CN100563096C - 一种具适应性的线性化偏压电路 - Google Patents

Abstract

一种具适应性的线性化偏压电路，是用以解决公知传统线性化偏压电路容易造成功率放大器的直流与交流特性，随温度变化而产生飘移甚至劣化的现象。该具适应性的线性化偏压电路包括：一参考电压源、一第一电压源、一第一被动组件、一第二被动组件、一第一主动组件、一第二主动组件及一第三主动组件。本发明具有偏压电流温度补偿、增益与相位补偿特性，以达成改善传统功率放大器的线性度，及降低直流消耗功率。同时本发明所需的组件数量及面积极少，更以降低设计的复杂度以提高良率及缩小IC布局面积以降低成本。

Description

一种具适应性的线性化偏压电路

技术领域

一种具适应性的线性化偏压电路，尤指一种提供偏压电流温度补偿、增益与相位补偿的特性，且具有改善功率放大器线性度(Linearity)的适应性偏压电路。

背景技术

在各类不同的通信系统中，不论是发射机或接收机，线性度皆是一项基本且重要的规格。对发射机而言，功率放大器则为一重要且不可缺少的组件，关于通讯距离、通讯品质及待机时间等等，都与功率放大器密不可分。一般而言通常会提供一偏压至功率放大器，但传统的偏压电路在输入功率增加时，会使得功率放大器的线性度变得很差，且传统的偏压电路容易因着温度的变化，使得功率放大器的直流与交流特性产生漂移甚至劣化的现象。

以下是公知的一些应用于功率放大器的线性化偏压电路，如美国专利6,744,321号、6,333,677等。

是以，由上可知，上述公知的线性化偏压电路，显然具有不便与缺失存在，而可待加以改善。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具适应性的线性化偏压电路，包括一参考电压源、一第一电压源、一第一电阻、一第二电阻、一第一NPN晶体管、一第二NPN晶体管及一第三NPN晶体管。首先第一电阻，其一端电性连接于参考电压源正端，另一端电性连接第一NPN晶体管集电极端。第一NPN晶体管，其集电极端也电性连接于第二NPN晶体管及第三NPN晶体管的基极端，其基极端电性连接于第二NPN晶体管射极端，其射极端电性连接于第二电阻的一端。第二NPN晶体管，其集电极端电性连接于第一电压源正端。第三NPN晶体管，其集电极端也电性连接于第一电压源正端，其射极端电性连接于一功率放大器，且第三NPN晶体管提供功率放大器的一第一偏压电流。第二电阻的另一端电性连接于一接地端，且第二电阻提供功率放大器的偏压电流温度补偿。

通过上述具适应性的线性化偏压电路的温度补偿特性，使功率放大器的直流及交流特性，不随着温度变化而产生漂移或劣化，且该功率放大器的输入功率增加而工作于AB类放大(Class-AB)或B类放大(Class-B)时，所述具适应性的线性化偏压电路也可同时提供对于增益及相位的补偿。

