CN111224630A - 射频放大器的偏置电路 - Google Patents

射频放大器的偏置电路 Download PDF

Info

Publication number
CN111224630A
CN111224630A CN202010183410.XA CN202010183410A CN111224630A CN 111224630 A CN111224630 A CN 111224630A CN 202010183410 A CN202010183410 A CN 202010183410A CN 111224630 A CN111224630 A CN 111224630A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistor
triode
voltage
bias circuit
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010183410.XA
Other languages
English (en)
Inventor
刘元鑫
张宗楠
吴杰
刘辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IPGoal Microelectronics Sichuan Co Ltd
Original Assignee
IPGoal Microelectronics Sichuan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IPGoal Microelectronics Sichuan Co Ltd filed Critical IPGoal Microelectronics Sichuan Co Ltd
Priority to CN202010183410.XA priority Critical patent/CN111224630A/zh
Publication of CN111224630A publication Critical patent/CN111224630A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H03F3/245—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/52—Circuit arrangements for protecting such amplifiers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种射频放大器的偏置电路，包括第一稳压电路，第一稳压电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、电容及电感；其中，还包括第二稳压电路，第二稳压电路包括第六电阻、第四三极管及第五三极管，外部另一电压输入第六电阻的一端，第六电阻的另一端分别与第一电阻的另一端、第四三极管的集电极、第四三极管的基极连接；第四三极管的发射极分别与第五三极管的集电极、第五三极管的基极连接，第五三极管的发射极接地。本发明的射频放大器的偏置电路增强了在外部输入电压变化的条件下稳定偏置电路输出电压以及射频放大器静态电流的能力，提高偏置电路对外部输入电压公差的兼容性。

