线性补偿偏置电路的制作方法

本发明涉及射频微波领域，更具体地涉及一种线性补偿偏置电路。

背景技术：

1、随着移动通信技术的不断发展，新移动通信系统(5g)对数据传输速率提出了更高的要求，需要高宽带调制信号进行数据传输，这增大了线性射频功率放大器设计的难度。

2、射频功率放大器工作时，随着功率放大器工作时间及射频输入信号的增加，放大器的温度逐渐升高，功率管芯根据其物理特性(pn节温度上升，发射区中电子受热激发，漂移电子总数随温度升高而增加)使放大器电流增加，影响放大器工作状态，进而影响放大器的线性度(随着晶体管的工作状态的变化逐渐降低)。此时需要通过偏置电路提供额外的电流补偿来提升电路线性度，其中，图1为现有的线性补偿偏置电路的电路结构示意图；如图1所示，晶体管hbt1、hbt2、hbt3组成电流镜，电流镜和电容c1组成了线性偏置电路，晶体管hbt1、电阻r3和电容c1起到线性化的作用。当输入信号增大时，功率管hbt0的基极静态偏置电压vbe(0)减小，且有射频信号泄漏至偏置电路。泄漏信号通过晶体管hbt1、经接地电容c1到地。因为晶体管hbt1的be结二极管的整流作用，泄漏信号会使晶体管hbt1的静态直流电流变大，从而使结电压vbe(1))减小。功率管hbt0的基极偏置电压表达式可写为：

3、vbe(0)＝vb(1)-vbe(1)-ib(0)r3   (1)

4、在上述(1)式中，因为电压vb(1)是固定的，所以电压vbe(1)的变化会补偿电压vbe(0)的变化，从而改善了射频通路的am-am/am-pm失真。偏置电路的晶体管hbt2一侧的阻抗远小于晶体管hbt1一侧，因此左侧通过的电流远大于右侧。左侧两个晶体管hbt2、hbt3起到分压的作用，当电流使晶体管的温度升高时，晶体管hbt1的电压vbe(1)会降低，这会使得输出到主通路流入功率管hbt0的电流ib(0)增大。然而，温度升高后晶体管hbt2、hbt3的结电压也相应降低，这就使得流过晶体管hbt2和hbt3的电流增大，从而加大了电阻r1的压降。因此晶体管hbt1的基极电压vb(1)降低，促使电流ib(0)降低。

5、但是，在上述电路中，尽管晶体管hbt3具有温度补偿能力，但在偏置电流较大的情况下，例如常温下的偏置电流为110ma时，低温和高温工作条件下的偏置电流的差值也有约20ma，这个偏差值还是会影响射频放大器的工作性能与效率。

6、因此，有必要提供一种改进可保证射频放大器的工作性能的线性补偿偏置电路来克服上述缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种线性补偿偏置电路，适应于射频放大器，本发明的线性补偿偏置电路可对射频放大器进行温度补偿与大信号线性补偿，使得所述射频放大器的温度更稳定，功率管的线性度更好，提升了射频放大器电路的动态性能调节能力。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种线性补偿偏置电路，适应于射频放大器，其包括线性调节单元与温度补偿单元，所述线性调节单元分别与射频放大器及一外部电源连接，用以调节所述射频放大器的线性度，所述温度补偿单元分别与所述线性调节单元及另一外部电源连接，且所述温度补偿单元邻近于射频放大器的功率管，用以感应所述功率管的温度变化并根据温度变化情况实时对所述功率管进行温度补偿；所述线性调节单元包括第一电阻、第二电阻及第一晶体管，所述第一电阻一端与所述功率管的基极连接，另一端与所述第一晶体管的发射极连接，所述第一晶体管的基极与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与一外部电源连接，所述第一晶体管的集电极与所述温度补偿单元连接。

3、较佳地，所述线性调节单元还包括一电感，所述电感连接于所述第一电阻与第一晶体管的发射极之间。

4、较佳地，所述线性调节单元还包括第一电容与第二电容，所述第一电容一端与所述第一晶体管的基极连接，另一端接地；所述第二电容一端与所述第二电阻的另一端连接，所述第二电容的另一端接地。

