CN117908628B - 一种温度补偿电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种温度补偿电路，包括：场效应管T1、场效应管T2、二极管D1、二极管D2、电阻R1和电阻R2；电阻R2的一端、场效应管T1的漏极和场效应管T2的漏极分别与电源电路连接，电阻R2的另一端与二极管D2连接，二极管D2的另一端接地；电阻R2和二极管D2形成串联分压，控制场效应管T2的；场效应管T2的源极连接二极管D1，二极管D1的另一端接地；场效应管T2和二极管D1形成串联分压，控制场效应管T1的栅极；场效应管T1的源极连接电阻R1，电阻R1的另一端接地；场效应管T1和电阻R1形成串联分压，输出控制电压VG。由此，能够保证电路在较短的响应时间内输出补偿范围广的控制电压，控制放大器的栅极偏置，实现放大器电路温度补偿的功能。

Description

一种温度补偿电路

技术领域

本发明涉及放大器电路技术领域，具体涉及一种温度补偿电路。

背景技术

现有技术中，常用放大器的温度补偿方法主要有以下几种：1、运放控制电压补偿法：通过对输出端的信号进行采样和处理反馈到输入端，形成闭环反馈。该方法存在响应时间长、温度漂移大等缺陷。2、热敏电阻分压补偿法：利用热敏电阻分压进行补偿。该方法补偿范围小，精度低，参考电压改变时输出电压变化较大。3、片外偏置电路补偿法：在放大器片外设置偏置电路，基于场效应管、二极管的温度特性，使得偏置电路在不同温度输出不一样的偏置电压，控制场效应管的静态工作点、偏置电压等。但该方法不利于系统小型化。为了抑制高低温度差异带来的影响，目前所采用的温度补偿电路，面对响应时间长、补偿范围小的情况，未提出有效的解决方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种温度补偿电路，以克服目前温度补偿电路响应时间长、补偿范围小的技术问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

依据本发明第一方面，提供一种温度补偿电路，所述温度补偿电路设置在放大器芯片上，所述温度补偿电路包括：场效应管T1、场效应管T2、二极管D1、二极管D2、电阻R1和电阻R2；

所述电阻R2的一端、所述场效应管T1的漏极和所述场效应管T2的漏极分别与电源电路连接，所述电阻R2的另一端与所述二极管D2连接，所述二极管D2的另一端接地；所述电阻R2和所述二极管D2形成串联分压，控制所述场效应管T2的栅极；

所述场效应管T2的源极连接所述二极管D1，所述二极管D1的另一端接地；所述场效应管T2和所述二极管D1形成串联分压，控制所述场效应管T1的栅极；

所述场效应管T1的源极连接所述电阻R1，所述电阻R1的另一端接地；所述场效应管T1和所述电阻R1形成串联分压，输出控制电压VG。

可选地，所述温度补偿电路还包括二极管D3；

所述二极管D3设置于所述二极管D1和接地端之间。

可选地，所述电源电路包括电压源VCC。

可选地，所述场效应管T1和所述场效应管T2均采用FET管芯。

可选地，所述电阻R1和所述电阻R2均采用温度漂移系数恒定的电阻。

可选地，所述电阻R1取值为400~600欧姆。

可选地，所述电阻R2取值为500~1000欧姆。

可选地，所述二极管D2的导通电压随着温度的升高而降低，以使所述场效应管T2的栅极电压随着温度的升高而降低。

可选地，所述二极管D1和/或所述二极管D3的导通电压随着温度的升高而降低，所述场效应管T2的栅极电压随着温度的升高而降低，所述场效应管T2的电阻随着温度的升高而升高，以控制所述场效应管T1的栅极电压随着温度的升高而降低。

可选地，所述场效应管T1的栅极电压随着温度的升高而升高，所述场效应管T1的电阻随着温度的升高而降低，以控制所述控制电压VG随着温度升高而升高。

本发明提供的上述一个或多个技术方案，可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果：

本发明提出的一种温度补偿电路，包括：场效应管T1、场效应管T2、二极管D1、二极管D2、电阻R1和电阻R2；所述电阻R2的一端、所述场效应管T1的漏极和所述场效应管T2的漏极分别与电源电路连接，所述电阻R2的另一端与所述二极管D2连接，所述二极管D2的另一端接地；所述电阻R2和所述二极管D2形成串联分压，控制所述场效应管T2的；所述场效应管T2的源极连接所述二极管D1，所述二极管D1的另一端接地；所述场效应管T2和所述二极管D1形成串联分压，控制所述场效应管T1的栅极；所述场效应管T1的源极连接所述电阻R1，所述电阻R1的另一端接地；所述场效应管T1和所述电阻R1形成串联分压，输出控制电压VG。本申请的技术方案，针对响应时间长、补偿范围小的场景，对电路做了重新设计和优化，能够保证电路在较短的响应时间内输出补偿范围广的控制电压，控制放大器的栅极偏置，实现放大器电路温度补偿的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明温度补偿电路的原理图；