Description

射频放大器的偏置电路
技术领域
本发明涉及射频微波领域，更具体地涉及一种射频放大器的偏置电路。
背景技术
通常射频放大器电路包括输入匹配电路IMN，偏置电路BIAS，射频功率放大器PA及输出匹配电路OMN，如图1所示，输入匹配电路IMN，射频功率放大器PA及输出匹配电路OMN依次顺序连接，偏置电路BIAS同时与匹配电路IMN、射频功率放大器PA连接，且射频信号输入端口IN与输入匹配电路IMN连接，射频信号输出端口OUT与输出匹配电路IMN连接。其中所述偏置电路BIAS为射频功率放大器PA提供偏置电压。传统常用的偏置电路BIAS结构如图2所示，该偏置电路BIAS由三极管Q1、Q2、Q3，电阻R1、R2、R3、R4、R5，电感L1,电容C1构成。其中对减小外部输入电压VCC1的波动引起的偏置点变化起主要作用的电路部分由三极管Q1、Q2、Q3，电阻R1、R2、R3、R4组成。该部分电路的工作原理为：当电压VCC1升高时，三极管Q2基极电压升高，三极管Q1发射极电压升高，最终导致射频功率放大器PA的偏置电压升高。但是由于三极管Q1基极电压升高，会造成三极管Q3基极电压升高，从而减小三极管Q2基极电压的增量，进而减小射频功率放大器PA的偏置电压的变化量。反之亦然，因此该部分电路在VCC1变化时，能够稳定偏置电路的输出电压以及PA的静态电流。
在上述射频放大器电路中，由于稳定偏置电路的输出电压和PA的静态电流的能力不足，在电压VCC1变化较大的情况下，偏置电路BISA输出电压的变化较大或射频功率放大器PA的静态电流变化较大。因此电压VCC1公差较大的情况下，难以将射频功率放大器PA的静态电流稳定在可接受的范围以内，这就导致PA的各项性能指标(P1dB、效率、线性度等)很难落在预先设定的范围以内。
因此，有必要提供一种改进的射频放大器的偏置电路，以增强在外部输入电压变化的条件下稳定偏置电路输出电压以及射频功率放大器的静态电流的能力，提高偏置电路对外部输入电压公差的兼容性。
发明内容
本发明的目的是提供一种射频放大器的偏置电路，本发明的射频放大器的偏置电路增强了在外部输入电压变化的条件下稳定偏置电路输出电压以及射频放大器静态电流的能力，提高偏置电路对外部输入电压公差的兼容性。
为实现上述目的，本发明提供一种射频放大器的偏置电路，包括第一稳压电路，所述第一稳压电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、电容及电感，所述第一三极管的发射极通过第五电阻与电感连接，且所述电感输出偏置电压至所述射频放大器；所述第二三极管的发射极通过第四电阻与所述第三电阻连接；所述第三三极管的发射极与第二电阻连接，其集电极与第一电阻的一端连接；外部一电压输入所述第二三极管及第三三极管的集电极；所述电容与所述第一三极管的基极连接器；其中，还包括第二稳压电路，所述第二稳压电路包括第六电阻、第四三极管及第五三极管，外部另一电压输入所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端分别与第一电阻的另一端、第四三极管的集电极、第四三极管的基极连接；第四三极管的发射极分别与第五三极管的集电极、第五三极管的基极连接，所述第五三极管的发射极接地。
较佳地，所述射频放大器的偏置电路还包括第七电阻，所述第七电阻一端与所述第六电阻的另一端连接，其另一端与所述第四三极管的基极连接。
较佳地，所述射频放大器的偏置电路还包括第八电阻，所述第八电阻一端与所述第四三极管的发射极连接，其另一端与所述第五三极管的基极连接。
较佳地，所述第四三极管与第五三极管均为NPN型三极管。
与现有技术相比，本发明的射频放大器的偏置电路由于还包括第二稳压电路，使得当外部输入电压VCC1电压升高时，流经第四三极管的电流迅速升高，第六电阻两端的压降升高，减小了第四三极管集电极电压随外部电压VCC1升高的增量；反之，当外部电压VCC1电压降低时，流经第四三极管的电流迅速减小，第六电阻两端的压降降低，降低了第四三极管集电极电压随外部电压VCC1降低的下降量。因此，所述第二稳压电路对于外部电压VCC1的变化有直接的稳压功能，稳定了整个偏置电路的输出电压，提高偏置电路对外部输入电压公差的兼容性。
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。
附图说明
图1为现有技术射频放大器的结构框图。
图2为现有技术射频放大器的偏置电路的结构图。
图3为本发明射频放大器的偏置电路的结构图。
图4为现有技术与本发明的偏置电路输出电流的对比图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种射频放大器的偏置电路，本发明的射频放大器的偏置电路增强了在外部输入电压变化的条件下稳定偏置电路输出电压以及射频放大器静态电流的能力，提高偏置电路对外部输入电压公差的兼容性。
请参考图3，图3为本发明术射频放大器的偏置电路的结构图。如图所示，本发明的射频放大器的偏置电路，包括第一稳压电路与第二稳压电路。所述第一稳压电路包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、电容C1及电感L1；所述第一三极管Q1的发射极通过第五电阻R5与电感L1连接，且所述电感L1通过输出结点B1输出偏置电压至所述射频放大器PA(如图1所示)；所述第二三极管Q2的发射极通过第四电阻R4与所述第三电阻R3连接；所述第三三极管Q3的发射极与第二电阻R2连接，其集电极与第一电阻R1的一端连接；外部一电压VCC2输入所述第二三极管Q2及第三三极管Q3的集电极；所述电容C1与所述第一三极管Q1的基极连接；所述第一稳压电路结构及功能特征与现有技术的偏置电路(如图2所示)完全相同，在此不再细述，具体请参考图2与图3。所述第二稳压电路包括第六电阻R6、第四三极管Q4及第五三极管Q5；外部另一电压VCC1输入所述第六电阻R6的一端，所述第六电阻R6的另一端分别与第一电阻R1的另一端、第四三极管Q4的集电极、第四三极管Q4的基极连接；第四三极管Q4的发射极分别与第五三极管Q5的集电极、第五三极管Q5的基极连接，所述第五三极管Q5的发射极接地。通过上述第二稳压电路，当外部输入电压VCC1电压升高时，流经第四三极管Q4的电流迅速升高，第六电阻R6两端的压降升高，最终减小了第四三极管Q4集电极电压随外部电压VCC1升高的增量；反之，当外部电压VCC1电压降低时，流经第四三极管Q4的电流迅速减小，第六电阻R止两端的压降降低，最终降低了第四三极管Q4集电极电压随外部电压VCC1降低的下降量。因此，所述第二稳压电路对于外部电压VCC1的变化有直接的稳压功能，稳定了整个偏置电路的输出电压。
请再结合参考图3，作为本发明的优选实施方式，所述偏置电路还包括第七电阻R7与第八电阻R8；所述第七电阻R7一端与所述第六电阻R6的另一端连接，其另一端与所述第四三极管Q4的基极连接；所述第八电阻R8一端与所述第四三极管Q4的发射极连接，其另一端与所述第五三极管Q5的基极连接。由上述可知，所述第四三极管Q4的集电极和基极通过第七电阻R7连接，第五三极管Q5的集电极和基极通过第八电阻R8连接，使得所述第二稳压电路可等效为一个二极管。
作为本发明的再一优选实施方式，所述第四三极管Q4与第五三极管Q5均为相同类型的三极管，均为NPN型三极管；从而使得本发明更易于实现。
下面结合图3描述本发明射频放大器的偏置电路的第二稳压电路的工作原理：如上述可知，所述第二稳压电路可等效于一二极管，当让该等效二极管(第二稳压电路)处于导通情况下，则该等效二极管(第二稳压电路)的动态电阻Rt为：
Rt≈1/gm4+1/gm5；
其中，gm4为第四三极管Q4的跨导，gm5为第五三极管Q5的跨导。
当外部电压VCC1发生变化时(将外部电压VCC1的变化量记为VE)，则第二稳压电路输出电压的变化量VF约为：
VF≈VE*(1/gm4+1/gm5)/(R6+1/gm4+1/gm5)；
由于第六电阻R6的电阻值远大于Rt(≈1/gm4+1/gm5),使得第二稳压电路输出电压的变化量VF远小于外部电压VCC1的变化量VE；因此即使在外部电压VCC1公差较大的情况下，本发明的所述偏置电路也可以将其输出电压及射频放大器PA的静态电流稳定在可接受的范围以内，进而达到稳压的目的。
进一步地，请再结合参考图4，图4为现有技术与本发明的偏置电路输出电流的对比图。如图所示，当外部电压VCC1从2.96V升高到3.63V时，传统方案中射频放大器PA的静态电流从46mA变化至65mA，变化量为19mA；而在相同条件下，本发明方案中射频计算器PA的静态电流从52mA变化至62mA，变化量为10mA。由此可知，在相同外部电压VCC1电压变化量的情况下，本发明方案中PA的静态电流变化量接近为传统方案的一半，稳压效果明显好得多。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (4)