5、较佳地，所述温度补偿单元包括第二晶体管、第三晶体管、第三电阻及第四电阻，所述第二晶体管的基极与第一晶体管的基极连接，集电极与第一晶体管的集电极连接，所述第二晶体管的发射极与第四电阻的一端、第三晶体管的基极共同连接，所述第四电阻的另一端接地；所述第二晶体管的集电极与第三电阻的一端、第一晶体管的集电极共同连接，所述第三电阻的另一端与另一外部电源连接；所述第三晶体管的集电极与第一晶体管的发射极连接，所述第三晶体管的发射极接地。

6、较佳地，所述温度补偿单元还包括第三电容，所述第三电容一端与所述第三电阻的另一端连接，所述第三电容的另一端接地。

7、较佳地，所述第三晶体管与第一晶体管的尺寸完全相同。

8、与现有技术相比，本发明的线性补偿偏置电路通过所述线性调节单元可在大信号输入条件下调节所述射频放大器的功率管的线性度，从而可针对大信号对功率管进行线性补偿，调节改善射频放大器功率管的线性度；同时通过所述温度补偿单元实时感应功率管温度的变化，并控制调整所述功率管的静态电流，从而对所述功率管进行温度补偿，提升了射频放大器电路的动态性能调节能力。

9、通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

技术特征：

1.一种线性补偿偏置电路，适应于射频放大器，其特征在于，包括线性调节单元与温度补偿单元，所述线性调节单元分别与射频放大器及一外部电源连接，用以调节所述射频放大器的线性度，所述温度补偿单元分别与所述线性调节单元及另一外部电源连接，且所述温度补偿单元邻近于射频放大器的功率管，用以感应所述功率管的温度变化并根据温度变化情况实时对所述功率管进行温度补偿；所述线性调节单元包括第一电阻、第二电阻及第一晶体管，所述第一电阻一端与所述功率管的基极连接，另一端与所述第一晶体管的发射极连接，所述第一晶体管的基极与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与一外部电源连接，所述第一晶体管的集电极与所述温度补偿单元连接。

2.如权利要求1所述的线性补偿偏置电路，其特征在于，所述线性调节单元还包括一电感，所述电感连接于所述第一电阻与第一晶体管的发射极之间。

3.如权利要求1所述的线性补偿偏置电路，其特征在于，所述线性调节单元还包括第一电容与第二电容，所述第一电容一端与所述第一晶体管的基极连接，另一端接地；所述第二电容一端与所述第二电阻的另一端连接，所述第二电容的另一端接地。

4.如权利要求1所述的线性补偿偏置电路，其特征在于，所述温度补偿单元包括第二晶体管、第三晶体管、第三电阻及第四电阻，所述第二晶体管的基极与第一晶体管的基极连接，集电极与第一晶体管的集电极连接，所述第二晶体管的发射极与第四电阻的一端、第三晶体管的基极共同连接，所述第四电阻的另一端接地；所述第二晶体管的集电极与第三电阻的一端、第一晶体管的集电极共同连接，所述第三电阻的另一端与另一外部电源连接；所述第三晶体管的集电极与第一晶体管的发射极连接，所述第三晶体管的发射极接地。

5.如权利要求4所述的线性补偿偏置电路，其特征在于，所述温度补偿单元还包括第三电容，所述第三电容一端与所述第三电阻的另一端连接，所述第三电容的另一端接地。

6.如权利要求4所述的线性补偿偏置电路，其特征在于，所述第三晶体管与第一晶体管的尺寸完全相同。

技术总结
本发明公开了一种线性补偿偏置电路，其包括线性调节单元与温度补偿单元，线性调节单元分别与射频放大器及一外部电源连接，温度补偿单元分别与线性调节单元及另一外部电源连接，且温度补偿单元邻近于射频放大器的功率管；线性调节单元包括第一电阻、第二电阻及第一晶体管，第一电阻一端与功率管的基极连接，另一端与第一晶体管的发射极连接，第一晶体管的基极与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与一外部电源连接，第一晶体管的集电极与温度补偿单元连接。本发明的线性补偿偏置电路可对射频放大器进行温度补偿与大信号线性补偿，使得射频放大器的温度更稳定，功率管的线性度更好，提升了射频放大器电路的动态性能调节能力。

技术研发人员：崔博华,张宗楠,王鹏,邓小东,周竣峰
受保护的技术使用者：四川和芯微电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13