CN109672414A - 一种带有温度补偿的偏置电路结构 - Google Patents

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Abstract

一种带有温度补偿的偏置电路结构。在说明书附图2中，提出一种结构简单，小型化，带有温度补偿的偏置电路结构。该结构为功率管的基极提供偏置电压，并能补偿温度变化引起的性能偏差。该偏置电路由射级跟随器类型的偏置电路和附加的温度补偿电路组成，当功率管的功率过大时，会导致周围温度升高，进而使得晶体管的基极‑发射级电压随温度的改变发生变化，所述的温度补偿电路能补偿温度变化导致的电压变化，使电压处于趋于稳定的状态，从而达到补偿温度变化带来的性能偏差，提高电路的温度稳定性。

Description

一种带有温度补偿的偏置电路结构
技术领域
本发明涉及射频功率放大器领域，尤其是一种带有温度补偿的偏置电路结构。
背景技术
功率放大器在无线通信系统中扮演着重要的角色，无线通信系统的飞速发展，对功率放大器的性能要求也不断提高，一方面是因为功率放大器决定的无线通行系统发射机的性能，另一方面，功率放大器是无线通信系统中最主要的耗能元件，它产生大量的热量和噪声，在目前阶段，无线设备向着小型化，集成化的方向发展，产生的热量会比较集中，造成芯片过热，使得电路在不同的温度下输出功率产生变化，对电路的性能产生影响。
功率放大器的偏置电路是为晶体管提供合适的偏置电压，一种现有的偏置电路的结构如图1所示，这种结构主要由一个晶体管，两个二极管和一个偏置电容构成，电阻和两个二极管串联，起到温度补偿的作用，晶体管的发射级为功率管的基极提供偏置电压，但这种电路起到的补偿效果有限，而且在一定程度上限制了功率放大器的线性度。
发明内容
本发明提出一种带有温度补偿的偏置电路结构，该结构为功率管的基极提供偏置电压，并能补偿温度变化引起的性能偏差。该偏置电路由射级跟随器类型的偏置电路和附加的温度补偿电路组成，主要体现在，当功率管的功率过大时，会导致周围温度升高，进而使得管子的基极-发射级电压随温度的改变发生变化，所述的温度补偿电路能补偿温度变化导致的电压变化，使电压处于趋于稳定的状态，从而达到补偿温度变化带来的性能偏差，提高电路的温度稳定性。
所述的带有温度补偿的偏置电路结构包括射级跟随器类型的偏置电路和温度补偿电路，所述的射级跟随器类型的偏置电路包括第一晶体管，第二晶体管，第三晶体管，第一电容，第一电阻和第二电阻，所述温度补偿电路包括第四晶体管，第三电阻，第四电阻，第五电阻，第六电阻和第一电感；
所述的第一晶体管的集电极接供电电源，发射级和第一电阻的第一端相连，所述第一电阻的另一端和功率放大器的功率管相连；
所述的第二晶体管的集电极和基极相连，发射级和第三晶体管的集电极相连，所述第三晶体管的集电极和基极相连，发射级接地；
所述的第一电容的第一端和第一晶体管的基极以及所述第二晶体管的集电极相连，第二端接地；
所述的第二电阻的第一端和供电电源相连，第二端和所述第二晶体管的集电极以及第一电容的第一端相连；
所述的第四晶体管的集电极和第四电阻以及第三电阻的第一端相连，所述的第四电阻的第二端和供电电源相连，所述的第三电阻的第二段和第二晶体管的发射级以及第三晶体管的集电极相连；
所述第四晶体管的发射级和第一电感的第一端相连，所述第一电感的第二端接地；
所述的第四晶体管的基极和第五电阻以及第六电阻的第一端相连，所述第五电阻的第二端接供电电源，所述第六电阻的第二端接地；
优选的，所述晶体管均为异质结双极型晶体管且为NPN型三极管；
优选的，所述供电电源均采用电压源；
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是一种现有的偏置电路的示意图。
图2为本发明的实施电路图。
具体实施例
下面结合实施电路图进行详细说明，显然，所描述的实例仅仅是本发明的一部分实例，而不是全部实例。
如图2所示，本发明提出的一种带有温度补偿的偏置电路结构，主要由偏置电路由射级跟随器类型的偏置电路和附加的温度补偿电路组成，主要包含如下器件晶体管Q1，Q2，Q3，Q4,Q5,电阻R1，R2，R3，R4，R5，R6，电容C1，电感L1；
晶体管Q1集电极接供电电源，发射级和电阻R1的第一端相连，电阻R1的另一端和功率放大器的功率管Q5相连；
晶体管Q2的集电极和基极相连，发射级和晶体管Q3的集电极相连，晶体管Q3的集电极和基极相连，发射级接地；
电容C1的第一端和晶体管Q1的基极以及所述晶体管Q2的集电极相连，第二端接地；
电阻R2的第一端和供电电源相连，第二端和晶体管Q2的集电极以及电容C1的第一端相连；
晶体管Q4的集电极和电阻R4以及电阻R3的第一端相连，电阻R4的第二端和供电电源相连，电阻R3的第二段和晶体管Q2的发射级以及晶体管Q3的集电极相连；
晶体管Q4的发射级和电感L1的第一端相连，电感L1的第二端接地；
晶体管Q4的基极和电阻R5以及电阻R6的第一端相连，电阻R5的第二端接供电电源，所述电阻R6的第二端接地。
功率放大器是主要的发热器件，当功率较大时，功率管的温度会随之升高，从而引起晶体管周围温度的升高，由于晶体管的基极和发射级的电压值的负温度特性，这就导致温度越高使得基极-发射级的电压降低；电阻R1位于功率管的直流通路上，功率管基极电位的降低使得流过电阻R1的电流增加，增加的电流会补偿基极-发射级电压随温度升高而引起的电压损失，同时，由于电流较小，电阻R1不会产生大量的功耗，这在一方面提高了功率管的热温度性。另外，功率管发热带来的周围环境温度的上升，对晶体管Q1也会产生一些影响。如图中所示，假设在常温状态下x点的电压和y点的电压相同，即Vx=Vy,随着温度的升高，会导致y点的电压小于x点的电压，因此由于电压差，会产生有x点流向y点的电流，电流导致x点的电压降低，进而使得晶体管Q1的基极电压减小，达到了补偿的效果。由此可见，本发明提供的一种带温度补偿的偏置电路可以减小温度上升带来的基极-集电极电压的下降趋势，补偿温度变化对电路性能带来的影响。

Claims (5)

1.一种带有温度补偿的偏置电路结构，所述电路包括射级跟随器类型的偏置电路和温度补偿电路，所述的射级跟随器类型的偏置电路包括第一晶体管，第二晶体管，第三晶体管，第一电容，第一电阻和第二电阻，所述温度补偿电路包括第四晶体管，第三电阻，第四电阻，第五电阻，第六电阻和第一电感。
2.根据权利要求1所述的一种带有温度补偿的偏置电路结构，其特征是：射级跟随器类型的偏置电路，第一电阻的一端与第一晶体管的发射级相连，另一端与功率放大器的功率管相连；第一电容的一端和第一晶体管的基极以及第二晶体管的集电极相连，另一端接地；第一晶体管的集电极和供电电源相连；第二电阻的一端接供电电源，另一端接第二晶体管的基极，同时与第一电容的第一端和第三晶体管的集电极相连；所述第三晶体管的基极与集电极相连，发射级与第四晶体管的集电极相连，所述第四晶体管的基极和集电极相连，发射级连接到地。
3.根据权利要求1所述的一种带有温度补偿的偏置电路结构，其特征是：所述的温度补偿电路，第四晶体管的集电极与第三电阻的第一端相连，同时与第四电阻的第一端相连，基极与第五电阻和第六电阻的第一端相连，发射级和第一电感的第一端相连；所述第三电阻的另一端与第三晶体管的发射级相连；第四电阻和第五电阻的另一端和供电电源相连，第六电阻和第一电感的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的一种带有温度补偿的偏置电路结构，其特征是：所述的晶体管均为异质结双极型晶体管并且为NPN型。
5.根据权利要求1所述的一种带有温度补偿的偏置电路结构，其特征是：所述的供电电源均为电压源。
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