CN1510831A - 射频功率放大器的偏压电路 - Google Patents
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Abstract
一种用于射频功率放大器的偏压电路，包含一个偏压晶体管，具有一个集极、一个射极与一个基极，其中集极连接到一个直流电压源、射极连接到一个射频晶体管，且基极连接到一个偏压电压源。一个电感连接于射频晶体管的基极与偏压晶体管的射极间，用以隔绝射频输入信号中的耦合至偏压晶体管的部分。一个电容连接于偏压晶体管的射极与地面间，或者连接于偏压晶体管的基极与地面间，用以使射频输入信号中的耦合至偏压晶体管的部分被直接导入地面，而防止偏压晶体管被驱动至饱和状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种射频功率放大器的偏压电路，尤其涉及一种用以改善射频功率放大器的线性度的偏压电路。
背景技术
图1显示用于射频功率放大器的现有的偏压电路的一个例子的示意图。参照图1，在现有的电阻型偏压电路100中，偏压电压源Vbias经由偏压电阻104供给至射频晶体管102的基极，以提供射频晶体管102的基极电流。电容106连接于放大器的射频输入端口与射频晶体管102的基极，以耦合射频输入信号(而非直流信号)至射频晶体管102的基极。射频晶体管102的集极经由输出匹配电路108作为放大器的输出端口。现有的电阻型偏压电路100的缺点在于，仅能提供有限的偏压电流控制。举例而言，倘若偏压电阻104具有小电阻值，除非偏压电压源Vbias随着温度改变，否则温度变动会造成关联于射频晶体管102的静态电流产生不可接受的变动。另一方面，倘若偏压电阻104具有大电阻值，则射频晶体管102在高驱动位阶时发生偏压不足或者具有不期望的大静态偏压电流。
图2显示用于射频功率放大器的现有的偏压电路的另一例子的示意图。图2所示的现有的主动型偏压电路200为图1所示的现有的电阻型偏压电路100的改良。参照图2，现有的主动型偏压电路200包含一个偏压晶体管202，以允许射频晶体管102按照射频驱动位阶而汲取适量的偏压电流，同时仍然维持低的静态电流。偏压电压源Vbias经由偏压电阻104施加至偏压晶体管202的基极。偏压晶体管202是一个射极随耦型晶体管。偏压晶体管202的集极连接至Vcc。现有的主动型偏压电路200更具有低阻抗的优点。
然而，图2所示的主动型偏压电路200具有偏压晶体管202可能进入饱和状态的缺点。具体而言，当射频晶体管102被驱动成高功率输出的状态时，射频输入信号的一部分会从射频晶体管102的集极反过头来耦合至射频晶体管102的基极，随后可能进入主动型偏压电路200中。结果，偏压晶体管202被射频输入信号中的耦合至偏压晶体管202的部分驱动至饱和状态，使得其本身的操作行为更加非线性。在此种情况下，主动型偏压电路200无法跟随射频输入信号来提供线性偏压电流至射频晶体管102。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种用于射频功率放大器的偏压电路，可防止偏压晶体管受到射频输入信号的影响，从而改善射频功率放大器的线性度。
为达到上述目的，本发明提供了一种用于射频功率放大器的偏压电路，该射频功率放大器包括一个射频晶体管与一个第一电容，其中该射频晶体管具有一个集极、一个射极与一个基极，而该第一电容的一端连接于该射频晶体管的该集极，且另一端用以接收一个射频输入信号，该偏压电路包含：一个偏压晶体管，具有一个集极、一个射极与一个基极，其中该集极连接至一个直流电压源，且该基极连接至一个偏压电压源；以及一个第二电容，连接于该偏压晶体管的该射极与地面间，用以使该射频输入信号中的耦合至该偏压晶体管的部分被直接导入地面，从而防止该偏压晶体管被驱动至饱和状态。
本发明提供的用于射频功率放大器的偏压电路还可以包含一个第三电容，连接于该偏压晶体管的该基极与地面间，用以使该射频输入信号中的耦合至该偏压晶体管的部分被直接导入地面，从而防止该偏压晶体管被驱动至饱和状态。
本发明提供的用于射频功率放大器的偏压电路还可以包含一个电感，连接于该射频晶体管的该基极与该偏压晶体管的该射极间，用以隔绝该射频输入信号中的耦合至该偏压晶体管的部分。
附图说明
图1显示用于射频功率放大器的现有的偏压电路的一个例子的示意图；
图2显示用于射频功率放大器的现有的偏压电路的另一个例子的示意图；以及
图3A与3B显示依据本发明的用于射频功率放大器的偏压电路的示意图。
图中的符号说明
100 电阻型偏压电路
102 射频晶体管
104 偏压电阻
106 电容
108 输出匹配电路
200 主动型偏压电路
202 偏压晶体管
301，302 二极管连接型晶体管
303 电阻
304 电感
305，306 电容
具体实施方式
以下配合附图，并以实施例详细说明本发明的用于射频功率放大器的偏压电路的目的、特征与优点。