1.一种射频放大器的偏置电路，包括第一稳压电路，所述第一稳压电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、电容及电感，所述第一三极管的发射极通过第五电阻与电感连接，且所述电感输出偏置电压至所述射频放大器；所述第二三极管的发射极通过第四电阻与所述第三电阻连接；所述第三三极管的发射极与第二电阻连接，其集电极与第一电阻的一端连接；外部一电压输入所述第二三极管及第三三极管的集电极；所述电容与所述第一三极管的基极连接器；其特征在于，还包括第二稳压电路，所述第二稳压电路包括第六电阻、第四三极管及第五三极管，外部另一电压输入所述第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端分别与第一电阻的另一端、第四三极管的集电极、第四三极管的基极连接；第四三极管的发射极分别与第五三极管的集电极、第五三极管的基极连接，所述第五三极管的发射极接地。
2.如权利要求1所述的射频放大器的偏置电路，其特征在于，还包括第七电阻，所述第七电阻一端与所述第六电阻的另一端连接，其另一端与所述第四三极管的基极连接。
3.如权利要求2所述的射频放大器的偏置电路，其特征在于，还包括第八电阻，所述第八电阻一端与所述第四三极管的发射极连接，其另一端与所述第五三极管的基极连接。
4.如权利要求3所述的射频放大器的偏置电路，其特征在于，所述第四三极管与第五三极管均为NPN型三极管。
CN202010183410.XA 2020-03-16 2020-03-16 射频放大器的偏置电路 Pending CN111224630A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010183410.XA CN111224630A (zh) 2020-03-16 2020-03-16 射频放大器的偏置电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010183410.XA CN111224630A (zh) 2020-03-16 2020-03-16 射频放大器的偏置电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111224630A true CN111224630A (zh) 2020-06-02

Family

ID=70832633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010183410.XA Pending CN111224630A (zh) 2020-03-16 2020-03-16 射频放大器的偏置电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111224630A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111537770A (zh) * 2019-12-31 2020-08-14 天津中兴智联科技有限公司 一种替代信号源设备用于产品校准电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111537770A (zh) * 2019-12-31 2020-08-14 天津中兴智联科技有限公司 一种替代信号源设备用于产品校准电路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7365604B2 (en) RF amplifier with a bias boosting scheme
CN107171647B (zh) 具有低损耗和温度补偿的自适应偏置电路及无线发射系统
WO2003019771A1 (en) Power amplifier having a cascode current-mirror self-bias boosting circuit
CN111200408A (zh) 线性补偿功率放大器
KR0148324B1 (ko) 가변 이득 증폭 회로
CN114679140B (zh) 高线性度射频功率放大器
CN112653402A (zh) 一种基于硅基bjt工艺的低压中功率射频放大器
CN111224630A (zh) 射频放大器的偏置电路
CN104348431B (zh) 共模反馈的差分放大电路及方法、集成电路
CN114024510A (zh) 一种基于GaAs HBT工艺的功率放大器偏置电路
CN107222174B (zh) 一种低损耗自适应偏置电路及无线发射系统
KR900005552B1 (ko) 전류미러회로
CN211239803U (zh) 射频放大器的偏置电路
US5382919A (en) Wideband constant impedance amplifiers
JPH07235868A (ja) 電流バッファ回路
CN212163281U (zh) 适用于射频放大器的偏置电路
CN115276207A (zh) 宽范围高适应性电源转换电路
CN114268281A (zh) 一种功率放大电路与射频前端模组
CN111181510A (zh) 适用于射频放大器的偏置电路
US20050140439A1 (en) Predistortion linearizer for power amplifier
CN211603983U (zh) 偏置电路
US6958650B1 (en) Push-pull buffer/amplifier
CN111352460A (zh) 偏置电路
JP5001822B2 (ja) バイアス回路、差動増幅器
JP2734426B2 (ja) レベル変換回路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination