路1003可以是實施例一、實施例二中任一種實現(xiàn)方式,這里不再贅述。
所述射頻功率放大器1003包括n個放大晶體管,所述n個放大晶體管串聯(lián),每個晶體管的輸入端連接所述第二節(jié)點,所述n個晶體管可以表示為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,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)明的較佳實施例而已,并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。