图3A与3B显示依据本发明的用于射频功率放大器的偏压电路的示意图。参照图3A，在依据本发明的用于射频功率放大器的偏压电路中，偏压电压源Vbias经由电阻303供应电流至串联的二极管连接型晶体管301与302。具体而言，二极管连接型晶体管301与302中的每一个具有其基极连接于其集极的形式而形成二极管。位于二极管连接型晶体管301的集极处的电压为二倍的VBE。此电压施加至偏压晶体管202的基极，其中偏压晶体管202为射极随耦晶体管。偏压晶体管202的集极连接至直流电压源Vcc。因为射极电压是基极电压减去VBE，所以偏压晶体管202的射极电压等于VBE(2VBE-VBE＝VBE)。这就是应用于射频晶体管102的偏压电压。
为了防止射频输入信号从射频晶体管102反过头来耦合至偏压晶体管202，导致偏压晶体管202被驱动至饱和状态，一个电感304设置于偏压晶体管202的射极与射频晶体管102的基极间。电感304可降低射频输入信号中的耦合至偏压晶体管202的部分，以防止偏压晶体管202被驱动至饱和状态。因此，射频功率放大器的线性度获得改善。
虽然电感304可有效地降低射频输入信号中的耦合至偏压晶体管202的部分，但仍无法将其完全隔绝。因此，依据本发明的用于射频功率放大器的偏压电路更包含一个电容305，连接于偏压晶体管202的射极与地面间。由于对于射频输入信号而言，电容305如同电路的短路，因此射频输入信号中的耦合至偏压晶体管202的部分可被直接导入地面。用这种方式，防止偏压晶体管202被射频输入信号驱动至饱和状态，因而射频功率放大器的线性度获得改善。
图3B是显示依据本发明的用于射频功率放大器的偏压电路的另一实施例的示意图。参照图3B，一个电容306连接于偏压晶体管202的基极与地面间。由于对于射频输入信号而言，电容306如同电路的短路，因此射频输入信号中的耦合至偏压晶体管202的部分可被直接导入地面。以这种方式，防止偏压晶体管202被射频输入信号驱动至饱和状态，因而射频功率放大器的线性度获得改善。
以上所述只是本发明的用于射频功率放大器的偏压电路的较佳实施例，并不构成对本发明的实质技术内容的范围的限制。本发明的用于射频功率放大器的偏压电路其实质技术内容广义地定义于本发明的权利要求书中，任何他人完成的技术实体或方法，如果与本发明的权利要求书中所定义的完全相同，或者是其等效变更，都被视为涵盖于此专利范围中。
Claims (9)
1.一种用于射频功率放大器的偏压电路，该射频功率放大器包括一个射频晶体管与一个第一电容，其特征在于，该射频晶体管具有一个集极、一个射极与一个基极，而该第一电容的一端连接于该射频晶体管的该集极且另一端用以接收一个射频输入信号，该偏压电路包含：
一个偏压晶体管，具有一个集极、一个射极与一个基极，其中该集极连接至一个直流电压源且该基极连接至一个偏压电压源；以及
一个第二电容，连接于该偏压晶体管的该射极与地面间，用以使该射频输入信号中的耦合至该偏压晶体管的部分被直接导入地面，从而防止该偏压晶体管被驱动至饱和状态。
2.如权利要求1所述的用于射频功率放大器的偏压电路，其特征在于，更包含一个第三电容，连接于该偏压晶体管的该基极与地面间，用以使该射频输入信号中的耦合至该偏压晶体管的部分被直接导入地面，从而防止该偏压晶体管被驱动至饱和状态。
3.如权利要求1所述的用于射频功率放大器的偏压电路，其特征在于，更包含一个电感，连接于该射频晶体管的该基极与该偏压晶体管的该射极间，用以隔绝该射频输入信号中的耦合至该偏压晶体管的部分。
4.如权利要求1所述的用于射频功率放大器的偏压电路，其特征在于，该偏压电压源包含：
一个电阻，连接于一个供应电压与该偏压晶体管的该基极间；
多个二极管，串联于该偏压晶体管的该基极与地面间，用以提供预定的电压给该偏压晶体管的该基极。
5.如权利要求4所述的用于射频功率放大器的偏压电路，其特征在于，该多个二极管中的每一个由一个晶体管以其基极连接于其集极的方式所形成。
6.一种用于射频功率放大器的偏压电路，该射频功率放大器包括一个射频晶体管与一个第一电容，其特征在于，该射频晶体管具有一个集极、一个射极与一个基极，而该第一电容的一端连接于该射频晶体管的该集极且另一端用以接收一个射频输入信号，该偏压电路包含：
一个偏压晶体管，具有一个集极、一个射极与一个基极，其中该集极连接至一个直流电压源且该基极连接至一个偏压电压源；以及
一个第二电容，连接于该偏压晶体管的该基极与地面间，用以使该射频输入信号中的耦合至该偏压晶体管的部分被直接导入地面，从而防止该偏压晶体管被驱动至饱和状态。
7.如权利要求6所述的用于射频功率放大器的偏压电路，其特征在于，更包含一个电感，连接于该射频晶体管的该基极与该偏压晶体管的该射极间，用以隔绝该射频输入信号中的耦合至该偏压晶体管的部分。
8.如权利要求6所述的用于射频功率放大器的偏压电路，其特征在于，该偏压电压源包含：
一个电阻，连接于供应电压与该偏压晶体管的该基极间；
多个二极管，串联于该偏压晶体管的该基极与地面间，用以提供预定的电压给该偏压晶体管的该基极。
9.如权利要求8所述的用于射频功率放大器的偏压电路，其特征在于，该多个二极管中的每一个由一个晶体管以其基极连接于其集极的方式所形成。
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2002
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