附图说明

图1为本发明具适应性的线性化偏压电路第一实施例的示意图。

图2为本发明具适应性的线性化偏压电路第二实施例的示意图。

图3为本发明具适应性的线性化偏压电路的功能方块图。

参考电压源     V₃₀     第一电压源     V₃₂

第二电压源     V₃₄     第一电阻       R₃₁

第二电阻       R₃₂     第一NPN晶体管  Q₃₁

第二NPN晶体管  Q₃₂     第三NPN晶体管  Q₃₃

功率放大器     A₃₁     参考电压源     V₄₀

第一电压源     V₄₂     第二电压源     V₄₄

第一电阻       R₄₁     第二电阻       R₄₂

第一金属氧化物半导体场效晶体管        Q₄₁

第二金属氧化物半导体场效晶体管        Q₄₂

第三金属氧化物半导体场效晶体管        Q₄₃

功率放大器     A₄₁

参考电压源     50      第一电压源     51

第二电压源    52    第一被动组件  53

第二被动组件  54    第一主动组件  55

第二主动组件  56    第三主动组件  57

射频核心电路  500

具体实施方式

请参阅图1所示，其为具适应性的线性化偏压电路第一实施例的示意图。由图中可知，包括一参考电压源V₃₀、一第一电压源V₃₂、一第一电阻R₃₁、一第二电阻R₃₂、一第一NPN晶体管Q₃₁、一第二NPN晶体管Q₃₂及一第三NPN晶体管Q₃₃。首先该第一电阻R₃₁，其一端电性连接于参考电压源V₃₀正端，另一端电性连接第一NPN晶体管Q₃₁集电极端。第一NPN晶体管Q₃₁，其集电极端也电性连接于第二NPN晶体管Q₃₂及第三NPN晶体管Q₃₃的基极端，其基极端电性连接于第二NPN晶体管Q₃₂射极端，其射极端电性连接于第二电阻R₃₂的一端。第NPN晶体管Q₃₂，其集电极端电性连接于第一电压源V₃₂正端。第三NPN晶体管Q₃₃，其集电极端也电性连接于第一电压源V₃₂正端，其射极端电性连接于一功率放大器A₃₁，第三NPN晶体管Q₃₃提供功率放大器A₃₁的一第一偏压电流。第二电阻R₃₂的另一端电性连接于一接地端。

请参阅图2所示，其为具适应性的线性化偏压电路第二实施例的示意图。由图中可知，包括一参考电压源V₄₀、一第一电压源V₄₂、一第一电阻R₄₁、一第二电阻R₄₂、一第一金属氧化物半导体场效晶体管Q₄₁、一第二金属氧化物半导体场效晶体管Q₄₂及一第三金属氧化物半导体场效晶体管Q₄₃。首先第一电阻R₄₁，其一端电性连接于参考电压源V₄₀正端，另一端电性连接第一金属氧化物半导体场效晶体管Q₄₁漏极端。该第一金属氧化物半导体场效晶体管Q₄₁，其漏极端也电性连接于第二金属氧化物半导体场效晶体管Q₄₂及第三金属氧化物半导体场效晶体管Q₄₃的栅极端，其栅极端电性连接于第二金属氧化物半导体场效晶体管Q₄₂源极端，其源极端电性连接于第二电阻R₄₂的一端。第二金属氧化物半导体场效晶体管Q₄₂，其漏极端电性连接于第一电压源V₄₂正端。第三金属氧化物半导体场效晶体管Q₄₃，其漏极端也电性连接于第一电压源V₄₂正端，其源极端电性连接于一功率放大器A₄₁，且第三金属氧化物半导体场效晶体管Q₄₃提供功率放大器A₄₁的一第一偏压电流。第二电阻R₄₂的另一端电性连接于一接地端。

请参阅图3所示，其为具适应性的线性化偏压电路的功能方块图。由图中可知，包括一第一被动组件53，是电性连接于一参考电压源50正端；一第一主动组件55，是电性连接于该第一被动组件53；一第二主动组件56，是电性连接于一第一电压源51正端、该第一被动组件53及该第一主动组件55；一第三主动组件57，是电性连接于该第一电压源51正端、该第二主动组件56及一射频核心电路500，提供该射频核心电路500的一第一偏压电流；一第二被动组件54，是电性连接于该第一主动组件55及一接地端。由该第二被动组件54以提供该射频核心电路500的偏压电流温度补偿，使该射频核心电路500的直流及交流特性，不随着温度变化而产生漂移甚至劣化的问题。

综上所述，本发明的具适应性的线性化偏压电路具有以下的优点：

1、本发明的具适应性的线性化偏压电路是利用一偏压电流来对功率放大器作温度补偿，使功率放大器的交流与直流特性不随温度变化而产生漂移甚至劣化。

2、本发明的具适应性的线性化偏压电路提供线性化技术，改善功率放大器的线性度。

3、利用本发明的具适应性的线性化偏压电路也可同时降低所需的偏压电流，减少直流功率的消耗。

4、本发明的具适应性的线性化偏压电路可积体化，并具有高整合度。

5、本发明的具适应性的线性化偏压电路架构简易，因此所需组件个数少，达成布具面积小，同时降低成本。

本发明的所有主动组件为双极性接面晶体管(BJT)、异质接面双极性晶体管(HBT)、高电子迁移率晶体管(HEMT)、接面场效晶体管(JFET)、金属-半导体场效晶体管(MESFET)或金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)的组件。本发明的所有被动组件为晶体管、二极管、电阻、电感性阻抗组件或电容性阻抗组件所组成，且本发明的具适应性的线性化偏压电路也使用于低噪声放大器或混波器的功效相近的组件。