图2为本发明温度补偿电路的输出电压随环境温度变化的曲线图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，在本发明中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的装置或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种装置或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括该要素的装置或者系统中还存在另外的相同要素。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通，也可以是两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。另外，各个实施例的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

为了抑制高低温度差异带来的影响，现有技术中，常用放大器的温度补偿方法，无法解决响应时间长、补偿范围小的技术问题。鉴于此，本发明提供了一种温度补偿电路，具体实施例及实施方式如下：

参照图1，图1为本发明温度补偿电路的电路原理图；本发明实施例提出一种温度补偿电路。该温度补偿电路设置在射频功率放大器芯片上，可以包括：

场效应管T1、场效应管T2、二极管D1、二极管D2、电阻R1和电阻R2；

所述电阻R2的一端、所述场效应管T1的漏极和所述场效应管T2的漏极分别与电源电路连接，所述电阻R2的另一端与所述二极管D2连接，所述二极管D2的另一端接地；所述电阻R2和所述二极管D2形成串联分压，控制所述场效应管T2的栅极；所述场效应管T2的源极连接所述二极管D1，所述二极管D1的另一端接地；所述场效应管T2和所述二极管D1形成串联分压，控制所述场效应管T1的栅极；所述场效应管T1的源极连接所述电阻R1，所述电阻R1的另一端接地；所述场效应管T1和所述电阻R1形成串联分压，输出控制电压VG。

本发明实施例提供的温度补偿电路用于根据环境温度变化对所述电源电路提供的电压进行调整，提供栅极偏置电压控制放大器，实现放大器电路温度补偿的功能。

如图1所示，温度补偿电路的输入端（包括电阻R2的一端、所述场效应管T1的漏极和所述场效应管T2的漏极）与电源电路连接，输出端可以与放大器电路连接，为放大器电路输出控制电压（栅极偏置电压）。温度补偿电路会根据环境温度的变化对输出的控制电压进行相应调整，起到调节放大器的高低温增益的作用。具体的，温度补偿电路输出的控制电压随环境温度升高而增大、随环境温度降低而减小，实现了对功率放大电路高低温状态的增益补偿。

进一步地，如图1所示，所述温度补偿电路还包括二极管D3；所述二极管D3设置于所述二极管D1和接地端之间。

具体地，二极管D3提供进一步的温度补偿作用，与二极管D1形成随温度变化的双重压降，以进一步调节或稳定电路中的电压或电流，从而减少温度对电路性能的影响。

进一步地，所述电源电路可以包括电压源VCC。所述电压源VCC的正极与温度补偿电路的输入端连接，电压源VCC的负极接地。

具体的，电源电路中的电压源VCC可以为负电压源VCC，用于为温度补偿电路提供负电压。

进一步地，场效应管T1和T2均可以采用小管芯的FET（Field Effect Transistor，场效应晶体管）管芯，以降低温度补偿电路的直流功耗。

进一步地，所述电阻R1和电阻R2均采用温度漂移系数恒定的电阻，以使电阻值不随环境温度变化而波动，或者产生较小的波动。实际应用中，可以通过合理设计各个电阻的阻值，使该温度补偿电路输出的控制电压随环境温度的变化而进行大动态范围的调整。优选地，所述电阻R1取值可以在400~600欧姆之间；所述电阻R2取值可以在500~1000欧姆之间。需要说明的是，本发明实施例中的电阻取值具体还根据放大器栅极偏置需求调整。

本发明实施例中温度补偿电路的工作原理为：

在本发明实施例提供的温度补偿电路（如图1所示）中，电阻R2和二极管D2形成串联分压，控制场效应管T2的栅极。二极管D2的导通电压随着温度的升高而降低，导致场效应管T2的栅极电压随着温度的升高而降低。

场效应管T2与二极管D1和二极管D3串联形成串联分压，控制场效应管T1的栅极。二极管D1和D3的导通电压随着温度的升高而降低，场效应管T2的栅极电压随着温度的升高而降低，而场效应管T2的导通电阻随着温度升高而升高，导致场效应管T1的栅极电压随着温度的升高而升高。

场效应管T1与电阻R1形成串联分压，输出最终的栅极控制电压VG。场效应管T1的栅极电压随着温度的升高而升高，而场效应管T1的导通电阻随着温度的升高而下降，导致栅极控制电压VG随着温度的升高而升高，达到温度补偿的功能。

如图2所示，为温度补偿电路的输出电压随环境温度变化的曲线图，由图可以看出，随环境温度的升高，温度补偿电路的输出电压也在升高，该电压作用在放大器电路上时，可以提升功率放大电路在高温的增益，以及降低功率放大电路在低温下的增益，同时可以看出，该曲线非常近似于线性，且斜率较大，说明本发明实施例的温度补偿电路具有较大的温度补偿性能，能够在较短的响应时间内输出补偿范围广的控制电压。解决了现有技术电阻与二极管形成的温补电路对栅极电流变化较大时温补效果不好的情况，适用于大功率情况下的栅极温补电路。

本实施例的温度补偿电路，包括：场效应管T1、场效应管T2、二极管D1、二极管D2、电阻R1和电阻R2；所述电阻R2的一端、所述场效应管T1的漏极和所述场效应管T2的漏极分别与电源电路连接，所述电阻R2的另一端与所述二极管D2连接，所述二极管D2的另一端接地；所述电阻R2和所述二极管D2形成串联分压，控制所述场效应管T2的；所述场效应管T2的源极连接所述二极管D1，所述二极管D1的另一端接地；所述场效应管T2和所述二极管D1形成串联分压，控制所述场效应管T1的栅极；所述场效应管T1的源极连接所述电阻R1，所述电阻R1的另一端接地；所述场效应管T1和所述电阻R1形成串联分压，输出控制电压VG。本发明技术方案，针对响应时间长、补偿范围小的场景，对电路做了重新设计和优化，具体地，采用两级控制结构，扩大了电压随温度变化的变化范围，并利用二极管导通电压的负温度特性以及FET管芯随栅源电压的导通特性实现温补电压输出。能够保证电路在较短的响应时间内输出补偿范围广的控制电压，控制放大器的栅极偏置，实现放大器电路温度补偿的功能。

需要说明，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种温度补偿电路，其特征在于，所述温度补偿电路设置在放大器芯片上，所述温度补偿电路包括：场效应管T1、场效应管T2、二极管D1、二极管D2、电阻R1和电阻R2；

所述电阻R2的一端、所述场效应管T1的漏极和所述场效应管T2的漏极分别与电源电路连接，所述电阻R2的另一端与所述二极管D2连接，所述二极管D2的另一端接地；所述电阻R2和所述二极管D2形成串联分压，控制所述场效应管T2的栅极；

所述场效应管T2的源极连接所述二极管D1，所述二极管D1的另一端接地；所述场效应管T2和所述二极管D1形成串联分压，控制所述场效应管T1的栅极；

所述场效应管T1的源极连接所述电阻R1，所述电阻R1的另一端接地；所述场效应管T1和所述电阻R1形成串联分压，输出控制电压VG。

2.根据权利要求1所述的温度补偿电路，其特征在于，所述温度补偿电路还包括二极管D3；

所述二极管D3设置于所述二极管D1和接地端之间。

3.根据权利要求1所述的温度补偿电路，其特征在于，所述电源电路包括电压源VCC。

4.根据权利要求1所述的温度补偿电路，其特征在于，所述场效应管T1和所述场效应管T2均采用FET管芯。

5.根据权利要求1所述的温度补偿电路，其特征在于，所述电阻R1和所述电阻R2均采用温度漂移系数恒定的电阻。

6.根据权利要求1所述的温度补偿电路，其特征在于，所述电阻R1取值为400~600欧姆。

7.根据权利要求1所述的温度补偿电路，其特征在于，所述电阻R2取值为500~1000欧姆。

8.根据权利要求1~7任一项所述的温度补偿电路，其特征在于，所述二极管D2的导通电压随着温度的升高而降低，以使所述场效应管T2的栅极电压随着温度的升高而降低。

9.根据权利要求8所述的温度补偿电路，其特征在于，所述二极管D1和/或所述二极管D3的导通电压随着温度的升高而降低，所述场效应管T2的栅极电压随着温度的升高而降低，所述场效应管T2的电阻随着温度的升高而升高，以控制所述场效应管T1的栅极电压随着温度的升高而降低。

10.根据权利要求9所述的温度补偿电路，其特征在于，所述场效应管T1的栅极电压随着温度的升高而升高，所述场效应管T1的电阻随着温度的升高而降低，以控制所述控制电压VG随着温度升高而升高。