上述具体实施方式使用以说明本发明，而非限定本发明。

Claims (10)

1、一种具适应性的线性化偏压电路，其特征在于，包括：

一第一被动组件，电性连接于一参考电压源正端；

一第一主动组件，电性连接于第一被动组件；

一第二主动组件，电性连接于一第一电压源正端、第一被动组件及第一主动组件；

一第三主动组件，电性连接于第一电压源正端、第二主动组件及一射频核心电路，提供射频核心电路的一第一偏压电流；以及

一第二被动组件，电性连接于第一主动组件及一接地端；

其中，第二被动组件以提供射频核心电路的偏压电流温度补偿，使射频核心电路的直流及交流特性，不随着温度变化而产生漂移或劣化。

2、如权利要求1所述的具适应性的线性化偏压电路，其特征在于，所述第一主动组件、第二主动组件及第三主动组件，为双极性接面晶体管、异质接面双极性晶体管、高电子迁移率晶体管、接面场效晶体管、金属-半导体场效晶体管或金属氧化物半导体场效晶体管的组件。

3、如权利要求1所述的具适应性的线性化偏压电路，其特征在于，所述第一被动组件及第二被动组件，为二极管、晶体管、电阻、电感性阻抗或电容性阻抗。

4、如权利要求1所述的具适应性的线性化偏压电路，其特征在于，所述射频核心电路，为功率放大器、低噪声放大器及/或混波器。

5、一种具适应性的线性化偏压电路，其特征在于，包括：

一第一电阻，电性连接于一参考电压源正端；

一第一晶体管，其集电极端电性连接于第一电阻；

一第二晶体管，其集电极端电性连接于一第一电压源正端，其基极端电性连接于第一晶体管的集电极端，其射极端电性连接于第一晶体管的基极端；

一第三晶体管，其集电极端电性连接于第一电压源正端，其基极端电性连接于第二晶体管基极端，其射极端电性连接于一功率放大器，且第三晶体管提供功率放大器的一第一偏压电流；以及

一第二电阻，其一端电性连接于第一晶体管的射极端，另一端则电性连接于一接地端；

其中，第二电阻以提供功率放大器的偏压电流温度补偿，使功率放大器的直流及交流特性，不随着温度变化而产生漂移或劣化。

6、如权利要求5所述的具适应性的线性化偏压电路，其特征在于，所述第一、第二及第三晶体管为NPN晶体管或PNP晶体管。

7、如权利要求5所述的具适应性的线性化偏压电路，其特征在于，所述功率放大器，为一低噪声放大器及/或混波器。

8、一种具适应性线性化偏压电路，其特征在于，包括：

一第一电阻，电性连接于一参考电压源正端；

一第一场效晶体管，其漏极端电性连接于第一电阻；

一第二场效晶体管，其漏极端电性连接于一第一电压源正端，其栅极端电性连接于第一场效晶体管的漏极端，其源极端电性连接于第一场效晶体管的栅极端；

一第三场效晶体管，其漏极端电性连接于第一电压源正端，其栅极端电性连接于第二场效晶体管的栅极端，其源极端电性连接于一功率放大器，且该第三场效晶体管提供功率放大器的一第一偏压电流；以及

一第二电阻，其一端电性连接于该第一场效晶体管的源极端，另一端则电性连接于一接地端；

其中，第二电阻以提供功率放大器的偏压电流温度补偿，使功率放大器的直流及交流特性，不随着温度变化而产生漂移或劣化。

9、如权利要求8所述的具适应性的线性化偏压电路，其特征在于，所述第一、第二及第三场效晶体管为接面场效晶体管、金属-半导体场效晶体管、金属氧化物半导体场效晶体管。

10、如权利要求8所述的具适应性的线性化偏压电路，其特征在于，所述功率放大器，为一低噪声放大器及/或混波器。

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